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Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biegsamen Polyurethanschaumstoffen, insbesondere
von Polyätherurethanschaumstoffen.
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Es wurde beobachtet, daß bei der Herstellung von Polyätherurethanen
in großen Mengen die Zentren der Stoffe während des Härtens und nach der Wärmealterung
krümelig (leicht gebrochen in kleine zerreibbare Stücke) und verfärbt werden. Dieser
Nachteil zeigt sich besonders deutlich bei der Herstellung von biegsamen PolyätherurethanschaumstoHen
nach dem Einstufenverfahren, wobei sämtliche Stoße gleichzeitg zusammengemischt
und verschäumt werden, insbesondere, falls bestimmte Katalysatoren verwendet werden.
Es ist nicht genau bekannt, was den Abbau dieser Schaumstoffe verursacht, obwohl
es auf die Tatsache zurückgeführt werden kann, daß die erforderliche Wärme für die
Hervorbringung der Reaktion einschließlich der exothermen Reaktionswärme, möglicherweise
auf Grund der Art des Katalysators, dessen Zersetzungsprodukte und/oder des auftretenden
Sauerstoffs, eine Umkehrung der Reaktion bewirkt. Da die zelligen Massen selbst
als Isolatoren wirken, bleibt ein Großteil der Wärme längere Zeit eingeschlossen,
was diesen Abbau oder die Umkehrung der Reaktion zu erleichtern scheint. Selbst
wenn die hergestellten Schaumstoffe zunächst zufriedenstellende Eigenschaften besitzen,
tritt eine sehr starke Schädigung ein, wenn sie längere Zeit erhitzt werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen,
insbesondere von Polyätherurethanschaumstoffen. die eine erhöhte Widerstandsfähigkeit
gegenüber einem Abbau durch Wärme aufweisen, sehr biegsam sind und keine Verfärbung
aufweisen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit gegebenenfalls verzweigten Polyhydroxyverbindungen
mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 600 bis 6000 und Wasser, sowie
Silikonen in Gegenwart von Katalysatorgemischen aus tertiären Aminen und Verbindungen
der Metalle der Gruppe IVb des Periodensystems, einstufig oder über Vorpolymere,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Katalysatorgemische tertiäre Amine und zweiwertige
Metallverbindungen der Gruppe IVb des Periodensystems mit ein-oder zweibasischen
organischen Säuren, mit Derivaten von -Diketonen, mit Alkylacetylessigsäuren, mit
2 Molekülen Phenol oder mit Naphthensäuren verwendet werden. Die erfindungsgemäß
hergestellten Polyurethanschaumstoffe sind im Inneren nicht krümelig und zeigen
praktisch keine Verfärbung nach der Härtung.
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Um die Zersetzung von Polyesterurethanschaumstoffen, insbesondere
durch Licht und Feuchtigkeit, zu verhindern, ist es auch bekannt, den AusgangsstoHen
eine variierende, jedoch relativ geringe Menge eines Alkali-oder Erdalkalicyanamids
zuzugeben, nachdem zahlreiche Versuche mit Magnesium-, Eisen-oder Zinkoxyd, Barium-oder
Bleistearat, Calcium-oder Bleicarbonat, zweibasischem Bleistearat oder Barium-Cadmiumstearat
oder Glimmer, die der Polyesterurethanmischung zugegeben worden sind erfolglos waren.
Die Blei-, Zink-, Magnesium-und Cad. miumverbindungen erwiesen sich sogar als schlich,
d. h., sie förderten die Zersetzung.
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Die zur Herstellung von Polyurethanen aus vorerhitzten Polyhydroxylverbindungen
und Polyisocyanat schon verwendeten Acetylacetonate des Eisens, Molybdäns oder Kupfers
sowie das Molybdänglykolat sind zwar auch geeignete Polymerisationskatalysatoren,
jedoch zeigen sie keine Wirkung gegen die Alterung der damit hergestellten Polymerisate.
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Demgegenüber sind die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen der
zweiwertigen Metalle der Gruppe IVb des Periodensystems, nämlich des Germaniums,
Zinns und Bleis, mit ein-oder zweibasischen organischen Säuren, mit Derivaten von
-Diketosn mit Alkylacetylessigsäuren, mit 2 Molekülen Phenol oder mit Naphthensäuren
in Verbindung mit Wasser
als Treibmittel sowohl Polymerisations-und
Schaumbildungskatalysatoren als auch Schaumstabilisatoren.
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Auf Grund des Standes der Technik war diese vorteilhafte Wirkung nicht
vorherzusehen, da zahlreiche andere organische Verbindungen zweiwertiger Metalle,
aber auch des Bleis, sowie des vierwertigen Zinns diese Doppelwirkung in Verbindung
mit Wasser nicht zeigen.
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Diese vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten organischen
Metallverbindungen ist besonders ausgeprägt bei dem einstufigen Verfahren, da aus
Vorpolymerisaten hergestellte Polyurethanschaumstoffe an sich stabiler sind.
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Ein relativ hochmolekulares Vorpolymerisat wird üblicherweise aus
eine Polyhydroxylverbindung und einem Polyisocyanat, gegebenenfalls unter Zusatz
eines Triols, hergestellt. Dieses relativ stabile Vorpolymerisat kann vom Ort der
Herstellung zu dem Ort der Verarbeitung transportiert werden, an dem dann die Umwandlung
in den Schaumstoff durch Zugabe der erfindungsgemäß verwendeten Verbindung bzw.
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Verbindungen zweiwertiger Metalle der Gruppe IV b mit den genannten
Säuren unter Zusatz von Wasser als Treibmittel, sowie von tertiären Aminen und gegebenenfalls
von polyhydroxylhaltigen Vernetzern, um die Vernetzung zu steigern, erfolgt. Diese
Masse geht spontan in Schaum über, der zu einem Schaumstoff härtet, während biegsame
bzw. elastische Schaumstoffe vorteilhafter nach dem einstufigen Verfahren erhalten
werden.
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Die bekannten Schaumstoffe, die unter Verwendung von Katalysatoren
aus tertiären Aminen und Organometallverbindungen vierwertiger Metalle der Gruppe
IVb des Periodensystems hergestellt worden sind, unterliegen ganz allgemein einer
Schädigung bzw. einem Abbau, insbesondere im Inneren der Schaumstoffe, wo die exotherme
Wärmeentwicklung während der Schaumbildung oder durch die nachfolgende Behandlung
bei erhöhten Temperaturen am größten ist.
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Diese Schädigung oder dieser Abbau zeigt sich in übermäßiger Verfärbung
und Sprödigkeit und in krümeligen Bezirken. Ein solcher Schaumstoff ist als Polstermaterial
nicht verwendbar, da die spröden oder krümeligen Stellen die Elastizität des Schaumstoffes
beeinflussen und gegebenenfalls zum Einsinken oder sogar zum Zusammenbrechen des
Polsters führen.
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Die nach der Erfindung hergestellten Schaumstoffe sind demgegenüber
beständig gegen Temperaturen von 110 bis 140°C und dauber.
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Obwohl Polsterungsprodukte im allgemeinen nicht bei diesen Temperaturen
verwendet werden, dient dieser Test dazu, die Stabilität des Produktes über lange
Zeiten schnell zu ermitteln.
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Nach dem Verfahren der Erfindung werden steife und halbsteife Polyurethanschaumstoffe
hergestellt werden, in denen gegebenenfalls infolge Verwendung einer größeren Menge
eines Polyäthers und einer kleineren Menge eines Polyesters noch eine größere Anzahl
Ätherbindungen im Vergleich zu den Esterbindungen enthalten sind.
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Die nach dem Verfahren der Erfindung verwendeten Organometallverbindungen
sind Salze bzw. salzähnliche Verbindungen oder auch Komplexsalze, nämlich die entsprechenden
Salze der zweiwertigen Metalle der Gruppe IVb, nämlich Germanium, Zinn oder Blei,
mit Carbonsäuren, wie Essigsäuren, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäule, Capronsäure,
Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Undecylsäure, Laurinsäure,
Myristinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, Ölsäure. Erucasäure, Linolsäure, Linolensäure,
Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberonsäure,
Azelainsäure, Sebacinsäure. Apfelsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Weinsäure, Citronensäure,
Benzoesäure, substituierte Benzoesäure oder Phthalsäure.
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Die Carbonsäuren können aber auch substituierte Säuren oder Säurengemische
sein, soweit sie als Säuren wirken und fähig sind, mit den genannten Metallen der
Gruppe IVb Salze oder salzähnliche Verbindungen zu bilden.
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Die Monocarbonsäuren mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt.
Von substituierten Benzoesäuren werden die durch Hydroxylgruppen substituierten
Benzoesäuren, z. B. Salicylsäure, bevorzugt verwendet.
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Als Salz der Naphthensäure wird beispielsweise Bleinaphthenat verwendet.
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In -Diketonen in der Enolform ist ein Wasserstoffatom der Hydroxylgruppe
durch das zweiwertige Metall der Gruppe IV b ersetzt. Es entsteht ein komplexes
Salz, in dem das Metall koordinativ gebunden ist. Beispiele für geeignete -Diketone
sind Acetylaceton oder Acetessigester. Deren Herstellung ist in uInorganic Synthesis
«, Bd. II (1946). von W. C. F e rn e I i u s beschrieben.
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Weitere geeignete komplexsalzähnliche Katalysatoren sind die Verbindungen
aus Metallderivaten der Gruppe IVb mit Alkylacetylacetaten, die z. B. durch Umsetzung
des Acetessigesters mit dem entsprechenden Metallcarbid hergestellt worden sein
können OOrganic-Chemistry «, Frank W h i t m o r e, 2nd Edition, Van Nostrand Press,
1951).
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Die erfindungsgemäß gleichfalls verwendbaren Phenolate zweiwertiger
Metalle der Gruppe fVb besitzen die Formel R M O R worin M ein zweiwertiges Metall
der Gruppe IVb und R einen Alkylsubstituenten oder ein Wasserstoffatom bedeutet,
wobei R gleiche oder verschiedene Gruppen darstellen kann.
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Die organische Verbindung des zweiwertigen Metalls der Gruppe IVb
wird in einer kleineren Gewichtsmenge im Vergleich zu der Polyhydroxylverbindung
und in einer Menge angewandt, die notwendig ist, um die Umsetzung zwischen dem Polyisocyanat
und dem oder den Polyhydroxylverbindungen zu katalysieren und den Abbau durch trockene
Wärme zu verhüten.
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Obwohl die Mengen über ziemlich weite Bereiche, je nach dem Molekulargewicht
des Katalysators und/ oder der Polyhydroxylverbindung variieren können, sind große
Mengen schädlich und können zu Änderungen der in dem erhaltenen Polyurethanen gewünschten
physikalischen Eigenschaften führen. Im allgemeinen werden etwa 0, 05 bis 3, 0 Gewichtsprozent
der organischen Verbindung des zweiwertigen Metalls der Gruppe IVb als Katalysator,
bezogen auf das Gewicht der vorhandenen Polyhydroxylverbindung, verwendet.
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Die Zugabe der Organometallverbindung nach der Erfindung kann entweder
zu dem Polyäther oder zu einem isocyanatmodifizierten Polyäther (einem Vorpolymerisat)
oder zu den anderen Bestandteilen vor der Polymerisations-und Schaumbildungsreaktion
oder auch zu dem Polyisocyanat erfolgen. Im letzteren Fall ist Voraussetzung, daß
keiner der anderen
Reaktionsteilnehmer vorhanden ist. Beim einstufigen
Verfahren kann sie auch sämtlichen Bestandteilen zugleich zugegeben werden, wobei
sämtliche polyurethanbildenden Stoffe gleichzeitig miteinander vermischt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird beim einstufigen Verfahren
ein tertiäres Amin und sowohl ein Naphthenat als auch ein anderes Salz eines zweiwertigen
Metalls der Gruppe IVb angewendet, um Schaumstoffe mit äußerst niedriger Dichte,
z. B. von etwa 0, 024 g/ccm und darunter, zu erzeugen.
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Das verwendete Naphthenat beschleunigt das Polymerenwachstum außerordentlich,
und zwar erheblich rascher als ein Katalysator vom Amintyp. Gleichzeitig katalysiert
er in Verbindung mit dem Aminkatalysator die Isocyanatreaktion (NCO-H20) unter Bildung
von CO2, das die Zellenbildung bewirkt. Es wurde gefunden, daß gerade das Naphthenat
eines Metalls der Gruppe IVb während des Polymerenwachstum eine Gelierung des Polymeren
zu dem günstigsten Zeitpunkt der Schaumbildung durch das CO2-Gas hervorruft. Diese
Gelierzeit ist äußerst kritisch und bei der Herstellung von Schaumstoffen mit niedriger
Dichte besonders wichtig. Wenn nämlich die Gelierung des Polymeren nicht zur rechten
Zeit im Verlauf der Schaumausdehnung erfolgt, kann der erhaltene Schaumstoff in
verschiedener Hinsicht mangelhaft sein. So wird, falls die Gelierung vorzeitig erfolgt,
der Schaumstoff dichter und neigt auch dazu, weniger elastisch zu sein. Der Schaumstoff
enthält dann auch einen größeren Anteil geschlossener Zellen, welche eine unerwünschte
Schrumpfung ergeben. Wenn die Gelierung zu spät erfolgt, neigt der Schaumstoff zum
Zusammenbrechen, aber selbst wenn er bestehenbleibt, ist er in seinen Eigenschaften
und in der Zellgröße ungleichmäßig. Um das Optimum an Schaumstoffeigenschaften zu
erzielen und eine sehr einfache Herstellung und Verarbeitung zu erreichen, wird
ein besonders vorteilhaftes Katalysatorensystem angewandt, das aus einem tertiären
Amin, Bleinaphthenat und Zinn- (II)-octoat besteht.
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Die für das Verfahren nach der Erfindung angewandten Polyätherpolyole
(Polyalkylenglykole) können von Alkylenoxyden, substituierten Oxäthanen, Glykolen,
heterocyclischen Äthern oder anderen geeigneten Stoffen durch Polymerisation, Mischpolymerisation
od. dgl. erhalten werden.
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Brauchbare Beispiele für Polyglykole sind Polypropylenglykol, Polyäthylenpropylenglykol,
Polytetramethylenglykol, Polypentamethylenglykol, Polyhexamethylenglykol oder Poly-1,
6-octamethylenglykol bzw. deren Gemische.
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Verzweigtkettige Polyätherpolyole können durch Umsetzung von Glykolen
oder Alkylenoxyden oder deren Gemischen mit Verbindungen, wie Saccharose, Sorbit,
Styrol-Vinylalkohol-Mischpolymeren, Hexantriol, Pentaerythrit, Glycerin, Phloroglucin,
Trimethylolphenol, Trimethylolbenzol, Trimethylolpropan od. ä., erhalten werden.
Zu Herstellung von steifen Schaumstoffen werden im allgemeinen Polyätherpolyole
mit niedrigem Molekulargewicht und verzweigter Kette bevorzugt, wohingegen zur Herstellung
von biegsamen Produkten verzweigtkettige Polyätherole von hohem Molekulargewicht
bevorzugt werden.
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Das Durchschnittsmolekulargewicht der Polyätherpolyole kann zwischen
etwa 175 bis 6500 oder darüber liegen. Bei der Herstellung von biegsamen Polyäther-
urethanschaumstoffen
werden verzweigtkettige Polyäther mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa
600 bis 6000 und mit mindestens drei reaktionsfähigen Hydroxylgruppen bevorzugt.
Es können aber auch Mischungen von Glykolen und Polyhydroxylverbindungen verwendet
werden.
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Bei der Herstellung einiger Polyurethanschaumstoffe braucht man keine
Vernetzer zu verwenden. Falls sie jedoch angewandt werden, können sie zwei bis acht
oder mehr reaktionsfähige Hydroxylgruppen enthalten.
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Ihr Molekulargewicht kann niedrig sein, oder es kann so hoch sein
wie das der bereits genannten hochverzweigten Polyäther, z. B. Reaktionsprodukte
aus Glycerin und Propylenoxyd oder Hexantriol und Propylenoxyd und den anderen bereits
erwähnten Polyätherpolyolen. Weitere Verbindungen, die als vernetzende Polyole verwendet
werden können, sind Pentaerythrit, Glykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Phenyltrimethylolmethan,
1, 2, 4-Butantriol, 1, 1, 1-Trimethylolhexan, Pentaerythritmonooleat, 1, 4-Butandiol,
1, 2, 6-Hexantriol, N, N, N', N'-Tetrakis- (2-hydroxypropyl)-äthylendiamin oder
das Reaktionsprodukt aus Saccharose mit 8 Äquivalenten Propylenoxyd, eine Verbindung
mit 36 Kohlenstoffatomen und 8 reaktionsfähigen Hydroxylgruppen. Auch Gemische dieser
Stoffe sind brauchbar.
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Die Polyäther sollen mindestens drei Kohlenstoffatome zwischen den
Ätherbindungen enthalten, um eine Wasserempfindlichkeit zu vermeiden. Jedoch können
Äthylenbindungen vorliegen, vorausgesetzt, daß eine wesentliche Menge der anderen
Bindungen drei oder mehr Kohlenstoffatome enthält. Obwohl ungesättigte Polyäther
und Polyhydroxylverbindungen angewandt werden können, ist es vorzuziehen, Stoffe
zu verwenden, die gesättigt oder praktisch gesättigt sind. Die Polyäther sollen
auch hauptsächlich oder nahezu vollständig endständige Hydroxylgruppen aufweisen,
um die Stabilität gegen Wärmeeinwirkung noch weiter zu verbessern.
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Wie bereits dargelegt, können mit den Polyäthern kleinere Mengen
Polyester oder Polyesterpolyole verwendet werden, solånge der erhaltene Polyurethanschaumstoff
oder die erhaltene vorpolymere Polyurethanmischung einen größeren oder überwiegenden
Anteil von Ätherbindungen im Vergleich zu Esterbindungen aufweist. Die Polyester
sollen im wesentlichen oder in der Hauptsache linear sein und endständige Hydroxylgruppen
aufweisen. Sie sollen ein Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 600 bis 3000 oder
darüber aufweisen und eine Säurezahl unterhalb 10, vorzugsweise unter 3, besitzen.
Der Polyester ist im allgemeinen hergestellt durch Veresterung mindestens einer
aliphatischen zweibasischen Säure oder eines Anhydrides davon mit mindestens einem
Glykol. Von dem Glykol soll mehr als 1 Mol im Verhältnis zur Säure verwendet werden,
um so Ketten zu erhalten, die ein Übergewicht an endständigen Hydroxylgruppen aufweisen.
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Zur Herstellung von verzweigtkettigen Polyestern werden trifunktionelle
Polyole, wie Glycerin, Hexantriol oder Pentaerythrit, mit Dicarbonsäuren oder anderen
Polycarbonsäuren umgesetzt.
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Die Polyester können auch mit kleineren Mengen von Diaminen oder
Aminoalkoholen hergestellt sein. um Polyester mit einer kleinen Anzahl Amidbindungen
und endständigen Aminogruppen zu erhalten. Jedoch sollen die Diamine oder Aminoalkohole
in einer Menge von 25 Molprozent oder weniger angewandt
worden sein,
so daß der Polyester ein Übergewicht an Esterbindungen und nur einen kleineren Anteil
an Amidbindungen enthält.
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Die Glyceride der Ricinolsäure, Rizinusöl, Alkydharze od. dgl. können
in kleineren Mengen mitverwendet werden.
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Die verwendeten Polyester sollen eine wesentliche Zahl von Kohlenstoffbindungen
mit mindestens drei gesättigten Kohlenstoffatomen zwischen den Esterbindungen und
endständige, primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen enthalten, wobei endständige
primäre Hydroxylgruppen bevorzugt werden. Auch Polyester und Polyäther oder Mischungen
von Dicarbonsäuren und Polyätherglykolen können miteinander umgesetzt worden sein,
zwecks Herstellung von zusammengesetzten Polyätherestern, die einen größeren oder
überwiegenden Anteil Äther im Vergleich zu den Esterbindungen, enthalten. Mischungen
verschiedener Polyhydroxylverbindungen, die hier aufgeführt sind, sind z. B. Polyäther,
Polyätherester, Polyäther-Polyester oder Polyolvernetzungsmittel.
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Falls die Polyäther, Polyester oder Polyole nicht rein sind oder
Katalysatorspuren od. dgl. enthalten, die eine unerwünscht schnelle Umsetzung mit
Polyisocyanaten hervorrufen könnten, werden diese vorher entweder gewaschen oder
auf andere Weise vorbehandelt, um diese Verunreinigungen zu beseitigen.
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Die Polyisocyanate können zu ihrer Reinigung umkristallisiert oder
destilliert werden.
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Das zur Durchführung der Erfindung verwendete Polyisocyanat kann
ein Polyisocyanat mit zwei, drei oder mehr funktionellen oder reaktiven Isocyanatgruppen
sein. Es können aromatische, aliphatische oder aliphatisch-aromatische Verbindungen
sein.
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Bevorzugt verwendete Diisocyanate sind die Toluylendiisocyanate der
allgemeinen Formel
worin R ein Wasserstoffatom, Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Amyl-,
Hexyl-oder andere Alkylreste mit niedrigem Molekulargewicht bedeutet.
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Die zu verwendenden Mengen Polyäther, gegebenenfalls Vernetzungsmittel,
Polyätherpolyestermischung, und Polyisocyanat hängen von der gewünschten Kettenlänge
und der gewünschten Vernetzung ab, ebenso wie von der Art der angewandten Polyhydroxylverbindung
oder Polyisocyanats und von der gewünschten Art des Endproduktes und dessen Eigenschaften.
Im allgemeinen können bei der Durchführung der Erfindung etwa 0, 5 bis 12 Äquivalente
Isocyanat je Äquivalent Polyätherhydroxyl oder Polyäther-Polyester (gemischt)-hydroxyl
und etwa 0, 05 bis 5 Äquivalente Polyolvernetzungshydroxyl je Äquivalent Polyätherhydroxyl
oder Polyäther-Esterhydroxyl angewendet werden. Das Produkt nach der Erfindung kann
restliche Hydroxyl-oder Isocyanatgruppen enthalten, oder die Reaktionspartner können
in äquivalenten Mengen umgesetzt worden sein, daß das Endprodukt praktisch keine
nicht umgesetzten Isocyanat-und/oder Hydroxylgruppen enthält. In einigen Fällen
wird ein Produkt mit restlichen Isocyanatgruppen bevorzugt, um von dem Vorteil der
Nachhärtung Gebrauch machen zu können.
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Zur Reaktionsmischung wird etwas Wasser (etwa 0, 5 bis 5, 0 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gewicht des Polyols) als Treibmittel zugegeben, um ein
Schäumen zu
bewirken. Es kann mit den anderen Reaktionsteilnehmern gleichzeitig in einem Einstufenverfahren
zugemischt werden. Das Wasser kann auch zuerst dem Polyäther oder Polyester zugegeben
werden, jedoch kann es auch der Schäumungsdüse, zugleich mit den anderen Bestandteilen,
zugeführt werden.
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Falls ein Vorpolymerisat hergestellt werden soll werden praktisch
wasserfreie Reaktionspartner verwendet, um die Bildung von Harnstoffgruppen zu vermeiden.
Das erforderliche Wasser wird dann erst zur Schaumentwicklung zugegeben. Auch kann
Lithiumaluminiumhydrid zusammen mit Wasser als Treibmittel verwendet werden. An
Stelle von Wasser oder von durch Wasser aktivierte Materialien können auch andere
Treibmittel verwendet werden, z. B. die flüssigen Fluor-oder Chlorfluoralkane, verflussigte
Kohlenwasserstoffgase, wie Methan, Äthan, oder Gemische dieser. Mischungen aus Wasser
und Halogenalkanen können in gleicher Weise verwendet werden. Die flüssigen organischen
Treibmittel k6nnen in einer Menge von etwa 2 bis 40°/0, vorzugsweise 9 bis 30 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht der polyurethanbildenden Stoffe, eingesetzt werden.
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Geeignete Aminkatalysatoren sind Triäthylamin, 4-n-Amylpyridin, Trihexylamin,
N-Methylmorpholin, SPyridinpropanol, 2-Äthanolpyridin, Di-(äthylenaminoäthanol)-adipat,
Dibutylaminoäthanol, N, N'-Diäthyl-2-methyl-piperazin od. ä. Diese Aminkatalysatoren
werden im allgemeinen in einer Menge von etwa 0, 05 bis 2, 5 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gesamtgewicht der verwendeten Polyhydroxylverbindung, angewendet, obgleich
auch andere Mengen verwendet werden können. Im allgemeinen wird gerade so viel Amin
verwendet, wie notwendig ist, um die gewünschte Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen,
eine Zerstörung des Katalysators zu vermeiden, eine mögliche Schädigung des Produktes
zu vermindern und die Geruchsstärke herabzumindern.
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Auch andere Zusätze können zu der Reaktionsmischung nach der Erfindung
zugegeben werden, wie Silicone, Siloxanoxyalkylen-Blockcopolymerisate, Siliconöle
u. ä. Auch andere Silicone oder Silane, wie Yinyltriäthoxysilan, Butyltriäthoxysilan
oder Amyltriäthoxysilan, und andere monomere und polymere organische Silane und
Silicone u. ä. sind bei der Durchführung der Erfindung brauchbar. Bei der Herstellung
von Schaumstoffen vom Polyätherpolyestertyp sollen nur geringe Mengen Silicone verwendet
werden, während weit größere Mengen bei Schaumstoffen vom Polyäthertyp verwendet
werden können.
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Die gegebenenfalls verwendeten Emulgatoren sind vorzugsweise anionisch
oder nichtionisch. Sie sollen nicht sauer oder praktisch nicht sauer sein. Oberflächenaktive
Stoffe, Gasruß, TiO2, SiO2-haltige Stoffe, Holzmehl, Metallspäne, organische und
anorganische, synthetische und natürliche Fasern (Wolle, Zellulose, Nylon, Glas
usw., oberflächenbehandelt oder nicht), Farbstoffe und Farbpigmente, Antioxydantien,
Desodorantien, Fungicide, Weichmacher, Kautschukstoffe, Harze, Flammschutzmittel
u. ä. sind ebenfalls brauchbare Zusätze. Antioxydantien, bzw. Mittel gegen den Abbau,
sind jedoch nicht unbedingt notwendig, da der verwendete Katalysator außer seiner
katalytischen Wirkung auch eine Schutzwirkung gegen den Abbau des erzeugten Schaumstoffes
ausübt. Wenn noch Mittel gegen diesen Abbau verwendet werden, so sind besonders
geeignet alkylsubstituierte Phenole, N, N'-dialkylsubstituierte Phenylendiamine,
Alkyl-oder
Arylphosphite, oder halogenierte organische Phojphits,
z. B. halogenierte Aryl-, Alkyl-, Alkaryl-, Aralkyl-oder cycloaliphatische Phosphite.
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Das Vernetzungsmittel kann entweder dem umzusetzenden Polyisocyanat,
vorzugsweise in Gegenwart des Salzes des zweiwertigen Metalls der Gruppe IVb, oder
erst dem Umsetzungsprodukt aus dem Polyisocyanat mit dem Polyäther oder Polyäther-Polyester-Gemisch
zugesetzt werden. Ein Vernetzungsmittel nicht unbedingt erforderlich.
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Das Vorpolymerisat aus einem Polyäther und einem Polyisocyanat kann
in Gegenwart des erfindungsgemäß verwendeten Katalysators erzeugt werden. Das organische
Salz des zweiwertigen Metalls der Gruppe IVb ist besonders wirksam in dem einstufigen
Verfahren, bei dem sämtliche Reaktionskomponenten zur Düse einer Schaumbildungsmaschine
gepumpt und erforderlichenfalls erhitzt werden, in der sie innig miteinander vermischt
und dann in Pfannen oder Formen abgezogen oder gekippt werden, in denen die Reaktionsmischung
der Schäumung und Härtung überlassen wird. Wärme wird in dem Maße zugeführt, wie
sie für den Ablauf der Reaktion hinsichtlich der Kettenlänge, Vernetzung oder Zellbildung
erforderlich ist.
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Nach der Härtung kann der Schaumstoff sowohl erwärmt als auch gealtert
werden, um noch eine Verbesserung seiner Eigenschaften zu erzielen. Die Alterung
kann z. B. in feuchter Atmosphäre durchgeführt werden. Überdies werden die biegsamen
Schaumstoffe üblicherweise nach der Härtung gequetscht, um die Zellwände aufzubrechen
und um ihre Durchlässigkeit für feuchten Dampf und ihre Elastizität in bestimmten
Fällen zu verbessern. Auch hierbei kann Wärme zugeführt werden, um nüchtige Katalysatoren
oder Katalysatorprodukte oder sonstige Rückstände mindestens teilweise zu verdampfen,
soweit diese im Polyurethanschaumstoff eingeschlossen sind.
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Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Schaumstoffe sind
brauchbar zur Herstellung von zellhaltigen (offene oder geschlossene Zellen enthaltenden)
Gegenständen von gummiartiger, elastischer, biegsamer, halbsteifer oder steifer
Beschaffenheit.
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Organometallverbindungen haben bereits für Polymerisationsverfahren
verbreitete Verwendung gefunden. Naphthenate oder Octoate des Kobalts, Bleis, Eisens
und Mangans wurden z. B. schon als Oxydationskatalysatoren beim Verblasen eines
niedrigmolekularen flüssigen Dienpolymerisates mittels Luft verwendet. Bei der Weiterverarbeitung
des erhaltenen Polymerisates mit Diisocyanat zu einem Schaumstoff wurde weder eine
Organometallverbindung noch ein tertiäresAminverwendet (USA.-Patentschrift2921039).
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Polyesterurethane wurden aus einem Polyester und Diisocyanaten in
Gegenwart löslicher Metallverbindungen oder tertiärer Amine hergestellt. Für deren
Verarbeitung auf Flächengebilde, insbesondere wenn sie keine Füllstoffe enthalten,
hat man ihnen fettsaure Salze, z. B. Zinkstearat oder Salze des Titans, Zirkons
oder Zinns von Fettsäuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, zugesetzt, um das Kleben
von präparierten Bahnen zu verhindern (deutsche Auslegeschrift 1 012 456).
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Die meist verwendeten Arten von metallorganischen Katalysatoren nach
dem Stand der Technik sind organische Verbindungen des vierwertigen Zinns, von denen
eine beschränkte Anzahl, z. B. Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dioctylzinnoxyd
oder Dibutylzinnoxyd, zwar sehr wirksame Polymerisations-
katalysatoren sind, jedoch
unterliegen Polyurethanschaumstoffe, die unter Verwendung dieser Katalysatoren des
vierwertigen Zinns hergestellt worden sind, sehr stark dem nachträglichen Abbau
durch Wärmeeinwirkung, so daß zusätzliche Mittel gegen diesen Abbau (Stabilisatoren)
angewendet werden mußten.
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Worauf die Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten organischen Salze
der zweiwertigen Metalle der Gruppe IVb oder ihrer Rückstände zusammen mit tert.
Aminen und Wasser als Treibmittel hinsichtlich der Verhütung oder Verzögerung der
Alterung der Polyurethane infolge Wärmeeinwirkung während und nach der Härtung beruht,
ist nicht genau bekannt.
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Bei Herstellung der Polyurethanschaumstoffe ist anzunehmen, daß die
Schaumbildung relativ stark exotherm verläuft, der Schaumstoff aber als Isolator
wirkt, so daß die enstehende und die zur Förderung der Schaumbildung und Härtung
etwa noch zugeführte Wärme nur sehr langsam entweichen kann.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Organometallverbindungen oder ihre
Rückstände schützen den Schaumstoff vor diesem abbauend wirkenden Wärmeeinfluß.
Bei Anwesenheit von Katalysatoren anderer Zusammensetzung oder deren Rückstände
erfolgt demgegenüber eine Steigerung der Wärmeeinwirkung, die zu einer mehr oder
weniger schnellen Zersetzung des Schaumstoffes führt. Die erfindungsgemäß verwendeten
Organometallverbindungen zweiwertiger Metalle der Gruppe IVb verhindern ferner auch
den möglichen Abbau durch freie Radikale. Selbst bei Verwendung von aromatischen
Diisocyanaten, welche normalerweise bei der Alterung durch Wärme verfärbte Produkte
ergeben, wird die Verfärbung sehr stark vermindert.
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Beispiel l Zur Herstellung eines biegsamen Schaumstoffes in einem
einstufigen Verfahren wurde folgender Ansatz verwendet :
| Bestandteile Gewichts- |
| teile |
| Propylenoxydaddukt von Glycerin, weiter- |
| umgesetzt mit Äthylenoxyd, mit einem |
| Molekulargewicht von etwa 3000..... 75 |
| Polyalkylenoxyd-Polysiloxan-Blockmisch- |
| polymeres |
| Tetramethylbutandiamin-1, 3........... 0, 08 |
| Toluylendiisocyanat (80 : 20-Mischung |
| von 2, 4- und 2, 6-Toluylendiisocyanat) 27, 5 |
| Wasser 2, 2 |
| Zinn- (II)-octoat (28 °/o 0, 3 |
Die einzelnen Bestandteile wurden in der Düse einer Schaumbildungsmaschine gründlich
gemischt und aus der Düse in eine Pfanne abgelassen, in der die Schaumbildung erfolgte.
Nachdem der Schaum im Verlauf von 2 oder 3 Minuten zu seiner vollen Höhe gestiegen
war, wurde er bei einer Temperatur von 100°C wäh- hrend 60 Minuten gehärtet. Anschließend
wurde der biegsame Schaumstoff gebrochen, indem er zwischen Walzen mit einem Spielraum
von etwa 25 bis 40°/O der Dicke des Schaumstoffes geleitet wurde, wobei eine praktisch
100°/oige offene Zellstruktur erhalten
wurde. Der Schaumstoff wies
die nachstehenden Eigenschaften bezüglich Dichte, Rückprallelastizität und 25°/Oiger
Preßbiegung auf : Gemessene Dichte 0, 027 g/ccm, Rückprallelastizität nach S c h
o p p e r 400/,, Preßbiegung 0, 035 kg/cm2. Ein Schnitt quer durch den Schaumstoff
zeigte, daß er durchgehend einheitlich ist und eine einheitliche Zellgröße besitzt.
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Es wurde keine Verfärbung oder Krümelbildung festgestellt. Eine Probe
des Schaumstoffes wurde in einem bei 100°C gehaltenen Trockenofen eingebracht. Die
Probe wurde periodisch überprüft, und selbst nach 30 Tagen ergab sich keine Schädigung.
Das verwendete Polyalkylenoxyd-Polysiloxan-Blockmischpolymere besitzt die allgemeine
Formel
worin (CnH2n0) x ein gemischter Polyoxyäthylen-Oxypropylen-Block mit einem Gehalt
von etwa 17 Oxyäthylen-und 13 Oxypropyleneinheiten ist. Es können natürlich auch
andere Siloxan-Oxyalkylen-Blockmischpolymere bei dem Ansatz eingesetzt werden. So
können z. B. die Athyl-, Methyl-oder Butylreste durch andere Alkylreste oder Gemische
aus Alkylresten ersetzt sein.
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Vergleich Bei Verwendung der gleichen Gewichtsmenge Lithiumstearat
an Stelle des Zinn- (II) octoats zeigte sich, daßder entstandeneSchaumstoffauffallend
geschrumpft war im Vergleich zu dem Schaumstoff unter Verwendung von Zinn- (II)-octoat.
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Beispiel 2 Ein biegsamer Schaumstoff wurde aus folgendem Ansatz nach
dem einstufigen Verfahren hergestellt :
| Bestandteile | Gewichts- |
| tuile |
| Propylenoxydanlagerungsprodukt des |
| Glycerins (Hydroxylzahl 56)......... 100 |
| Polyalkylenoxy-Polysiloxan-Blockmisch- |
| polymeres 0, 9 |
| Wasser.............................. 3, 5 |
| Toluylendiisocyanat (80 : 20-Mischung von |
| 2, 4- und 2, 6-Toluylendiisocyanat 45 |
| Cyclisches Triäthylendiamin........... 0, 08 |
| Bleisalicylat.......................... 0, 5 |
| Dimethyl-2-aminopropanol 0, 4 |
Diese Bestandteile wurden in einem mit hoher Geschwindigkeit laufenden Handmischer
gründlich vermischt und dann rasch in einen oben offenen Kartonbehälter von etwa
1, 91 gegossen. Nach Beendigung der Schaumbildung wurde der Schaum 2 Stunden bei
etwa 121°C gehärtet, der Behälter von dem Schaumstoff abgenommen und letzterer zwischen
zwei Walzen hindurchgeleitet zwecks Erzeugung einer offenen Zellstruktur. Der Schaumstoff
zeigte eine Dichte von 0, 029 g/ccm, eine Rückprallelastizität nach Achopper von
45 °/o und eine 25°/oige Preßdurchbiegung von 0, 037 kg/cm2. Die Prüfung eines Schnitts
des Schaumstoffes ergab keine weichen
Stellen oder Verfärbung im Zentrum. Eine identisch
hergestellte Probe wurde in einen Heißluftofen eingebracht und bei 140°C gehalten.
Nach 7 Tagen zeigte die Probe beim Durchschneiden weder Krümelbildung noch weiche
Stellen oder eine übermäßige Verfärbung.
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Der Vergleich mit einem ähnlichen Produkt, das unter Verwendung von
Dibutylzinndilaurat an Stelle des Bleisalicylats hergestellt worden ist, ergab,
daß dieser Schaumstoff sich bei der Behandlung mit trockener Wärme als sehr wenig
stabil erwies, obwohl er ähnliche physikalische Anfangseigenschaften aufwies. So
wurde eine Probe dieses Schaumstoffes nach 4 Stunden in dem Heißluftofen von 140°C
krümelig und aufgebrochen.
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Das Propylenoxydanlagerungsprodukt des Glycerins enthält 90 bis 95
°/0 sekundäre Hydroxylgruppen.
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Es unterscheidet sich von dem in einigen anderen Beispielen verwendeten
Propylenoxydanlagerungsprodukt des Glycerins dadurch, daß das letztere mit Äthylenoxyd
weiterumgesetzt worden ist, wod urch sich ein Polymeres ergibt, das primäre Hydroxylgruppen
als Endgruppen enthält.
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Beispiel 3 Ansatz und Verfahren erfolgte nach Beispiel 2, jedoch
unter Verwendung von dreibasischem Monohydrobleimaleat in gleicher Menge an Stelle
des Bleisalicylats. Die Eigenschaften des erhaltenen Schaumstoffes waren dem nach
Beispiel 2 gewonnenen Schaumstoff sehr ähnlich. Insbesondere zeigte sich, daß der
Schaumstoff eine Behandlung in einem Warmluftofen bei 140°C während mehr als 7 Tagen
verträgt. Selbst nach dieser Behandlung zeigte eine Schnittprobe des Schaumstoffes
keine übermäßige Verfärbung oder irgendwelche weichen Stellen oder Anzeichen von
Krümeligwerden.
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Beispiel 4 In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform wurde
ein drei Bestandteile enthaltendes Katalysatorgemisch in einem Einstufenverfahren
verwendet zwecks Herstellung eines biegsamen Urethanschaumstoffes vom Polyäthertyp.
| Bestandteile Gewichts- |
| I teile |
| Propylenoxydanlagerungsprod ukt von Gly- |
| cerin mit einer Hydroxylzahl von 56.... 100 |
| Toluylendiisocyanat (80 : 20-Mischung |
| von 2, 4- und 2, 6-Toluylendiisocyanat) 45 |
| Wasser.............................. 3, 9 |
| Zinn (II)-octoat (28 °/, 3 |
| N-Methylmorpholin................ 0, 6 |
| Tetramethylbutandiamin-1, 3........... 0, 05 |
| Bleinaphthenat.................... 15 |
| Polyalkylenoxyd-Polysiloxan-Blockco- |
| polymeres 2, 6 |
Diese Bestandteile wurden gleichzeitig der Düse einer Schaumbildungsmaschine zugeführt,
in dieser innig gemischt, worauf die Mischung unmittelbar in eine flache Pfanne
geleitet und dort der Schaumbildung ohne irgendeine Begrenzung überlassen wurde.
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Der Schaum war innerhalb 2 bis 3 Minuten zu seiner vollen Höhe gestiegen,
worauf er bei einer Temperatur von etwa 100°C während einer Stunde gehärtet wurde.
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Anschließend wurde der Schaumstoff aufgebrochen, indem er zwischen
parallelen Walzen, die so angebracht waren, daß ein Durchgang von etwa 25 bis 40°/o
der Dicke des Schaumstoffes festgelegt wurde, durchgeleitet wurde. Dieses sogenannte
» Wringen « des Schaumstoffes ergibt eine praktisch 100°/Oige offene Zellenstruktur.
Der erhaltene biegsame Schaumstoff zeigte eine Dichte von 0, 0256 g/ccm. Bei der
weiteren Untersuchung ergab sich eine äußerst gleichförmige Zellengröße und Weichheit
und Elastizität bei der Berührung. Schaumstoffproben wurden in einen Heißluftofen,
der bei 140°C gehalten wurde, eingebracht.
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Nach 15 Tagen ergab die weitere Untersuchung keine übermäßige Verfärbung
des Schaumstoffes. Schnittproben dieses gealterten Schaumstoffes zeigten keine Anzeichen
physikalischer Schädigung in dessen Inneren, das Zentrum blieb äußerst weich und
elastisch gegenüber der Berührung.
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Vergleichsversuch I Es wurden zwei Schaumstoffe nach dem Einstufenverfahren
entsprechend folgendem Ansatz hergestellt :
| Bestandteile SchaumA SchaumB |
| Gewichtsteile |
| Propylenoxydaddukt von Gly- |
| cerin mit einer Hydroxylzahl |
| von 56 100 100 |
| Dibutylzinndi-2-äthylhexoat.. 0, 2 |
| Zinn (II)-salz 0, 4 |
| Polyalkylenoxyd-Polysiloxan- |
| Blockcopolymeres..... 0, 6 0, 9 |
| N-Methylmorpholin (Katalysa- |
| tor)............... 0, 6 0, 6 |
| Toluylendiisocyanat (80 : 20- |
| Mischung von 2, 4- und 2, 6-To- |
| luylendiisocyanat)........... 45 45 |
| Wasser.......... 3, 5 3, 5 |
| Cyclisches Triäthylendiamin 0, 15 0, 08 |
Die Bestandteile wurden gleichzeitig je einer Düse einer Schaumbildungsmaschine
zugeführt, in der sie
gründlich vermischt wurden. Von den Düsen gelangten die Mischungen
in je eine flache Pfanne, in der die Schäume der Ausdehnung unter Raumbedingung
überlassen wurden.
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Die Schäume stiegen in jedem Fall innerhalb von 2 bis 3 Minuten zu
ihren vollen Höhen an, mit der Abweichung, daß Schaum B etwas langsamer die volle
Höhe erreichte. Wenn die Schaumstoffe ihre volle Höhe erreicht hatten, wurden sie
in einen auf etwa 120° C gehaltenen warmen Ofen gebracht und dort der Härtung für
etwa 2 Stunden überlassen. Danach wurden die Schaumstoffe jeweils aufgebrochen,
indem die Schaumstoffplatte zwischen einem Walzenpaar, das in einem Abstand mit
einem Spielraum von etwa 25 bis 40°/o der Dicke des Schaumstoffes angebracht war,
hindurchgeffihrt wurde. Das Aufbrechen ergibt einen Schaumstoff mit einer offeneren
Zellstruktur, als sie auf andere Weise erreicht wurde. Schaumstoff A zeigte eine
Dichte von 0, 028 g/ccm. Schaumstoff B zeigte eine Dichte von 0, 027 g/ccm.
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Der Schaumstoff A wurde dann in der Mitte durchgeschnitten, um die
Struktur durch seine ganze Dicke zu untersuchen. Er hatte ein ausgezeichnetes, einheitliches
Aussehen mit gleichgeformten Zellen, ohne Anzeichen von Krümeligkeit beim Reiben
mit dem Finger.
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Der Schaumstoff B andererseits zeigt schwache Anzeichen von Verfärbung
und war ganz leicht brüchig bei Berührung an bestimmten Stellen des Zentrums.
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Proben von beiden Schaumstoffen A und B wurden dann in einen auf
140°C gehaltenen Ofen eingebracht.
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Nach vier Stunden wurden die Schaumstoffe entnommen und untersucht.
Der Schaumstoff B war nahezu völlig abgebaut insofern, als er stärker verfärbt und
in bestimmten Bereichen so stark spröde war, daß er krümelte, wenn er zwischen den
Fingern zusammengepreßt wurde. Der Schaumstoff A andererseits war nur geringfügig
verfärbt und hatte sich in keiner Weise bezüglich Elastizität oder Weichheit verändert.
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Der Schaumstoff A wurde in den Ofen zurückgebracht und vertrug eine
3wöchige Behandlung im Ofen, bevor er Anzeichen irgendeines Abbaus zeigte.
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In einer weiteren Versuchsreihe wurden Probestücke der Schaumstoffe
A und B in einen auf etwa 121°C gehaltenen Ofen für 4 Wochen eingebracht. Am Ende
jeder Woche wurden die Proben herausgenommen und ihre prozentuellen Änderungen bezüglich
Zugfestigkeit, Dehnung und Preßbelastung festgestellt. Die Ergebnisse sind in der
nachfolgenden Tabelle angegeben : Tabelle I Prozentuale Anderung der Eigenschaften
bei 121°C
| Zugfestigkeit Dehnung PreBbelastung |
| Schaumstoff A | Schaumstoff B Schaumstoff A I Schaumstoff B
I Schaumstoff A I Schaumstoff B |
| 1 Woche.............. +12, 5-52, 5+19, 0-57, 7+9, 2-15, 0 |
| 2 Wochen...........-7, 4-52, 5+4, 2-49, 9+4, 3-18, 0 |
| 3 Wochen..............-5, 0-49, 2+4, 2-43, 6-3, 0-12, 3 |
| 4 Wochen..............-17, 6-47, 0-7, 3-50, 8-4, 0-13, 0 |
Die Überlegenheit des Schaumstoffes A gegenüber dem Schaumstoff B ist deutlich erkennbar,
denn der Schaumstoff A widersteht einer Behandlung bei Temperaturen von 121 °C während
eines ausgedehnten
Zeitraums ohne einen wesentlichen Verlust an Festigkeit. Im Gegensatz
dazu zeigte der Schaumstoff B einen anfänglichen Verlust an Zugfestigkeit und Dehnung
über 50 °/o in der ersten Woche und weiterhin
einen starken Festigkeitsverlust
im Verlauf des Testes.
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Vergleichsversuch 11 Ein weiterer Vergleich wurde zwischen zwei Schaumstoffproben
C und D durchgeführt, die nach dem einstufigen Verfahren hergestellt wurden, wobei
einerseits Zinnoctat und Bleinaphthenat nach der Erfindung und andererseits Dibutylzinndilaurat,
in beiden Fällen jedoch die gleiche Menge Triäthylendiamin, verwendet wurden. In
der Tabelle II sind die verwendeten Ausgangsstoffe für die Schaumstoffe C und D
und die ermittelten physikalischen Werte angegeben.
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Die Wassermenge entspricht dem theoretisch erforderlichen Differenzbetrag
für die Reaktion zwischen den NCO-und OH-Gruppen der angesetzten Polyhydroxylverbindung.
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Tabelle II
| C C D |
| Ausgangsstoffe (Gewichtsteile) |
| Propylenoxydaddukt des |
| Glycerins (Hydroxylzahl 56) 100 100 |
| Zinnoctat.......... 0, 4- |
| Dibutylzinndilaurat.......-0, 2 |
| Bleinaphthenat............ 0, 1 0, 1 |
| Triäthylendiamin. 0, 08 0, 08 |
| Dimethylaminopropanol... 0, 6 0, 6 |
| Polyalkylenoxy-Polysiloxan- |
| Blockcopolymer......... 0, 9 0, 9 |
| Toluylendiisocyanat....... 45, 0 45, 0 |
| Wasser (°/o theoretische |
| Menge)................ 93, 5 93, 5 |
Tabelle II (Fortsetzung)
| C D |
| Physikalische Werte |
| Dichte (g/cm3) ............. 0,029 0,0263 |
| Rückprallelastizität (%) nach |
| S c h o p p e r ............ 47 15 |
| Schopper.......... 47 15 |
| Zugfestigkeit (kg/CM2)....... 0, 93 0, 89 |
| Weiterreißwiderstand (kg/cm) 0, 463 0, 357 |
| Dehnung 233 233 |
| Zusammendrückbarkeit |
| (bleibender Verformungsrest) |
| 50°/0.. 6, 9 16, 9 |
| 90 12, 1 69, 7 |
| Verlust (%) an 25°/oiger Preß- |
| biegung nach 12stündiger Be- |
| handlung im » Stereoclavee |
| (elektrisch beheizter Dampf- |
| autoklav)............... 20, 6 30, 4 |
Trotzdem die Schaumstoffproben C und D in mancher Hinsicht ähnliche Eigenschaften
besitzen, ist zu erkennen, daß der Schaumstoff C, der nach dem Verfahren der Erfindung
hergestellt wurde, hinsichtlich der Rückprallelastizität, des Weiterreißwiderstandes,
der Zusammendrückbarkeit und der Preßbiegung nach der Alterungsbehandlung dem Schaumstoff
D ganz erheblich überlegen ist.
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Vergleichsversuch III In gleicher Weise wurden weitere Schaumstoffproben
E, F, G und H nach den in Tabelle III enthaltenen Ansätzen hergestellt und deren
physikalische Werte verglichen : Tabelle III
| E F G H |
| Ausgangsstoffe (Gewichtsteile) |
| Gemisch aus 75 des Propylenoxyadduktes des |
| Glycerins (Hydroxylzahl 56) und 25 °/o eines |
| Polypropylenäthertriols mit einem Molekular- |
| gewicht von etwa 4000 ..................... 100 100 100 100 |
| Zinnoctoat ................................ 0,4 0,4 - - |
| 2 0, 2 |
| Triäthylendiamin 0, 08 0, 08 0, 08 0, 08 |
| Methyldiäthylamin 0, 6 0, 6 0, 6 0, 6 |
| Polyoxyalkylenpolysiloxan-Blockcopolymer...... 0, 6 0, 9 0,
6 0, 9 |
| Toluylendiisocyanat 40, 0 43, 4 40, 0 43, 4 |
| Wasser (°/0 theoretische Menge)............... 93, 5 93, 5
93, 5 93, 5 |
| Physikalische Werte |
| Dichte (g/cm3)................................ 0, 035 0, 032
0, 034 0, 032 |
| Rückprallelastizität (°/0) nach S c h o p p e r ..........
50 45 46 40 |
| Zugfestigkeit 0,87 1, 02 0, 98 Q, 89 |
| Weiterreißwiderstand (kg/cm) 1, 14 1, 24 I, 14 0, 87 |
| Dehnung (°/0)...... 183 213 253 160 |
| Zusammendrückbarkeit (bleibender Verformungsrest) |
| 50%.................................... 5, 7 8, 0 13, 0 28,
0 |
| 90°/0 5, 4 6, 1 51, 9 47, 6 |
| Verlust (%) an 25%iger Preßbiegung nach 12stündiger |
| Behandlung im » 21, 7 20, 6 28, 3 25, 7 |
| Alterung bei 140°C............................. 20 Tage 20
Tage 4 Stunden 4 Stunden |
Auch hieraus ist die Überlegenheit der Schaumstoffe E und F, hergestellt
nach dem Verfahren der Erfindung in Gegenwart von Zinnoctoat, gegenüber den Schaumstoffen
G und H, die in Gegenwart von Dibutylzinndilaurat in sonst gleicher Weise erhalten
wurden, zu ersehen. Triäthylendiamin und Methyldiäthylamin wurden in jeweils gleichen
Mengen angewendet.