DE1210554B - Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PolyurethanschaumstoffenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C08g
Deutsche Kl.: 39 b -22/84
Nummer: ._■ 1210554
Aktenzeichen: D 32433IV c/39 b
Anmeldetag: 26. Januar I960
Auslegetag: ■ 10. Februar 1966
Es sind zwar die verschiedenartigsten Kunststoffschaumstoffe
bekannt, die bestimmte zweckmäßige physikalische Eigenschaften besitzen und für viele
Zwecke geeignet sind. Vielen dieser Kunststoffschaum- ' stoffe fehlt jedoch, die Abmessungsbeständigkeit, so
daß sich die ursprüngliche Form der Schaumstoffprodukte beim Stehenlassen so weitgehend verändert,
daß sie für bestimmte Anwendungszwecke nicht geeignet sind. Bei hoher Feuchtigkeit macht sich die
mangelnde Abmessungsbeständigkeit besonders be- ίο merkbar. Wenn ein Schaumstoff, dem die Abmessungsbeständigkeit fehlt, schrumpft, wird die Dichte des
Schaumstoffes erhöht und das zellf öxmige Kunststoffmaterial
von den umhüllenden Oberflächen abgelöst. Die Form bzw. Gestalt der aus diesen Kunststoff-Schaumstoffen
hergestellten Gegenstände wird ebenfalls nachteilig verändert.
Es wurde nun gefunden, daß, wenn man bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus mehrwertigen
aliphatischen Polyäthern, Polyisocyanaten und Treibmitteln spezielle Gemische aus Polyäthern
von Zuckern in der Halbacetalform und Polyäthern von linearen Polyolen verwendet, in überraschender
Weise neuartige, starre Polyurethanschaumstoffe erhalten werden, die eine ausgezeichnete Abmessungsbeständigkeit
besitzen, die sich durch ungewöhnliche Widerstandsfestigkeit gegen Verformung beim Erwärmen
und/oder Benetzen zu erkennen gibt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus mehrwertigen
aliphatischen Polyäthern, Polyisocyanaten und Wasser und/oder anderen Treibmitteln, gegebenenfalls
unter Zusatz von Beschleunigern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Polyäther ein PoIyäthergemisch
verwendet, das (A) mindestens einen Polyäther, der sich von einem Zucker in der Halbacetalform
mit mindestens drei OH-Gruppen in jedem Ring ableitet, und (B) mindestens einen Polyäthei, der
sich von einem linearen Polyol mit mindestens zwei OH-Gruppen ableitet, enthält, wobei bei den Polyäthern(A)
und (B) mindestens der größte Teil der OH-Gruppen des zugrunde liegenden Zuckers in der
Halbacetalform und des zugrunde liegenden linearen Polyols mit Hydroxyalkylgruppen veräthert ist.
Vorzugsweise leitet sich der Polyäther (A) von einem Zucker in der Halbacetalform mit mindestens vier
OH-Gruppen und der Polyäther (B) von einem linearen Polyol mit drei OH-Gruppen ab. Weiterhin
sind bei den Polyäthern (A) und (B) vorzugsweise sämtliche OH-Gruppen des zugrunde liegenden
Zuckers in der Halbacetalform und des linearen Polyols mit Hydroxyalkylgruppen veräthert.
Verfahren zur Herstellung von
Polyurethanschaumstoffen
Polyurethanschaumstoffen
Anmelder:
The Dow Chemical Company, Midland, Mich.
(V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt, ·
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65-
AIs Erfinder benannt:
Wilbur Lee Bressler,
Lake Jackson, Tex.;
Billy Don Davis, Clute, Tex.;
Calvin Frazier Ward, Lake Jackson, Tex.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Januar 1959
(789 783,789784)
V. St. v. Amerika vom 29. Januar 1959
(789 783,789784)
Die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus mehrwertigen aliphatischen Polyäthern mit Hilfe von
Polyisocyanaten, Wasser und/oder anderen Treibmitteln sowie gegebenenfalls unter Zusatz von Beschleunigern ist grundsätzlich bekannt. So werden
nach der deutschen Auslegeschrift 1047 420 Polyurethanschaumstoffe
auf der Basis von Polyalkylenglykoläthern, nach der deutschen Auslegeschrift 1025136 auf dei Basis verschiedener höhermole^
kularer Polyäther, die carbocyclische Reste enthalten, und nach »Chem. Eng. News«, Oktober 1957, S. 72,
auf der Basis von linearen Polyäthern hergestellt. Bei diesen Polyurethanschaumstoffen handelt es sich
jedoch um elastomere Produkte, während erfindungsgemäß starre Schaumstoffe erstrebt werden. Nach
dem Verfahren der belgischen Patentschrift 560 394 werden zwar starre Polyurethanschaumstoffe aus
bestimmten Polyäthern, die aromatische Ringe enthalten, hergestellt. Diese Polyurethanschaumstoffe
sind jedoch den erfindungsgemäß erhaltenen Schaumstoffen in bezug auf Starrheit und Abmessungsbeständigkeit bei weitem unterlegen. So ergaben z. B.
Vergleichsversuche, bei denen Schaumstoffproben in einer Feuchtigkeitsalterungskammei geprüft wurden,.
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daß die erfindungsgemäß hergestellten Produkte Zucker, wie &onrzucker ist, der nicht leicht geschmolwesentlich
abmessungsbeständiger sind. Es ließ sich zen werden kann, ohne daß eine Verfärbung oder
nicht vorhersehen, daß die erfindungsgemäß ein- Zersetzung erfolgt. Das lineare Polyol, das dem Polygesetzten
Polyäthergemische, die bei der Polyurethan- äther (B) zugrunde liegt, ist vorzugsweise ein flüssiges
schaumstoffherstellung bisher nicht verwendet wurden, 5 aliphatisches Polyol, wie Glycerin, in dem der feste
Produkte mit bisher nicht erreichter Starrheit und Zuckei leicht löslich ist. Das Umsetzungsgemisch
Abmessungsbeständigkeit liefern. kann gegebenenfalls ferner eine geringe Menge Wasser
Außergewöhnlich gute Eigenschaften sind bei solchen enthalten, die vorzugsweise das Verhältnis von 1 Mol
der erfindungsgemäß hergestellten Produkte beob- Wasser je Mol des cyclischen Polyols nicht überschiei-
achtet worden, in denen jede Hydroxyalkylgruppe io tet, wobei Mengen zwischen 0,2 und 0,4 Gewichts-
über eine Ätherbindung direkt mit der Kohlenstoff- prozent Wasser, auf das Gemisch der Polyole (Zucker
kette der Polyhydroxylverbindungen verbunden ist + lineares Polyol) bezogen, gewöhnlich am günstig-
und in denen die Hydroxyalkylgruppen vorzugsweise sten sind.
2-Hydroxypropylgruppen sind. Als Katalysator kann ein tertiäres Alkylamin, wie
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des 15 Triäthylamin, verwendet werden.
erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein »Halbvorpoly- Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfinmerisat«
hergestellt, indem 1 Mol des offenkettigen dungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein nicht
Polyäthers (B), gegebenenfalls im Gemisch mit vor- aufgeblähtes, fließfähiges, polyäthei artiges und Isozugsweise
weniger als 0,5 Mol des cyclischen Poly- cyanatgruppen enthaltendes Polyurethan hergestellt,
äthers (A), mit einem Überschuß eines organischen 20 in dem ein aromatisches Diisocyanat, d.h. in dem
Polyisocyanate umgesetzt wird, der vorzugsweise jede NCO-Gruppe mit einem aromatischen Ring
etwa 2 bis 6 Äquivalenten NCO-Gruppen je Aquiva- direkt verbunden ist, und eine Verbindung, die (1) das
lent der umsetzungsfähigen Hydroxylgruppen in den durch Umsetzen von Rohrzucker, Glycerin und
Polyäthern entspricht. Das nach diesen! Verfahren Propylenoxyd erzeugte Produkt oder (2) Tris-(hy-
oder nach einem anderen geeigneten Verfahren 25 droxypiOpyl)-glycerinäther-[l,2,3-tris-(2-hydroxyproperhaltene
»Halbvorpolymerisat« wird dann mit einem oxy)-propan] sein kann, umgesetzt und dann das
Gemisch aus dem cyclischen Polyäther (A) in Vorzugs- erhaltene Produkt durch Vermischen mit einem Treibweise
geringerem Mengenanteil, z. B. 1 Äquivalent, mittel oder einem Treibmittel und Wasser, einem
und dem offenkettigen Polyäther (B) in-einem Vorzugs- Dispergiermittel, einem aus einem tertiären Amin
weise größeren Mengenanteil, z. B. 2 bis 3 Äquiva- 15 bestehenden Katalysator und einer bestimmten Menge
lenten, in Gegenwart einer katalysatischen Menge des gemischten Rohrzucker-Glycerin-Propylenoxydeines
tertiären Amins und einer wirksamen Menge Produkts aufgebläht wird.
eines Treibmittels umgesetzt. Die zweckmäßigsten Das durch Umsetzen des Zuckers in der Halbacetal-
Ergebnisse werden erhalten, wenn in dem zur Her- form und. des linearen Polyols, ζ. Β. Glycerin, mit
stellung des zellförmigen Materials verwendeten 35 einem Alkylenoxyd, wie Propylenoxyd, hergestellte
Gemisch die Verbindung (A) Octakis-(2-hydroxypio- Produkt wird in folgenden als »Polyäthergemisch«
pyl)-saccharose und die Verbindung (B) 1,2,3-Tris- bezeichnet.
(2-hydroxypiopyl)-glycerinäther ist. Das Umsetzungs- Das nicht aufgeblähte, fließfähige, polyätherartige
gemisch kann ferner 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent eines Polyurethanprodukt, das aus dem Umsetzungsprodukt
fließfähigen Silicons als Dispergiermittel enthalten.. 4° des Polyäthergemisches und einem Diisocyanat der
Wenn als Treibmittel Wasser verwendet wird, oben beschriebenen Art besteht, wird im folgenden als
gelangt es vorteilhaft in Mengen bis zu 0,5 Äquivalen- »Polyäthergemisch-Halbvorpolymerisat« bezeichnet,
ten je Äquivalent der OH-Gruppen in dem Gemisch Das nicht aufgeblähte fließfähige polyätherartige
der Polyäther zur Anwendung, die zur Herstellung des Polyurethanprodukt, das aus dem Umsetzungsprodukt
fertigen zellförmigen Materials verwendet werden, 45 von Tris-(hydroxypropyl)-glycerinäther und einem
wobei das Wasser und das Polyäthergemisch Vorzugs- Diisocyanat der oben beschriebenen Art besteht, wird
weise in solcher ^Menge verwendet werden, daß für im folgenden als »THPG-Halbvorpolymerisat« be-
etwa 0,6 bis 1,4 Äquivalente OH-Gruppen je Äquiva- zeichnet.
lent der freien NCO-Gruppen in dem Halbvorpoly- Bei der bevorzugten Ausführungsform des Ver-
merisat gesorgt wird. Andere Treibmittel können ent- 50 fahrens zur Herstellung der Schaumstoffe wird dem
weder allein oder in Verbindung mit Wasser verwendet Polyäthergemisch-Halbvorpolymerisat ein Gemisch
werden, wie z. B. inerte Flüssigkeiten, deren Siede- einverleibt, das aus einem Treibmittel oder einem
punkte unterhalb der Temperatur liegen, bei der das Treibmittel und Wasser, einem tertiären Amin-
Polymere aufgebläht wird, vorzugsweise Trichlorfluor- katalysator, einem Dispergiermittel und dem PoIy-
methan in Mengen von 12 bis 20 Gewichtsprozent der 55 äthergemisch besteht, worauf das Umsetzungsgemisch
Gesamtbeschickung. in die Form oder in eine andere Vorrichtung gebracht
Das Gemisch der Polyäther (A) und (B), das bei wird, in der der Schaum aufgebläht wird. Dabei wird
dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung die Masse aufgebläht und füllt den Raum aus, in dem
der Polyurethanschaumstoffe verwendet wird, kann in sie eingeschlossen ist. In verhältnismäßig kurzer Zeit
verbesserter Weise derart hergestellt worden sein, daß 60 ist die Umsetzung beendet, wobei der Schaumstoff
ein Gemisch der Zucker- und linearen Polyole in unter Bildung eines festen, zellförmigen Materials bei
Gegenwart einer katalytischen Menge eines tertiären Raumtemperatur härtet. Obgleich der Schaumstoff
Amins, das von beweglichen Wasserstoffatomen frei beim Stehenlassen bei Raumtemperatur härtet, kann
ist, mit Propylenoxyd umgesetzt wird. Die Umsetzung er auch zwecks Verringerung der Härtungszeit in einem
erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 65 Ofen gehärtet werden.
80 bis 14O0C und vorzugsweise unter mindestens Starre Schaumstoffe können gewöhnlich nach einem
'Eigendruck. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der der drei bekannten Verfahren hergestellt werden. Diese
dem Polyäther (A) zugrunde liegende Zucker ein Verfahren werden allgemein als »Vorpolymerisat-
verfahren«, »Halbvorpolymerisätverfahren« und als mit Tris-(hydroxypropyl)-glycerihäther hergestellt. Die
»Einstuf en verfahren« bezeichnet. Bei dem Vorpoly- bei diesem Herstellungsverfahren bevorzugten Vermerisatverfahren
werden die Polyhydroxylvei bindung hältnisse von NCO-Gruppen zu OH-Gruppen und
und das Diisocyanat in solchen Mengenanteilen mit- anderen Bedingungen sind die gleichen wie bei der
einander umgesetzt, daß ein flüssiges Produkt erzeugt 5 Herstellung des Polyäthergemisch-Halbpolymerisats.
wird, dem zur Erzeugung eines fertigen Schaumstoffes Wie oben bereits angegeben, ist zur Herstellung eines
nur der Katalysator und Wasser oder ein Treibmittel Schaumstoffes aus einem Halbvorpolymerisat das
zugesetzt werden müssen. Das Halbvorpolymerisat- Zugeben einer weiteren Menge Polyhydroxylverbinverfahren
unterscheidet sich von dem Vorpolymerisat- dung erforderlich. Wenn als zusätzliche Polyhydroxylverfahren
dadurch, daß dem Halbvorpolymerisat zur io verbindung eine der bekannten Polyhydroxylverbin-Erzeugung
eines Schaumstoffes weitere Polyhydroxy- düngen verwendet wird, die gewöhnlich als Ververbindung
zuzüglich Katalysator und Wasser oder netzungsmittel verwendet werden, können zwar starre
Treibmittel zugesetzt werden müssen. Bei dem Ein- Schaumstoffe erzeugt werden, aber sie besitzen nicht
stufenverfahren werden die Bestandteile vorher nicht die ausgezeichnete· Abmessungsbeständigkeit, die für
umgesetzt, sondern alle gleichzeitig vermischt, so daß 15 die nach dem erfindungsgemäßen' Verfahren erzeugten
die Polyaddition und das Schäumen gleichzeitig Schäume kennzeichnend ist. Der hier verwendete
erfolgen. Ausdruck »ausgezeichnete Abmessungsbeständigkeit«
Wenn auch jedes der drei oben angegebenen Ver- soll solche Schaumstoffe bezeichnen, die bei den
fahren zur Herstellung eines starren Schaumstoffes üblichen Wärme- und/oder Feuchtigkeitswiderstandsgemäß
der vorliegenden Erfindung angewendet werden ao versuchen eine Verformung von nicht mehr als
kann, so wird doch das Halbvorpolymerisätverfahren ± 10 Volumprozent erleiden. Die für die Schaumstoffe
bevorzugt, weil die nach diesem Verfahren hergestellten der vorliegenden Erfindung kennzeichnende ausSchaumstoffe
eine bessere Abmessungsbeständigkeit gezeichnete Abmessungsbeständigkeit ist auf die Veraufweisen,
wendung des Polyäthergemisches als Vernetzungs-
Sowohl das Polyäthergemisch-Halbvorpolymerisat 25 mittel zurückzuführen, so daß dieses Polyäthergemiseh
als auch das THPG-Halbvorpolymerisat haben vor- selbstverständlich das vorzugsweise verwendete und
zugsweise eine Viskosität zwischen etwa 10 und während der Schäumungsumsetzung zugesetzte Ver-1000
Stokes bei 24° C und eine NCO-Gehalt von etwa netzungsmittel ist.
15 bis 35%. Bei den oben angegebenen Viskositäten Die als Vernetzungsmittel verwendete Menge des
kann das während des Schäumens entwickelte Gas in 30 Polyäthergemisches wird von der Anzahl der nicht
merklichem Umfang nicht entweichen, so daß eine . umgesetzten Isocyanatgruppen in dem Halbvorpolyzellförmige
Masse erzeugt wird. Wenn die Viskosität merisat bestimmt. Wenn einer Probe des Halbvorpolyzu
gering ist, wird das Gas lediglich aus der Um- merisats ein Überschuß von Di-N-butylamin zugesetzt
Setzungsmasse abgeblasen, es perlt aus. und entweicht, und das überschüssige Amin mit Salzsäure zurückwährend
bei einer zu hohen Viskosität ein zufrieden- 35 titriert wird, kann die Anzahl der nicht umgesetzten
stellendes Vermischen schwierig ist und uneinheitliche Isocyanatgruppen in dem Halbvorpolymerisat leicht
zellförmige Produkte mit höheren Dichten erhalten bestimmt werden. Die Analyse einzelner Ansätze des
werden. Halbvorpolymerisats kann aber oft weggelassen
Das Polyäthergemiseh-Halbvorpolymerisat wird werden, weil nach dem bevorzugten Verfahren und
durch Umsetzen eines Diisocyanats der oben beschrie- 40 mit bestimmten Mengenanteilen der Bestandteile ein
benen Art mit dem Polyäthergemiseh hergestellt. Die Halbvorpolymerisat hergestellt werden kann, das eine
verwendete Menge an Diisocyanat wird von den in dem annehmbar bestimmte und gleichbleibende Menge von
Polyäthergemiseh vorliegenden Hydroxyläquivalenten nicht umgesetzten Isocyanatgruppen enthält. Die
bestimmt, wobei unbedingt mehr als 1 Äquivalent Anzahl der Äquivalente OH-Gruppen in dem zum
NCO-Gruppen je Äquivalent OH-Gruppen verwendet 45 Vernetzen verwendeten Polyäthergemiseh kann größer,
werden muß. Das vorzugsweise verwendete Verhältnis gleich oder kleiner als die Anzahl Äquivalente der
von NCO-Gruppen zu OH-Gruppen beträgt etwa NCO-Gruppen in dem Polyäthergemisch-Halbvor-4:1,
wobei jedoch das gewünschte Polyäthergemiseh- polymerisat sein, vorausgesetzt, _daß sich die Zahl der
Halbvorpolymerisat auch gebildet wird, wenn das Äquivalente von der Zahl der Äquivalente der NCO-Verhältnis
zwischen 2 und 6 Äquivalenten NCO- 50 Gruppen um nicht mehr als ±40% unterscheidet.
Gruppen je Äquivalent OH-Gruppen liegt. Obwohl Wenn z. B. die NCO-Gruppen in einer Menge von
ein Verhältnis oberhalb von 6:1 nicht nachteilig ist, 1 Äquivalent vorliegen, können bis zu 1,4 oder herab
wird durch das weitere Zuführen von NCO-Gruppen bis zu 0,6 Äquivalente OH-Gruppen vorliegen, wobei
die Umsetzungsmasse lediglich verdünnt, und daher sie selbstverständlich in jeder Menge zwischen 0,6 und
werden die Herstellungskosten erhöht. Wenn 1 Äqui- 55 1,4 vorliegen können.
valent NCO-Gruppen oder weniger verwendet werden, Obwohl die Verwendung des Polyäthergemisches
stehen dem erhaltenen Polyäthergemisch-Halbvorpoly- als Vernetzungsmittel und als Quelle für OH-Gruppen
merisat bei der Schäumungsumsetzung nicht genügend bevorzugt wird, kann ein Teil der OH-Gruppen durch
NCO-Gruppen zur Verfügung, so daß ein schlechterer Wasser ersetzt werden, vorausgesetzt, daß mindestens
Schaumstoff erhalten wird. Bei der Herstellung des 60 die Hälfte des OH-Äquivalents durch das Polyäthergewünschten
Polyäthergemiseh-Halbvorpolymerisats gemisch zugeführt wird. Wenn z. B. das NCO-wird
das Polyäthergemiseh dem Diisocyanat Vorzugs- Äquivalent 1 ist und insgesamt 0,8 Äquivalente
weise mit solcher Geschwindigkeit zugesetzt, daß die OH-Gruppen verwendet werden sollen, können diese
Temperatur der Umsetzungsmasse zwischen etwa 55 0,8 OH-Äquivalente durch 0,4 Äquivalente des PoIy-
und 100° C, und vorzugsweise auf etwa 60°C, gehalten 65 äthergemisches und 0,4 Äquivalente Wasser zugeführt
wird. werden.
Das THGP-Halbvorpolymerisat wird durch Um- Wenn bei der Schäumungsumsetzung ausschließlich
setzen eines Diisocyanats der oben beschriebenen Art das PoJyäthergemisch als Quelle für OH-Gruppen
1 21Q554 °
%■
8:
verwendet wird, ist die: Verwendung eines Treibmittels schäften können im allgemeinen auf, die .Viskosität
wesentlich,.das Gas zum Aufblähen des Schaumes; der Octakis-(2-hydroxypropyl)-saccharose zurückgeliefert..
Dieses Treibmittel.kann eine Flüssigkeit sein, führt werden, da diese Substanz bei Raumtemperatur
die bei oder unterhalb der'Temperatur der Schaum- eine Festsubstanz ist. . .
masse verdampf^ wo,bei Trichlorfluormethan in einer ;5 Obgleich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung· Menge,von. 12;bis,20.Gewichtsprozent der Gesamt- der. heterocycloaliphatische Polyäther (A). und der beschickung vorzugsweise verwendet wird.. Wenn offenkettige Polyäther (B) in jedem Verhältnis verjedoch zusammen; roit dem, Polyäthergemisch Wasser mischt werden können, .wird vorzugsweise ein Ver-r verwendet wird,, kann'.die. .Menge des· Treibmittels. hältnis von etwa 2. bis 3 Mol des offenkettigen Poly-· dementsprechend, verringert, werden, da .das Wasser ίο. äthers (B) je Mol des heterocycloaliphatischen PoIybei der UmseitzungKohlendioxyd freisetzt.' - äthers,(A) verwendet. Wenn ein Gemisch aus 1,2,3-Tris- - Die Amine,v die bei .dem erfindungsgemäßen Ver- (2-hydroxypropyl)-glycerinäther und Qctakis-(2-hyfahren als Katalysatoren bzw. Beschleuniger verwendet: droxypropyl)-sacchatose verwendet wird,, besitzt innerwerden können, .sind; solche, tertiäre .Amine, die; ge- halb dieses Bereichs (1) der daraus erzeugte Schaumstoff Wohnlich, bei. .der Herstellung von Urethanschäurneh 15; die größte Abmessungsbeständigkeit und (2) läßt sich als ,Katalysatoren .-verwendet werden. Beispiele für das Vernetzungsmittel, leicht herstellen und ist aussolche Verbindungen .sind Triäthylendiamin, Diäthyl- reichend flüssig, so daß es leicht gehandhabt und· Ethanolamin, Dimethyläthanolamin, N-Methylmor- mit dem. zu vernetzenden Harz vermischt werden p.hoHn,, Pyridin-oder'Trimethylamin. Gewöhnlich.wird kann. . . ..
das tertiäre Amin in einer Menge zwischen etwa 0,2 2.σ Das Vernetzungsmittel kann- durch einfaches Verund.0,6 Gewichtsprozent der.Gesamtbeschickung ver- mischen der beiden Bestandteile in den gewünschten wendet. Wenn geringere Mengen des tertiären Amins Mengenanteilen hergestellt werden. Da Octakisverwendet werden, verläuft die: Sehäumungsums.etzung (2-hydroxypropyl)-saccharose. derart viskos ist,, daß sehr langsam, so daß der hergestellte Schaum bei die Substanz bei gewöhnlichen Temperaturen prak-Raumtemperatur nur schwierig härtet. Wenn zu, große 25 tisch, fest ist und ferner bei erhöhten Temperaturen Mengendes tertiären Amins als Katalysator verwendet. empfindlich ist, sind beim. Vermischen beträchtliche, werden,., wird die Schäumungszeit so kurz, .daß. es Sorgfalt und Zeit erforderlich, wenn ein vollständig, schwierig wird, die Umsetzungsteilnehmer zu rühren. homogenes Vermischen ohne Schädigung erreicht und die Masse in eine Form.zu bringen, bevor sich das werden soll.. Die beiden Bestandteile können, vorzugs-Schäumen der. Regelung entzieht. , 3°; weise unter Erwärmen auf etwa 50 bis 1000C, mitein-
masse verdampf^ wo,bei Trichlorfluormethan in einer ;5 Obgleich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung· Menge,von. 12;bis,20.Gewichtsprozent der Gesamt- der. heterocycloaliphatische Polyäther (A). und der beschickung vorzugsweise verwendet wird.. Wenn offenkettige Polyäther (B) in jedem Verhältnis verjedoch zusammen; roit dem, Polyäthergemisch Wasser mischt werden können, .wird vorzugsweise ein Ver-r verwendet wird,, kann'.die. .Menge des· Treibmittels. hältnis von etwa 2. bis 3 Mol des offenkettigen Poly-· dementsprechend, verringert, werden, da .das Wasser ίο. äthers (B) je Mol des heterocycloaliphatischen PoIybei der UmseitzungKohlendioxyd freisetzt.' - äthers,(A) verwendet. Wenn ein Gemisch aus 1,2,3-Tris- - Die Amine,v die bei .dem erfindungsgemäßen Ver- (2-hydroxypropyl)-glycerinäther und Qctakis-(2-hyfahren als Katalysatoren bzw. Beschleuniger verwendet: droxypropyl)-sacchatose verwendet wird,, besitzt innerwerden können, .sind; solche, tertiäre .Amine, die; ge- halb dieses Bereichs (1) der daraus erzeugte Schaumstoff Wohnlich, bei. .der Herstellung von Urethanschäurneh 15; die größte Abmessungsbeständigkeit und (2) läßt sich als ,Katalysatoren .-verwendet werden. Beispiele für das Vernetzungsmittel, leicht herstellen und ist aussolche Verbindungen .sind Triäthylendiamin, Diäthyl- reichend flüssig, so daß es leicht gehandhabt und· Ethanolamin, Dimethyläthanolamin, N-Methylmor- mit dem. zu vernetzenden Harz vermischt werden p.hoHn,, Pyridin-oder'Trimethylamin. Gewöhnlich.wird kann. . . ..
das tertiäre Amin in einer Menge zwischen etwa 0,2 2.σ Das Vernetzungsmittel kann- durch einfaches Verund.0,6 Gewichtsprozent der.Gesamtbeschickung ver- mischen der beiden Bestandteile in den gewünschten wendet. Wenn geringere Mengen des tertiären Amins Mengenanteilen hergestellt werden. Da Octakisverwendet werden, verläuft die: Sehäumungsums.etzung (2-hydroxypropyl)-saccharose. derart viskos ist,, daß sehr langsam, so daß der hergestellte Schaum bei die Substanz bei gewöhnlichen Temperaturen prak-Raumtemperatur nur schwierig härtet. Wenn zu, große 25 tisch, fest ist und ferner bei erhöhten Temperaturen Mengendes tertiären Amins als Katalysator verwendet. empfindlich ist, sind beim. Vermischen beträchtliche, werden,., wird die Schäumungszeit so kurz, .daß. es Sorgfalt und Zeit erforderlich, wenn ein vollständig, schwierig wird, die Umsetzungsteilnehmer zu rühren. homogenes Vermischen ohne Schädigung erreicht und die Masse in eine Form.zu bringen, bevor sich das werden soll.. Die beiden Bestandteile können, vorzugs-Schäumen der. Regelung entzieht. , 3°; weise unter Erwärmen auf etwa 50 bis 1000C, mitein-
.Ein Dispergiermittel oder oberflächenaktives Mittel ander verrührt werden, bis das Gemisch homogen ist.
verbessert das Vermischen der Umsetzungsteilnehmer Nach einem anderen Verfahren können die beiden
und beeinflußt'das Zellengefüge des Schaumes. Vorr Bestandteile getrennt erwärmt werden, worauf der
zugsweise werden .Organqsiliconp.olymerie in einer eine Bestandteil dem anderen unter wirksamem
Menge; zwischen etwa 0,1 und 0,5 Gewichtsprozent 35: Rühren zugesetzt wird,
der Gesamtbeschiekung verwendet. . Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her- des Vernetzungsmittels, bei dem die Schwierigkeiten,
gestellten Schaumstoffe zeigen beim Altern in Feuchtig- die bei der getrennten Herstellung der beiden Bestandkeit
eine Abmessungsveränderung von weniger als teile und beim Vermischen auftreten, weitgehend ver-10%.
und weisen mindestens 80% geschlossener 4°. mieden werden, wird z.B. Rohrzucker, in den: geZellen auf. Die Zugfestigkeit liegt, zwischen etwa 1,4 wünschten Mengenanteilen in Glycerin gelöst und
und 14 kg/cm8, während die Druckgrenze bzw. Druck- Propylenoxyd in stöchiometrischer Menge an das
festigkeit zwischen etwa 2,8 und 17,5 kg/cm2 liegt. Die erhaltene Gemisch addiert;, d. h. 1 Mol des Oxyds je
Druckgrenze und die Zugfestigkeit werden notwendi- Hydroxyläquivalent in dem Gemisch. Bei dieser
gerweise von denyerwendeten Umsetzungsteilnehmern 45 Addition ist ein Katalysator erforderlich. Wenn auch
bestimmt. Diese Verhältnisse werden in den unten · jedes tertiäre Amin, das von beweglichen Wasserstoffangegebenen
Beispielen näher erläutert, bei denen bei atomen frei ist,, verwendet werden kann, so ist doch
wechselnder. Menge des Treibmittels die,physikalischen der bevorzugte Katalysator Triäthylamin oder Tri-Eigenschaften
der Schaumstoffe verändert werden. propylamin. Diese besonderen Amine haben die
Wenn 1,2,3-Tris-(2-hydroxypropyl)-glycerinäther 50 wertvolle Eigenschaft, daß sie die Kondensation von
als alleiniges Vernetzungsmittel verwendet wird, fehlt ausschließlich 1 Mol Propylenoxyd je Hydroxylgruppe
den erhaltenen starren Schaumstoffen Raumabmes- des Rohrzuckers oder Glycerins katalysieren. Wenn
sungsbeständigkeit. Wenn. z. B. ein starrer Schaum- daher diese Katalysatoren bei dem erfindungsgemäßen
stoff mit l,2,3-Tris-(2-hydroxypropyl)-glycerinäther als Verfahren verwendet werden, wird trotz eines stöchio-
Vernetzungsmittel und Trichlorfluormethan als Treib- 55 metrischen Überschusses an Propylenoxyd ein außerr
mittel hergestellt wird, quillt der starre. Schaumstoff gewöhnlich einheitliches Produkt erhalten, in dem
"um mehr als 10 Volumprozent, wenn er Wärme praktisch jede Hydroxylgruppe an dem Glykol oder
und/oder Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Wenn bei der dem Rohrzucker durch eine 2-Hydroxypropylgruppe
Herstellung des oben angegebenen starren Schaum- ersetzt ist, so daß das Produkt von Polyoxypropylen-
stoffes als Treibmittel Wasser verwendet wird, schrumpft 60 derivaten frei ist.
der starre Schaumstoff um mehr als 10 Volumprozent, Der hier verwendete Ausdruck »beweglicher Wasserwenn
er Wärme und/oder Feuchtigkeit ausgesetzt wird, stoff« soll solche Wasserstoffatome. bezeichnen, die
Wenn Octakis- (2 -hydroxypropyl).- saccharose als derart umsetzungsfähig sind, daß sie sich unter den
alleiniges Vernetzungsmittel verwendet wird, wird die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten
Herstellung des Schaumstoffes sehr schwierig und ist 65 Umsetzungsbedingungen mit Propylenoxyd umsetzen,
der erzeugte starre Schaumstoff klumpig, weist stark Diese sichere, leicht zu regelnde Umsetzung, die leicht
unterschiedliche Zellengrößen auf und besitzt keine einer kontinuierlichen Arbeitsweise angepaßt werden
Abmessungsbeständigkeit. Diese, nachteiligen Eigen- kann, liefert ein nichtgefärbtes Vernetzungsmittel, das
9 10
eine Viskosität von etwa 180 Stokes bei einer Tempe- war, wurde mit 7,75 kg Rübenzucker, 5,2 kg Glycerin,
ratur von 990C hat. 210 g Triäthylamin als Katalysator und 210 g Wasser
Bei dem bevorzugten, bekannten, homogenen Ver- beschickt. Das Gemisch wurde auf 1000C vorerhitzt,
fahren zur Herstellung des Polyäthergemisches wird worauf innerhalb von 12 Stunden 20,4 kg Propyleneine
Lösung hergestellt, indem 1 Mol Rohrzucker in 5 oxyd zugesetzt wurden. Während der Umsetzungszeit
2 bis 3 Mol Glycerin, und vorzugsweise in 2,5 bis wurde der Druck des Propylenoxyds auf etwa 2,8 bis
2,8 Mol Glycerin, gelöst wird. Wenn weniger als 3,5 Atm. und die Temperatur auf etwa 1000C gehalten.
2 Mol Glycerin je Mol Rohrzucker verwendet werden, Nach beendeter Propylenoxydaufnahme wurde das
wird der Rohrzucker nicht vollständig gelöst, so daß Umsetzungsgemisch 2 Stunden bei etwa 1000C digebeim
Abkühlen des fertigen Polyäthergemisches dieser io riert. Anschließend wurde der Druck in dem Gefäß
ursprünglich nicht gelöste Rohrzucker ausfällt und auf etwa 5 mm absol. verringert und etwa 15 Minuten
eine Trübung des fertigen Polyäthergemisches ver- lang auf diesem Wert gehalten, während die Temperaursacht.
Wenn die Glycerinmenge auf mehr als 3 Mol tür auf 100° C gehalten wurde. Das Produkt hatte die
je Mol Rohrzucker erhöht wird, ist in dem fertigen folgenden Eigenschaften:
Polyäthergemisch eine zur Erzeugung starrer Schäume 15 viskosität 179,5 Stokes bei 98,9°C
nut ausgezeichneter Abmessungsbeständigkeit unzu- ,
reichende Menge Rohrzucker vorhanden. Dieser Rohr- AVti-b ar be 9U
zuckerlösung werden 0,5 bis 2°/0, auf das Gesamt- (b) Eine Beschickungslösung wurde hergestellt,
gewicht von Rohrzucker und Glycerin bezogen, eines indem ein Umsetzungsgefäß, das mit · Vorrichtungen
tertiären Amins, und vorzugsweise Triäthylamin oder 20 zum Rühren und zur Temperaturregelung ausgerüstet
Tripropylamin, als Umsetzungskatalysator und vor- war, mit 19,4 kg Rübenzucker, 13 kg Glycerin und
zugsweise 0,5 bis 2% Wasser, auch auf das Gesamt- 2100 ecm Wasser beschickt wurde. Das Gemisch
gewicht von Rohrzucker und Glycerin bezogen, wurde 2 Stunden bei etwa 1000C digeriert. Anschliezugesetzt.
Das tertiäre Amin wird vorzugsweise in ßend wurden 525 g Triäthylamin als Katalysator
einer Menge von 0,8 bis 1 % verwendet. Wenn weniger 25 gründlich mit dem Gemisch verrührt,
als 0,5 % verwendet werden, verläuft die Umsetzung Die Beschickungslösung wurde mit Hufe einer sehr langsam, während bei der Verwendung von mehr kleinen Meßpumpe mit einer Geschwindigkeit von als 2% die Umsetzung derart schnell abläuft, daß die 310 ecm je Stunde in einen Schlangenreaktor mit Temperaturregelung schwierig und das erhaltene einem Durchmesser von 2,5 cm aus rostfreiem Stahl Produkt gewöhnlich dunkel gefärbt ist. Das tertiäre 30 gepumpt, der eine Gesamtlänge von 5,5 m hatte und Amin kann ein aliphatisches, heterocyclisches Amin mit Vorrichtungen zum Aufrechterhalten einer Tem- oder ein Arylamin oder ein Gemisch davon sein, das peratur von etwa 100° C und zur konstanten Druckin den Umsetzungsmedien löslich ist und keine abnähme ausgerüstet war, wobei der Druck auf etwa weiteren, beweglichen Wasserstoffatome enthaltende 7 Atm. gehalten wurde. Gleichzeitig wurde mittels funktionelle Gruppen enthält. Typische Beispiele für 35 einer zweiten kleinen Meßpumpe Propylenoxyd mit solche Verbindungen sind Triäthylamin, N-Methyl- einer Geschwindigkeit von 590 ecm je Stunde in den morpholin, Dimethylanilin, Methyldiäthylamin oder Reaktor gepumpt. Die beiden Beschickungsgeschwin-Dimethyläthylamin. Es hat sich als zweckmäßig, digkeiten waren so bemessen, daß die Verweilzeit der jedoch nicht als ausschlaggebend erwiesen, daß das Umsetzungsteilnehmer in dem Reaktor etwa 4 Stunden Rohrzucker-Glycerin-Gemisch einen geringen Mengen- 40 betrug. Nach dem Entfernen der flüchtigen Bestandanteil Wasser enthält. Wenn die Umsetzung in Ab- teile hatte das fertige Polyäthergemisch die folgenden Wesenheit von Wasser erfolgt ist, müssen die Um- Eigenschaften:
als 0,5 % verwendet werden, verläuft die Umsetzung Die Beschickungslösung wurde mit Hufe einer sehr langsam, während bei der Verwendung von mehr kleinen Meßpumpe mit einer Geschwindigkeit von als 2% die Umsetzung derart schnell abläuft, daß die 310 ecm je Stunde in einen Schlangenreaktor mit Temperaturregelung schwierig und das erhaltene einem Durchmesser von 2,5 cm aus rostfreiem Stahl Produkt gewöhnlich dunkel gefärbt ist. Das tertiäre 30 gepumpt, der eine Gesamtlänge von 5,5 m hatte und Amin kann ein aliphatisches, heterocyclisches Amin mit Vorrichtungen zum Aufrechterhalten einer Tem- oder ein Arylamin oder ein Gemisch davon sein, das peratur von etwa 100° C und zur konstanten Druckin den Umsetzungsmedien löslich ist und keine abnähme ausgerüstet war, wobei der Druck auf etwa weiteren, beweglichen Wasserstoffatome enthaltende 7 Atm. gehalten wurde. Gleichzeitig wurde mittels funktionelle Gruppen enthält. Typische Beispiele für 35 einer zweiten kleinen Meßpumpe Propylenoxyd mit solche Verbindungen sind Triäthylamin, N-Methyl- einer Geschwindigkeit von 590 ecm je Stunde in den morpholin, Dimethylanilin, Methyldiäthylamin oder Reaktor gepumpt. Die beiden Beschickungsgeschwin-Dimethyläthylamin. Es hat sich als zweckmäßig, digkeiten waren so bemessen, daß die Verweilzeit der jedoch nicht als ausschlaggebend erwiesen, daß das Umsetzungsteilnehmer in dem Reaktor etwa 4 Stunden Rohrzucker-Glycerin-Gemisch einen geringen Mengen- 40 betrug. Nach dem Entfernen der flüchtigen Bestandanteil Wasser enthält. Wenn die Umsetzung in Ab- teile hatte das fertige Polyäthergemisch die folgenden Wesenheit von Wasser erfolgt ist, müssen die Um- Eigenschaften:
Setzungsteilnehmer zwecks Umsetzungsbeginn auf APH-Farbe 90
etwa 1200C erhitzt werden. Sobald die Umsetzung
etwa 1200C erhitzt werden. Sobald die Umsetzung
begonnen hat, steigt die Temperatur schnell an, und 45 (c) Ein Umsetzungsgefäß, das mit Vorrichtungen
das Polyäthergemisch kann eine dunkle Farbe anneh- zum Rühren, zur Temperaturregelung und zum Auf-
men. Wenn jedoch in dem Umsetzungsgemisch Wasser rechterhalten einer Methanatmosphäre ausgerüstet
zugegen ist, verläuft die Umsetzung mit ausgezeich- war, wurde mit 7,75 kg raffiniertem Rohrzucker,
neten Ergebnissen bereits bei etwa 1000C, und das 5,2 kg Glycerin, 105 g Triäthylamin als Katalysator
erhaltene Polyäthergemisch ist nicht gefärbt. Eine 50 und 208 g Wasser beschickt. Das Gemisch wurde auf
geeignete Menge Wassers liegt zwischen 0,5 und 100°C vorerhitzt, worauf 15,4 kg Äthylenoxyd inner-
2 Gewichtsprozent (etwa 5 bis 20 Molprozent). halb von 4 Stunden zugesetzt wurden. Während der
Dieser den Katalysator und Wasser enthaltenden Umsetzungszeit wurde der Druck durch das Äthylen-Rohrzuckerlösung
wird in bekannter Weise eine oxyd auf etwa 2,8 bis 3,5 Atm. gehalten, während die
stöchiometrische Menge Propylenoxyd im Verlauf von 55 Temperatur auf etwa 100 bis HO0C gehalten wurde.
2 bis 40 Stunden zugesetzt, während die Umsetzungs- Nach beendeter Äthylenoxydzugabe wurde das Ummasse
auf einer Temperatur von etwa 90 bis 12O0C setzungsgemisch 2 Stunden bei etwa 1100C digeriert,
und vorzugsweise auf etwa 1000C gehalten wird. Das Anschließend wurde der absolute Druck in dem
fertige Polyäthergemisch hat gewöhnlich eine Viskosi- Gefäß auf etwa 5 mm absol. verringert und etwa
tat von etwa 160 bis 200 Stokes bei 99° C. 60 15 Minuten auf diesem Wert gehalten, während eine
Temperatur von etwa 120° C aufrechterhalten wurde.
Beispiel 1 Das Produkt hatte die folgenden Eigenschaften:
1. Herstellung Viskosität 53 cSt bei 98,90C
der zu verwendenden Polyäthergemische 6 APHA-Farbe 100
(a) Ein Umsetzungsgefäß, das mit Vorrichtungen (d) Ein Umsetzungsgefäß, das mit Vorrichtungen
zum Rühren, zur Temperaturregelung und zur Auf- zum Rühren, zur Temperaturregelung und zum Aufrechterhaltung
einer Methanatmosphäre ausgerüstet rechterhalten einer Methanatmosphäre ausgerüstet
11 12
war, wurde mit 7,75 kg raffinierten Rohrzuckers, Feuchtigkeit von 98 bis 100% bei euier Temperatur
5,2 kg Glycerin, 105 g. Triäthylamin als Katalysator von 70±l0C aufrechterhalten.
und 208 g Wasser beschickt. Das Gemisch wurde auf . . 1
1100C vorerhitzt, worauf innerhalb von 4 Stunden Beispiel 2
25,3 kg Butylenoxyd zugesetzt wurden. Während der 5 Herstellung eines Schaumstoffes
Umsetzungszeit wurde der Druck durch das Butylen- aus dem Polyäthergemischhalbvorpolymerisat
öxyd auf etwa 1,4 bis 2,1 Atm. gehalten, während die Bestandteil A
Temperatur bei etwa 100 bis 1100C gehalten wurde.
Nach beendetem Butylenoxydzusatz wurde das Um- I32 S des wie im Beispiel 1 hergestellten Polyäther-
setzungsgemisch 2 Stunden bei etwa 110°C digeriert. io gemischhalbvorpolymerisats
Anschließend wurde der Druck in dem Gefäß auf Bestandteil B
5 mm absol. verringert und. 15 Minuten auf diesem
Wert gehalten, während die Temperatur auf etwa 91,0 g des Polyäthergemisches, nach (a) hergestellt
120°Cgehalten wurde. Das Produkt hatte die folgenden (vgl. oben)
Eigenschaften: 15 0,7 g Triäthylendiamin
Viskosität 53 cSt bei 98,9 0C 0>6 g Organosiliconpolymerisat
APHA-Farbe 80 27>° S Trichlorfluormethan
2. Erfindungsgemäße Umsetzung + Die b + eiden Bestandteile A und B, beide bei Raum-
, _, , , . ,, „ , 20 temperatur, wurden innerhalb von 20 Sekunden
Herstellung des Polyäthergennschhalbvorpolymeren gründlich vermischt und sofort in eine rechtwinklige
■ Ein Umsetzungsgefäß, das mit Vorrichtungen zum Form gegossen, die eine Breite von etwa 7,5 cm, eine
Erhitzen, zur Temperaturregelung und zum Aufrecht- Länge von etwa 30,5 und eine Höhe von etwa 46 cm
erhalten einer Stickstoffatmosphäre ausgerüstet war, hatte. Die Masse blähte sich innerhalb von 133 Sekunwurde
mit 1723 g Toluylendiisocyanat beschickt. Das 25 den auf.
Toluylendiisocyanat wurde dann auf 6O0C vorerhitzt, Bei der Untersuchung des Schaumstoffes wurden
worauf 450 g des wie unter (a) hergestellten Polyäther- die folgenden Ergebnisse gefunden:
gemisches innerhalb von 90 Minuten zugesetzt wurden. onnl ,, _. „
Dabei wurde die Temperatur des Umsetzungsgefäßes 80Z" geschlossene Zellen
zwischen 60 und 80°C gehalten. Das dabei erhaltene 30 16% offene ZeUen
Polyäthergemischhalbvorpolymerisat hatte eine Vis- 4°/0 Zellwandungen
kosität von 48 Stokes bei 24° C und einem NCO-Gehalt Dichte = 0 04 g/ccm
von 28,5%.
Der Schaumstoff quoll um 8 % bei einer 16stündigen
Herstellung eines Schaumstoffes 35 Behandlung in der Feuchtigkeitsalterungskammer.
aus dem Polyäthergemischhalbvorpolymerisat
Bestandteil^ Beispiel 3
■„,_„, , , ,. Tr „ , , „ Herstellung des THPG-Halbvorpolymerisats
147,5 g des nach dem obigen Verfahren hergestellten
Polyäthergemischhalbvorpolymerisats 4° Ein Umsetzungsgefäß, das mit Vorrichtungen zum
Erhitzen, zur Temperaturregelung und zum Aufrecht-
Bestandteil B erhalten einer Stickstoffatmosphäre ausgerüstet war,
üin j τ, ! ■..·., - - . , Λ wurde mit 9750 g Toluylendiisocyanat beschickt. Das
91,0 g des Polyäthergemisches a) „,,,.. - ° , Λ Λ c mon ι.·* *
' ° J1 5 j Toluylendiisocyanat wurde dann auf 60 C vorerhitzt,
0,6 g Organosihconpolymeres 45 vorauf 2430 g l,2,3-Tris-(hydroxypropyl)-glycerin-
0,7 g Triäthylendiamin äther innerhalb von 45 Minuten zugesetzt wurden.
28,7 g Trichlorfluormethan Während dieser Zeit wurde die Temperatur des
Umsetzungsgefäßes zwischen 55 und 6O0C gehalten.
Die Bestandteile A und B, beide bei Raumtempera- Das nach diesem Verfahren hergestellte THPG-tur,
wurden innerhalb von 20 Sekunden gründlich 50' Halbvorpolymerisat hatte eine Viskosität von 52 Stokes
vermischt und sofort in eine rechtwinklige Form bei 24° C und einen NCO-Gehalt von 27,5 %·
gegossen, die eine Breite von etwa 7,5 cm, eme Länge
gegossen, die eine Breite von etwa 7,5 cm, eme Länge
von etwa 30,5 cm und eine Höhe von etwa 46 cm Herstellung eines Schaumstoffes
hatte. Innerhalb eines Zeitraumes von 86 Sekunden aus dem THPG-Halbvorpolymerisat
blähte sich die Masse von einer ursprünglichen Höhe 55 ...
von etwa 2,5 cm auf eine endgültige Höhe von etwa Bestandteil A
40 cm auf. 320 g des wie oben beschriebenen hergestellten
40 cm auf. 320 g des wie oben beschriebenen hergestellten
Bei der Untersuchung des Schaumstoffes wurden THPG-Vorhalbpolymerisats
die folgenden Ergebnisse erhalten: 80 g Trichlorfluormethan
60
80% geschlossene Zellen Bestandteil B
80% geschlossene Zellen Bestandteil B
16% offene Zellen ' 196 g des Polyäthergemisches (vgl. Beispiel (a))
4% Wandungen 1,2 g Organosiliconpolymerisat
Dichte = 0,04 g/ccm 1,8 g Triäthylendiamin
Der Schaumstoff quoll um 6 % Dei einer löstündigen Die beiden Bestandteile A und B, beide bei Raum-
Behandlung in einer Feuchtigkeitsalterungskammer. temperatur, wurden innerhalb von 30 Sekunden
In dieser Feuchtigkeitsalterungskammer wurde eine gründlich gemischt und sofort in eine rechtwinklige
Form gegossen, die eine Breite von etwa 20 cm, eine Länge von etwa 30,5 cm und eine Höhe von etwa
46 cm hatte. Nach lstündigem Härten im Ofen bei einer Temperatur von 75° C wurde der Schaumstoff
16 Stunden lang in einer Feuchtigkeitsalterungskammer behandelt.
Quellung 8%
Dichte 0,03 g/ccm
10
Beispiele 4 bis 13
Die in der folgenden Tabelle angegebenen Schaumstoffe wurden nach dem im Beispiel 3 beschriebenen
Verfahren mit Hilfe des im Beispiel 3 beschriebenen THPG-Halbvorpolymerisats sowie des folgenden
THPG-Halbvorpolymerisats hergestellt.
Herstellung eines THPG-Halbvorpolymerisats
Ein Umsetzungsgefäß, das mit Vorrichtungen zum Erhitzen, zur Temperaturregelung und zum Aufrechterhalten
einer Stickstoffatmosphäre ausgerüstet war, wurde mit 259 kg Toluylendiisocyanat beschickt. Das
Toluylendiisocyanat wurde dann auf 60° C vorerhitzt, worauf 68 kg Tris-(hydroxypropyl)-glycerin innerhalb
von 2 Stunden zugesetzt wurden. Während dieser Zeit wurde die Temperatur des Umsetzungsgefäßes
zwischen 50 und 60°C gehalten. Das nach diesem Verfahren hergestellte THPG-Halbvorpolymerisat hatte
eine Viskosität von 160 Stokes bei 24°C und einen NCO-Gehalt von 26,2%.
Wie angegeben, wurde bei den Beispielen 5 bis 9 Wasser verwendet.
Vouiertes Treibmittel |
H2O | Äquivalente | NCO:OH | Dichte | Des | Schaumstoffes | Abmessungs beständigkeit |
|
Beispiel | Polyäther- | g/ccm | Druckfestigkeit | Zugfestigkeit | °/„ Quellung | |||
15,5 | 0 | gemisch | 1:1 | 0,034 | kg/qcm | kg/qcm | 5 | |
4 | 9 | 0,2 | 1 | 1,1:1 | 0,030 | 5 | ||
5 | 9 | 0,2 | 0,8 | 1,1:1 | 0,032 | 6 | ||
6 | 12 | 0,1 | 0,8 | 1:9 | 0,038 | 7 | ||
7 | 9 | 0,2 | 0,9 | 1:1 | 0,033 | 3 | ||
8 | 12 | 0,1 | 0,8 | 1,1:1 | 0,032 | 6 | ||
9 | 6 | 0 | 0,9 | 1:1 | 0,095 | 5 | ||
10 | 8 | 0 | 1 | 1:1 | 0,075 | 15,4 | 6 | |
11 | 20 | 0 | 1 | 1:1 | 0,033 | 8,9 | 6 | |
12 | 10 | 0 | 1 | 1:1 | 0,060 | 2,87 | 4,2 | — |
13 | 1 | 0,2 | 10,1 | |||||
Herstellung eines Schaumstoffes aus dem Polyäthergemischalbvorpolymerisat
Bestandteil A
306 g des im Beispiel 1 beschriebenen Polyäther-
gemischhalbvorpolymerisats 80 g Trichlorfluormethan
Bestandteil B
45 1,96 g Polyäthergemisch [vgl. Beispiel 1 (a)] 1,9 g Triäthylendiamin
1,2 g Organosiliconpolymerisat
Die Bestandteile A und B, beide bei Raumtemperatür, wurden innerhalb von 20#Sekunden gründlich
vermischt und sofort in eine rechtwinklige Form gegossen, die eine Breite von etwa 7,5 cm, eine Länge
von etwa 30,5 cm und eine Höhe von etwa 46 cm hatte. Die Masse blähte sich innerhalb von 131 Sekunden
auf. Nach lstündigem Härten im Ofen bei 75° C wurde der Schaumstoff 16 Stunden in eine Feuchtigkeitsalterungskammer
gebracht.
Quellung 4%
Dichte 0,032 g/ccm
60
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus mehrwertigen aliphatischen
Polyäthern, Polyisocyanaten und Wasser und/oder anderen Treibmitteln, gegebenenfalls unter Zusatz
von Beschleunigern, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyäther ein Polyäthergemisch
verwendet, das (A) mindestens einen Polyäther, der sich von einem Zucker in der HaIbacetalform
mit mindestens drei OH-Gruppen in jedem Ring ableitet, und (B) mindestens einen Polyäther, der sich von einem linearen Polyol mit
mindestens zwei OH-Gruppen ableitet, enthält, wobei bei den Polyäthern (A) und (B) zumindest
der größte Teil der OH-Gruppen des zugrunde liegenden Zuckers in der Halbacetalform und des
zugrunde liegenden linearen Polyols mit Hydroxyalkylgruppen veräthert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der verwendete Polyäther (A)
von einem Zucker in der Halbacetalform mit mindestens vier OH-Gruppen ableitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der verwendete Polyäther
(B) von einem linearen Polyol mit drei OH-Gruppen ableitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei den verwendeten Polyäthern
(A) und (B) sämtliche OH-Gruppen des zugrunde liegenden Zuckers in der Halbacetalform
und des linearen Polyols mit Hydroxyalkylgruppen veräthert sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß keine der OH-Gruppen der
cyclischen und nichtcyclischen Verbindungen mit durchschnittlich mehr als einer Hydroxyalkylgruppe
je OH-Gruppe veräthert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus (A) 1 Mol
Octakis-(2-hydroxypropyl)-saccharose und (B) 2 bis
3 Mol l,2,3-Tns-(2-hydroxypropyl)-glycerinäther
verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Anlagerung von Propylenoxyd
an eine Mischung cyclischer und offenkettiger Polyole in Gegenwart katalytischer Mengen
von Triäthyl- oder Tripropylamin gebildetes PoIyäthergemisch
verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Anlagerung von Propylen-
oxyd an eine Mischung aus Rohrzucker und Glycerin gebildetes Polyäthergemisch verwendet
wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 025 136,1 047 420; belgische Patentschrift Nr. 560 394;
»Rubbes Age«, Oktober 1957, S. 97; »Chemical & Engineering News«, 14.10.1957, S. 72.
609 507/352 2.66 © Bundesdruckerei Berlin
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