DE1235574B

DE1235574B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Polyurethanschaumkunststoffen mit offenporiger Oberflaeche

Info

Publication number: DE1235574B
Application number: DEC27356A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Paul Aufleger; Harry Kunz
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1962-06-30
Filing date: 1962-06-30
Publication date: 1967-03-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polyurethanschaumkunststoffen mit offenporiger Oberfläche Bei der Herstellung von Formkörpern aus Polyurethanschaumkunststoffen mit offenporiger Oberfläche bildet sich an den äußeren Flächen eine verdichtete Zone aus, die die Porosität des gebildeten Schaumstoffes stark herabsetzt. Diese verdichtete Zone wird vor der Weiterverarbeitung in der Regel auf mechanischem Wege, z. B. durch Abschälen, vom Kunstschaumstoff entfernt. Bei der Herstellung von Formkörpern jedoch bereitet die mechanische Entfernung dieser sogenannten Hautschicht erhebliche Schwierigkeiten, ihr Belassen am Formkörper ist andererseits in vielen Fällen unerwünscht und die Entfernung der dichteren Zone mit einem beachtlichen Materialverlust verbunden.
Bei der Behandlung der Formwandungen mit Formtrennmitteln wird zwar ein leichteres Entformen des gebildeten Formkörpers erreicht, die Ausbildung dieser verdichteten Oberflächenzone nicht vermieden, auch nicht, wenn die Formtrennmittel als Spurenbestandteil Polymerisationsverzögerer enthalten.
Andererseits sind Versuche bekanntgeworden, bei denen die Ausbildung einer verdichteten Oberflächenzone vermieden werden konnte, indem als Trennmittel bekannte, mit Isocyanatgruppen reagierende Stoffe in solcher Menge auf die Trennfläche aufgebracht werden, daß sie im Überschuß vorliegen. Als Stoffe dieser Art sind neben Wasser monomolekulare, hydroxylgruppenhaltige Stoffe oder Amine verwendet worden. Dadurch, daß diese Stoffe als Formtrennmittel selbst in einer Menge verwendet wurden, daß sie in der Trennschicht im Überschuß vorlagen, bildeten sich in der Oberfläche des Formkörpers unerwünscht schmierige Reaktionsprodukte aus, die eine Reinigung des Formkörpers durch einen intensiven Waschvorgang notwendig machten, und andererseits die Poren des Schaumstoffes in der Oberfläche eine starke Vergröberung erfuhren, die die physikalischen Eigenschaften des Polyurethans in diesem Bereich negativ beeinflußte.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die eben beschriebenen Nachteile bei der Herstellung von Formkörpern aus Polyurethanschaumkunststoffen auf Polyäther- oder Polyesterbasis mit offenporiger Oberfläche unter Verwendung von mit Formtrennmitteln behandelten Formen dann nicht auftreten, wenn als Formtrennmittel ein bekanntes zusammen mit Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 4000 oder Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 4000 oder sauer reagierenden Stoffen verwendet werden.
Durch den Zusatz der eben genannten Stoffe zum Formtrennmittel wird erreicht, daß die Reaktions- geschwindigkeit der Polyurethanbildungsreaktion verzögert wird, oder das Reaktionsgemisch so verändert wird, daß es nicht zu einem festen Endprodukt ausreagiert. Sowohl bei der Herabsetzung der Reaktionsgeschwindigkeit der Polyurethanbildungsreaktion wie auch bei der Veränderung des Gemisches im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet sich an der Oberfläche des Formkörpers eine dünne Schicht aus, die im Augenblick der Entformung eine so geringe Festigkeit aufweist, daß sie sich vom Formkörper leicht ablöst. Der eigentliche Artikel wird hinsichtlich seiner physikalischen Werte auch innerhalb der Oberfläche jedoch nicht verändert.
Wird beispielsweise als Formtrennmittel eine Wachsemulsion für sich allein verwendet, so erhält man einen Formkörper mit geschlossener Oberfläche. Der Zusatz von Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 1500 dagegen führt zu einer offenporigen Oberfläche, die trocken und frei von klebrig machenden Reaktionsprodukten ist. Wird an Stelle von Polyäthylenglykol zusammen mit der Wachsemulsion Glycerin oder Triäthylenglykol verwendet, so bilden sich in der Randzone klebrige Reaktionsprodukte aus, auch dann, wenn die Menge der verwendeten Zusätze annähernd gleich ist.
Die als Zusatz zum bekannten Formtrennmittel mitverwendeten höhermolekularen Polyäthylen- oder -propylenglykole werden bei der Reaktion verbraucht und machen infolgedessen eine wiederkehrende Behandlung der Formoberfläche erforderlich. Mit diesen scheinbaren Nachteilen jedoch wird die Erzielung einer offenporigen Oberfläche erreicht und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sichergestellt, da diese offenporige Oberfläche insbesondere bei beliebig geformten Gegenständen nun nicht mehr auf mechanischem Wege entfernt werden muß.
Als im Sinne der Erfindung wirksame Substanzen seien außer den Polyäthylenglykolen mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 4000 oder Polypropylenglykolen mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 4000, ferner sauer reagierende Substanzen, die den pH-Wert erniedrigen, wie z. B.
Säurechloride - als solche seien das Benzoylchlorid, das Acetylchlorid oder deren Homologe beispielsweise genannt, sauer reagierende Salze, wie z. B. primäre Phosphate, wie Natriumdihydrogenphosphat oder saures Natriumpyrophosphat, genannt.
Bei der Herstellung von Formkörpern auf Polyurethanschaumstoffbasis wird die Hautbildung vermutlich dadurch hervorgerufen, daß in der Berührungszone von Schaum und Form die Schaumbläschen durch mechanische oder auch chemische Einwirkung zerstört werden und das Produkt zu einer zusammenhängenden Schicht zusammenläuft. Ohne Anwendung eines Formtrennmittels kommt es zu einer chemischen Verankerung oder physikalischen Haftung an der Form, die beim Entformen durch teilweises Abreißen oder auch Einreißen des Schaumstoffes zur Zerstörung des Formkörpers führen kann. Die bisher bekannten Formtrennmittel haben das Loslösen des Artikels einschließlich der ausgebildeten Haut von der Formwand bewirkt, indem sowohl die chemische Verankerung als auch die physikalische Haftung herabgesetzt wurde. Demgegenüber wird bei dem erfindung gemäßen Verfahren eine chemische Bindung an die Form ganz vermieden und eine dünne Grenzschicht an der Oberfläche des Formkörpers so verändert, daß sich eine Haut in Form eines festen zusammenhängenden Filmes nicht ausbilden kann. Dies wird bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Stoffe dadurch erreicht, daß entweder die Bildungsreaktion des Polyurethans gebremst wird, oder dadurch, daß Substanzen verwendet werden, die mit einer der im Reaktionsgemisch vorhandenen Komponenten reagieren und so die Bildung einer festen Masse in der Grenzschicht verhindern. Der bei dieser letztgenannten Verfahrensvariante sich ausbildende hochviskose Film an der Oberfläche des Formkörpers kann durch Waschen auf einfache Weise entfernt werden.
Ausführungsbeispiel 1 Die zur Herstellung des Formkörpers benötigte Form wird an ihrer Wandung in an sich bekannter Weise mit einem handelsüblichen, aus einer Wachsemulsion von Paraffinwachsen bestehenden Formtrennmittel eingesprüht. Hierauf wird die so behandelte Formwandung mit einer 1001,eigen Natriumdihydrogenphosphatlösung übersprüht. Hierauf wird die Form zur Entfernung des Lösungsmittels erwärmt, bis die Wandungen trocken sind. Hierauf wird das Reaktions- gemisch aus Polyäther und Polyisocyanaten mit den üblichen Zuschlägen in die Form eingefüllt und zur Reaktion gebracht.
Nachdem die Form etwa 10 Minuten lang auf etwa 120 bis 140"C gehalten wurde, kann der fertige Formartikel entnommen werden. Die an der Formwandung verbleibenden, nicht ausreagierten Polyurethanreste werden durch Auswischen mit einem Lappen, der gegebenenfalls mit einem Lösungsmittel getränkt sein kann, entfernt, und die Form wird erneut - wie oben beschrieben - eingesprüht.
Ausführungsbeispiel 2 Die Wandungen der Form werden mit einem Formtrennmittel eingesprüht, das aus einem Gemisch von 100 g von als Formtrennmittel handelsüblicher Paraffinemulsion und 25 g Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1500 so eingesprüht, so daß nach dem Abdunsten des Lösungsmittels ein einheitlicher Film auf der Formwandung zurückbleibt.
Sodann wird, wie im Ausführungsbeispiel 1 angegeben, weiterverfahren. Der Formkörper bedarf keiner Badbehandlung zur Entfernung überschüssigen Polyäthylenglykols.
Die Erfindung ist in gleicher Weise für Polyester wie Polyätherurethanschaumstoffe anwendbar.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polyurethanschaumkunststoffen auf Polyäther-oder Polyesterbasis mit offenporiger Oberfläche unter Verwendung von mit Formtrennmitteln behandelten Formen, dadurch gekennz e i c h n e t, daß als Formtrennmittel ein bekanntes zusammen mit Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 4000 oder Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 4000 oder sauer reagierenden Stoffen verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich als Formtrennmittel bekannte Wachsemulsion zusammen mit Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 2000 verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 010 050, 1 037 114, 1040776,1054629, 1 131 873; Patentschrift Nr. 310 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; britische Patentschrift Nr. 862 361; belgische Patentschriften Nr. 591 767, 613 718; USA.-Patentschrift Nr. 2 620 349.