DE1278738B - Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden SchaumstoffenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
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Int. α.:
Deutsche Kl.:
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Aktenzeichen:
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C08g
39 b5-22/44
39b7-1/44
39b7-1/44
P 12 78 738.1-43 (U 12272)
14. Dezember 1965
26. September 1968
Es ist bereits bekannt, Schaumstoffe auf Polyurethanbasis herzustellen, wobei Polyisocyanate mit
Hydroxylverbindungen auf Polyester- oder Polyätherbasis in Gegenwart von Wasser und bzw. oder anderen
Treibmitteln umgesetzt werden. Die von Polyäthern abgeleiteten mehrwertigen Hydroxylverbindungen
haben dabei den Vorteil, billiger als diejenigen auf Basis von Polyestern zu sein.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen
durch Umsetzung von Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäthern mit freie NCO-Gruppen aufweisenden
Addukten von organischen Polyisocyanaten an Glykole in Anwesenheit von Wasser und bzw. oder
anderen Treibmitteln, sowie gegebenenfalls üblichen Stabilisatoren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man als organisches Polyisocyanat das freie NCO-Gruppen aufweisende Addukt eines aromatischen
Polyisocyanates an Dipropylenglykol und bzw. oder Dibutylenglykol verwendet.
Das erfindungsgemäß verwendete Polyisocyanat ist das Reaktionsprodukt aus einem Überschuß eines
aromatischen Polyisocyanates mit Dipropylenglykol und/oder Dibutylenglykol. Das aromatische Polyisocyanat
in diesem Reaktionsprodukt ist vorzugsweise ein Diisocyanat, obgleich geringe Mengen Tri- und
höherer Polyisocyanate in Mischung mit einer Hauptmenge Diisocyanat verwendet worden sein können.
Verwendete aromatische Polyisocyanate können gewesen sein Toluylendiisocyanate, einschließlich 2,4-
oder 2,6-Toluylendiisocyanat bzw. Mischungen derselben,
Phenylendiisocyanate, Xylylendiisocyanate usw., wobei Toluylendiisocyanate bevorzugt verwendet
worden ist.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyisocyanate werden in hier nicht beanspruchter Weise hergestellt,
indem man das entsprechende Glykol langsam zu einem Überschuß des aromatischen Polyisocyanates
(bezogen auf die Hydroxylgruppen) zufügt. Die Reaktionstemperatur kann in einem weiten Bereich, z. B.
von 20°C und weniger bis 1000C und mehr, variieren.
Die bevorzugte Reaktionstemperatur liegt zwischen 25 und 8O0C. Die Reaktionszeit hängt z.B. von der
Temperatur, der Art und dem Verhältnis der Reaktionsteilnehmer usw. ab. So kann die Zugabezeit des
Glykole ζ. B. zwischen 1 und 5 Stunden betragen, und der Zugabe kann sich eine Reaktionsdauer zwischen
1I2 bis 6 Stunden anschließen. Ein geeignetes Verfahren
zur Herstellung der verwendeten Polyisocyanate besteht in der langsamen Zugabe des Glykole
zum aromatischen Polyisocyanat, wobei die Reaktionsteilnehmer etwa auf Zimmertemperatur, d. h.
Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen
Anmelder:
Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39
Als Erfinder benannt:
Frank Edward Critchfield,
South Charleston, W. Va.;
Robert Don Whitman,
St. Albans, W. Va. (V. St. A.)
Frank Edward Critchfield,
South Charleston, W. Va.;
Robert Don Whitman,
St. Albans, W. Va. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Dezember 1964
(419 600),
vom 15. Januar 1965 (425 945),
vom 16. September 1965
(487 903)
etwa 250C gehalten werden. Anschließend wird die
Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 8O0C ansteigen gelassen, diese Temperatur etwa 2 Stunden
aufrechterhalten und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt.
Das molare Verhältnis vom aromatischen Polyisocyanat zum verwendeten Glykol beträgt zweckmäßigerweise
mindestens 2:1 und bis zu 6:1. Bevorzugte
molare Verhältnisse von aromatischem Polyisocyanat zum Glykol liegen zwischen 3 :1 und 5:1.
Die erfindungsgemäß verwendeten Reaktionsprodukte aus dem aromatischen Polyisocyanat und dem
besonderen Glykol enthalten sowohl Isocyanat- als auch Urethangruppen. Da eine Reaktion zwischen den
Isocyanatgruppen und den Wasserstoffatomen in den Urethangruppen erfolgen kann, ist es zweckmäßig,
daß das Reaktionsprodukt stabilisiert verwendet wird. Ein ausgezeichneter Stabilisator ist z. B. Benzoyl-
809 618/599
3 4
chlorid, obgleich gegebenenfalls auch andere bekannte than, 1,1-Dichlor-l-fluoräthan, l,l-Difluor-l,2,2-tri-
Stabilisatoren enthalten sein können. Der Stabilisator chloräthan, l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan oder
ist in ausreichenden Mengen enthalten, um die Reak- l,l,l-Trichlor-2,2,2-trifluoräthan oder niedrigsiedende
tion von Isocyanatgruppen mit Urethanwasserstoff- Kohlenwasserstoffe, wie Pentan oder Hexan. Es
atomen im wesentlichen zu verhindern. Es können 5 können auch thermisch instabile Verbindungen, die
Stabilisatorkonzentrationen von 0,02 bis 1 Gewichts- beim Erhitzen Gase freisetzen, wie N,N'-Dimethyl-
prozent, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 Gewichtsprozent dinitrosoterephthalamid, als Treibmittel verwendet
(bezogen auf das Gewicht des Reaktionsproduktes) werden.
vorliegen. Die verwendete Treibmittelmenge variiert mit der Dipropylenglykol ist daher der übliche Name für io im verschäumten Produkt gewünschten Dichte. Im
Bis-(2-hydroxy-2-methyläthyl)-äther und Dibutylen- allgemeinen werden pro 100 g Reaktionsmischung mit
glykol für Bis-(2-hydroxy-2-äthyläthyl)-äther. Diese einem durchschnittlichen Verhältnis von Isocyanat zu
Verbindungen und ihre Herstellung sind bekannt. reaktionsfähigem Wasserstoff von etwa 1:1 etwa
Die verwendeten Hydroxylgruppen enthaltenden 0,005 bis 0,3 Mol Gas zur Erzielung von Dichten
Polyäther sind Alkylenoxydaddukte von Verbin- 15 zwischen 0,48 und 0,016 g/ccm benötigt,
düngen, die 2 oder mehr, gewöhnlich 2 bis 3, reak- Zur Beschleunigung der Reaktion zwischen Isotionsfähige Wasserstoffatome enthalten. Solche Ver- cyanat und den reaktionsfähigen Wasserstoffatomen bindungen werden gewöhnlich als »Starter« bezeichnet werden vorzugsweise übliche Katalysatoren mitver- und sind mehrwertige Alkohole oder Wasser. Geeig- wendet. Am besten geeignet sind die tertiären Amine nete Starter sind z. B. Wasser, Äthylenglykol, Di- 20 oder die organischen Zinnverbindungen, z. B. N-Meäthylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Bu- thylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butantylenglykole, Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butan- diamin, 1,4-Diaza-bicyclo-[2,2,2]-octan oder Bistriol, 1,1,1-TrimethyloIäthan, 1,1,1-Trimethylolpropari [2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-äther, Stannooctoat, oder Pentaerythrit. Bevorzugte Starter sind Wasser, Stannoacetat, Stannooleat, Dibutylzinndiacetat oder Alkandiole, wie Propylenglykol, Alkantriole, wie 25 Dibutylzinndiacetat und Dibutylzinndilaurat. Es kön-Glycerin, Dialkylenglykole, wie Diäthylenglykol oder nen auch Kombinationen von Katalysatoren verwen-Dipropylenglykol. det werden; so z. B. ein oder zwei tertiäre Amine in Als Alkylenoxyde sind gewöhnlich solche verwendet, Kombination mit Stannooctoat. Der Katalysator wird die 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten, wie Äthylen- in Mengen, z. B. 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen oxyd, Propylenoxyd (1,2-Epoxypropan), 1,2-Bütylen- 30 auf das Gewicht der Polyäther, verwendet,
oxyd, 2,3-Butylenoxyd, Isobutylenoxyd oder Tetra- Bei der Herstellung von Urethanschaumstoffen ist hydrofuran. Bevorzugt werden Propylenoxyd oder es meist zweckmäßig, noch ein oberflächenaktives Mischungen aus Propylenoxyd mit Äthylenoxyd. Die Mittel mit zu verwenden, wie z. B. Polysiloxan-Poly-Herstellung der Hydroxylgruppen enthaltenden Poly- oxyalkylen-Blockmischpolymerisate. Geeignete Polyäther ist bekannt. 35 siloxan-Polyoxyalkylen-Blockmischpolymerisate wer-Der verwendete Hydroxylgruppen enthaltende Poly- den in den USA.-Patentschriften 2 834 748, 2 917 480 äther, der auch eine Mischung aus zwei oder mehreren und 2 846 458 beschrieben. Das oberflächenaktive Verbindungen sein kann, hat vorzugsweise eine Hy- Mittel wird normalerweise in Mengen von 0,01 bis droxylzahl zwischen etwa 40 und 80, insbesondere 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des PoIyzwischen etwa 45 und 70. Derartige Polyäther werden 40 äthers, verwendet.
düngen, die 2 oder mehr, gewöhnlich 2 bis 3, reak- Zur Beschleunigung der Reaktion zwischen Isotionsfähige Wasserstoffatome enthalten. Solche Ver- cyanat und den reaktionsfähigen Wasserstoffatomen bindungen werden gewöhnlich als »Starter« bezeichnet werden vorzugsweise übliche Katalysatoren mitver- und sind mehrwertige Alkohole oder Wasser. Geeig- wendet. Am besten geeignet sind die tertiären Amine nete Starter sind z. B. Wasser, Äthylenglykol, Di- 20 oder die organischen Zinnverbindungen, z. B. N-Meäthylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Bu- thylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butantylenglykole, Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butan- diamin, 1,4-Diaza-bicyclo-[2,2,2]-octan oder Bistriol, 1,1,1-TrimethyloIäthan, 1,1,1-Trimethylolpropari [2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-äther, Stannooctoat, oder Pentaerythrit. Bevorzugte Starter sind Wasser, Stannoacetat, Stannooleat, Dibutylzinndiacetat oder Alkandiole, wie Propylenglykol, Alkantriole, wie 25 Dibutylzinndiacetat und Dibutylzinndilaurat. Es kön-Glycerin, Dialkylenglykole, wie Diäthylenglykol oder nen auch Kombinationen von Katalysatoren verwen-Dipropylenglykol. det werden; so z. B. ein oder zwei tertiäre Amine in Als Alkylenoxyde sind gewöhnlich solche verwendet, Kombination mit Stannooctoat. Der Katalysator wird die 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten, wie Äthylen- in Mengen, z. B. 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen oxyd, Propylenoxyd (1,2-Epoxypropan), 1,2-Bütylen- 30 auf das Gewicht der Polyäther, verwendet,
oxyd, 2,3-Butylenoxyd, Isobutylenoxyd oder Tetra- Bei der Herstellung von Urethanschaumstoffen ist hydrofuran. Bevorzugt werden Propylenoxyd oder es meist zweckmäßig, noch ein oberflächenaktives Mischungen aus Propylenoxyd mit Äthylenoxyd. Die Mittel mit zu verwenden, wie z. B. Polysiloxan-Poly-Herstellung der Hydroxylgruppen enthaltenden Poly- oxyalkylen-Blockmischpolymerisate. Geeignete Polyäther ist bekannt. 35 siloxan-Polyoxyalkylen-Blockmischpolymerisate wer-Der verwendete Hydroxylgruppen enthaltende Poly- den in den USA.-Patentschriften 2 834 748, 2 917 480 äther, der auch eine Mischung aus zwei oder mehreren und 2 846 458 beschrieben. Das oberflächenaktive Verbindungen sein kann, hat vorzugsweise eine Hy- Mittel wird normalerweise in Mengen von 0,01 bis droxylzahl zwischen etwa 40 und 80, insbesondere 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des PoIyzwischen etwa 45 und 70. Derartige Polyäther werden 40 äthers, verwendet.
zur Herstellung biegsamer Urethanschaumstoffe be- In vielen Fällen ist es zweckmäßig, in der Reak-
vorzugt. Der Polyäther hat normalerweise ein durch- tionsmischung noch eine geringe Menge eines di-
schnittliches Molekulargewicht über 2000 bis 4500 polaren Lösungsmittels mitzuverwenden. Solche Lö-
oder mehr. sungsmittel sind z. B. N,N-Dimethylformamid oder
Das verwendete Polyisocyanat (das Addukt aus 45 Dimethylsulfoxyd. Durch die Mitverwendung dieser
aromatischem Polyisocyanat im Überschuß an Di- Lösungsmittel wird das Verfahren bezüglich der zu
propylenglykol und/oder Dibutylenglykol) wird ge- verwendenden Katalysatorkonzentration flexibler. Es
wohnlich in einem stöchiometrischen Überschuß hin- können bis zu 10 Gewichtsprozent an dipolarem
sichtlich der reaktionsfähigen Wasserstoffatome ver- Lösungsmittel, bezogen auf das Gewicht des PoIy-
wendet, die im verwendeten Hydroxylgruppen ent- 50 äthers, mitverwendet werden.
haltenden Polyäther und dem gegebenenfalls an- Im übrigen wird bezüglich der zweckmäßigsten
wesenden Wasser vorhanden sind. Zweckmäßigerweise Bedingungen bezüglich der Herstellung von PoIywird
ein 5 bis 10°/0iger Überschuß an Isocyanat über urethanschaumstoffen auf die Veröffentlichungen von
die reaktionsfähigen Wasserstoffatome verwendet. Saunders und Frisch »Polyurethanes«; Che-Die
Verschäumung kann unter Mitverwendung 55 mistry and Technology (Teil I und Teil II) [Intereiner
geringen Menge an Wasser in der Reaktions- science Publishers, New York] hingewiesen,
mischung, z. B. 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Wasser, Die erfindungsgemäß hergestellten Polyurethanbezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktions- schaumstoffe können in üblicher Weise verwendet mischung, und/oder durch Verwendung von Treib- werden. Besonders eignen sie sich jedoch zur Hermitteln erfolgen, die durch den exothermen Verlauf 60 stellung von Schichtstoffen, bei dem eine Seite des der Reaktion der Isocyanatgruppen mit den reaktions- Schaumstoffes durch Wärmeeinwirkung erweicht und fähigen Wasserstoffatomen verdampft werden. Bevor- mit dieser Seite mit irgendeinem Substrat gegebenenzugte Treibmittel sind Wasser und Mischungen aus falls unter Druckeinwirkung in Verbindung gebracht Wasser mit bestimmten halogensubstituierten, ali- wird. Die so hergestellten Schichtmaterialien können phatischen Kohlenwasserstoffen mit Siedepunkten 65 z. B. zur Herstellung von Polstern und Isolierungen zwischen —40 und 7O0C. Derartige bekannte Treib- weiter verwendet werden.
mischung, z. B. 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Wasser, Die erfindungsgemäß hergestellten Polyurethanbezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktions- schaumstoffe können in üblicher Weise verwendet mischung, und/oder durch Verwendung von Treib- werden. Besonders eignen sie sich jedoch zur Hermitteln erfolgen, die durch den exothermen Verlauf 60 stellung von Schichtstoffen, bei dem eine Seite des der Reaktion der Isocyanatgruppen mit den reaktions- Schaumstoffes durch Wärmeeinwirkung erweicht und fähigen Wasserstoffatomen verdampft werden. Bevor- mit dieser Seite mit irgendeinem Substrat gegebenenzugte Treibmittel sind Wasser und Mischungen aus falls unter Druckeinwirkung in Verbindung gebracht Wasser mit bestimmten halogensubstituierten, ali- wird. Die so hergestellten Schichtmaterialien können phatischen Kohlenwasserstoffen mit Siedepunkten 65 z. B. zur Herstellung von Polstern und Isolierungen zwischen —40 und 7O0C. Derartige bekannte Treib- weiter verwendet werden.
mittel sind z. B. Trichlormonofluorrnethan, Dichlor- Es ist auch schon bekannt gewesen, Polyurethan-
difluormethan, Dichlormonofluormethan, Dichlorme- schaumstoffe herzustellen, indem man stickstoffhaltige
Polyhydroxyverbindungen mit Polyisocyanaten umsetzt,
die durch Umsetzung eines Überschusses eines mehrwertigen Isocyanates mit z. B. Butandiol erhalten
worden sind. Der Unterschied gegenüber dem vorliegenden Verfahren liegt nun insbesondere darin, daß
die erfindungsgemäß verwendeten Polyisocyanate die Reaktionsprodukte eines Überschusses eines aromatischen
mehrwertigen Isocyanates mit bestimmten Glykolen, nämlich Dipropylenglykol und bzw. oder
Dibutylenglykol sind. Diese erfindungsgemäß verwendeten Polyisocyanate haben den Vorteil, daß sie
flüssig sind und damit gegenüber den genannten bekannten Polyisocyanaten die Feststoffe sind, leichter
gehandhabt werden können (s. dazu die Angaben im nachfolgenden Beispiel 3).
Der gleiche Fortschritt ergibt sich auch gegenüber der deutschen Auslegeschrift 1122 698, wo die Verwendung
entsprechender modifizierter Polyisocyanate auf Basis von »Glykolen« beschrieben ist. Die erfindungsgemäß
zu verwendenden bestimmten Glykole sind dort nicht genannt.
Die sich gegenüber der Verwendung unmodifizierter Diisocyanate ergebenden Vorteile (z. B. gegenüber
Toluylendiisocyanat) sind aus den nachfolgenden ίο Beispielen 1 und 2 zu ersehen und liegen in den verbesserten
physikalischen Eigenschaften der hergestellten Schaumstoffe.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Alle Teile sind, soweit nichts anderes angegeben ist, Gewichtsteile.
Beispiel 1 und 2 Aus den folgenden Materialien wurden Polyurethanschaumstoffe nach dem Einstufenverfahren hergestellt.
(1J Polyol A und gegebenenfalls
(2> Polyol B,
Wasser,
Ν,Ν-Dimethylformamid,
Katalysator.
<3> Emulgator C.
<4> Polyisocyanat D bzw.
<3> Emulgator C.
<4> Polyisocyanat D bzw.
Toluylendiisocyanat.
(1) = Propylenoxydaddukt von Glycerin mit einer Hydroxylzahl von 56.
(2) = Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 2000.
(*) = Siloxan-Oxyalkylen-Blockmischpolymerisat der Formel:
CH, - Si
CH3
-(-OSi)012 — (OCnH2n) — OC4H9
1 CH3
in welcher der (OC„H2n)-Teil für einen gemischten Polyoxyäthylen-Oxypropylen-Block mit durchschnittlich
etwa 18 Oxyäthyleneinheiten und etwa 14 Oxypropyleneinheiten steht.
(*) = Polyisocyanat, hergestellt durch Zugabe von 1 Gewichtsteil Dipropylenglykol zu 4 Gewichtsteilen einer 80: 20-Mischung
aus 2,4- und 2,6-Toluylendiisocaynat (hinfort kurz TDI bezeichnet.)
Zur Herstellung des Polyisocyanates D wurden innerhalb von 3,5 Stunden 45,63 kg Dipropylenglykol
langsam zu 237 kg auf 65° C erhitztes TDI zugegeben.
Während der Dipropylenglykolzugabe wurde die Reaktionstemperatur von etwa 65 auf etwa 80° C ansteigen
gelassen, nach der Zugabe 3 Stunden auf 8O0C
gehalten und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt. Das Endprodukt war eine Flüssigkeit mit einer
Brookfield-Viskosität von 350 cP bei 25 0C.
Es wurden folgende Versuche bzw. Vergleichsversuche (Toluylendiisocyanat an Stelle von Polyisocyanat
D) durchgeführt.
Komponenten in Gewichtsteilen
Versuch 1
Versuch 2
Polyol A
Polyol B
Wasser
Stannooctoat
Bis-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-äther
Emulgator C
Polyisocyanat D
Toluylendiisocyanat
Ν,Ν-Dimethylformamid
100
0,6 0,2 2,0
78,5
10 50
50
4
4
0,6
0,2
2,0
0,2
2,0
78,5
10
100
2,8
0,6
0,2
2,0
0,6
0,2
2,0
50
50
2,8
0,6
0,05
2,0
2,8
0,6
0,05
2,0
50
2,0
2,0
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Schaumstoffe sind in der folgenden Tabelle angegeben:
Schaumstoffeigenschaften
Schaumstoffgemäß | Versuch 1 | Versuch 2 | |
Beispiel 1 | Beispiel 2 | 58 | 82 |
100 | 106 | 1,03 | 1,16 |
1,86 | 1,99 | 37,3 | 36,7 |
46,3 | 46,5 | 72,2 | 74,8 |
104,4 | 96,3 | 412 | 537 |
716 | 752 | 177 | 285 |
230 | 260 | 0,032 | 0,0317 |
0,0317 | 0,0312 |
Steigzeit, Sekunden
Zugfestigkeit, kg/cm2
Belastbarkeit*, g/cma
25 % Abbiegung
65 % Abbiegung
Reißfestigkeit, g/cm
Dehnung, °/„
Dichte, g/ccm
* Maß der Probe: 33-33-5 cm.
Die Belastungseigenschaften, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Dehnung der erfindungsgemäß hergestellten
Schaumstoffe war wesentlich höher als bei üblichen, biegsamen Urethanschaumstoffen.
Im Hinblick auf die Vorteile durch Verwendung der TDI-Dipropylenglykol-Addukte als Polyisocyanat
wurde versucht, zur Herstellung der Polyisocyanate andere Diole zu verwenden. Es wurde gefunden, daß
die Reaktionsprodukte von Toluylendiisocyanat und den folgenden Diolen (molares Verhältnis von TDI zu
Diol = 4:1) entweder Feststoffe mit einem Schmelzpunkt wesentlich über Zimmertemperatur waren oder
in kurzer Zeit zu festen Materialien kristallisierten. Derartige Materiahen sind bei großtechnischer Verwendung
nicht brauchbar: 2-Methyl-2-äthyl-l,3-propandiol, 2-Methyl-2-propyl-l,3-propandiol, 2,2,4,
4-Tetramethyl-l,3-cyclobutandiol, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, 1,6-Hexandiol oder
2,4-Butylenglykol.
Weiterhin wurden noch Polyisocyanate entsprechend der Erfindung mit Polyisocyanaten auf der Basis von
Butandiolen verglichen. Auch hier hatten die erfindungsgemäß verwendeten Polyisocyanate den Vorteil,
daß sie flüssig waren.
Diol
2:1
IDI-Diol-Molverhältnis
I 4:1 I
6:1
1. Dipropylenglykol, % gemessene freie Isocyanat-
gruppen ,
Physikalischer Zustand
Viskosität, cSt bei 25°C
2. 1,4-Butandiol, % gemessene freie Isocyanat-
gruppen
Physikalischer Zustand
Schmelzpunkt, 0C
3. 1,3-Butandiol, % gemessene freie Isocyanat-
gruppen
Physikalischer Zustand
Schmelzpunkt, 0C
4. 2,3-Butandiol, % gemessene freie Isocyanat-
gruppen
Physikalischer Zustand
Schmelzpunkt, 0C
16,8
flüssig
hoch
flüssig
hoch
18,1
glasartig
glasartig
17,6
glasartig
glasartig
glasartig
29,8
flüssig
305
flüssig
305
29,6
kristallisiert
117 bis 133
117 bis 133
30,9
kristallisiert
113 bis 114
113 bis 114
31,2
kristallisiert
133
133
35,2
flüssig
32
flüssig
32
32,3
kristallisiert
115
115
32,3
kristallisiert
112 bis 115
112 bis 115
35,4
kristallisiert
135 bis 154
135 bis 154
Die Herstellung der Schaumstoffe mit solchen Polyisocyanaten macht folglich Schwierigkeiten.
Aus Reaktionsprodukten von Toluylendiisocyanat mit Dipropylenglykol oder Dibutylenglykol wurden
Urethanschaumstoffe nach dem Einstufenverfahren hergestellt. Die Reaktionsprodukte waren in analoger
Weise wie im Beispiel 1 in einem molaren Verhältnis von TDI und Diol von 4:1 hergestellt worden. Die
Ansätze und die Eigenschaften der Schaumstoffe sind in der folgenden Tabelle angegeben:
TabeUe
10
Diol
Dipropylenglykol
Dibutylenglykol
Polyol A
WPolyol E
Wasser
Stannooctoat
Bis-[2-(N,N-dimethylamin)-äthyl]-äther
Emulgator C
Ν,Ν-Dimethylformamid
TDI-Diol-Reaktionsprodukt
Eigenschaften
Dichte, g/ccm
Zugfestigkeit, kg/qcm
Dehnung, °/0
Reißfestigkeit, g/ccm
Belastbarkeit, g/qcm
25%
65%
50 50 4 0,55 0,2 2,0 10
50 50
0,425
0,2
2,0 10
5%iger Überschuß
0,0293
2,19 313 823
44,7 122,4
0,0293
2,05 300 913
43,1 92,0
(i) == Polyäther, hergestellt durch Umsetzung von Propylenoxyd mit Dipropylenglykol auf eine
Hydroxylzahl von 51, worauf Äthylenoxyd bis zu einer Hydroxylzahl von 48 addiert wurde.
Hydroxylzahl von 51, worauf Äthylenoxyd bis zu einer Hydroxylzahl von 48 addiert wurde.
30 hältnis von TDI zu Dipropylenglykol (DPG), die Viskosität der Reaktionsprodukte und die Eigen-Gemäß
Beispiel 1 wurden verschiedene Reaktions- schäften des Schaumstoffes. Der Ansatz war wie in
produkte aus unterschiedlichen Verhältnissen an TDI Tabelle 3, mit Ausnahme des Gehaltes an Stanno-
und Dipropylenglykol (DPG) hergestellt. Dann wur- octoat. Der verwendete Polyäther war eine 50: 50-den
aus diesen Reaktionsprodukten nach dem Ein- 35 Mischung aus Polyol A und Polyol E, wobei jedoch
stufenverfahren biegsame Urethanschaumstoffe her- das 4,5:1-Reaktionsprodukt mit einer 50: 50-Migestellt.
Die folgende Tabelle zeigt das molare Ver- schung aus Polyol A und Polyol E verschäumt wurde.
2,75:1 Molares Verhältnis von TDI zu DPG
3:1 I 3,5:1 I 4:1 j 4,5:1
Viskosität des TDI-DPG-Reaktionsproduktes, Brookfield, cP, bei 25°C
Urethanschaumstoff
Teile Stannooctoat
Dichte, g/ccm
Zugfestigkeit, kg/qcm
Dehnung, %
Reißfestigkeit, g/ccm
Belastbarkeit*; g/qcm
25%
65 »/0
* Größe der Probe 33-33-5 cm.
47700
0,275 0,0350 2,19 220 1086
70 168,7 11900
0,30 0,330 2,09 251
1137
1137
65,2 157,6
1440
0,325
0,0310
2,16
256
882
56,3 152,6
400
0,55
0,0293
2,20 313 823
44,7 122,4
0,85
0,0275
1,32 215 752
47,9 107,5
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen durch Umsetzung
von Hydroxylgruppen aufweisenden PoIyäthern mit freie NCO-Gruppen aufweisenden
Addukten von organischen Polyisocyanaten an Glykole in Anwesenheit von Wasser und bzw. oder
anderen Treibmitteln, sowie gegebenenfalls üblichen Stabilisatoren, dadurch gekennzeichnet,
daß man als organisches Polyisocyanat das freie NCO-Gruppen aufweisende Addukt eines
aromatischen Polyisocyanats an Dipropylenglykol und bzw. oder Dibutylenglykol verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein solches verwendet
wird, in dem das molare Verhältnis des aromatischen Polyisocyanates zu Dipropylenglykol
und/oder Dibutylenglykol zwischen 2:1 und 6:1
liegt.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1122 698, 1157 387.
809 618/599 9.68 © Bundesdruckerei Berlin
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