DE1494133A1 - Verfahren zum Herstellen eines Polyurethanschaumes - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. B fc K K. t in r c lu, ruicmun _w «.,, .»w , .

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Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom IJ _# April 1962 Ml/ Name d. Anm. JOhnS-ManVill·

Verfahren zum Herstellen eines Polyurethan-

sohaumes

Die Erfindung betrifft einen Polyurethanschaum, ein Verfahren zu seiner Herstellung und au« diesem Schaum gebildete Bauelemente. Die Erfindung betrifft Insbesondere ein Verfahren, Polyurethanschaue· einer niedrigen Dichte in der OrttSenordnung von 8,009 g/l bis 160,18 g/l durch Zusetzen bestirnter Additive herzustellen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung modifizierter, preisgünstiger, insbesondere zum Isolieren geeigneter Polyurethanschäume, die eine Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die mindestens der des nicht modifizierten Polyurethanschaumes gleichwertig 1st. Die Erfindung ist insbesondere Anwendbar auf Schaumgebilde mit geschlossenen Zellen, die Erfindung hat sich indes sich als geeignet für Schaum mit offenen Zellen erwiesen.

Vor der Einführung des Polyurethanschaumes wurden verschiedene Nethoden und Mittel zur Herstellung von zellenförmigen oder geschäumten Kautschuken und Kunststoffen angewendet. Viele dieser ^ älteren Verfahren hatten Jedoch den Nachteil, Äußerst ver-I^ wickelt zu sein bzw. eine weitläufige Herstellungsanlage zu

r~ erfordern. Die Hersteller waren x.B. in der Regel auf physlka-00

llsohe, von der besonderen Natur der verwendeten Materialien abhängige Maßnahmen beschränkt. Der hauptsächliche Nachteil des größten Teiles dieser Materlallen bestand darin, daß sie nicht unmittelbar In einen Hohlraum eingeführt und dann nicht in situ geschäumt werden konnten· Mit anderen Worten, dl·

J 1(1/18 BADOWGINAU

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mussten an einer Stelle hergestellt und in dl· gewünschte Föne gebracht und dann alt de* gewünschten Gebilde verbunden werden. Diese susKtsliehen Yerfahrenssohritte waren nloht nur kostspielig, sondern auch seitraubend· Aber selbst wenn das Schäumen an Ort und Stelle nicht erwünscht war, ließen die Materlallen früher doch an guten physikalischen Eigenschaften su wünschen übrig, abgesehen von de« Kostenfaktor·

Als die Polyurethane aufkaaen, wurden die meisten dieser Nach« teile (iberwunden, da es mOglloh war* die einseinen Bestandteile aa Orte Ihrer endgültigen Verwendung susueetsen und in situ su schäumen..In verbindung mit der ungewöhnlich guten Haftfestigkeit der Urethane an fast allen Oberflächen wurde sehr schnell offenkundig, daß die Urethane grüßten wirtschaftlichen Erfolg haben würden, da es endlich mOglioh war, die endgültige formung bsw. die Polymerisation eines Schaumes su regeln und infolgedessen den Schau« genau den Forderungen hinsichtlich Dichte, Oestalt und Harte usw. auf eine Welse su steuern, die bisher unsäglich oder Kullerst unpraktisch war.

Die Polyurethane werden Ie allgemeinen durch Umsetzung eines Isocyanates silt eine« Alkohol hergestellt! sowohl das Isoc-oyanat wie der Alkohol kOnnen mehrfach funktionell sein, um ^ eine swecloattsslge Polymerisation su erlauben. Man hat sowohl ^ Polyether- und Polyestertfleocyanatschlume hergestellt. Dies

OO kann dadurch geschehen, dal man verschiedene, nloht lineare,

ο leicht verswelgte Polyester alt dem Dllsooyanat oder einen linearen Polyester mit Mischungen van 01» und Triisocyanaten

Die Anwendung des Diisocyanates führt dasu, daß ein blfunktlonellcs Molekül sur Verfügung steht, das als ein PoIymsrlsatlensmlttel dienen kann, wenn es mit einem anderen

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mehr als eine funktlonelle Gruppe enthaltenden Molekül umgesetzt wird, wobei jede Gruppe mindestens ein aktives bzw. labiles Wasserstoffatom hat. Im allgemeinen ist ein überschuss an Polyisocyanat erforderlich, um eine für die Bildung der Zellen in dem Endprodukt erforderliche Menge Kohlendloxyd zu entwickeln. Eine kleine Menge Wasser ist ebenfalls augegen, um mit dem Isocyanat zur Bildung des Kohlendloxydes zusammenzuwirken. Ausreichende Mengen Diisocyanat sind ebenfalls erforderlich, um einen Polyester mit einem hohen Molekulargewicht aufzubauen und die erforderliche Vernetzung des Polyesters zu ergeben.

Eine andere Methode zur Bildung der Zellstruktur wurde später entwickelt, gemüse welcher ein flüssiges Blähmittel t.-ilt einen niedrigen Siedepunkt, z.B. ei« flüchtiger Pluorkohlenwasserstoff dem Polyester zugesetzt wird und die Blähmittel als Mittel zum Schäumen des Polyurethanes verwendet werden. Dies vollzieht sich im allgemeinen In Abwesenheit von Wasser oder Kohlendioxyd.

Das während des Schäumens verstärkt innerhalb der Zellstruktur entwickelte Qas führt zu einer sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeit, so daß die Polyurethane besonders für Wärmeisolierung

°° Verwendung finden Können. K-Werte liegen bei 23,9°C (75°P)

2 im Bereich von 26,09 bis 57.6J kcal/h/m /C/ra (o,14 - o,3o

«- Btu-in/hr.sq.ft.F. Dies ändert sich unmittelbar wie die Dichte co

geändert wird; die K-Werte von 26,89 bis 97*63 entsprechen annähernd Dlohten von 32,056 bzw. 24o,o g/l (2 Ib. -Ou.ft. bzw. 15 Ib./cu. ft). Bisher wuchs ebenfalls der K-Wert wie die Dichte unter 32,036 g/l (2 Ib./cu. ft) fiel. Das optimale

Dichte-K-Wertverhältnis lag bei einer Dichte vor. ·<© <v** ^* BAD ORIGMNAtT

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lint ander·« bisher bei den Polyurethan«ohMuman alt niedriger

Dlohte auftretende Schwierigkeit war die Hangelnde Festigkeit

Verformung

gegenüber einer hydrolytischen tong. Bel holier Feuchtigkeit wie Ίοο R.H. bei 1oo° F (}8^OC) wurde eine beachtlich· Durch-

Verformung blegung bzw. eine entapreohende tung In Aufbau dea

Schaumes bsabaohtet.

JDIe Tertiendung von Polyurethansohluaen al« IaoXlermlttel beruhte hauptaltohlloh auf der Verwendung der geechloaaenen Zellsferuktur« die einen featen Gegenstand ergibt· Oebllde mit offenen Strukturen alnd lndea ebenfalla alt Rrfolg In der Verpaokungelnduetrle in Fora von biegsamen Schäumen vergleichbarer Dichtigkeiten verwendet worden.

Wenn auch die Folyurethansahäuae K-Werte haben« die denen anderer Schaumstoffe, z.B. dea Polystyrolsohaume« überlegen alnd« •o begnen ale In Handel doch Schwierigkeiten wegen ihrer verhMltnlaaHaalg hohen Koeten. In vieler Richtung wurden Verauohe unternommen, un die Koaten dea Polyurethane dadurch herabzusetzen, dafl «an die Dlohte verringerte und Füllstoffe oder Streckmittel den Schaumstoffen einverleibte· Bis heute wurden indes unter Verwendung von Füllstoffen verschiedener Art nur geringe Erfolge erzielt. Die im allgemeinen mit der Verwendung von Füllstoffen verbundenen Naohteil» haben es unmöglich ge-•acht, die Kosten des Urethanes *u verringern und gleichzeitig die gewünschten Eigenschaften in dem Endprodukt beizubehalten.

Die ersten Bemühungen gingen dahin« anorganische Füllstoffe einzuverleiben. Die meisten dieser Füllstoffe wirken sioh aber in der gleichen Wuise aus, indem sie den Schaum bruchiger machten.

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BAD ORlGINAi* *

Zusätzlich zu der Schwierigkeit« dem Schaum einverleibt zu werden, traten thixotrop!sehe Erscheinungen auf, die es ziemlich schwierig machten« den Schaumstoffansatz zu handhaben bzw. zu mischen. Wegen der ungUrs tlgen Ergebnisse» die bei derVerwendung anorganischer Füllstoffe auftreten, hat man diese im allgemeinen aufgegeben. Es wurden indes keine anderen Materlall·«! gefunden, die als Hilfestoffe eine Verringerung der Kosten ermöglichten, ohne daß die Eigenschaften des fertigen Schaumes nachteilig beeinflusstwerden.

Aus diesen und anderen Problemen erwuchs die vorliegende Erfindung. Es wurde gefunden, daß ein Polyurethanschaum mit einer niedrigen Dichte im Bereich von 8,009 bis I6o, 18 gA (o,5 bis 1o,o lbs./cu. ft.) hergestellt werden kann, der eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit aufweist und trotzdem den Wettbewerb mit anderen Materialien aufnehmen kann, indem man ein festes oder halbfestes und reaktionsfähiges H&zharz einem oder beiden polymerisierbaren Sohaurabestandteilen d.h. dem PolyiBOcyanat oder mehrwertigen Alkohol einverleibt und in üblicher Weise schäumt.

Aufgaben der Erfindung

Es 1st demnaoh eine wesentliche, vorliegender Erfindung zugrund· liegende Aufgabe, «in neu·· Polyurethanachaunprlparat zu schaffen, mit dem dl· vorstehend angegebenen Nachteile überwunden werden.

Bs ist eine welter· Aufgabe der Erfindung, «inen Polyurethan* schaum vorzusehen, der preiswert ist, aber trotzdem gut· physl·» kalisoh· Eigenschaft·«! aufweist.

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BADORIGÄI'

Sin· weitere Aufgabe vorliegender Erfindung 1st dl· Schaffung eine« preiswerten Polyurethansohaunprlparatee. da* niedrig· B-Faktoren aufweist.

Sine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist dl· Herstellung kaufmännisch annehmbarer und brauchbarer Polyurcthananhäumc, die preiswert und trotsdem in der gleichen Welse wie dl· J et st erhältlichen aohauaatoffe verwendbar sind.

Bins weitere Aufgabe vorliegender Erfindung liegt in der Bildung •ines neuen FolyurethansehauBstoffes, der besüglleh des Preises nit den s.Zt. «ir Yerfügung stehenden Schaumstoffen in Wettbewerb treten kann und weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, dai er niedrige thermische Leitfähigkeitsfaktoren aufweist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Polyurethanaohaueprlparat su bilden* das durch eine verbesserte hydrolytische Stabilität bei niedrigen Dichten gekennzeichnet ist.

Bs 1st eine weitere Aufgabe der Erfindung, auf wirtschaftlich·!¹· Wels· ein Folyurcthanachausyräparat hersusteilen« das sowohl offen· und/oder geschlossen» Zellen haben kann« so da· ·β in Wettbewerb alt bestehenden Materialien treten kann.

Andere Aufgaben und ein weiterer Anwendungsbereich vorliegender Erfindung ergibt sich aus der folgenden Elnselbeschrelbung.

UBCB

Bs wurde gefunden, da* die oben dargelegten Bmchtelle überwunden und alt niedrigen Beeten ein ^olyurethansnhsum mit eine« niedrigen

-6-

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K-wert und einer niedrigen Dichte In 4er OrOleaordnung von 8,009 bla 160,18 gA (o_#5 bia 1o_#o lbe./ou. ft.) daduroh hergeatellt werden kann« daft aan einen reaktion waaaeratoff aufweleendea Bolshara entweder einen oder beiden

Schaum für dl· rolyaorlaatlon angewendeten fiattotoffbeatandtelleii äuglet. Ba wurde lnabaaaniera eafundan« daJ_# Mann aaA var-■ihtaiam ycriart· Holaharaa wi· Kolophoniua in «inaai odar baldan dar Unlieben polyeerialerteren Poljurethanaohaunbeatand·· telle lOalioh aaeht« «in Sohau« nicht nur «u veaentllah rerrlncerten Keaten, aondem auoh alt einer Überraschenden Verrlneerunc dea K^Faktera« Inabeaondere bei Dlohten unter 32»^o g/l herieatellt werden kann. Ba kOnnen Terbeaaerte Erxeugnleae aawehl eit offenen «le «bar aueh Bit ceechloaeenen Zellen hergeatellt

Mach de* Verfahren vorllefender Krfinduns wird ein Polyurethanateff aua eine« aehrWertlcen Alkohol wie Bisinuadl« einen PoIy-•ster, Polylther oder Niaehungan dleaer_# eines Polyiaoeyamt« da« mindeatena awel funktlonelle Iaocjanateruppen hat» und eine« reaJctlonaflhlceBi waaaerttoff aufwelaenden Holaharm her* geateilt, unter der Beaelohnuns "Holshars" aollen in vorllecender Beaehrekbung md in den Anaprüohen die nicht oelluloaehaltlgen imokatlnde dar Deatlllatlon» Extraktion odor Raffination von Hols inabeaondere Flöhte und Kiefer vorstanden werden, einaohlleaalioh aber nioht beaohrlnkt auf Bolophoniua und TaIlOlpooh.

Binaolboaohralbung der Erfindung Xn den folgenden Btlaplolon aind tjplache Ansätze unter Berüokalohtlgune Teraohledener Holsharse wiedergeseben. Die Polyurethan-

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BADORIQiNAL "'"

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bestandteile wurden in üblicher WtlM nach «tor "one-shot" Method· oder nach der f quasi-Torpolymerlsationatechnlk" zugesetzt, wie ·· anhand der nachstehenden Belaplele noch la einzelnen be-•ohr leben wird, und das Schaueprodukt wurde verschiedenen phy-•lkallsohen F Ufungen «inaohl. Bestimmung der Dicht·» der Druck« feetigkelt und d·· K-9fcktors untei^orfan. Die V«rauaha«rgebniaa« •lad In dar Tabelle 1 aufgafUhrt. Jn den folgenden Ββΐβρ1·1·η beslehen sieh alle Zahlen auf Oewiohteteile, wenn nicht «twaa ander·· ane«c«ban iat.

Zur Haratallung dee Poljrurethanaohaunea wurd· dl« UbI loh· "oneahot"-Teohnik angewendet. Em wurden 48 Teile einer 8o/2o-Mieohung Ton Toluol-2_#4-dliaoo7anat und Toluol-2,6-dliaocyanat gründlich ■it ο,5 Teilen einer oberflächenaktiven organisch·» Silisiueverbindung gedacht. Ea wurden 5o Teile ein·* von der Herkules Powder Coap. mnter der Warenbeselohnung Belro vertriebenen Holcharsdarlvat·· geaohnolsen und geinleoht mit 5o Teilen einea vor·!*· wajnat«n Foljrola« ein·« Sorbltpropjlenojqrdpolyftther, ö,9 Teilen eine· Penta-kia-Hjrdroxypropyldimer vonXthylendianln und o,5 Τ·11·η T«tramethylquanldin. Dl« Nlaohung wurd· dann welter erhitzt, bia al· homogen undirei von Klumpen war. Di« Mischung wurde dann abkühlen gelassen und ein Teil eines Zinn-Katalysators und yo Teile eines Nonofluortrlohlonnethans zugeaetzt. Die Dllsocyanatkonponente und die Polyolkomponente wurden dann zusamaan 15 Sekunden gemlsoht und aohMunwn gelassen. Eine Naohhlrtung bei 91 ° C während 1o bis 2o Minuten ergab eine weiter· Ausdehnung und HMrtung des Schaunes.

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BAD ORIGINAL

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Beispiel 2

Ee wurde nach der Im Beispiel 1 beschriebenen "one-ehot¹¹-Technik ein Schaum hergestellt. Jedoch der Polyäther und das Diisoeyanat auf 25o bzw. 190 Teile erhöht. Anstelle des Belro-Harses wurden 23 Teile Vensol(B) verwendet, ein Lösungsmlttelextrakt der Trockendestillation von Kiefernholz, der unter dem genannten Warenseichen von der Hercules Powder Coup, vertrieben wird. Das oberflächenaktive Mittel wurde auf 5 Teile erhöht und Als Katalysator 2,5 Teile Triäthylendlamin verwendet. Der Schau» wurde in der angegebenen Art und Weise hergestellt·

Beispiel 3

Ea wurde wiederum die "one-shot"-Technik sur Herstellung eines Schaumes verwendet· Zu diesem Zweck wurden 177 Teile des Diisocyanates mit 2,5 Teilen des oberflächenaktiven Mittels geraieoht. Zb wurden 61 1/2 Teile des Sorbitpolyäthers mit Ho Teilen eines Stickstoffhaltigen Polyätherharses, Ν,Η,Ν',Ν'-Tetra-kis-(2-hydroxypropyläthylendiamln), und alt 250 Teilen eines Tallölpeches gemischt. Die Mischung wurde erhitzt bis sie homogen war und dann gekühlt. Ea wurden dann 2 1/2 Teile des Zinn-Katalysators und 125 Teile des Blähmittels zugegeben. Die Mischung wurde gründlich gemisoht und mit der Dlisocyanatkomponente vereinigt. Ss wurden 15 Sekunden gründlich gemisoht und schäumen gelassen.

Beispiel »

FUr dieses Beispiel wurde dl· •quaai-Vorpolyeeriaationateohnik· angewendet· Der infrage kommende aXfceinelne Verfahrensverlauf ist nachstehend genau dargelegt. Ss wurden 221 Teile Dlleooyanat in einen Uarzkeaael gegeben, in Bewegung gehalten MBd auf 66⁰C

BAD ORlQINAi, ^ ^ ^ \3,/_;J 2 3 7,

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erwärmt. Es wurden 165 Tell· Newport Solo LMFX-Hars, da· von der Newport Industries Co. ein· Abteilung der Heyden Newport

Chemical Corp. aus der Holzharzraffination gewonnen und ver-

o
trieben wird, auf etwa 149 C vorgeschmolzen und dem Dilsooyanat In Teilen derart zugegeben, daß die Temperatur de· Kessels auf 77°C + 12,2°C blieb. Mach Beendigung de· Zusetzen* des als Modifikationemittels dienenden Harz·· wurde dl· Reaktionsmesse abgekühlt und abgestellt. Dl· anderen Komponenten, der Katalysator, das Blähmittel und Polyol waren dl· gleichen wi· in Beispiel 3. Si· wurden alt den überschüssigen 165 Teilen de· Newport Solo-Harzes all· susamnengealeoht. Ss wurde dann ein Schaum in der Weise hergestellt, dafi ein Cewiohtstell de· quasi-Yorpolyaerisatee mit den 1,46 Oewlohtsteilen der Polyol-Vormischung gemischt wurden. Die Komponenten wurden dann kräftig 30 Sekunden gemischt, ausgegossen und eine halb» Stund· bei 93⁰C nachgehärtet·

Bolspiel 5

Zur Herstellung eines Schauaee wurde die in Beispiel 4 beschriebene quaai-Vorpolynwiisationateohnlk angewendet und anstelle des Newport Solo-Harc·· das thermoplastisch· Harz Crosby 900 verwendet, das von der Croeby Chealoale, Inc. au· der Holzharxraffinatlon gewonnen und vertrieben wird.

Beispiel 6

Bm wurde zur Herstellung «ine· Schaum·· die in Beispiel 4 beschriebene quasl-Y^öpolyaerlsatlonstechnik angewendat. Jedoch anstelle des Newport Solo-Uarzes plastifiziert·· Vinsolharz

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BAD ORIGINAL'

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Balsplsl 7 Bs wurde sur Herstellung sines Schauees die in Beispiel 4 besohrisbSKo^issi-yorpolynerlsstlonstsohnik geet, jedoch anstelle des Bwpor Solo-Bars·· das Belro-Har* verwendet.

Oeaftss dieses Beispiel wurde ein blegsaasr Schaum nach der "one-ehot'-Teohnlk hergestellt. Ba wurde eine Harsmlsohung aua 1o2o Teilen eines hochmolekularen Dlolpolyfttherharses, 82,5 feilen eines stielest offhalt l«en Polyfttherharsea mit hoher Funktlonallttt. 6oo Teilen eines Holsharsss. Grosny 900« und 155 Teilen NonofiuortriehlorBethsn heroestellt. Dieser Mieohung wurden 1o Teile einee eilikon-Zellen-Modlfikationaeittale und 15 Tells sines Zlnn-Katslysatora susesstst. Zu 2oo Teilen die Mlsohuna; wurden unter Nisohen 21 Teile eines rohen Tolu/ol» dllaoo/snatea sugeeeben.

Beispiel 9 Das Baispiel 8 wurde wiederholt, jedoch anateil· von Crosby TallBlpsofa alt Erfolg «ur Herstellung eines blsgssnen Sohaueea

	Tsbslls 1	Dloht·	Kigenschafi	tan	K-Faktor	-11-
Anaats		flC dBf^asaa^ftf^^sWtt^a^a^^^&g ^^^^^*« (lba./cu. ft)
			o, 14
Typlsoh·	2#O	35 - 4o	o# 15
Urethane	1.6	2o - 25	o, 18
f 1	1.21	6-8	o, 28
^ a	1.7	8 - 1o	o» 15
♦3	1.6	2o · 25	o, 15
#· 4	1.6	2o - 25	O.15
* 5	1.6	2o - 25	o,19
^ 6	1#2BAD OR
j> 7

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Aus den vorstehenden Werten ergibt sich, daß eine wesentliche Verringerung der Kosten bei Polyurethanschaum möglich ist. Der Vorteil der Kostenverringerung ist überraschenderweise auch mit anderen Vorteilen verbunden, wie alt einer Erniedrigung des K-Wertes für eine gegebene Dichte und eine verbesserte hydrolytische Stabilität. Dies trifft insbesondere für Dichten unter 2 lbs./ou.ft. zu. Bisher lag die optimale Dichte je "foot" Tafel Je Isolierwert bei 32,036g/l (2 lbs./cu. ft.).

Hingewlesen wird auf die folgende Tabelle 2, die einen durch-

Schaum sohnlttlichen, nicht modifizierten Stau aus einem Sorbitpropylen-Qxydpolyäther-Toluoldiisocyanat-Vorpolyiiteri&at&ystem betrifft, und die Beziehung zwischen Dichte und K-Faktor wiedergibt. Die In dieser Tubelle angegebenen K-Faktoren für Dichten unter 32,o36 g/l (2 lbs./cu. ft.) sind mit denen vorliegender Erfindung zu vergleichen, die sich aus Tabelle 1 ergeben.

Tabelle 2 Proh· Dichte (pounds/cu. ft) K-SUctoi·

^Frolam nominell Versuch K-Faktor

nicht modifiziertes
VarpoOyaerieateyeteai

1 1,1

2 1,4

3 1*a

4 2,1

f- · ■

rsi Wenn man diese Werte mit denen der Tabelle 1 vergleicht, wird ^ es offensichtlich, daü eine höchst bedeutsame Verbesserung er- ~ sielt worden ist. Denn jetzt ist es nicht nur wöglich, die

Dlohte zu verringern und den K-Faktor praktisch auf dem gleichen Werte zu halten, sondern es ist darüber hinaus auch möglich, den

K-Faktor zu verkleinern. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind aueensoheinlioh. ^4> '¹*^{&MMw w} 6ÄD ORIGINAL

1,o4	Ο.245
1,3o	o,2o2
1,85	o,17o
2,o1	o,157

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Es wurden weitere Versuche unternommen, um die hydrolytisch· Stabilität des neuen Schaumes zu bestimmen. Die Versuche wurden anhand von Proben mit Dichten unter 32,056 g/1 ( 2 Ib./cu. ft.) durchgeführt» indem die Proben einer sehr hohen Feuchtigkeit von too R.H. bei 38⁰C (1oo°P) unterwagen wurden. Unter diesen Bedingungen wiesen Proben aus dem üblichen nicht modifizierten Harz sehr starke Verformungen auf, während nach dem Verfahren vorliegender Erfindung hergestellte Schäume selbst bei Dichten in der Größenordnung von etwa 22^A g/l (1,4 lbs/cu.ft.) bei denselben Bedingungen keine Verformung aufweisen.

Die in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Methode zellförmigesPolyurethan geschäumter PolyesterdLieocyanat-Reaktion*- produkte herzustellen ist üblich. Ein viskoses, flüssiges Polyol wird bei einer regulierten Geschwindigkeit durch eine Düse gepumpt. Ein organisches Polylsocyanat, vorzugsweise ein Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen wird unter einem ausreichenden Druck in die Düse gepumpt, wo es den Polyol strom berührt und mit düsem gründlich gemischt wird» wodurch eine stürmische Wirkung eintritt. Eine kleine Menge Wasser kann entweder als ein Strom oder in Mischung mit dem Polyol eingeführt werden, wenn die Schäumung auf diese Art bewirkt werden soll. Bin geeignetes Vernetzungsmittel, wie 1,3-Propylenglykol und ein Reaktlonskatalyeetor wie gewiss· Alkylarain·, z.B. Trläthylendiamin werden in der Regel ebenfalle mit den Polyol gemischt oder in dl· DU·· zugleich mit einen oberflächenaktiven Mittel eingeführt, um eine glelehfQralg· und minimal· ZellgrOsse zu gewährleisten. Wenn ·ΐη verflüssigtes halogenhaltig·· Oa« verwendet wird, wird es in gl«ioh«r Wels« zugesetzt, ta der Düse liegt in der Regel ein Rührer vor«

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eine homogene Mischung zu gewährleisten. Aus der Dvse wird da· Material in eine geeignete Porm oder Höhlung eingeführt« dl· praktisch ununterbrochen in Bozug auf die DfJse bev/egt v/ird_# um auf dem Β-κΙβη der Forw die gew^inschte Schicht der viskosen Reaktionsteilnehmer zu erhalten. In gleicher Weise kann ein in situ-Schfumen bewirkt werden.

Die Polymerisation beginnt, wenn die Ausgangsstoffe gemischt und dl· halbflUs3lge Masse aus der DUse kommt· Das Mischen des Materials 1st sehr wichtig. Es 1st wichtig, da3 das Diisocyanat «ad der Katalysator praktisch sofort und vollständig in deia Polyol disperglert werden. Die PolymerisationsgeschwindIgkelt ist verholtnlsmässlg schnell und die Masse wird durch die Gestalt der Form oder des Hohlraumes geformt. Kohlendioxyd oder •in anderes Gas wird im gasförmigen Zustand vom Beginn des Mischens an entwickelt« so daS die BlXschenblldung und Aufschttumen während des Mischens« der Entnahme und der Verforeung stattfindet. Der anfallende Schaum kann danach erhitzt werden« in erforderlichenfalls das P odukt völlig zu härten.

VfIe aus den Beispielen hervorgeht« wird nach der heute im allgemeinen Üblichen Methode zur Herstellung eines quasi oder partiellen Vorpolymerisates das gesamte TDI (Toluoldiisocyanat in verschiedenen Isoner lachen Mischungen) oder ein ander·· für •in· bestimmt· Zusammensetzung erforderliches Polylsocyanat mit einem Teil des Polyols unter regulierten Bedingungen umgesetzt, um einen Ansatz bzw. ein· Komponente zu erhalten. Dl· andere Komponente weist den Heat des Polyols und alle andei Bestandteile auf. Dies« Verfahren bietet die folgernden besonderen Torteilet

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AS

ι. Der Unterschied in der Viskosität zwischen den beiden Komponenten 1st viel kleiner als wenn einfaches TDI benutzt wird und infolgedessen verlttuft das Nischen und die Umsetzung schnell.

2· Die Teilreaktion steigert den Vernetzungsgrad.

3. Bs können, was sonst unmöglich ist« funktioaelle Gruppen einverleibt werden. Wenn s.B. eine bestimmte Säure oder ein bestinaites Polyöl zu gewissen gewünschten Eigenschaften fuhrt, wenn man sie in den Polyester einverleibt, aber einen Polyester- von ungewöhnlich hoher Viskosität ergibt« der sich nicht handhaben lässt, kann aus einem solchen PoIy-

fUr ester ein quaai-Vorpolymeriaat mit einer/praktische Zwecke brauchbaren Viskosität hergestellt werden, während das für den Ansatz nooh fehlende Polyol ein solcheβ wit einer für praktische Zwecke brauchbaren Viskosität sein kann, so daß uan auf diese Art und Welse partiell die gewünschten Eigenschaften dem Makroaolekül einverleibt.

4. Dank der grosaen Leichtigkeit« mit der ein gegebenes Vorpoly- ^ werlsat hergestellt werden kann« bietet das "one-shot*-System (μ für die atarren Produkte wenig Vorteile.

*~ 5. Das Vorpolymerisst verringert die Wärmeerzeugung« während

ο des Schäumens und Bindert deshalb auch die Oefahr, daß ein

grosser Sohaurablook versohntort.

Die vorstehend beschriebenen drei Komponenten werden abgemessen und sehr genau zu einem Mischkopf gepumpt, indem sie rait grosser

^JAt13AD

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Geschwindigkeit genlacht werden; die schäumende Nasse wird

In die Form oder den zu füllenden HdriLraum gegossen. Wenn ein Versprühen gewünscht ißt, wird anstelle des Mischkopfes eine Zweikofflponenten-Sprühvorrlchtung benutzt und Luft Mit einer Geschwindigkeit von Üblicherwelse 60 bis Ho cubic feet per in<jh geblasen. Wie zu erwarten, erfordert jede Anwendung bestimmte Bedingungen, Reaktionsgeschwindigkeit usw.« denen durch die geeignete Auswahl der hierin beschriebenen Bestandteile Rechnung getragen werden kann.

Wenn ein absatzweises Arbeiten erwünscht iet, werden die beiden Ansätze in einen Behälter gegossen und schnell gemischt, wozu man einen sohneilen Motor o.dgl. verwendet. Die schäumende Masse wird dann in den Hohlraum oder in die Fora gegossen.

£s ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß eine der für den S haura verwendeten polymerlsierbaren Ausgangsstoffe, z.B. das Polylsooyanat oder das Polyol oder beide als Lösungsmittel für dae Holzharzzusatzini ttel verwendet werden. Das Zusetzen eines nicht polynerlslerbaren Lösungsmittels würde «t* eine plastifizierende Wirkung auf die fertigen, aus Schaum bestehenden Gegenstände austiben, wodurch deren Dimensionsbeiitändigkeit, insbesondere wenn es sioli um Erzeugnisse niedriger Dichte handelt, bei erhöhten Temperaturen nachteilig beeinflussen und auch zu einem Zusammenfallen und Schrumpfen des Schaumes bei Raumteperatur führen kann.

Der fUr die Zwecke der Erfindung verwendete S haumansatz enthält mehrere Bestandteile, die in; Nachfolgenden beschrieben sind:

809813/1237 "¹⁶"

BAOORiQINAI.

FUr starre Sohäume sollte das Polyol ein Polyester nit einer verhältnlsmässlg groeaen Zahl von reaktionsfähigen bzw. labilen Sauerstoffatomen je Molekül sein. Ein hoher Vernetzungsgrad ist ebenfalls erforderlich. Im allgemeinen werden Polyester aus Alkoholen wie Trlmethyloläthan, Trimethylolpropan oder Glycerin und Säuren wie Adlpin-, Phthal-, Sebazin- und Maleinsäuren oder dimeren Säuren uaw. hergestellt· Seit kurzem stehen Polyäther mit dem geeigneten Molekulargewicht, dem passenden Vernetzungsgrad und der wünschenswerten Zahl reaktionsfähiger Wasserstoffatone je Molekül zur Verfügung. Die zu ersielenden Eigenschaften des Schaumes sind im wesentlichen durch den Ansatz und die Wahl des Polyols bestimmt·

Die Art des anzuwendenden Polyesters oder Polyäthers hängt von der Art des gewünschten Schaumproduktes ab. Im allgemeinen werden vernetzte Polyester mit einer verhältnismäasig hohen Hydroxyl zahl, d.h. über 25o, für starre Schäume« dagegen mehr lineare Polyester mit Molekulargewichten von etwa 1500 bis 2500 und einer verhältnismäasig niedrigen Hydroxylzahl, z.B. 5o - 15o im allgemeinen zum Herstellen biegsamer Polyurethanschlume verwendet. Wegen der lösenden Wirkung des In dem Polyester gelösten Blähmittels können auch höhere Molekulargewichte wie 3000 oder sogar noch etwas darüberliegende berUokelohtlgt werden.

Sin typischer Polyester für die Herstellung biegsamer Schaumstoffe 1st das Reaktionaprodukt aua einen Mol Adipinsäure und 1 Mol Dläthylenftlykol alt «Ina« Zusatz von etwa 1/3o Mol TrUwtbyl· olpropan, das für dl· Vernetzung während der Itasetzung mit dam Diisooyanat zugesetzt wir«. Dl· Viakoaitlt «Ines solchen typischen Polyesters wird vorzugsweise auf etwa 1000 bis 1800 o.p.s. bei 72°C gehalten. Dar F»uohtiik**tafe|»aat Xlagt unter a % und

8 0 S 8Ϊ3 /119 ί 7 ^BA& OHKMNAL

Ίο

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vorzugsweise zwisohen 0,3 und 0,5 %. Das spezlf lache Gewicht dieses Polyesters 1st Im allgemeinen etwa 1,19 bei 25⁰C, und der Ester hat vorzugsweise endständige Hydroxylgruppen und eine Hydroxylzahl von etwa 60.

FUr die Herstellung von starren Polyurethanachäumen werden Im allgemeinen die verhHltnlsmässlg hoch vernetzten Polyester vorzugsweise solche verwendet, die ein Molekulargewicht von 2000 bis 3OOO haben, wenn auch solche wit einem so hohen Molekulargewicht wie 4000 verwendet werden können. Die Brozent-Hydroxydxahl 1st vorzugsweise etva 7 - 2o, das spezifische Oewloht etwa 1,1ο bis 1,19 und die Viskosität etwa 2500 c.p.s. bei 73°C. Als Beispiel eines solchen Polyesters sei das Reaktionsprodukt aus 2,5 Mol Adipinsäure, 0,5 Mol Phthalsäureanhydrid und 4,2 Mol Hexantriol angegeben. Bin anderes Beispiel eines Polyesters dieser Art ist das Reaktionsprodukt aus 3 Mol Adipinsäure, 2,1 Mol Hexantriol und 2,1 Mol 1,4-Butandlol.

Ein starrerer und infolgedessen weniger wärmeerapfindlicher Schaum kann dadurch gebildet werden, daß nan mehrfach furitionelle Gruppen (mehr als zwei) einführt, von denen jede mindestens ein lallles Wasserstoff aton enthält. Venn Infolgedessen ein Alkydharz aus einen trifunktionellen Glycerin und einer blfunkti« nellen Säure wie Adipinsäure gebildet wird, entsteht ein starres Produkt, wenn man dieses Harz alt einem Diiaooyanat umsetzt und polymerisiert, wobei die labilen Wasserstoff atome der freien Hylgruppen des Polyesterharzes mit de» IaooyanatmolekOlen vernetzen und so ein dreidimensionales Molekül bilden.

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.M JIADORJQJNAi.

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Der gesamte oder ein Teil des Polyesters kann durch verschiedene Polyether ersetzt werden. Geeignete Polyether sind die, welche nach den obigen Beispielen «erwendet wurden. Bei diesen handelt es sich im allgemeinen um PolyalkylenKtherglykole wie Polyftylenglykol, Propylenglykol und Mischungen dieser. Diese Materialien haben vorzugsweise ein Molekulargewicht von mehr als 700, aber

•a
•4· können auch Präparate mit einem so niedrigen Molekulargewicht wie 500 oder einem so hohen wie 1o000 oder mehr Je nach den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes verwendet werden, weitere geeignete Polyether sind Polytrinethylenätherglykol, PolyneopentylenKtherglykol, PolypentanKthylenätherglykol und weiter« sowie Mischungen dieser.

Aus verschiedenen Gründen, nämlich wegen der Reaktivität, Kosten, Handhabung und Giftigkeit wird als TDI (Toluoldlisooyanat in verschiedenen isomeren Gemischen) das Polyisooyanat bevorzugt. Bs können indes auch andere Verbindungen wie Bitoluylendlisocyanate Meta-Fhenylendileocyanat, ρ,ρ'-Dlisooyanatdiphenylmethan und andre im Rahmen vorliegender Erfindung verwendet werden.

Dl· Reaktionsgeschwindigkeit hängt von der Aktivierung durch einen Katalysator ab. Basische Salze, te*Läre Amine, Acetylacetonat r- der Metalle der 8. Oruppe des Periodischen Systeme werden im ™ allgemeinen verwendet. Die Verwendung eines Katalysators hat, C^ wie man allgemein feststellt, einen grossen Einfluss auf die

Feuchtigkeit, die Alterung und andere Eigenschaften. Byclisahe cn

Verbindungen, die lediglich Stickeoff und Kohlenstoff aufweisen, haben sich auch in dieser Beziehung als ausgezeichnet erw. -*n. N ohtsXttlgung wie im Benzoin oder eine Nichteättigung la Ring, wie sie Im Pyrldin gegeben ist, wird bevorzugt, wenn biegsame Schäumt erwfJn*eht sind. BAD OFHQINAJU

9J)

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2Su den Schaumaneätzen geholfen oberflächenaktive Mittel,von welchen die PorBsität , Zellstruktur und Zellgröße abhängt. Bei mittels Kohlendioxyd verblasenen Schäumen« ergeben im allgemeinen nicht-1onogene oberflächenaktive Mittel befriedi-

kohlen gende Ergebnisse. Bei mittels eines Fluorwasserstoff verblat*en«n Schaumes dagegen ist es erforderlich, das Gas skhr gründlich in die reaktionsfähige Hasse einzumischen; Silikone werden bevorzugt.

Flaranenverzögernde Mittel wie Antiwontrioxyd und trxs-beta-ChlorHthylphosphat können der zu verschäuroenden Masse einverleibt werden, daait der Schaut! selbstverlößchend wird.

Vorzugswelse wird ein verflüssigtes halogen substituiertes Alkan als Schäummittel verwendet. Ein solches Mittel sollte in der Regel in seinem Molekül wenigstens 1 Pluorato.. enthalten. Einen Siedepunkt bei einem Druck von 1 Atmosphäre von nicht weniger al5-51#1°C (-60⁰F) und nicht nehr ale 26,6°C (Bo⁰F) aufweisen; das Blähmittel ist bei den P.eaictionsbedingungen chemisch inert gegen den Reaktlonsteilnehr.-ier. da kOnnen aber ferner auch Kohlenstofftetraohlorid« Chloroforta und Methylohlorid und andere Gas erzeugende Materialien für ^ die Zwecke der Erfindung verwendet werden. Wenn Wasser vorcm liegt, wird bein Verfahren der E findung ein Teil der Schäum·" \ wirkung durch die Umsetzung des Wassers mit den Isocyanat&ruppen

•~ bewirkt.
ί

Wenn ein in den Reaktlonsteilnehnern unlösliches Blähmittel

p ein solches verwendet .vlrd, dessen Löslichkeit als o,1 mol/g ist, sollte ee einen Siedepunlct von nli-ht weniger

BADORfQJNAL

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als -23,3°C (-Ιο F) und keinen oberhalb der Temperatur haben,als die in dem ersten Teil der Ürethanbildungereaktion erreichte und vorzugsweise nicht wesentlich oberhalb 23,9⁰C (75°F). Das nichtlösliche flüssige Mittel sollte in dem Polyester oder anderem verwendeten Reaktionsteilnehmer in Form feiner Te Hohen disperglert werden und es sollte verhältnismäsaig stabil sein. Die fein diseergierten KUgelchen des Blähmittels führen zu einen verhältnisraässlg gleichförmigen Bndprodukt· Wenn das Blühmittel j.n dem Polyester löslich ist, kann es wegen dieser Löslichkeit einen viel niedrigeren Siedepunkt bei atmosphärischem Druck haben· Je grösaer die Löslichkeit ist, desto niedriger kann der Siedepunkt sein, und verflüssigtes Gas, das bei Atmosphären* druck eine Löslichkeit von wenigstens 0,25 raol/g in einem der Reaktionsteilnehmer hat, vorzugsweise in dem Polyester oder einem Stoffe von ähnlicher chemischer Zusammensetzung wie Diäthylenglykolaoetat, kann einen so niedrigen Siedepunkt wie - 51,1°C (-60⁰F) haben und zu guten Eigenschaften des Schaumes führen· Im allgemeinen werden einige der Vorteile erzielt, wenn die Ldeliohkeit des Blähmittels in dem Polyester c- oder einem vergleichbaren Stoff grusser ala o,1 mol/g ist and ™ der Siedepunkt oberhalb - 51,1°C (-60⁰F) und nicht über i; 1o,o°C (5o°F) liegt.

° Zu der Oruppe der durch Helogen modifisSerten verflüssigten Oeee 00

gehören die Fluorohlonnethane, die von der B.I. duPont hergestellt und unter de« Warenzeichen Freon vertrieben werden. Be sind Produkte mit verschiedenen Eigenschaften erhältlich, da Oaae mit verschiedene« Subatitutionagred verkauft werden. . § Ee Bind eine Reihe ellphetlaoher Fluor» und Fluorchlorverbinftt> die XHeak· ·«*> Bv#ine«ne bmuehbar· liniere im Handel

erhältliche Materialien können ebenfalls lnfrag*

9Ur die Zwecke der Erfindung körnen als Modifikationaralttel Holzharz· wie der unlösliche feste aliphatisch· Kohlenwasserstoffteil des Holzextraktes der trockenen Destillation von Holz infrage, und zwar im rohen Zustand oder alt Hexa behandelt« ferner la der Hitze eingedicktes und mit Luft verbl«senes Holzharz, Tallölpech, Ester de« Tallöl β und Ester von Holzharz« polyaerlslerte Holzharze und ähnliche Pech· bzw. Rückstände. Es sei indes darauf hingewiesen« daä die tatsächlich erwünschten E-gebnlase die Wahl des Hartes bestimmen, so daß in einigen bestlBatten Fällen einige Materialien nicht anwendbar sind. Da« Material ist in allgemeinen bei Raumtemperatur fest oder halbfest mit einem Mindestflleßpunkt von io°C (5o° P). Es sei darauf hingewiesen, daß je hoher der Erweichungspunkt des Modifikatioaanlttels 1st« desto holier ist die für den praktischen Gebrauch des Schaunes infrage körnende Temperatur. Hieraus ergibt sich« da£ jede plastifizierende Wirkung des Harzes nicht auftritt« «o lang· der Erweichungspunkt nicht erreicht 1st. Wenn dieser - während der Benutzung dea Schaumstoffes nicht erreicht wird« . ^g kann auch von den Harz kein nachteiliger Einfluss irgendwelcher ι Art ausgehen. Darüber hinaus stört auch ein· gewisse« durch > da« Harz geförderte ohealsohe Bindung mit de« Polylsooyanat [ dessen plastifizierende Wirkung. Da« «1« Modifikatioaseittel «jewfhlt· Material sollt· wasserunlöslich und gegenüber dem Durchlass von Wasserdampf widerstandsfähig sein. Die Bedeutung« •la festes bzw. halbfest·· aeaktlonsfählges Material zu wählen« Haet la der flohaffung geschlossener 2ellg«bilde, la welohee da« Holzharz dl· Stabilität da« Urethanaohanigafugea nicht beeinträchtigt uad da« gtisa—anfallen oar Z«llen verhütet, bad ORIGINAL

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Von allen Arten für die Zwecke der Erfindung zu verwendender harzartiger Materialien sind die Holzharzderivate zu bevorzugen, die einen gröfieren Erweichungspunkt als 71°C (160⁹F) haben. Beispiele solcher bevorzugten Materialien sind Vinsol, Belro und plaetifiziertes Vinsolharz, Soloharz und Crosby 900-Harz.

Das von Fichtenholz herrührende Vinsolharz ist hart« brüchig, dunkel und thermoplastisch] es hat ein spezifisches Gewicht von 1,210 (2o°C), einen Erweichungspunkt von 112,4 bis 115»*°C (2^4 - 259°F), einen Flammpunkt von 2^5°C (455°F) und eine Slurezahl von 93. Es ist weitgehend unlöslich in Petroleumlttsungsmitteln, löslich in Alkoholen, Ketonen und Estern und teilweise löslich in aromatischen Kohlenwasserstoffen. Es handelt sich um ein hooheohoelsendes Harz, das aus den ersten Praktionasohnitt aus der Lösungsmittelextraktion wlhrend der Trocken» destillation von Southern Fiohtenholz gewonnen ist. Vineol 1st «in komplexes Oealsch vieler Bestandteile elnsohliesslloh saurer phenolisoher Materlallen in Form hochmolekularer FhnjQol· und Carboxyl substituierter Phenole. Es enthalt auch saure« aus den Harzsäuren und oxydierten Harzsäuren stammender' Materiallen. Bs liegen auch hochmolekulare neutrale Verbindungen vor, die offensichtlich von harzartigen und polymerisiert ten Terpinen herrühren· Es liegt such etwas waohs vor. Außer den oarboxyl- und phenolisehen Hydroxylgruppen liegen ia VlnsoJL Doppelbindungen und aktive Wasserstoffe vor, die viele Reaktionen noglloh machen.

Das Belro-Harz ist ein Ihnliahes Material und nicht kristallin. Sa hat ein spezifisches Oewioht von 1,13b, einen Erweichungs-

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punkt von 86, 2°C (1O7°F), einen ELaniapunkt von 216°C (410⁰F) und eine Säurezahl von 119- £& ist bis 60 # in Benzin unlöslich, teilweise löslich in aliphatischen Kohlenwasserstoffen und Tetrachlorwasserstoff und löslich in Äthylacetat, Alkohol,, Aceton und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Es ist ein duintLea, thermoplastisches, saures Harz. Es weist die üblichen, im Harz vorliegenden Harzsäuren, Oxydations- und Polymerisationsprodukte ■dieser Säuren und von Terpinen und eine kleinere Menge der farbigen und neutralen mit Holzharzen assoziierten Bestandteile auf. Es hat eine Säurezahl im Bereich von 12o. Ea wird aus dem letzten Fraktionsaohnitt aus der Lösungsmittelextraktion wKhrend der trockenen Destillation von Holz gewonnen.

Bei Crosby 900 handelt es sich um ein dunkiel gefiirbtes, thermoplastisches, saures Harz, das aus dem Holzharzrafi'inationaprozesa gewonnen wird, welches dann sorgfältigeiner gelenkten Wärmebehandlung unterworfen wird, bei der eine Verringerung der Säurezahl, eine Erhöhung des Schmelzpunktes und ein· Verringerung des in Petroleui.inaphtha unlöslichen ^ Genaltes erreicht wird. Sine Analyse ergibt eine SHurezahl \ von 7o, einen Schmelzpunkt von 1o2,5 °C (215°?)* einen Gehalt

^ an unlöslichem von 4o# in Petroleumnaplitha, eine Verseifungs-00

^ zahl von Ho und etwa ^o % unverseifbare Bestandteile. Lk>

entspricht chemisch de» Vinsol und Belro Harzen.

Beim Solo-Harz handelt es eich ebenfalls um ein dunkelfarbiges, thermoplastisches, saures Harz, das bei der Hoizkarzraffination gewonnen wird. Es hat einen Erweichungspunkt von etwa 11b° C (2^4°P) ind e'ne o'urezaiil von anriiüiernd o. üa

BAf) GiHiGfNAi*

entspricht gleichfalls chemisch den anderen Harzen. Seine Analyse ergibt eine Säurezahl von 97, einen Schmelzpunkt von 113°C (244°P), 94 £ unlösliches Petroleumlösungsmittel, eine VerseLfungszahl von 148 und einei nicht verseifbaren Teil von etwa 13,ο %.

Tallölpeeh wird als Rückstand bei der Destillation von Tallöl gewonnen. Es hat eine Säurezahl von 55 bis 75 und einen Erweichungspunkt von etwa J53°C. Es enthält ungef!Ihr 50 $ Fettsäure, 25 % Terpentinharzsäuren und etwa 25 % andere organische Stoffe wie Sterole, höhere Alkohole usw.

Die einzuverleibende Menge Vinsol ist beschränkt wegen seines Einflusses auf die Viskosität des Systems. Die größte Menge, die zugesetzt werden konnte, betrug etwa 1o #, bezogen auf das Gewicht des Polyols. Tallölpeeh wurde ebenfalls versucht und konnte in nahezu jeder Menge zugegeben werden. Bs wurden so viel wie 145 % bezogen aufdas Gewicht des Polyols bei einem Schaum verwendet. Das Belro-IIarz konnte, bezogen auf das Polyolgewicht, in Mengen von I00 ^CJ> oder mehr zugesetzt ^ werden. Von den Harzen, die in ausreichenden Mengen zugesetzt cm werden können, vm eine Erniedrigung der Kosten zu erzielen, er- ^ geben die Harze der vorstehend genannten die besten Gesarateigen- ^ schäften, die einen Über 71°C (i6o°F) liegenden Erweichung«· _o punkt haben.

Um einen billigen Schaum gering«? Dichte nach dem Verfahren der Erfindung zu erhalten, können etwa 2 bis 5o % Holzharz, bezogen auf das Gewicht der Ur«th*nachaujcbeetandteile« zugesetzt werden, wobei 2o bis 35 % bevorzugt

Wenn vorliegende Erfindung auch vorzugsweise feate geschlossen· Zellgebilde betrifft, können mit Erfolg auch Materialien mit offenen Zellen hergestellt werden« die ebenfalls den Vorteil der niedrigen Kosten haben. Besonders beachtenswert sind diejenigen, die unter Zusatz von Tallölpech gewonnen sind, und das in Mengen Über 5o Gew.-% bezogen auf die reaktionsfähigen Schaumbestandtelle verwendet werden kann.

Die vorstehend genannten systeme sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Die Je "pound" aufgewendeten Kosten für Rohmaterialien machen diese Schäume wettbewerbsfähig mit anderen im Handel erhältlichen Schäumen. Das ist wichtig, well es die Erhöhung der Dichte auf ein Maß ermöglicht, das die herabgeminderten physikalischen Eigenschaften kompensiert, die auftreten, wenn Modifikationsmittel zugesetzt werden und trotzdem einen Kosten« vorteil geniesst. Der K-Paktor dieser Schäume war ebenfalls besser als der nicht modifizierten Polyurethanschaunies gleicher Dichte. Alle die in Tabelle t angegebenen Gebilde erfordern eine gewiss» Nachhärtung· D~ese Machhärtung 1st nötig, da der Schaum bei» Abkühlen dazu neigt, aus der Form iortzuschnuapf« Mas wiederum durch die Kontraktion des harzartigen Modifikation*· mittels bedingt ist, wenn dieses sich verfestigt« Wenn der Schaum warm gehalten wird, bis die maximal· Blähung und Reifung stattgefunden hat, tritt eine solche Schrumpfung nicht mehr auf«

Die oben angegebenen Holzharxayaten» ergaben die besten Gesaatt-

der untersuchten billigen Präparate. Der

niedrigere K-Faktor kann auf sw*i Gründe zurückgeführt werden. Zunächst wird angenommen, dafi dasHarx al· «In oberflächenaktiyee

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MIttel wirkt« daü zu einer kleineren und gleichförmigeren ZellgröQe führt, und zweitens* daß das Harz selbst dazu beitragt* eine undurchlässigere Zellwand zu bilden und dadurch das Blähmittel einschlieost und besser zurückhält.

Wegen der ungewöhnlich guten Dichte und des K-Faktors haben •ich die Polyurethane für viele Zwecke ausgezeichnet und bewährt. Die einmaligen Eigenschaften des in situ geschäumten Urethanes in Verbindung mit den weiteren oben angegebenen Eigen» schäften einsohllesslich der Leichtigkeit der Herstellung und guten Haftung hat zahllose Anwendungezweoke ergeben.

Di· bedeutsamste Anwendung des in situ geschäumten Polyurethanes wie auoh alle der anderen Polyurethane ist bei der Verwnung für Bauzwei·,z.B. fur Wäriue- und Schallisolation· Sandwichplatten alt leichten« festen Urethankernen sind ausgezeichnete Baumittel· Alle Arten von Hohlräumen, auch die kompliziertesten Zwlschenräuae sind mit den Urethanen zu füllen· Sin weiterer Anwendungsbereich liegt auf dem Gebiete ues Häuserbaues, ins« ^ besondere für Mauern und Decken. Auoh die Kraftwagen- und CNi Autcoobilindustrie sind gute Abnehmer der leiohtgewiohtigen ***■ Isolierung· So können mit größten Vorteil für die Isolierung

<*> : Tierfkühl-

^ die erfindungsgemässan Stoffe für e Lastwagen und

o> .■■.'■.■■

ο für die Klimatechnik verwendet werden. Weitere Anwendungs-

gebiet· der rood!fixierten Schäune liegen in der Verpaekungsindustrlo. Durch d« erfi!*luoga««aaiU*· Material sind auch viele aatere Verwenteas*aiieok« gefuntkek «Arten und der Anwewibarkeit lässt sieh noch nioht saen«

BAD

IPf ^S"^_

ifet

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Polyurethanschaumpr&parate mit neuen und.unerwarteten Eigenschaften zur Verfügung stehen« Ee ist insbesondere jetzt möglich, Polyurethanschaurapräparate herzustellen, die durch Holz·' harz modifiziert sind, wobei Schäume entstehen, die durch niedrige K-Faktoren bei Dichten unter 32,ο%/ΐ ( 2 lbs/cu. ft.) ausgezeichnet sind, wobei diese K-Werte vergleichbar mit denen von 32,o>g/l (2 lbs./ou. ft.) sind; eile Schäume zeichnen sich ferner durch eine verbesserte hydrolytische Stabilität bei gleichen niedrigen Dichten und durch eine bemerkenswerte Erniedrigung der Herstellungskosten für einen gegebenen Isolierwert aus. Der Beitrag gernäss vorliegender Erfindung auf dem Gebiete der thermischen Isolierung ist bedeutend.

Patentansprüche

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	Tabelle 1	üre-	25,65	Eigenschaften	■ K-Paktor Kcal/h/i:»2/C/it
Ansatz		19,5*3	% Druckdurchbiegung	26,ci9
Typische thane	5 g/l	27,25	560,65 - 64o,72	20, ci2
1	25,65	520,56 - 4oo,45	54,53
2	25,65	96,1o - 123,14	55,78
5	25,65	120,14 - 16o,18	28,82 '
4	19,22	520,56 - 4oo,45	28,82
5		520.56 - 4oo,45	28,02
6	52o, 50 - 4oo,45	56.50
7	208,25 - 272,50

	Tabelle 2	Versuch	Kcal/h/iB2/C/ffl
	Dichte g/1	16,66 2o,82 29.65 52,19	47,o6 58,80 52,6o 5o,16
Probe.	nominell
nicht modifizier tes Vorpolymeriaat- eystem 1 17,62 2 22,45 5 28,85 4 55,64 ,

BAD ORIGINAL
80 9 813

Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Polyurethanscliaumes, "bei welchem ein Polyol, das ein Polyäther oder Polyester oder eine Mischung dieser ist, mit einem Polyisocyanat mit mindestens zwei funktioneilen Diisocyanatgruppen in Gegenwart eines Blähmittels umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgemisch ein Holzharz zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzharz getrennt dem Polyol oder dem Polyisocyanat oder jeder dieser Komponenten zugesetzt und diese dann gemischt werden.

3. "Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzharz einen Erweichungspunkt von mindestens 71° 0 hat.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzharz in Mengen von 2 bis 50 Gew.-# des Polyols und Polyisocyanates zugesetzt wird.

Patentanwalt

J 16/18 - 29 -

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