DE1694239C3 - Schaumstrukturregulatoren für Polyesterschäume - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung ausgewählter Polyglykoläther, nämlich solcher der Formel

R—O-f CH₂-CH-O

CHj

worin χ eine ganze Zahl von 5 bis 25, y eine ganze Zahl von 10 bis 50 und R einen Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylarylrest bedeuten, als Schaumstrukturregulatoren bei der Herstellung von Schäumen aus kalthärtenden Polyesterformmassen.

Die Verwendung ähnlicher Polyglykoläther für den gleichen Zweck ist aus der US-Patentschrift 32 32 893 bekannt. Während den gemäß der Erfindung zu verwendenden Polyglykoläthern eine Monohydroxyverbindung eines Kohlenwasserstoffes zugrunde liegt, auf den zunächst Propylenoxid und danach Äthylenoxid aufgepfropft ist, handelt es sich bei jenen Polyglykoläthern um solche, die durch beidseitiges Aufpfropfen von Äthylenoxid auf einen Polypropylenglykoläther entstanden sind und die der Formel

HO-(C₂H₄O)₁₁-(CiH₁₁O)O-(C₂H₄O)₁H

entsprechen, wobei die endständigen Polyäthylenglykolreste 16—80% des Gesamtgewichts ausmachen.

Die Verwendung dieser Polyglykoläther hat den Nachteil, daß diese Äther die noch nicht ausgehärteten Schäume nur für verhältnismäßig kurze Zeit stabilisieren, so daß die bereits entstandenen Schäume vor ihrer Verfestigung meist wieder in sich zusammenfallen. Diesen Nachteil besitzen die gemäß der Erfindung zu verwendenden, oben gekennzeichneten Polyglykoläther nicht. Die einmal entstandenen Schäume bleiben eine halbe Stunde und langer stabil, so daß hinreichend Zeit _Ss zur Aushärtung der verschäumten Polyesterformmassen gegeben ist.

Unter kalthärtenden Polyesterformmassen sind, wie üblich, Lösungen ungesättigter Polyester, d. h. Polykondensationsprodukte von Dicarbonsäuren und Polyolen, r,₀ vorzugsweise Diolen, bei denen mindestens ein Teil der Dicarbonsäuren aus «,^-ungesättigten Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Fumarsäure, Itakonsäure u.dgl., besteht, in anpolymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten monomeren Verbindungen, vorzugsweise Styrol, r.s der üblichen Konzentrationen mit einem Gehalt an einem bei Raumtemperatur wirksamen Katalysator-Beschleunigersystem, z. B. einer Diacylperoxid-Aminkombination oder einer Hydroperoxid-Schwermetallsalzkombination, zu verstehen.

Die Formmassen enthalten außerdem ein bei Raumtemperatur inerte Gase entwickelndes Treibmittel, z. B. eine Mischung eines anorganischen Carbonats mit einer anorganischen oder organischen Säure (siehe z.B. die deutsche Auslegeschrift 1179 000, Spalte 1, Zeile 16 bis 18) oder zersetzliche Stickstoff-, z. B. Azo- oder Hydrazoverbindungen (vergleiche die deutsche Auslegeschrift 11 79 000), oder Isocyanate (siehe z. B. die US-Patentschrift 26 42 403).

Besonders vorteilhaft ist nach einem früheren Vorschlag die Verwendung von Kohlensäureesteranhydriden zusammen mit primären oder acyclischen oder cyclischen sekundären oder vorzugsweise acyclischen oder cyclischen tertiären Aminen mit Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Alkarylresten oder deren quartären Ammoniumbasen oder primären oder sekundären N-Monoarylaminen oder mit löslichen Verbindungen von zwei- und mehrwertigen Metallen, insbesondere von Metallen der zweiten und vierten Haupt- und Nebengruppe und der dritten, fünften, sechsten und siebten Nebengruppe des periodischen Systems einschließlich der seltenen Erden sowie der Metalle Kupfer, Eisen und Kobalt, als bei Raumtemperatur Kohlensäure entwickelnde Zusätze zur Herstellung von verschäumten Polyesterformmassen (DT-PS 16 94 068 und 16 94 069).

Die oben gekennzeichneten, gernäß der Erlindung als Schaumstrukturregulatoren zu verwendenden Polyglykoläther, deren Herstellung z. B. in der US-Patentschrift 26 77 700 beschrieben ist. werden den zu verschäumenden Polyesterformmassen zweckmäßig in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 3 Gewichtsprozent, zugesetzt.

Beispiele für die diesen Polyglykoläthern zugrundeliegenden Monohydroxyverbindungen sind Alkohole, wie Metanol, Äthanol, Propanol, Butanol, Isobutanol, Pentanole, Dekanole, Allylalkohol und Crotonalkohol, vorzugsweise jedoch solche mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, ferner Cyclopentanon Cyclohexanol, Benzylalkohol, Phenol, Alkylphenole, wie die Kresole und Mono- und Polyäthylphenole, ferner Alkenylphenole, z. B. die Isopropenylphenole. Weitere geeignete Hydroxyverbindungen sind in der US-Patentschrift 26 77 700, Spalte 19, Zeilen 34-36 und 65-67, genannt. Diese Patentschrift enthält außerdem in der Tabelle VII eine Zusammenstellung einiger geeigneter Polyglykoläther.

Gemäß dieser Patentschrift kommt es bei den dort beschriebenen Polyglykoläthern auf ein ausgewogenes Verhältnis von hydrophoben und hydrophilen Gruppen in den Molekülen an, damit diese Stoffe als oberflächenaktive Agenzien in wäßrig-organischen Mehrphasensystemen geeignet sind. Aus dieser Eigenschaft der Polyglykoläther konnte ihre besondere Eignung als Schaumstrukturregulatoren in Polyesterschaummassen, also in im wesentlichen wasserfreien, einphasigen Systemen, nicht abgeleitet werden.

Den zu verschäumenden Polyesterformmassen können gegebenenfalls noch Netzmittel, z. B. eine wäßrige Lösung des Natriumsalzes von sulfoniertem Ricinusöl zugesetzt werden.

Beispiel 1

Durch Kondensieren von 10 400 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid, 3720 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid und 35 500 Gewichtsteilen Butandiol-1,3 wird unter Zusatz von 19 Gewichtsteilen Hydrochinon ein

ungesättigter Polyester mit der Säurezahl 30 hergestellt 75 Gewichtsteile dieses Polyesters werden mit 25 Gewichtsteilen Styrol vermischt. Die Lösung hat bei 20"C eine Viskosität von etwa 11 500 mPa-s (cP).

Zu zwei Ansätzen von je 100 Gewichtsteilen dieser Lösung werden bei Raumtemperatur je 2 Gewichtsteile einer 20%igen Kobaltnaphthenatlösung in Styrol (Kobaltgehalt 22 Gewichtsprozent), 1,5 Gewichtsteile Calciumnaphthenat (Calciumgehalt 4 Gewichtsprozent), 1,8 Gewichtsteile Magnesiumnaphthenat (Magnesiumgehalt 3,4 Gewichtsprozent), 1,5 Gewichtsteile Dimethylcyclohexylamin, 03 Gewichtsteile Wasser, 1,9 Gewichtsteile Cyclohexanonperoxidpaste (50%ig) und schließlich 3,8 Gewichtsteile Isophthalsäure-bis-(Kohlensäureäthylesteranhydrid), jeweils unter gutem Rühren, zugemischL

Dem ersten Ansatz werden außerdem noch 2 Gewichtsteile eines aus 7,5 Mol n-Butanol, 75 Mol Propylenoxid und 122 Mol Äthylenoxid hergestellten Polyglykoläthers gemäß Erfindung und dem zweiten Ansatz 2 Gewichtsteile eines Polyäthylenglykol-PoIypropylenglykol-Polyäthylenglykol-Blockpolymeren, bei dem sich die Molverhältnisse des Polypropylenglykolblocks zu den Polyäthylenglykolblockanteilen wie 29:7,25 verhalten, gemäß US-Patentschrift 32 32 893 zugegeben.

Beim ersten Ansatz geliert der Schaum nach etwa 40 Minuten. Er besitzt eine gleichmäßige, kleinporige Struktur und hat ein Raumgewicht von etwa 160 kg/m'.

Beim zweiten Ansatz fällt der Schaum nach etwa 20 Minuten, also bevor Gelierung eingetreten ist, wieder zusammen.

Beispiel 2

Man verfährt wie beim ersten Ansatz des Beispiels 1, gibt diesem jedoch statt 3,8 Gewichtsteile Schaumstrukturregulator nur 2 Gewichtsteile desselben, zusätzlich jedoch noch 1 Gewichtsteil einer 50%igen Lösung des Natriumsalzes von sulfonierten! Ricinusöl in destilliertem Wasser zu. Dabei entfällt der besondere Zusatz von 0,5 Gewichtsteilen Wasser.

Nach etwa 30 Minuten ist ein feinporiger Schaum mit noch gleichmäßigerer Struktur und einem Raumgewicht von etwa 155 kg/m¹ entstanden.

Beispiel 3

100 Gewichtsteilen der im Beispiel 1 beschriebenen Polyesterlösung werden "i Gewichtsteile Kobullnaphthenatlösung, 1 Gewichtsteil Culciuirvaphihcnuilösung, 1,5 Gewichtsteile Magnesiumnaphthenatlösung, 1,5 Gewichtsteile Dimethylcyclohexylamin, 1,5 Gewichtsteile N-Dimethyl-p-Toluidin und 3 Gewichtsteile Benzoylperoxidpaste (50%ig), 4,5 Gewichtsteile Isophthalsäure-bis-(Kohlensäureäthylesteranhydrid) und 2 Gewichtsteile des gemäß der Erfindung zu verwendenden Schaumstrukturre&ulators wie beim ersten Ansatz des Beispiels 1, jeweils unter gutem Rühren, zugemischt.
Der nach etwa 9 Minuten gelierte Schaum hat eine feine, gleichmäßige Porenstruktur und ein Raumgewicht von 177 kg/m^J.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von Polyglykoläthern der Formel
   R — O-f-CH₂—CH—O +|CH₂-CH,-OVH CH₁ IJ J,.

   worin χ eine ganze Zahl von 5-25,JeUIe ganze Zahl von 10—50 und R einen Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylarylresi bedeuten, zum Regulieren der Zellenstruktur von Schäumen beim Kalthärten von Polyesterformmassen zu Schaumstoffen.