DE1719325A1

DE1719325A1 - Verfahren zur Herstellung elastischer,verschweissbarer Polyurethanschaumstoffe

Info

Publication number: DE1719325A1
Application number: DE19671719325
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Chem Dr Eck; Dipl-Chem Dr Michl Karl Heinz; Hellmuth Dipl-Chem Dr Spes
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1967-08-23
Filing date: 1967-08-23
Publication date: 1971-11-11
Also published as: NL6811994A; DE1719325B2; BE719875A; FR1578500A; CH515949A; GB1217708A

Description

• Die Herstellung von Polyurethansiiaumst offen aus Verbindungen, die mindestens 2 reaktionsfähige VJa ss er st off atome aufweisen mit Polyisocyanaten, Wasser, Katalysatoren und gegebenenfalls mit Zusatzstoffen wie z.B. niedermolekularen Polyolen, Aminoalkoholen und/oder Polyaminen, Siliconölen, Farbstoffen, Flamm-Schutzmitteln, Füllstoffen, Porenreglern ist bekannt. Es gehört weiterhin zum Stande der Technik, daß. die Verschäumung auch ohne Zusatz von tertiären Aminen als Katalysatoren durchgeführt werden kann, wobei letztere durch andere, alkalisch reagierende Verbindungen wie "beispielsweise Natriumstearat,.Natriumacetat und Soda ersetzt werden können.

Die auf diese Weise erhaltenen Schaumstoffe sind jedoch nicht oder höchstens nur sehr ungenügend verschweißbar, insbesondere wenn als Polyolkomponente ein Polyäther eingesetzt wird.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden zur Herstellung elastischer, verschweißbarer Polyurethanschaumstoffe, die durch Umsetzung von aliphatischen Polyäthern, die mindestens 2, aber je 1000 Molekulargewichtseinheiten nicht mehr als J> reaktionsfähige Wasserstoffatome und Molekulargewichte von 700 bis 10 000 aufweisen und Wasser mit Pol&socyanaten in Gegen-

109846/1719

wart von Katalysatoren, gegebenenfalls unter Verwendung von niedermolekularen Polyolen, Polyaminen, Porenreglern, Schaumstabilisatoren, Weichmachern, Licht- und Wärniestabilisatoren und anderen Zusatzstoffen, gegebenenfalls unter e.rhöhtem Druck und erhöhter Temperatur hergestellt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren zinn- und/oder bleiorganische Verbindungen und Alkalisalze organischer Säuren mit einem pH-Wert unter 8*0 verwendet werden und daß 10 - 50 %, bezogen auf das Fertigprodukt pulverisiertes Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid oder Copolymerisate mit einem Anteil an mindestens 50 % Polyvinylacetat und/oder Polyvinylchlorid in die zu verschäumende Mischung mit eingerührt v/erden.

Als Polyäther eignen sich alle bekannten linearen und verzweigten Polyäther und Mischpolyäther z.B. aus Äthylenoxid, Propylenoxid, Trimethylenoxid, Tetrahydrofuran.

Geeignete Isocyanate sind beispielsweise Chlor-2,K- und Chlor-2,6- diisocyanat, Toluylen-2,4- und -2,6-diisocyanat, Äthylbenzoldiisoc'yanat, 4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan einzeln oder im Gemisch*

Anstelle von reinem Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat können auch Mischpolymerisate eingesetzt werden, wobei der Vinylchlorid-und/oder Vinylacetatgehalt, der als Ausgangsma-

109846/1719

terial verwendeten monomeren Gemische über 50 % betragen muß. Als Ausgangsprodukte für die Mischpolymerisate eignen sich beispielsweise Monomere, die nur eine polymerisierbar Gruppe und zwar die Gruppe -CH=C= enthalten, z.B. Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylidenchlorid, Vinylester von geradkettigen und verzweigten Carbonsäuren C, - C-, g, ^w:i-^{e Zt}^· Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaurat, Vinylstearat, Vinylpivalat, Vinylester der Versatiesäure 911 und Vinylbenzoat, Olefine z.B. Äthylen, Propylen, Aerylverbindungen wie z*B. Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Acrylni- * tril, sowie ungesättigte Dicarbonsäuren wie z.B. Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Mono- und Diester dieser Säuren wie z.B. Maleinsäuredimethyl-, -diäthylester und '-di-n-butylester, Maleinsäuremono-(2-äthylhexyl-)ester, Fumarsäuredimtthylester, -diäthylester, -butylester, -di(-2-äthylhexyl-)ester und -di-laurylester. Verwendbar sind auch Gemische aus mehr als 2 Monomeren.

Die bei der Schaumherstellung angewandten Schwermetallkatalysatoren sollten mit den erwähnten, für die angewandten Poly- ™ merisate üblichen Licht- und Wärmestabilisatoren verträglich sein.

Als zinnorganische Verbindungen eignen sich Produkte der allgemeinen Struktur R„ Sn (-CO-R)^ _n

1 09846/ 1719

worin bedeuten:

η = I-}

R = verzweigte und unverzweigte Alkylreste mit C^

Beispielsweise: Dibutylzinndilaurat, Dioctylstannat, Di-(2-äthylhexyl-')zinndiacetat.

Weiterhin können als bleiorganische Verbindungen Substanzen der

allgemeinen Stx-uktur RPb(-CO-R'), verwendet werden, worin bedeuten:

R = substituierter oder unsubstituierter Arylrest

Ri verzweigter und unverzweigter Alkylrest mit C_1-1O und/oder

substituierter oder unsubstituierter Arylrest.

Beispielsweise: Phenylbleitriacetat, p-Toluylbleitriisobutyrat, Phenylbleitrilaurat, Phenylbleitri-2-äthylhexoat, ß-Naphthyl-

bleitribenzoat, ß-Naphthylbleitriacetat.

Als Alkaliverbindungen kommen vor allem Natrium- und Kaliumchloracetat, gegebenenfalls zusammen mit Natriumdichloracetat bzw. die entsprechenden Kaliumverbindungen in Präge.

Die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe zeichnen sich durch eine geringere Spröd^Jieit aus als die Schaumstoffe, bei denen alkalisch reagierende Alkaliverbindungen als zusätzliche Katalysatoren eingesetzt werden. Durch das Arbeiten ohne Arninkatalysatoren wird eine gute Verträglichkeit der Polymeren

- 5 109846/1719

ί719325

mit dem Polyurethanschaumstoff erreicht. Zudem weisen die Produkte den lästigen Arningeruch nicht auf. Es ist überraschend, daß eine Mischung der genannten Polymeren mit den Polyätherurethanschaumstoffen gute Produkte liefert, da eine Verträglichkeit nicht zu erwarten war.

Die verfahrensgemäß hergestellten Schaumstoffe lassen sich gut verschweißen. Sie eignen sich auch zum Formschäumen, wobei entsprechend der gewünschten Verdichtung Drucke von 1 - 50, vorzugsweise 1 bis 10 atü in der Form auftreten.

10.9846/1719

i/19325

BEISPIELE;

Die Versuche wurden wie folgt durchgeführt: Die als Katalysatoren dienenden Salze wurden in der angegebenen Menge gelöst und zusammen mit den Polymeren und den anderen Zusätzen in den Polyäther gut eingerührt. Dieser Mischung wurde der Zinnkatalysator zugeführt und schließlich unter Rühren das Isoqyanat bei Raumtemperatur zugegeben. Die Rührzeit betrug 20 bis 25 Sekunden.

In der Tabelle 1 sind die Rezepturen und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Schaumstoffe zusammengefasst.

Ohne Aminkatalysator ist, wie aus der Tabelle ersichtlich, ein Nachtempern des Schaumstoffes nötig.

Durch den Zusatz der Polymeren, insbesondere von Polyvinylchlorid wird der Schaumstoff etwas spröder, was sich vor allem in der Bruchdehnung auswirkt, die von ca. 145 auf 50 bis 80 % zurückgeht. Die Reißfestigkeit, die Elastizität und der Druckverformungsrest leiden darunter nicht. Das Raumgewicht wird, wie zu erwarten war, höher.

Ein wesentlicher Vorteil ist, daß sich die Stauchhärte bei vergleichbaren Raumgewichten erhöht. Man sieht also, daß trotz der vollkommenen Unverträglichkeit von Polyäthern mit Polyvinylchlorid gute, elastische Schaumstoffe erhalten werden.

-7 -

109846/1 719

Etwas verträglicher mit den angewandten Polyurethanmischungen ist Polyvinylacetat, was in der Bruchdehnung zum Ausdruck kommt. Die Produkte sind härter als die Polyurethanschaumstoffe mit vergleichbarem Raumgewicht. Der Druckverformungsrest ist dagegen höher.

Die Tabelle 2 zeigt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe (Beispiel 2 - 6) im Gegensatz zu Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel.) verschweißbar sind.

Die Schweißversuche wurden mit einem Körting G 1000 S durchgeführt. Drehkondensatoreinstellung 4,5 - Folienstärke 0,15 mm.

109846/1719

Tabelle 1; Beispiele

3 ' 4

Verzweigter, mit Ethylenoxid modifizierter Propylenoxiüpolyäther. Mi 11. Mol eleulargev;. = 4 800, Hydroxjteahl = 35

Pastenpolyvinylchlorid, P del sprodukt der Wacker-Chemie

,Han

(g) 100 100 100 100 100 100 (g) - 50 50 - OO 30

Polyvinylacetat, B 100, Handelsprodukt der Wacker-Chemie

Di-(2-äthylhexyl)-zinndiacetat Triäthylendiamin Natriumchloracetat Wässer

Polyäthylen-u. polypropylenoxidmodifiziertes Siliconöl

Toluylendüsocyanat-2,4 und -2,6 (80 : 20)

Nachheizzeit
Nachheiztemperatur (°C)

Ce) - - - * 50 -

Cs) 0,2 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5

(g) - 0,17 0,3 0,3 0,2 0,15

(g) 1,7 1,7 2,6 2,6 2,6 3,5

(g) 1

(g) 24,0 24,0 32,7 32,7 32,7 4l,0 (Minuten) - 20 ~ 10 10 15 20 (⁰C) - 120 130 120 120

I CN

LA

CU

	«ι	co	O
O	r—j		!A
			CU
	LA	LA
		VO	O

C-		LA	CU
	CU	O	O
	•l	H	CU
CTN	- H		CU
t-		O
	*	t—	O
CU	r-i
OO			K\
	' CO ' '	LA
		LA	O
K*\			O
r-i
r-i

»Λ

CO	LA	*r-i*
	η
VO	O
	H

r-i	CU
LA	co
LA «V	CU
1,4	2,1
co ·» CU	2,5

CO

σ\

i-i

O H

Jy

CU

a,

H O Λ Ri

Q) •H

•H

-P
•Η

J)

to a

-a Ό

'Λ

.α

.ρ

CJ

	O	se
ei'	ΐ.Λ	•"I
		fi
■~t O	•ι	•H
OO	j.3	^ ■.
-ι OJ	¹ Ki	'Ji
T-.CU	C-H	rti
Ü .
> (J		ai
	OCi
O M ·	O
	45
Γι

109846/1719

Tabelle 2	* •	32C/240	sec	Schäumstär- ke mm	Elektroden abstand	Verschwelßung
Beispiel		-20/^0		3	0,1	Iceine
1.)	320/230		12	0,5	gut
2.)	}2ο/>:;ο	2,5	10	0,5	gut
30.	320/550	2,5		0,1	gut
4.)	32O/J540		12	0,5	gut
5.)			6	0,2	gut
β.)

109846/1719

Claims

P a tent a η ep r Ü c h e

1.) Verfahren zur Herstellung elastischer, verschwelßbarer Polyurethanschaumetoffe, die durch Umsetzung von aliphatischen Polyethern, die mindestens 2 aber je 1000 Molekulargewiohtseinheiten nicht mehr als 3 reaktionsfähige Wasserstoffatome und Molekulargewichte von 700 bis 10 000 aufweisen und Wasser mit. Polyisocyanaten in Gegenwart von Katalysatoren, gegebenenfalls unter Verwendung von niedermolekularen Polyolen, Polyaminen, Porenreglern, Schaum- _m

i stabilisatoren, Weichmachern, Licht- und Wärmestabillsatoren und anderen Zusatzstoffen, gegebenenfalls unter erhöhtem Druok und erhöhter Temperatur hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren zinn- und/oder bleiorganische Verbindungen und Alkalisalze organischer Säuren mit einem pH-Wert unter 8,0 verwendet werden und daß 10 - 50 $, bezogen auf das Fertigprodukt pulverisiertes Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid oder Copolymerisate mit einem Anteil von mindestens 50 % Polyvinylacetat und/oder Polyvinylchlorid in die zu ver- I schäumende Mischung mit eingerührt werden.

2.5 Verfahren naoh Anspruoh 1, dadurch gekennaeiohnet, daß als Einnorganische Verbindungen Produkte dtr allgemeinen Struktur R_nSnC-CO-R)^_n verwendet werden, worin bedeuten:

a« 1 - 3

R « verzweigte und unverzweißte Alkylrest mit C₁ _ ^g.

10 9 8 4 6/1719

— XeL —

Neue Unterlage» (Art.7_S1 Abe■2Nr.isatz3de.Änd_Wun_Bw._¥.4.t.ie67|

3·) Verfahi«en nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß als bleiorganische Verbindungen Substanzen der allgemeinen Struktur RPb(-CO-R¹) -, verwendet werden, worin bedeuten:

R = substituierter oder unsubstituierter Arylrest R¹= verzweigter und unverzweigter Alkylrest mit C₁ ,n und/oder substituierter oder unsubstituierter Arylrest.

4.) Verfahren nach Anspruch 1- J>, dadurch gekennzeichnet, daS als Alkaliverbindungen Natriumchloracetat und/oder Natriumdichloracetat bzw. die entsprechenden Kaliumverbindungen verwendet werden.

5.) Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Copolymerisatanteile Vinylester von geradkettigen und verzweigten Carbonsäuren mit einer Kohlenstoff zahl von J> - 18, Acryl verbindungen, ungesättigte Carbonsäuren bzw. deren Mono- und Diester, sowie Olefine verwendet werden.

109846/1719