DE1908515A1 - Mit Blei gefuellter Polyurethan-Schaumstoff - Google Patents

Mit Blei gefuellter Polyurethan-Schaumstoff

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Description

PATENTANWÄLTE ;·■.'..;
. DR. ING. A. VAN DER WERTH D R. FRAN Z LEDERER
21 HAMBURG 90 β MÜNCHEN 80
WILSTORFER STR. 33 - TEL. I04III 770S6I LUCiLE CRAHN-STR. 22 - TEL.(ΟβΙΙ) 440β
Münchenf den 20. Februar 1969 P/Br
4908515
Anmelder* BF CHEMICALS (U.K.) LIMITED, Britannic Houae, Moor Lane , London, E.C. 2, England
Mit Blei gefüllter Polyurethan-Schaumetoff
Die vorliegende Erfindung betrifft Plastilc-Schaumetoffe mit neuen und verbesserten Eigenschaften« ein Verfahren zur Herstellung solcher Schaumstoffe und aus ihnen gefertigte Artikel . Im Besonderen betrifft die Erfindung starre Poly» urethan-Sohaumstoffe, die ein gepulvertes Bleifüllmittel enthalten.
Mit Blei.gefüllte Kunststoffe sind bekannt und es wird angegeben, daß diese Produkte als Strahlungsabschirmungen und als Sohälldämpfungen wirken.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen mit gepulvertem Blei gefüllten Polyurethan-Schaumetoff au schaffen, welcher herausragende akustische Eigenschaften besitzt.
Erfindungsgemäß handelt es sich um einen starren Polyurethan-Schaumstoff ,der mit gepulvertem Blei gefüllt ist und einen Young-Modüi größer als 2109 kg/om (30.000 pel) besitzt. Besonders bevorzugt sind Schaumstoffe mit einem Young-Modul im Bereich von 2812 bis 10545 kg/om2 (40000 - 150000 pei) und erst recht bevorzugt sind solche mit einem Young-Modul
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im Bereich von 3515 Me 9842 kg/cm2 (50000 — 140000 psij.
Schaumstoffe, die mit gepulvertem Blei bei Bleikonzentrationen unterhalb etwa 80 Gew.jS gefüllt sind, besitzen Young-Modulwerte in der Gegend von 703 - 1406 kg/cm und es war zu erwarten, daß Bleikonzentrationen größer als 80 Gew.$- nicht sehr viel größere Young-Modulwerte hervorbringen würden· Überraschenderweise 1st gefunden worden« daß bei Steigerung der Bleikonzentration auf über etwa 8O.G$w.$,, vorzugs weise auf über 85 Gew«^» der Young-Modul sehr rasch in unerwartet großem Ausmaß ansteigt. Z. B. beträgt, bei 90 #iger Bleikonzentration der Young-Mqdul. das- 6.-: 7faehe des sich J bei 80 #iger Konzentration ergebenden Wertest Schaumstoffe, die eine Bleikonzentration im Bereich von "85 bis 95 Gew,# aufweisen, sind gut brauchbar und diejenigen mit einer Bleikonzentration im Bereich 87 - 92,5 Gew.# bewähren sich besonders.
Der Ausdruck "starrer Polyurethan-Schaumstoff" iat hier in seiner normalen Bedeutung gebraucht, zur Bezeichnung eines Schaumstoffes,; weicher bei Kompression eine bestimmte Verfoirmungsgrenze aufweist ο Wenn über seine Verformungsgrenze hinaus komprimiert, wird der starre Schaumstoff seine ursprüngliche Größe und Gestalt zurückzugewinnen verfehlen.
Das gepulverte Blei soll fein zerteilt sein und vorzugsweise durch ein Britisches Standardsieb Größe 100hindurchgehen. Gute Schaumstoffe erhält man mit gepulvertem Blei, dessen Hauptmenge (d. h. mindestens 50 $)durch ein Britisches Standardsieb Größe 200 hindurchgeht«
Polyurethanharze sind allgemein bekannt und werden durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Polyolen hergestellt^ Die starren Polyurethan-Schaumstoffe gemäß vorliegender Erfindung können auf Basis von Polyäthern oder auf Basis von Polyestern sein und können durch eine beliebige der in der Branche bekannten Methoden hergestellt sein« Die
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hauptsächlichen Methoden lassen sich wie folgt zusammenfassen:
"Direktverfahren" ("One shot process")
Hierbei läßt man das Polyisooyanat und das Folyol ssur direkten Herstellung des fertigen Polymers miteinander reagieren. Selbstverständlich enthält der Ansatz auch noch Hilfsstoffe wie z« B. Katalysatoren, Schaumstabilisatoren und Treibmittel. Das System kann, aber muß nicht einen Waeserzusatz enthalten·
"Semi-Vorpolymerleät-Verfahren" ("Semi-prepolymer process")
Diese Methode ist oft einfach als Vorpolymerisat-Verfahren bekannt. Es wird hierbei die Gesamtmenge des Polyisocyanate mit einem Teil des Polyols zur Herstellung eines flüssigen Vorpolymerisates umgesetzt» genauer gesagt» eines Semi» . Vorpolymerisates. Dieses Semi-Vorpolymerisat wird dann mit der restlichen Polyolmenge in Gegenwart der Hilfsmaterialien zur Erzeugung des fertigen Sohaumetoffee umgesetzt.
11 Vorpolymerisat-Verfahren" ("Prepolymer process")
In diesem Falle kommt die Gesamtmenge des Isocyanates mit ä der Gesamtmenge des Polyols zur Umsetzung. Die Mengen werden so aufeinander abgestimmt, daß das Produkt ein flüssiges Material ist/ welches einen Überschuß von Isooyanatgruppen enthält. Das Vorpolymerisat wird durch Vermischen mit Wasser polymerisiert» welches mit den freien Isocyanate gruppen reagiert und sie bindet. Das Wasser ergibt eine gewisse Treibwirkung, aber diese kann, wenn gewünscht, durch ein Treibmittel ergänzt werden.
Bezüglich Beispielen starrer» auf Hexitpolyäthern basierter Schaumstoffe, die sieh zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung eignen, sei auf die Britische Patent-
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schrift 876^469 verwiesen· Auf Saecharosepölyäthern basier^ te starre Schaumstoffe können ebenfalle angewendet werden. '.
Das Blei soll durch den Schaumstoff hindurch verteilt werden und dies kann man dadurch erreichen, daß man das Blei mit einem oder mehreren der Reaktionspartner für den Poly?·.· -;m urethan-Sehaumstoff vermischt, bevor die Reaktion stattfindet· Z. B. kann bei der erfindungsgemäßen Herstellung von starrem Polyurethan-Schaumstoff nach dem Direktverfahren ein Teil des Füllmittels,«z. B. die gewichtsmäßige Hälfte, dem Polyol und der Rest dem Isooyanat zugesetzt werdenv. worauf. man diese beiden modifizierten Reaktionsteilnehmer, in Ge- ' genwart des einen oder des anderen oder aller der Ingredienzien, die man bei der Herstellung von Polyurethan-Schaum«:. ":. stoffen verwendet, z. B. Wasser, Treibmittel»Katalysatoren, Beschleuniger und Antloxydantien, miteinander reagieren . läßt.
Die erfindungsgemäßen mit Blei gefüllten Plastik-Schaumstoffe besitzen eine gute physikalische festigkeit und vor» zügliche Schallisolierungeeigenschaften· Die Schaumstoffe sind von beträchtlichem Nutzen als Mittelteil bei der Herstellung von Verbundplatten für den Bau, wobei z. B.. die äußeren Schichten aus Faserstoffplatten oder Metallblech bestehen.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Hierbei Bind die Beispiele 1 bis 3 zum Vergleich angeführt, die Beispiele 4 bis 6 erfindungegemäß.
Beispiele 1 bis 6
600 g einer ersten Polyurethanschauinstoff-Komponente, enthaltend ein Diisocyanat, wurden mit 600 g gepulverten Bleis (wovon nicht weniger als 80 $ durch ein Britisches Standardsieb Größe 200 hindurchgingen) gemischt und 600 g einer zweiten Polyurethanschaumstoff «-Komponente, bestehend im
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wesentlichen, aus einem PoIyöl der in der Britischen Patentschrift 876»469 beschriebenen Art, wurden mit weiteren 600 g des gepulverten Bleis vermischt. Die beiden Komponenten wurden dann etwa 10—15 Sekunden lang miteinander vermischt und hernach in Formen gegossen, in denen das Schäumen stattfand. Es ergab sich ein mit Blei gefüllter starrer Polyurethan-Schaurastoff·
Eine Anzahl ähnlicher starrer Schaumstoffe wurde mit unterschiedlichen Bleikonzentrationen hergestellt.
Aus jedem hergestellten Schaumstoff wurde ein Paar von Mustern» 2,54 x 2,54 χ 61 cm, geschnitten und die Muster wurden quer gerüttelt. Der Y6ung«Modul wurde aus der Eigenschwingungszahl berechnet. Die Ergebnisse finden sich in der tieferstehenden Tabelle:
Tabelle
Beispiel Gewichtsverhältnis BleisSchaumstoff Young-Modul
im gefüllten Schaumstoff kg/cm2
1 1:1 1026; 1026
2 3 j 1 1181; 1097
3 , k% j 1 1687;
1 : 1
3 ϊ 1
ί 1
7 : 1
9 ί 1
10 : 1
4 . 7 : 1 ' 3866
5 9 J 1 9280ί 8366
6 10 ; 1 8717; 7241 "
Man sieht, daß die Beispiele T bis 3 nicht erfindungsgemäß sind, weil sie keine Young-Modulwerte größer als 2109 kg/cm aufweisen, während die Beispiele 4, 5 und 6erfindungsgemäß sind. Akustische Teste wurden an einer stahlverkleidete^i Bautäfelung ausgeführt, welche mit einem erfindungsgemäße» starren Polyurethan-Schaumstoff gefüllt war, der ein Blei > Schaumstoff-Verhältnis von 7 s 1 aufwies«Die Stahlbleche
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besaßen eine Dicke von ca. 1 nun, die Dicke des Schaumstoffkernes betrug 6,35 ram«, Die Täfelung besaß eine Dichte von
ca ο 2,4 kg pro ca0 0,093 m und einen Schallisolierwert von 35 Phon.
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Claims (1)

  1. JP .a» ,t entansprüc h e
    Vo Starrer Polyurethan-Schaumetoffv dadurch gekennzeichnet» daß er mit gepulvertem Blei gefüllt ist und einen Young-Modul größer als 2109 kg/cm aufweist·
    2β Starrer Polyurethan-Schaumetoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Young-Modul im Bereich 5515 - 9842 kg/cm2 besitzt.
    3· Starrer Polyurethan-Schaumstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleikonzentration im Bereich 85 - 95 Gew.# liegt.
    4. Starrer Polyurethan-Schaumstoff gemäß Anspruch 1, da« .. durch gekennzeichnet, daß die Bleikoneentratlon im,Be- reioh.87 - 92,5 Gew?# liegtο
    5«. Starrer Polyurethan-Schaumstoff gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ver wendete gepulverte Blei durch ein Britisches Standardsieb Größe 100 hindurchgeht und daß mindestens 50 $ des gepulverten Bleis durch ein Britisches Standardsieb Größe 200 hindurchgehen.
    6. Starrer Polyurethan-Schaumstoff gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche als Bestandteil von schallisolierenden Bautäfelungen·
    7. Verwendung von starrem Polyurethan-Schaumstoff gemäß einem der Ansprüche 1-5 für schallieolierende Bautäfelungen.
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    β· Sohallieolierende Bautäfelungen, dadurch gekenneeiohnet, daS ale einen starren Polyurethan-Schaumstoff gemäßeinem der Ansprüche 1-5 enthaltene
    009813/1669 original inspected
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