DE1918181A1

DE1918181A1 - Verfahren zur Herstellung von geschaeumten Kunststoffen mit sehr niedrigem Raumgewicht

Info

Publication number: DE1918181A1
Application number: DE19691918181
Authority: DE
Inventors: Perret Rene Henri
Original assignee: CREDIPLAST ORLEANS
Current assignee: CREDIPLAST ORLEANS
Priority date: 1968-01-19
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1969-04-10
Also published as: FR2029135A6; FR1584467A; BE731075A; NL6905514A

Description

PATENTANWÄLTE '

DR.-ING. VON KREISLER DR-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH

KDLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 8.4.1969 Ke/Ax/Br.

CREDIPLAST,

1, Route d¹Olivet, Orleans (Loiret) (Frankreich).

Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffen mit sehr niedrigem Raumgewicht

Die Herstellung von Schaumstoffen durch Gasentwicklung im Augenblick der Polymerisation einer Kunstharzmasse ist "bekannt. Beispielsweise ist es "bekannt, Harzen während der Polyaddition oder Polykondensation ein Treibmittel und einen Katalysator zuzumischen, wobei die Wärme, die bei der exothermen Polyadditions- oder PoIykondensationsreaktion frei wird, zur Verdampfung des Treibmittels dient, das in der reagierenden Masse kleine Blasen bildet. Die Dichte oder das Ra.umgewioht des; nach beendeter Polyaddition oder Polykondensation erhaltenen Schaumstoffs hängt in erster Linie vom verwendeten Anteil des Treibmittels ab und ist um so niedriger, je höher dieser Anteil ist.

Bei diesem Verfahren, das bei Phenolformaldehydharzen, Harnstofformaldehydharzen oder Melaminformaldehydharzen anwendbar ist, werden als Treibmittel gewöhnlich halo·* genierte oder nicht-halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Heptan, Leichtbenzine, Trichlorfluormethan oder andere ähnliche Verbindungen verwendet, deren Siedepunkt im allgemeinen unter 5O⁰O liegt.

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Das Raumgewicht der bei diesem Verfahren erhaltenen ■ Schaumstoffe kann jedoch im'allgemeinen nicla*fe unter 20 kg/m herabgesetzt werden, da es nicht möglich ist, . die Treibmittelmenge nach Belieben zu erhöhen, denn die durch die exotherme Reaktion insgesamt freiwerdende ¥ärme ermöglicht die Verdampfung nur einer bestimmten. Menge des Treibmittels,

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Harze der vorstehend genannten Typen, d.h. Phenolformaldehydharze, Harnstofformaldehydharze und Melaminformaldehydharze noch stärker auszuschäumen und niedrigere Baumgewichte zu erhalten,- als sie bei den "bekannten Verfahren erzielbar sind. Dieses Ergebnis wird gemäß der Erfindung erreicht, indem gleichzeitig mit der Gasentwicklung durch die Wärme der exothermen Polymerisationsreaktion eine zusätzliche Gasentwicklung durch eine sekundäre chemische Reaktion, die gleichzeitig mit der Hauptreaktion stattfindet, bewirkt wird. Da die Gasentwicklung nun nicht mehr ausschließlich von der Wärme der exothermen Haupt-? reaktion abhängt, wird es möglich, polymerisierte Schaum-

stoffe mit sehr niedrigem Raumgewicht Ms hinab zu 5 kg/in

■z

und sogar bis 3 kg/m herzustellen.

Als chemische Verbindung, die die Hebenreaktion hervorrufen kann, wird vorzugsweise ein Isoeyanat verwendet, das' mit dem Grundharz verträglich ist und mit dem Wasser, das im allgemeinen in genügender Menge in einem Ausgangs-r harz enthalten ist oder diesem Harz vor der Polymerisationsreaktion zugesetzt werden kann, reaktionsfähig ist.

Es ist vorteilhaft, außerdem einen Katalysator zu verwenden, der die Reaktion des Isocyanate mit dem Wasser erleichtert. Geeignet als Katalysatoren sind !beispielsweise tertiäre Amine, z.B. Hexamethylendiamin oder iüriäthylamin, oder Zinn(II)-derivate, insbesondere Zinn(ll)-ootoat oder Bibutylzinndilaurat.

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Jede Isocyao.atgru.ppe (-F00) reagiert mit 9 g Wasser unter Bildung von 44 g Kohlendioxyd und unter zusätzlicher Wärmebildung„ die je nach der Art des verwendeten Isooyanats zwischen 14000 und 17000 Kalorien liegt.

Beliebige Isocyanate, sogar, solche, die nicht durch Destillation gereinigt worden, sind, können verwendet werden, denn die in den Isocyanaten enthaltenen Verunreinigungen "beeinträchtigen nicht ihre Reaktionsfähigkeit mit Wasser* Ton diesen Isocyanaten können insbesondere Polyarylpolyisocyanat (PAPl), Diphenylmethan-(MDI) oder Toluol ddisοcyanat (TDl) verwendet werden.

Es ist zu. bemerken, daß besonders niedrige Raumgewichte erhalten werden können, wenn die beiden Reaktionen in einem Reaktor, der auf eine Temperatur zwischen 50° und 25O⁰C gebracht w/orden ist, durchgeführt werden_e

Beispiel 1

Phenolformaldiehyiharz 100 Teile

Trichlormomof laoräthan 10 "

'Siliconöl 5 "

(Viskosität 1000-2000 cS)
Schwefelsäure 44,45$ )

Phosphorsäure 11,1 $ ) 10 "

Wasser 44,45$ )

1 Minute Rühren Ms zum Ende der Vors chäumong

Toluylendiisocyamat 20 "

Methylenchloriel ' 5 "

Beispiel 2

PhenolformaMehiydhiarz 100 Teile

Siliconöl (Ylsfeosltät 1000-2000 cS) 5 "

Schwefelsärare 44» 45$ )

Phosphorsäure 11,1$) 12 "

Wasser 44*45$ )

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1 Minute Rühren bis zur Beendigung der Vorschäumung

Diphenylmethan
Methylenchlorid

50 Teile 5 Teile

Beispiel 3

Phenolformaldehydharz Trichlormonofluorathan Siliconöl (Viskosität 1000-2000 cS) Salzsäure 50; $)

Wasser 50 %)

1' Minute Rühren bis zur Beendigung der Vorschäumung

Toluylendiisocyanat
Methylenchlorid

Teile 15 Teile

6 Teile

16^;' Teile

45 Teile 10 Teile

Beispiel 4

Phenolformaldehydharz

Melaminformaldehydharz Tri chlormono fluoräthan Siliconöl (Viskosität 1000-2000 cS) Schwefelsäure 44,45 %) Phosphorsäure 11,1 %)

Wasser 44,45 fo)

1 Minute Rühren bis zur Beendigung der Vorschäumung

Toluylendiisocyanat
Methylenchlorid

60 Teile Teile 10 Teile

5 Teile

10 Teile

20 Teile 5 Teile

Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung wird einer der oben genannten drei Harztypen verwendet, der im Molekül Alkoholreste reaktionsfähigen endständigen OH-Gruppen enthält, die mit dem verwendeten Isocyanat reagieren, wodurch den beiden anderen Reaktionen eine dritte Reaktion zwischen den genannten Alkoholresten

und dem Isocyanat überlagert wird, oder der Alkoholrest enthält, die durch Polykondensation von

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Äthylenoxyd oder Propylenoxyd Polyalkohole zu bilden vermögen, die mit dem Isocyanat reaktionsfähig sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung mischt man das Grundharz, das gegebenenfalls Alkoholgruppen der oben genannten Art enthält, mit anderen Polyalkoholen, z.B. Polyestern oder PoIyäthern der normalerweise für die Herstellung von. Polyurethanen verwendeten Art, die ebenfalls mit dem Isocyanat reaktionsfähig sind.

Es ist zu bemerken, daß bei den vorstehend genannten Varianten das Isocyanat direkt in die Molekülketten der erhaltenen polymerisieren Masse reagiert und die Vernetzung dieser Masse hervorruft, wodurch dsm gewünschten Schaumstoff physikalische Eigenschaften verliehen werden, die wesentlich besser sind als die Eigenschaften von Harzen, die nicht die Alkoholgruppen der oben genannten Art enthalten, oder in die nicht die Polyester oder PoIyäther der oben genannten Art eingebaut worden sind.

Natürlich können die in den Beispielen genannten Mengen der Bestandteile variiert werden. Ebenso ist es möglich, andere Treibmittel, andere Katalysatoren sowohl für die Hauptreaktion als auch für die chemische Nebenreaktion, andere Isocyanate und andere Harze, die vorzugsweise OH-G-ruppen der oben genannten Art enthalten, zu verwenden. Ferner können andere zusätzliche Polyalkohole in dem Maße verwendet werden, in dem diese Zusatzstoffe die Auslösung der oben genannten dritten Reaktion ermöglichen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffen mit sehr niedrigem Raumgewicht, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig mit der exothermen Hauptreaktion der Polyaddition oder Polykondensation, die das Verdampfen eines in dem auszuschäumenden Harz enthaltenden Treibmittels auslöst, mindestens' eine weitere, ebenfalls vorzugsweise exotherme chemische Reaktion ablaufen läßt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Phenolformaldehydharze, Harnstofformaldehydharze oder Melaminformaldehydharze verwendet.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,.dadurch gekennzeichnet, daß man als Reaktionskomponente der Sekundärreaktion ein mit dem Grundharz verträgliches "und mit dem im Grundharz enthaltenen oder diesem vor der Reaktion zugegebenen Wasser reaktionsfähiges Isocyanat verwendet.

4-.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich einen Katalysator für die Sekundärreaktion verwendet.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis \, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysatoren tertiäre Amine oder organische Zinn(II)-salze verwendet.

6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß man die Isocyanate in Mengen bis zu 200 Gew.-^, bezogen auf das Grundharz, vorzugsweise in Mengen zwischen 20 und Loo Gew.-% verwendet.

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7.) Verfahren nach Anspruch. 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Grundharze verwendet, die in ihrem Molekül Alkoholreste enthalten, die ebenfalls mit dem Isocyanat reagieren können, oder Alkoholreste enthalten, die durch Polykondensation mit Äthylen- oder Propylenoxyd Polyalkohole bilden, die mit dem Isocyanat reagieren können.

8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Grundharz Polyäther oder Polyester, die mit dem Isoeyanat reagieren können,beimischt.

9·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionen in einem auf Temperaturen zwischen 50° und 250°C erhitzten Reaktor durchführt.

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