Die Herstellung von Polyurethanweichschaumstoffen
durch Umsetzung von höhermolekularen
vorzugsweise Polyester- oder Polyetheresterpolyolen und gegebenenfalls
Kettenverlängerungs-
und/oder Vernetzungsmitteln mit organischen und/oder modifizierten
organischen Polyisocyanaten ist bekannt und wird in zahlreichen
Patent- und Literaturveröffentlichungen
beschrieben.
Beispielhaft genannt sei das Kunststoffhandbuch,
Band VII, Polyurethane, Carl-Hanser-Verlag, München, 1. Auflage 1966, herausgegeben
von Dr. R. Vieweg und Dr. A. Höchtlen,
sowie 2. Auflage 1983 und 3. Auflage 1993, herausgegeben von Dr.
G. Oerte1. Durch geeignete Wahl der Aufbaukomponenten und ihrer Mengenverhältnisse
können
Polyurethanweichschaumstoffe mit sehr guten mechanischen Eigenschaften
hergestellt werden.
Zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen,
insbesondere für
die Anwendung im Bereich Möbel für Matrazen,
Liegen und Sitzpolster oder im Automobilsektor für Polsterungen im Fahrgastinnenraum
werden Polyether- und/oder Polyesterpolyole mit Di- und/-oder Polyisocyanaten
umgesetzt und zum Schaumkörper verarbeitet.
Im Automobil werden vorzugsweise laminierte Bahnenwaren auf Basis
von Polyesterpolyurethanschäumen
eingesetzt. Diese Polyesterpolyurethanschaumstoffe haben eine Reihe
Vorteile, insbesondere in der Schmelzklebrigkeit und in verfahrenstechnischen
Bereichen. Als nachteilig erweisen sich vor allem das Auftreten
flüchtiger
Substanzen, die aus Polyesterschäumen
austreten und den sogenannten "Fogging-Effekt" verursachen, sowie
die nur geringen Möglichkeiten,
die Tragfähigkeit
und Härte
der Polyurethanschäume durch
Polyesterpolyole zu steuern. Zur Vernetzung bzw. Härteerhöhung werden
insbesondere Polyetherpolyole mit erhöhten Funktionalitäten ≥ 3 eingesetzt.
Bei analoger Verfahrensweise im Bereich Polyesterpolyole erhält man sehr
hochviskose bzw. feste und damit nicht mehr verarbeitbare Produkte.
Die Herstellung von Polyesterolen
bzw. von Polyetheresterolen, die in der Polyurethanchemie eingesetzt
werden, nach dem Polykondensationsverfahren ist seit langem bekannt
und wird durch Reaktion von Dicarbonsäuren und Alkoholen in einem
diskontinuierlichen Verfahren durchgeführt. Dazu werden die Dicarbonsäuren, insbesondere
Adipinsäure
und/oder Phthalsäure,
mit zwei- und/oder dreifunktionellen Alkoholen, wie Ethylenglykol,
Propylenglykol, Butandiol, Neopentylglykol, Hexandiol, Diethylen-
oder Dipropylenglykol und Triolen, wie Trimethylolpropan oder Glycerin,
bei Temperaturen > 180°C, vermindertem
Druck und in Anwesenheit von Katalysatoren unter Kondensatabführung umgesetzt.
Nachteile dieser üblichen Polykondensationsreaktionen
sind die stark eingeschränkte
Variationsmöglichkeit
für eine
anwendungsoptimierte Molekulargewichtsverteilung und die Bildung
niedermolekularer cyclischer Verbindungen, die bei einer Anwendung
der Polyole im Polyurethanweichschaumbereich zum sogenannten "Fogging-Effekt" führen. Unter "Fogging-Effekt" wird ein lichtstreuender
Effekt verstanden, der aufgrund der Kondensation der sich bildenden,
vor allen Dingen cyclischen, Verbindungen an den Innenflächen von
Glasscheiben auftritt. Dieser macht sich insbesondere im Automobilbau
störend
bemerkbar, wenn infolge der Fogentwicklung aus Polyurethanen der
Innenausstattung die Scheiben beschlagen.
Die hohen Anforderungen der Automobilindustrie
sind zunehmend auf die Qualität
des Fahrzeuginnenraumes und damit auch auf eine deutliche Verringerung
der von den in zunehmendem Maße
eingesetzten Polymerwerkstoffen ausgehenden Emissionen von Substanzen,
die sich als Geruch und Scheibenniederschläge bemerkbar machen, gerichtet.
Zur Minderung des Fogging gibt es
verschiedene erprobte und beschriebene Verfahren.
Nach
DE-A-4241415 wird durch chemisch Modifizierung
(Einsatz spezieller Alkohole) die Cyclenbildung unterdrückt. Für bestimmte
Cyclengehalte und Anwendungen ist das Verfahren anwendbar; ein Polyurethanweichschaum
mit sehr geringen Foggingwerten oder gar ein foggingfreier Polyurethanweichschaum
mit hohen Tragfähigkeitseigenschaften
sind mit diesen Produkten nicht zu erreichen.
Die physikalische Entfernung der
Cyclen, beispielsweise nach
DE-A-3811449 ,
EP-B-0579988 oder
EP-A-0628583 , mittels
Vakuumdestillation und unter Schleppmitteleinsatz ermöglicht zwar
die Absenkung der Cyclen und des Foggingwertes, es kommt aber zu
Problemen bei der Schaumherstellung, da sich während der Destilla tion des
Fertigpolyesters die auf die Anwendung eingestellte Molekulargewichtsverteilung
verschiebt und eine gleichzeitig gewünschte und notwendige Erhöhung der
Tragfähigkeit
bzw. Härte
nicht realisieren läßt. Keine
Beachtung finden hierbei die ablaufenden Hydrolyseprozesse unter
Säurezahlanstieg,
Nachbildungsreaktionen der cyclischen Verbindungen und die bei jeder
alleinigen thermischen Nachbehandlung ablaufenden Spaltungsreaktionen
einerseits und Polykondensations-/Polymerisationsreaktionen, auch
der cylcischen Substanzen, andererseits.
Die extraktive Behandlung der verwendeten
Polyesterpolyole, wie in der DE-Patentanmeldung Nr. 195 28 538.7
beschrieben, zeigt eine weitere realisierbare Möglichkeit der Entfernung foggingverursachender
Verbindungen auf. Allerdings ist die Entfernung des Extraktionsmittels
aufwendig und gegebenenfalls verbleibende Restgehalte davon können die
Anwendung der Polyesterole stören.
Gemäß DE-Patentanmeldung Nr. 195
28 539.5 wird die Bildung der störenden
cyclischen Verbindungen durch eine stufenweise Kondensation mit
vorzugsweise stufenweiser Katalyse und gegebenenfalls einer destillativen
Behandlung unterdrückt.
Derartige Verfahrensoptimierungen reichen aber gegen Bildungsreaktionen
am Reaktionsende bzw. während
der destillativen Behandlung nicht aus. Erst mit der Entfernung
der Cyclen aus dem Schaum ist eine nahezu vollständige Reduzierung möglich, was
jedoch technisch äußerst kompliziert
ist.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung foggingarmer Polyurethanweichschaumstoffe
mit hoher Qualität,
insbesondere einer erhöhten
Tragfähigkeit
und Härte
der Schäume,
vorzugsweise für
die Anwendung im Automobilsektor, durch Umsetzung von organischen
und/oder modifizierten organischen Polyisocyanaten mit Polyesterpolyolen
bzw. Polyetheresterpolyolen in Gegenwart von üblichen Polyurethankatalysatoren,
Treibmitteln und sonstigen Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen unter
Vermeidung qualitätsmindernder
Molekulargewichtsverschiebungen im Polyol und verbesserter Zellöffnung aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß zur Herstellung
der foggingarmen Polyurethanweichschaumstoffe ein vorzugsweise durch
Destillation oder Extraktion behandeltes Gemisch aus mindestens
einem Polykondensat aus Dicarbonsäuren und mehrfunktionellen
Alkoholen und mindestens einem Pfropfpolymerisat eingesetzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit
ein Verfahren zur Herstellung foggingarmer Polyurethanweichschaumstoffe
durch Umsetzung von
- a) organischen und/oder
modifizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen und
- c) gegebenenfalls niedermolekularen Kettenverlängerungs-
und/-oder Vernetzungsmitteln
in
Gegenwart von - d) Treibmitteln,
- e) Katalysatoren
- f) Flammschutzmitteln sowie gegebenenfalls
- g) weiteren Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen,
dadurch
gekennzeichnet, daß die
höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b)
im wesentlichen aus einem Gemisch aus mindestens einem Polykondensat
aus Dicarbonsäuren
und mehrfunktionellen Alkoholen und mindestens einem Pfropfpolymerisat,
das durch Umsetzung von Polyesterpolyolen und/oder Polyetherpolyolen
mit Vinylmonomeren in Anwesenheit von radikalischen Initiatoren hergestellt
wurde, bestehen, das einer destillativen oder einer extraktiven
Behandlung unterworfen wurde.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden
Polyesterpolyole und/oder Polyetheresterpolyole durch Polykondensation
kommen als Säurekomponente
die hierfür üblicherweise
verwendeten Dicarbonsäuren,
vorzugsweise Adipinsäure,
Phthalsäure
oder Phthalsäureanhydrid,
zur Anwendung.
Die Dicarbonsäuren werden mit mehrfunktionellen
Alkoholen, vorzugsweise Alkandiolen und/oder Alkantriolen mit 2
bis 10 Kohlenstoffatomen und/oder Etherdiolen mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen,
unter Zusatz von Katalysatoren umgesetzt.
Insbesondere werden Monoglykole und/oder
Monotriole, wie beispielsweise Butandiol-1,3 und -1,4, Hexandiole,
Ethylen- und/-oder
Propylenglykol, Glyzerin und/oder Trimethylolpropan und als Etherdiole
vorzugsweise Di-, Tri- und / oder Polyethylenglykole und/oder Di-,
Tri- und/oder Polypropylenglykole mit einem mittleren Molekulargewicht
von bis zu 1000 eingesetzt.
Die Kondensation der Dicarbonsäuren mit
den mehrfunktionellen Alkoholen erfolgt üblicherweise im diskontinuierlichen
Chargenbetrieb bei Temperaturen im Bereich von 150 bis 250°C in einer
Normaldruck- und/oder Vakuumphase. Zur besseren Entfernung des bei
der Veresterung entstehenden Wassers sowie leichtflüchtiger
Nebenprodukte ist es vorteilhaft, die Umsetzung unter Vakuum im
Bereich von 50 bis 10mbar durchzuführen. Zur Verbesserung der
Umsetzung können
Katalysatoren, bevorzugt Verbindungen des Titans und Zinns, in Mengen
bis 1000ppm eingesetzt werden, beispielsweise Tetra-butylorthotitanat,
Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-chlorid.
Erfindungsgemäß kann als Polykondensat das
auskondensierte fertige Polyesterol und/oder Polyetheresterol eingesetzt
werden. Es kann aber auch, und vorzugsweise wird so verfahren, ein
Vorkondensat, d.h. ein noch nicht vollständig ausreagiertes Produkt,
verwendet werden, dem erfindungsgemäß das Pfropfpolymerisat während der
laufenden Kondensation, insbesondere nach der Normaldruck- bzw.
während
der Vakuumphase, zugemischt wird.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Pfropfpolymerisate
wurden, wie ausgeführt,
durch Umsetzung von Polyesterpolyolen und/oder Polyetherpolyolen
mit Vinylmononeren in Anwesenheit von radikalischen Initiatoren
hergestellt.
Als Basispolyol für die Herstellung des Pfropfpolymeren
wird vorzugsweise Polyesterpolyol, wie es beispielsweise bei der
weiter oben beschriebenen Polykondensationsreaktion entsteht, eingesetzt.
Verwendbar sind aber auch Polyetherpolyole, übliche Produkte aus der katalytischen
Umsetzung von H-funktionellen Startsubstanzen mit niederen Alkylenoxiden,
wie sie weiter unten unter den in der Komponente (b) mitzuverwendenden
höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen beschrieben sind.
Als Vinylmonomere für die Herstellung
des Pfropfpolymeren sind alle üblichen,
für die
Polymerisationsreaktion geeigneten olefinischen Monomere geeignet.
Vorzugsweise werden Styren und/-oder
Acrylnitril eingesetzt.
Die Umsetzung der Basispolyole mit
den Vinylmonomeren erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 80
bis 200°C
unter Einsatz üblicher
radikalischer Initiatoren, vorzugsweise üblicher Azo-Verbindungen, wie
z. B. Azodiisobutyronitril.
Die Pfropfpolymerisate werden erfindungsgemäß während oder
nach der Pfropfpolymerisationsreaktion mit dem Polykondensat gemischt.
Die Mischung der Polykondensate und
Pfropfpolymerisate erfolgt vorzugsweise in einem Verhältnis von
1 : 10 bis 10 : 1, besonders bevorzugt von 2 : 1 bis 10 : 1, Gew.-Teilen.
Zur Entfernung störender, insbesondere cyclischer,
Verbindungen wird das Gemisch aus mindestens einem Polykondensat
aus Dicarbonsäuren
und mehrfunktionellen Alkoholen und mindestens einem Pfropfpolymerisat,
wie ausgeführt,
einer Destillation und/oder Extraktion, unterzogen. Die Behandlung
kann während des
Verlaufs der weiteren im Gemisch stattfindenden Reaktionen und/oder
mit dem ausreagierten Produkt durchgeführt werden.
Die destillative Behandlung erfolgt üblicherweise
bei Temperaturen von 100 bis 280°C,
vorzugsweise von 120 bis 220°C,
unter Einsatz eines Vakuums von 1 bis 20 mbar, vorzugsweise von
1 bis 10 mbar, und/oder unter Zuführung von Inertgasen. Als Inertgas
kommt dabei insbesondere Stickstoff zum Einsatz.
Die extraktive Behandlung erfolgt
mit einem Extraktionsmittel in einem breiten Temperaturbereich vom flüssigem Zustand
der Prepolymere bis zum Siedepunkt der Extraktionsmittel, vorzugsweise
bei Temperaturen von 20 bis 250°C.
Als Extraktionsmittel werden vorzugsweise inerte Lösungsmittel,
insbesondere aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe,
wie beispielsweise Hexan, Heptan, Cyclohexan und Methylcyclohexan,
oder deren Gemische verwendet.
Die Entfernung der Niedermolekularen
läßt sich
in handelsüblichen
Apparaten für
die flüssig-flüssig-Extraktion
diskontinuierlich, z.B. im Rotationsperforator, oder kontinuierlich
durch Gegenstrom im Rohr durchführen.
Verbleibende Lösungsmittelreste
im Prepolymeren aus der Extraktion lassen sich leicht durch eine
anschließende
Behandlung im Vakuum, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, entfernen.
Selbstverständlich können auch bereits die für die Herstellung
der Polykondensate und Pfropfpolymere eingesetzten Polyesterpolyole
während
oder nach ihrer Herstellung ebenfalls durch destillative oder extraktive
Behandlung von störenden
Verbindungen befreit worden sein.
Das so hergestellte und behandelte
Polykondensat/Pfropfpolymerisat-Gemisch wird, gegebenenfalls im
Gemisch mit weiteren höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen, wie
weiter unten beschrieben, mit den übrigen Kompo nenten zu den erfindungsgemäßen Polyurethanweichschäumen mit
deutlich verminderten Foggingwerten umgesetzt.
Diese Schaumstoffe weisen ein gleichbleibend
hohes mechanisches Eigenschaftsniveau und eine verbesserte Zellöffnung auf.
Kennzahlverschlechterungen, ungünstige
Molekulargewichtsverteilungen und Qualitätseinbußen bei der Herstellung und
Verarbeitung des Polyurethans mit Kollapserscheinungen und deutlichen
Einbußen
der physiko-mechanischen Schaumparameter werden durch das vorliegende
erfindungsgemäße Verfahren
vermieden.
Daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen speziell
behandelten Polyesterpolyolgemische die Aufgabe der Erfindung gelöst werden
konnte, war überraschend.
Es wäre
vielmehr zu erwarten gewesen, daß einerseits nur anteilig Fogging
verursachende Substanzen entfernt und andererseits dabei Verschiebungen
in der Molekulargewichtsverteilung bzw. Stabilitätsverluste der Polymerpolyole
auftreten und die Herstellung von foggingarmen Polyurethanschäumen nur
unter Qualitätseinbußen möglich würden.
Es wurde jedoch gefunden, daß ein signifikanter
Rückgang
der Foggingwerte auf unter 1 mg nach DIN 75201 auftrat und die Polyurethanschäume die
insbesondere im Automobilbereich notwendige hohe Qualität besitzen.
Zu den für das erfindungsgemäße Verfahren
verwendbaren weiteren Ausgangskomponenten ist im einzelnen folgendes
auszuführen:
- a) Zur Herstellung der foggingarmen Polyurethanweichschaumstoffe
eignen sich die bekannten organischen, z.B. aliphatischen, cycloaliphatischen,
araliphatischen, cycloaliphatisch-aromatischen und vorzugsweise
aromatischen Di- und/oder Polyisocyanate. Im einzelnen seien als
aromatische Polyisocyanate beispielhaft genannt: Mischungen aus
4,4'- und 2,4'-Diphenylmethandiisocyanaten
(MDI), Mischungen aus MDI-Isomeren und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten,
sogenanntes Roh-MDI, zweckmäßigerweise
mit einem Gehalt an MDI-Isomeren von mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise
von 60 bis 90 Gew.-% und mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Mischung, 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat(TDI) sowie die entsprechenden
handelsüblichen
Isomerenmischungen, Mischungen aus 2,4- und 2,6-TDI und MDI, vorzugsweise
4,4'- und 2,4'-MDI, und/oder Roh-MDI,
beispielsweise solchen mit einem MDI-Gehalt von 30 bis 90 Gew.-%,
vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Roh-MDI's.
Geeignet
sind auch sogenannte modifizierte mehrwertige Isocyanate, d.h. Produkte,
die durch chemische Umsetzung organischer Di- und/oder Polyisocyanate
erhalten werden. Beispielhaft genannt seien Ester-, Harnstoff-,
Biuret-, Allophanat-, Isocyanurat- und vorzugsweise Carbodiimid-,
Uretonimin- und/-oder
Urethangruppen enthaltende Di- und/oder Polyisocyanate. Im einzelnen
kommen beispielsweise in Betracht: Urethangruppen enthaltende Prepolymere
mit einem NCO-Gehalt von 14 bis 2,8 Gew.-%, vorzugsweise von 12
bis 3,5 Gew.-%, oder Quasiprepolymere mit einem NCO-Gehalt von 35
bis 14 Gew.-%, vorzugsweise von 34 bis 22 Gew.-%, wobei mit Urethangruppen
modifizierte Polyisocyanate aus TDI insbesondere einen NCO-Gehalt von 34 bis
28 Gew.-% und solche aus 4,4'-MDI,
4,4'- und 2,4'-MDI-Isomerenmischungen oder
Roh-MDI insbesondere einen NCO-Gehalt von 28 bis 14 Gew.-%, bevorzugt
von 28 bis 22 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, aufweisen und
hergestellt werden durch Umsetzung von Diolen, Oxalkylenglykolen
und/oder Polyoxyalkylenglykolen mit Molekulargewichten von 62 bis
6000, vorzugsweise von 134 bis 4200, mit TDI, 4,4'-MDI, MDI-Isomerengemischen
und/oder Roh-MDI z.B. bei Temperaturen von 20 bis 110°C, vorzugsweise
von 50 bis 90°C,
wobei als Oxalkylen- und Polyoxyalkylenglykole, die einzeln oder als
Gemische eingesetzt werden können,
beispielhaft genannt seien: Diethylen-, Dipropylen-, Polyoxyethylen-,
Polyoxypropylen- und Polyoxypropylen-polyoxyethylen-glykole, Carbodiimidgruppen
und/oder Uretonimingruppen enthaltende Polyisocyanate, z.B. auf
MDI-Isomeren- und/oder TDI-Basis.
Besonders bewährt haben
sich jedoch und daher vorzugsweise Anwendung finden TDI-2,4, TDI-2,6,
Mischungen aus TDI-2,4 und -2,6 und insbesondere Mischungen aus
4,4'- und 2,4'-MDI, Roh-MDI mit einem MDI-Gehalt
von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen
aus 4,4'- und 2,4'-MDI und 2,6-TDI-Gemischen,
Mischungen aus Roh-MDI und 2,4- und 2,6-TDI-Gemischen und Urethangruppen
enthaltenden Polyisocyanatmischungen mit einem NCO-Gehalt von 28
bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt aus MDI
und/oder Roh-MDI und Polyoxypropylen-glykolen mit einem Molekulargewicht
von 134 bis 4200 oder Polyoxypropylen-polyoxyethylenpolyolen mit
einem Ethylenoxidgehalt von maximal 35 Gew.-% und einem Molekulargewicht
von 134 bis 4200, vorzugsweise von 1800 bis 4200.
- b) Als höhermolekulare
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b)
werden im wesentlichen die speziell behandelten Gemische aus mindestens
einem Polykondensat aus Dicarbonsäuren und mehrfunktionellen
Alkoholen und mindestens einem Pfropfpolymerisat eingesetzt.
Diese
können
allein oder im Gemisch mit weiteren höhermolekularen Verbindungen
mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen verwendet werden.
Hierfür
kommen die bei der Herstellung von Polyurethanweichschaumstoffen üblichen
H-funktionellen
Verbindungen, wie Polyether- und Polyesterpolyole, aber auch Polythioetherpolyole,
Polyesteramide, hydroxylgruppenhaltige Polyacetale und hydroxylgruppenhaltige
aliphatische Polycarbonate oder Mischungen aus mindestens zwei der
genannten Verbindungen in Betracht. Der Anteil der erfindungsgemäß behandelten
Polyole beträgt
dabei 1 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 100 Gew.-%, bezogen
auf die Komponente b).
Als Polyetherpolyole finden zweckmäßigerweise
solche mit einer Funktionalität
von durchschnittlich 2,0 bis 4,0, vorzugsweise 2,0 bis 3,0 und insbesondere
2,0 bis 2,8, und einem Molekulargewicht von durchschnittlich 2200
bis 8000, vorzugsweise 3600 bis 6500, Verwendung. Geeignet sind
auch Mischungen aus Polyetherpolyolen und Polyether-polyaminen mit
einem Polyether-polyamingehalt von maximal 35 Gew.-%, vorzugsweise
0,5 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht. Geeignet sind
ferner Polyetherpolyole mit Molekulargewichten unter 2200, beispielsweise
von 250 bis 2200. Diese werden jedoch zweckmäßigerweise nur in solchen Mengen
und im Gemisch mit höhermolekularen
Polyetherpolyolen eingesetzt, daß Mischungen mit Molekulargewichten
von durchschnittlich mindestens 2200 resultieren.
Geeignete
Polyetherpolyole können
nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch anionische Polymerisation
mit Alkalihydroxiden, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder Alkalialkoholaten,
wie Natriummethylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisopropylat,
als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls, das
2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3, reaktive Wasserstoffatome gebunden
enthält,
oder durch kationische Polymerisation mit Lewis-Säuren, wie
Antimonpentachlorid, Borfluorid-Etherat u.a., oder Bleicherde als
Katalysatoren aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4
Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, hergestellt werden. Geeignete
Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid,
1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, Styroloxid und vorzugsweise Ethylenoxid
und 1,2-Propylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend
nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermoleküle kommen beispielsweise
in Betracht: Wasser, organische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und
Terephthalsäure,
aliphatische und aromatische, gegebenenfalls N-mono-, N,N- und N,N'-dialkylsubstituierte
Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie gegebenenfalls
mono- und dialkylsubstituiertes
Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, 1,3-Propylendiamin,
1,3- bzw. 1,4-Butylendiamin, 1,2- 1,3-, 1,4- 1,5- und 1,6-Hexamethylendiamin.
Als Startermolküle
kommen ferner in Betracht: Alkanolamine, Dialkanolamine und/oder
Trialkanolamine, wie Ethanolamin, Diethanolamin, N-Methyl- und N-Ethylethanolamin,
N-Methyl- und N-Ethyldiethanolamin und Triethanolamin und Ammoniak.
Vorzugsweise verwendet werden mehrwertige, insbesondere zwei- und/oder
dreiwertige Alkohole und/oder Alkylenglykole, wie z.B. Ethandiol,
Propandiol-1,2 und -1,3, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Butandiol-1,4,
Hexandiol-1,6, Glycerin und Trimethylolpropan sowie Pentaerythrit.
Die
Polyetherpolyole, vorzugsweise Polyoxypropylen- und Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole,
besitzen vorzugsweise die bereits oben dargelegten Funktionalitäten und
Molekulargewichte, geeignete Polyoxytetramethylenglykole weisen
ein Molekulargewicht bis ungefähr
3500, vorzugsweise von 250 bis 2200, auf. Insbesondere eingesetzt
werden Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole mit mehr als 50 %,
vorzugsweise mehr als 70% endständigen
primären
Hydroxylgruppen.
Als Polyetherpolyole eignen sich ferner polymermodifizierte
Polyetherpolyole, vorzugsweise Pfropf-polyether-polyole. Diese können hergestellt
werden durch in situ Polymerisation von olefinisch ungesättigten
Monomeren oder -gemischen, wie z.B. Styrol, Acrylnitril oder vorzugsweise
Styrol-Acrylnitrilmischungen, in Polyetherpolyolen, z.B. den oben
beschriebenen Polyetherpolyolen, analog den Angaben der deutschen Patentschriften
Nr. 1111394, 1222669 ( US 3304273 , 3383351 , 3523093 ), 1152536 ( GB 1040452 ) und 1152537 ( GB 987618 ), oder durch Dispergieren
von Pfropfpolymeren, die zuvor durch radikalische Polymerisation
in Lösungsmittel
hergestellt wurden, in Polyetherpolyolen analog den Angaben der
US-Patentschriften 3391092, 4014846, 4093573. Zur Herstellung der
Pfropfpolyetherpolyole eignen sich sowohl die obengenannten gesättigten
Polyetherpolyole, die gemäß US Reissue
Patent Nr. 28715 im wesentlichen frei sind von ethylenisch ungesättigten
Einheiten als auch olefinisch ungesättigte Polyetherpolyole, wie
sie z.B. in der US-Patentschrift 3652659 und im US Reissue Patent
29014 beschrieben werden. Als polymermodifizierte Polyoxyalkylenpolyole
eignen sich ferner tert. Aminogruppen gebunden enthaltende Polyurethan-Polyetherpolyoldispersionen,
wie sie beispielsweise beschrieben werden in der DE-A-3231497 . Die polymermodifizierten
Polyoxyetherpolyole, die zweckmäßigerweise
2 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht,
Polymerpartikel besitzen, können
ebenso wie die Polyoxyalkylenpolyole einzeln oder in Form von Mischungen
verwendet werden.
Als Polyesterpolyole finden zweckmäßigerweise
solche mit einer Funktionalität
von durchschnittlich 2,0 bis 3,5, vorzugsweise 2,0 bis 2,8, und
einem Molekulargewicht von durchschnittlich 800 bis 4000, vorzugsweise
1500 bis 2800, Verwendung.
Geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise
aus organischen Dicarbonsäuren
mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren mit
4 bis 6 Kohlenstoffatomen, und mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise
Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, hergestellt
werden. Als Dicarbonsäuren
kommen beispielsweise in Betracht: Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und
Terephthalsäure.
Die Dicarbonsäuren
können
dabei sowohl einzeln als auch im Gemisch untereinander verwendet
werden. Anstelle der freien Dicarbonsäuren können auch die entsprechenden
Dicarbonsäurederivate,
wie z.B. Dicarbonsäureester
von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Dicarbonsäureanhydride
eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet werden Dicarbonsäuregemische
aus Bernstein-, Glutar- und Adipinsäure in Mengenverhältnissen
von beispielsweise 20 bis 35 : 35 bis 50 : 20 bis 32 Gew.-Teilen
und insbesondere Adipinsäure.
Beispiele für
zwei- und mehrwertige Alkohole, insbesondere Diole, sind: Ethandiol,
Diethylenglykol, 1,2- bzw. 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Glycerin und Trimethylolpropan.
Vorzugsweise verwendet werden Ethandiol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol oder Mischungen aus mindestens zwei
der genannten Diole, insbesondere Mischungen aus 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol
und 1,6-Hexandiol. Eingesetzt werden können ferner Polyesterpolyole
aus Lactonen, z.B. ε-Caprolacton,
oder Hydroxycarbonsäuren,
z.B. ω-Hydroxycapronsäure.
Zu
den einsetzbaren Polyesteramiden zählen z.B. die aus mehrwertigen,
gesättigten
und/oder ungesättigten
Carbonsäuren
bzw. deren Anhydriden und mehrwertigen gesättigten und/oder ungesättigten
Aminoalkoholen oder Mischungen aus mehrwertigen Alkoholen und Aminoalkoholen
und/oder Polyaminen gewonnenen, vorwiegend linearen Kondensate.
Als
hydroxylgruppenhaltige Polyacetale kommen z.B. die aus Glykolen,
wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, 4,4'-Dihydroxyethoxy-diphenyl-dimethylmethan,
Hexandiol und Formaldehyd herstellbaren Verbindungen in Frage. Auch
durch Polymerisation cyclischer Acetale lassen sich geeignete Polyacetale
herstellen.
Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen
solche der an sich bekannten Art in Betracht, die beispielsweise
durch Umsetzung von Diolen, wie Propandiol-1,3, Butandiol-1,4 und/oder
Hexandiol-1,6, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Tetraethylenglykol
mit Diarylcarbonaten, z.B. Diphenylcarbonat, oder Phosgen hergestellt
werden können.
- c) Zur Herstellung der foggingarmen Polyurethanweichschaumstoffe
werden zweckmäßigerweise
zusätzlich
niedermolekulare Kettenverlängerungs-
und/oder Vernetzungsmittel (c) mitverwendet. Als derartige Mittel
kommen polyfunktionelle, insbesondere di- und trifunktionelle, Verbindungen
mit Molekulargewichten von 18 bis ungefähr 400, vorzugsweise von 62
bis ungefähr
300, in Betracht. Verwendet werden beispielsweise Di- und/-oder Trialkanolamine,
wie z.B. Diethanolamin und Triethanolamin, aliphatische Diole und/oder
Triole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, wie z.B. Ethan-,
1,4-Butan-, 1,5-Pentan-, 1,6-Hexandiol, Glycerin und/oder Trimethylolpropan,
Wasser und niedermolekulare Ethoxylierungs- und/oder Propoxylierungsprodukte,
hergestellt aus den vorgenannten Dialkanolaminen, Trialkanolaminen, Diolen
und/oder Triolen sowie aliphatischen und/oder aromatischen Diaminen,
wie z.B. 1,2-Ethan-, 1,4-Butan, 1,6-Hexandiamin, 2,4- und/oder 2,6-Toluylen-diamin,
4,4'-Diamino-diphenylmethan,
3,3'-di- und/oder 3,3',5,'-tetraalkyl-substituierten
4,4'-Diamino-diphenylmethanen,
als Startermolekülen
und Alkylenoxid oder -gemischen.
Vorzugsweise eingesetzt werden
Dialkanolamine, Diole und/oder Triole und insbesondere Ettandiol,
Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, Diethanolamin, Trimethylolpropan und
Glycerin oder Mischungen aus mindestens zwei der vorgenannten Verbindungen.
Die
Kettenverlängerungs-
und/oder Vernetzungsmittel kommen zweckmäßigerweise in solchen Gewichtsmengen
zur Anwendung, daß pro
100 Gew.-Teile der höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b)
0 bis 25 Gew.-Teile, vorzugsweise 4 bis 10 Gew.-Teile, der Komponente (c)
in der Reaktionsmischung vorliegen.
- d) Zu Treibmitteln, welche zur Herstellung der foggingarmen
Polyurethanweichschaumstoffe verwendet werden, gehört vorzugsweise
Wasser, das mit Isocyanatgruppen unter Bildung von Kohlendioxid
als Treibgas reagiert. Die Wassermengen, die zweckmäßigerweise
eingesetzt werden, betragen 0,1 bis 8 Gew.-Teile, vorzugsweise 1,0 bis 3,5 Gew.-Teile
und insbesondere 2,0 bis 3,0 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile
der höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b).
Im
Gemisch mit Wasser können
auch physikalisch wirkende Treibmittel eingesetzt werden, wobei
zur Herstellung der PUR-Weichschaumstoffe
vorzugsweise ausschließlich
physikalisch wirkende Treibmittel Anwendung finden. Geeignet sind
Flüssigkeiten,
welche gegenüber
den organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanaten (a)
inert sind und Siedepunkte unter 100°C, vorzugsweise unter 50°C, insbesondere
zwischen –50°C und 30°C, bei Atmosphärendruck
aufweisen, so daß sie
unter dem Einfluß der
exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Beispiele derartiger,
vorzugsweise verwendbarer Flüssigkeiten sind
Kohlenwasserstoffe, wie n-, iso-Pentan und Cyclopentan, technische
Pentangemische, n- und iso-Butan und Propan, Ether, wie Furan, Dimethylether
und Diethylether, Ketone, wie Aceton und Methylethylketon, Ester,
wie Ethylacetat und Methylformiat, oder halogenierte Kohlenwasserstoffe,
wie Methylenchlorid, Difluormethan, Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan,
Dichlormonofluormethan, 1,1,1-Dichlorfluorethan, 1,1,1-Chlordifluorethan,
Dichlortetrafluorethan, Tetrafluorethan, 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan
und Heptafluorpropan, sowie Edelgase, wie z.B. Krypton. Auch Gemische
dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten
untereinander und/oder mit anderen substituierten oder unsubstituierten
Kohlenwasserstoffen können verwendet
werden.
Die erforderliche Menge an physikalisch wirkenden Treibmitteln
kann in Abhängigkeit
von der gewünschten Schaumstoffdichte
auf einfache Weise ermittelt werden und beträgt 0 bis ungefähr 30 Gew.-Teile,
vorzugsweise 0 bis 20 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teile der höhermolekularen
Verbindungen (b), wobei sich ihr Anteil bei der Mitverwendung von
Wasser anteilmäßig verringert.
- e) Zur Beschleunigung der Umsetzung zwischen den höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b),
hydroxylgruppenhaltigen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln
(c) und Wasser als Treibmittel (d) und den organischen und/oder
modifizierten organischen Polyisocyanaten (a) werden der Reaktionsmischung übliche Polyurethankatalysatoren
einverleibt. Zweckmäßigerweise
verwendet werden basische Polyurethankatalysatoren, beispielsweise
tertiäre
Amine, wie Dimethylbenzylamin, Dicyclohexylmethylamin, Dimethylcyclohexylamin,
N,N',N'-Tetramethyl-diamino-diethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff,
N-Methyl- bzw. N-Ethylmorpholin, Dimethylpiperazin, N-Dimethylaminoethylpiperidin,
1,2-Dimethylimidazol, 1-Azabicyclo-(2,2,0)-octan, Dimethylaminoethanol,
2-(N,N-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N',N''-Tris-(dialkylaminoalkyl)-hexahydrotriazin,
z.B. N,N',N''-Tris-(dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin,
Di-(4-dimethylaminocyclohexyl)-methan und insbesondere Triethylendiamin. Geeignet
sind jedoch auch Metallsalze, wie Eisen(II)-chlorid, Zinkchlorid,
Bleioctoat und vorzugsweise Zinnsalze, wie Zinndioctoat, Zinndiethylhexoat
und Dibutylzinndilaurat, sowie insbesondere Mischungen aus tertiären Aminen
und organischen Zinnsalzen. Bewährt
hat sich insbesondere eine Katalysatorkombination, die als wesentliche
Komponenten enthält:
Triethylendiamin, Bis-(dimethylaminoethyl)ether, 2-(Dimethylaminoethoxy)ethanol,
Dibutylzinndilaurat und vorzugsweise in folgenden Gewichtsmengenverhältnissen
vorliegen: 0,2 bis 1,5 zu 0,1 bis 0,2 zu 0,1 bis 0,25 zu 0,1 bis
0,3 zu 0,05 bis 0,15.
Eingesetzt werden zweckmäßigerweise
0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 3 Gew.-%, Katalysator auf Basis
tert. Amine und/oder 0,01 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 bis
0,25 Gew.-%, Metallsalze oder 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3
bis 3,5 Gew.-%, der vorgenannten Katalysatorkombination, bezogen
auf das Gewicht der höhermolekularen
Verbindungen.
- f) Zur Erhöhung
der Flammwidrigkeit unter gleichzeitiger Reduzierung der Rauchgasdichte
im Brandfalle werden als Flammschutzmittel (f) beispielsweise Melamin
oder Blähgraphit
in wirksamen Mengen verwendet. Das Melamin und der Blähgraphit
können
hierzu in handelsüblicher
Form eingesetzt werden.
Weiterhin kommen als Flammschutzmittel,
die in Mengen von 0 bis 15 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,5 bis 8 Gew.-Teilen,
bezogen auf 100 Gew.-Teile der höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b)
verwendet werden können,
beispielsweise in Betracht: Stärke,
zweckmäßigerweise
ausgewählt
aus der Gruppe der Mais, Reis-, Kartoffel- oder Weizenstärke oder
Mischungen davon sowie gegebenenfalls chemisch modifizierte Stärkederivate,
Phosphorverbindungen, wie z.B. Trikresylphosphat, Tris-(2-chlorethyl)-phosphat,
Tris-(2-chlorpropyl)-phosphat, Tris-(1,3-dichlorpropyl)-phosphat, Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat
und Tetrakis-(2-chlorethyl)-ethylen-diphosphat und anorganische
Salze, wie z.B. Antimontrioxid, Aluminiumoxidhydrat, Ammoniumsulfat,
Calciumsulfat, Ammoniumphosphate und vorzugsweise modifizierte oder
unmodifizierte Ammoniumpolyphosphate.
Zur Vereinfachung der
Handhabung und leichteren Verarbeitbarkeit können aus den Flammschutzmitteln und
höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen Dispersionen
hergestellt werden. Derartige bevorzugt zur Anwendung kommende Melamin-Blähgraphit-Polyetherpolyoldispersionen
bestehen aus 5 bis 100 Gew.-Teilen, vorzugsweise 35 bis 80 Gew.-Teilen
und insbesondere 45 bis 65 Gew.-Teilen, Melamin, 0,1 bis 35 Gew.-Teilen,
vorzugsweise 1 bis 25 Gew.-Teilen
und insbesondere 6 bis 18 Gew.-Teilen, Blähgraphit und 100 Gew.-Teilen
mindestens eines Polyetherpolyols, eines polymermodifizierten Polyetherpolyols
oder Mischungen davon mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und einem Molekulargewicht
von 3600 bis 6500. Vorteilhaft ist hierbei, daß den Dispersionen die Treibmittel
(d), Katalysatoren (e) sowie gegebenenfalls Hilfsmittel und/oder
Zusatzstoffe(g) problemlos einverleibt werden können oder die Melamin-Blähgraphit-Polyetherpolyoldispersionen
separat der Mischvorrichtung, vorzugsweise dem Mischkopf, zugeführt und
hierbei gleichzeitig dosiert werden können.
- g) Der Reaktionsmischung können
gegebenenfalls auch noch weitere Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe
(g) einverleibt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive
Stoffe, Stabilisatoren, Hydrolyseschutzmittel, Porenregler, fungistatisch
und bakteriostatisch wirkende Substanzen, Farbstoffe, Pigmente und
Füllstoffe.
In
Betracht kommen beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, welche
zur Unterstützung
der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls
auch geeignet sind, die Zellstruktur der Schaumstoffe zu regulieren.
Genannt seien beispielhaft Siloxan-Oxyalkylen-Mischpolymerisate
und andere Organopolysiloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte
Fettalkohole, Paraffinöle,
Rizinusöl-
bzw. Rizinolsäureester
und Türkischrotöl, die in
Mengen von 0,05 bis 8, vorzugsweise 0,4 bis 5, Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen
der höhermolekularen
Verbindungen (b) angewandt werden.
Nähere Angaben über die
oben genannten anderen üblichen
Hilfs- und Zusatzstoffe sind der Fachliteratur, beispielsweise der
Monographie von J.H.Saunders und K.C.Frisch "High Polymers", Band XVI, Polyurethanes, Teil 1 und
2, Verlag Interscience Publishers, 1962 bzw. 1964 oder dem Kunststoff-Handbuch, Polyurethane,
Band VII, Hanser-Verlag, München,
Wien, 1. bis 3. Auflage, 1966, 1983 und 1993 zu entnehmen.
Zur Herstellung der foggingarmen
Polyurethanweichschaumstoffe werden die organischen, gegebenenfalls
modifizierten Polyisocyanate (a), die höhermolekularen Verbindungen
mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b) und gegebenenfalls
die Kettenverlängerungs-
und/oder Vernetzungsmittel (c) in Gegenwart von Flammschutzmitteln
(f), Treibmitteln (d), Katalysatoren (e) und gegebenenfalls weiteren
Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen (g) bei Temperaturen von 0 bis
100°C, vorzugsweise
15 bis 80°C,
in solchen Mengenverhältnissen
zur Reaktion gebracht, daß pro
NCO-Gruppe 0,5 bis
2, vorzugsweise 0,8 bis 1,3 und insbesondere ungefähr 1, reaktive
s) Wasserstoffatom e) gebunden an die Ausgangskomponenten (b) und
(c) vorliegen und, sofern Wasser als Treibmittel eingesetzt wird,
das Molverhältnis
von Äquivalente
Wasser zu Äquivalente
NCO-Gruppe 0,5 bis 5 : 1, vorzugsweise 0,7 bis 0,95 : 1, beträgt.
Die Polyurethanweichschaumstoffe
werden zweckmäßigerweise
nach dem one shot-Verfahren durch Vermischen von zwei Komponenten
A und B hergestellt, wobei die Ausgangskomponenten (b), (d) bis
(f) und gegebenenfalls (c) und (g) zu der sogenannten A-Komponente
vereinigt und als B-Komponente die Ausgangskomponente (a), gegebenenfalls
im Gemisch mit (f), (g) und inerten, physikalisch wirkenden Treibmitteln
verwendet werden. Somit müssen
die A- und B-Komponente
vor Herstellung der Polyurethanweichschaumstoffe nur noch intensiv
gemischt werden. Die Reaktionsmischungen können in offenen oder geschlossenen
Formwerkzeugen sowie zu Blockschaumstoff verschäumt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
sowohl Block- als auch Formweichschäume für alle üblichen Anwendungen hergestellt
werden, insbesondere Blockweichschäume für den Polsterbereich, zur Schallisolierung
und zur Herstellung von Laminaten. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Schäume für Innenausstattungen
im Automobilbau eingesetzt.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen
näher erläutert:
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
- 100 Gew.-Teile eines Polyesteralkohols auf Basis Adipinsäure, Diethylenglykol
und Trimethylolpropan, OHZ 61 mg KOH/g, (SYStol® S
219, BASF),
- 3,9 Gew.-Teile Wasser,
- 2,0 Gew.-Teile Dispergiermittel EM (Bayer AG),
- 1,5 Gew.-Teile Zusatzmittel TX (Bayer AG),
- 1,6 Gew.-Teile N-Methylmorpholin und
- 0,05 Gew.-Teile Desmorapid PV (Bayer AG)
- wurden bei Zimmertemperatur mit TDI (2,4-/2,6-Isomeres, Verhältnis 80/20
Gew.-%) zur Umsetzung gebracht (NCO-Index: 90).
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
- 100 Gew.-Teile eines Polyesteralkohols auf Basis Adipinsäure, Diethylenglykol
und Trimethylolpropan, OHZ 52 mg KOH/g, (SYStol® S 242, BASF),
- 3,6 Gew.-Teile Wasser,
- 2,0 Gew.-Teile Dispergiermittel EM (Bayer AG),
- 1,5 Gew.-Teile Zusatzmittel TX (Bayer AG) und
- 1,5 Gew.-Teile N-Methylmorpholin
- wurden bei Zimmertemperatur mit TDI (2,4/2,6-Isomeres, Verhältnis 80/20
Gew.-%) zur Umsetzung gebracht (NCO-Index: 90).
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
- 100 Gew.-Teile eines Polyesteralkohols auf Basis Adipinsäure, Diethylenglykol
und Trimethylolpropan, OHZ 61 mg KOH/g (SYStol® S
219, BASF),
- 2,6 Gew.-Teile Wasser,
- 1,0 Gew.-Teile Dispergiermittel EM (Bayer AG),
- 1,0 Gew.-Teile Zusatzmittel TX (Bayer AG) und
- 1,3 Gew.-Teile N-Methylmorpholin
- wurden bei Zimmertemperatur mit TDI (2,4/2,6-Isomeres, Verhältnis 80/20
Gew.-%) zur Umsetzung gebracht (NCO-Index: 95).
Beispiel 4
Herstellung des erfindungsgemäßen Polyesteralkoholgemisches
(Polykondensat/Pfropfpolymerisat-Gemisches):
Ein nach der Lehre von
DE-A-43 13 921 hergestelltes
Propfpolyesterol auf Basis Adipinsäure, Diethylenglykol und Trimethylol-
propan (SYStol
® S
219, BASF) mit 20 Gew.-% Polystyrolgehalt, ohne nachfolgenden Aufarbeitungsschritt
zur Entfernung des monomeren Styrolanteils, mit einer OHZ von 55
mg KOH/g und einer Viskosität
bei 75°C
von 1650 mPas wurde mit 50 Gew.-% eines Polyesterols des Typs SYStol
® S
219 mit einer erhöhten
OHZ von 84 mg KOH/g rückverdünnt. Die
Mischung hatte eine OHZ von 70 mg KOH/g, eine Viskosität bei 75°C von 1080
mPas und einen Monomergehalt von 0,25 Gew.-% Styrol.
Das Polyesterolgemisch wurde anschließend in
einem Sambay-Labor-Dünnschichtverdampfer
bei 175°C
unter Vakuum von 1 mbar behandelt. Das ablaufende Produkt wurde
auf 100°C
gekühlt.
Es wurde eine stabile Dispersion mit folgenden Kennwerten erhalten:
OHZ
= 59,5 mg KOH/g
Styrol = 0,003 Gew.-%
Säurezahl
= 0,7 mg KOH/g
Viskosität
bei 75°C
= 1150 mPas
Feststoffanteil = 10 Gew.-%
100 Gew.-Teile dieses Polyesteralkoholgemisches
mit einem Feststoffanteil von 10 Gew.-% wurden analog Beispiel 1
(gleiche Einsatzstoffe und -mengen, ausgenommen SYStol® S
219) zu einem Polyurethanweichschaum verarbeitet.
Beispiel 5
Herstellung des erfindungsgemäßen Polyesteralkoholgemisches
(Polykondensat/Pfropfpolymerisat-Gemisches):
Ein nach der Lehre von
DE-A-43 13 921 hergestelltes
Propfpolyesterol auf Basis Adipinsäure, Diethylenglykol und Trimethylolpropan
(SYStol
® S
242, BASF) mit 10 Gew.-% Polymerstyrolgehalt, ohne nachfolgende
Entfernung des Anteils an Monomerstyrol, mit einer OHZ von 49 mg
KOH/g und einer Viskosität
bei 75°C von
1440 mPas wurde mit 50 Gew.-% eines Polyesterols des Typs SYStol
® S
242 mit einer erhöhten
OHZ von 69 mg KOH/g rückverdünnt. Die
Mischung hatte eine OHZ von 59 mg KOH/g, eine Viskosität bei 75°C von 1320
mPas und einen Monomergehalt von 0,18 Gew.-% Styrol.
Das Polyesterolgemisch wurde anschließend in
einem Sambay-Labor-Dünnschichtverdampfer
bei 180°C
unter Vakuum von 1 mbar behandelt. Das ablaufende Produkt wurde
auf 100°C
abgekühlt.
Es wurde eine stabile Dispersion mit folgenden Kennzahlen erhalten:
OHZ
= 52 mg KOH/g
Styrol = 0,002 Gew.-%
Säurezahl = 0,8 mg KOH/g
Viskosität bei 75°C = 1400
mPas
Feststoffanteil = 5 Gew.-%
100 Gew.-Teile dieses Polyesteralkoholgemisches
mit einem Feststoffanteil von 5 Gew.-% wurden analog Beispiel 2
(gleiche Einsatzstoffe und -mengen, ausgenommen SYStol S 242) zu
einem Polyurethanweichschaum verarbeitet.
Beispiel 6
100 Gew.-Teile des in Beispiel 4
eingesetzten Polyesteralkoholgemisches mit einem Feststoffanteil von
10 Gew.-% wurden analog Beispiel 3 (gleiche Einsatzstoffe und -mengen,
ausgenommen SYStol® S 219) zu einem Polyurethanweichschaum
verarbeitet.
Nachfolgend sind die Kennwerte der
nach den Beispielen 1 bis 6 hergestellten Polyurethanweichschäume dargestellt:
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Polyurethanweichschäume zeigen deutlich, daß die erhaltenen
Foggingwerte wesentlich geringer sind. Dabei weisen die Polyurethanweichschaumstoffe
gute physiko-mechanische Kennwerte auf.
