DE19623065A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen mit geringer Wärmeleitfähigkeit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen mit geringer WärmeleitfähigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen
geschlossenzelligen Polyurethan-Hartschaumstoffen.
Polyurethan-Hartschaumstoffe finden aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit
Anwendung bei der Dämmung von Kühl- und Gefriergeräten, von industriellen
Anlagen, Tanklagern, Rohrleitungen, im Schiffbau sowie in der Bauindustrie.
Eine zusammenfassende Übersicht über Herstellung von Polyurethan-Hartschaum
stoffen und ihre Verwendung findet sich im Kunststoff-Handbuch, Band 7
(Polyurethane), 2. Auflage 1983, herausgegeben von Dr. Günter Oertel (Carl
Hanser Verlag, München).
Die Wärmeleitfähigkeit eines weitgehend geschlossenzelligen Polyurethan-Hart
schaumstoffes ist in starkem Maße abhängig von der Art des verwendeten
Treibmittels bzw. Zellgases. Als besonders geeignet hatten sich hierfür die voll
halogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) erwiesen, insbesondere
Trichlorfluormethan (R11), welches eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit
aufweist. Diese Stoffe sind chemisch inert und ungiftig. Vollhalogenierte Fluor
chlorkohlenwasserstoffe gelangen jedoch infolge ihrer hohen Stabilität in die
Stratosphäre, wo sie aufgrund ihres Gehaltes an Chlor zum Abbau des dort
vorhandenen Ozons beitragen (z. B. Molina, Rowland, Nature 249 (1974) 810;
Erster Zwischenbericht der Bundestags-Enquete-Kommision "Vorsorge zum Schutz
der Erdatmosphäre vom 02. 11. 1988, Deutscher Bundestag, Referat Öffent
lichkeitsarbeit, Bonn).
Um den R11-Gehalt in Polyurethan-Hartschaumstoffen zu reduzieren, wurden
Formulierungen, die eine geringere R11-Konzentration enthalten, vorgeschlagen.
Weiter wurde vorgeschlagen (z. B. EP 344 537, US-PS 4 931 482), als Treibmittel
teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (Hydrofluoralkane), die noch mindestens eine
Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung aufweisen, zu verwenden. Stoffe dieser Verbin
dungsklasse enthalten keine Chloratome und weisen infolgedessen einen
ODP-Wert (Ozone Depletion Potential) von Null auf (zum Vergleich: R11: ODP = 1).
Typische Vertreter dieser Substanzklasse sind z. B. 1,1,1,4,4,4-Hexafluorbutan
(R356) oder 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan (245fa).
Weiterhin ist bekannt, reine oder eine Mischung von Kohlenwasserstoffen (US
5 391 317) wie n- oder i-Pentan, 2,2-Dimethylbutan, Cyclopentan oder Cyclo
hexan als Treibmittel zu verwenden. Außerdem ist bekannt, Kohlenwasserstoffe in
Verbindung mit Wasser als Treibmittel zu verwenden (EP 0 421 269).
Es ist weiter bekannt, daß unsubstituierte Kohlenwasserstoffe aufgrund ihres
chemischen Aufbaus sehr unpolar sind und sich daher schlecht mit den für die
Hartschaumstoffherstellung gebräuchlichen Polyolen mischen. Vollständige Misch
barkeit ist aber eine für die übliche Herstellungstechnik wichtige Voraussetzung,
bei der die Polyol- und Isocyanatkomponenten maschinell verschäumt werden.
Die Polyolkomponente enthält außer den reaktiven Polyether oder Poly
esterpolyolen auch Treibmittel und Hilfsstoffe wie Aktivatoren, Emulgatoren und
Stabilisatoren in gelöster Form. Bekannt ist, daß Polyolformulierungen, die
Aminopolyether enthalten, eine besonders hohe Alkanlöslichkeit aufweisen
(WO 94/03515).
Bekannt ist auch, daß Kohlenwasserstoff-getriebene Hartschaumstoffe schlechtere
Wärmeleitfähigkeiten als R-11- und R-11-reduziert-getriebene Hartschaumstoffe
aufweisen, was durch die höheren Gaswärmeleitfähigkeiten der Kohlenwasserstoffe
verursacht wird. (Wärmeleitfähigkeiten der Gase bei 20°C: R-11: 8 mW/mK;
Cyclopentan: 10 mW/mK; n-Pentan, 13 mW/mK; i-Pentan, 13 mW/mK).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Kohlenwasserstoff-getriebene
Polyurethan-Hartschaumstoffe zur Verfügung zu stellen, die Wärmeleitfähigkeiten
auf dem gleichen niedrigen Niveau wie die mit R11-reduziert getriebenen Schaum
stoffe aufweisen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Polyolformulierungen auf Basis einer
bestimmten Polyolmischung Schaumstoffe mit Wärmeleitfähigkeiten liefern, die
auf dem gleichen, niedrigen Niveau wie dem von mit R11-reduziert getriebenen
Schaumstoffen liegen, insbesondere, wenn mit Cyclopentan als Treibmittel gear
beitet wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Polyure
than-Hartschaumstoffen mit geringer Wärmeleitfähigkeit aus Polyolen und Polyiso
cyanaten sowie Treibmitteln und gegebenenfalls Schaumhilfsmitteln, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Polyurethan Hartschaumstoff erhalten wird durch Um
setzung von
- A. einer Polyolkomponente, enthaltend
- 1. mindestens ein Polyesterpolyol vom Molekulargewicht 100 bis 30000 g/mol mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktiven Wasserstoffatomen,
- 2. mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbindungen vom Molekulargewicht 150 bis 12.500 g/mol, die im Molekül mindestens ein tertiäres Stickstoffatom auf weisen,
- 3. mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbindungen vom Molekulargewicht 150 bis 12.500 g/mol,
- 4. Katalysatoren,
- 5. Wasser,
- 6. Treibmitteln und
- 7. gegenbenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffen
mit
- B. einem organischen und/oder modifizierten organischen Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 20 bis 48 Gew.-%.
Es ist überraschend, daß erfindungsgemäß die Kombination eines Polyesterpolyols
mit den angegebenen Aminopolyethern und einem weiteren Polyol in der
Polyolkomponente Kohlenwasserstoff-getriebene Schaumstoffe mit einer derartig
niedrigen Wärmeleitfähigkeit ergibt.
Erfindungsgemäße Polyolformulierungen enthalten mindestens ein Polyesterpolyol
vom Molekulargewicht 100 bis 30000 g/mol, bevorzugt 150 bis 10000 g/mol,
besonders bevorzugt 200 bis 600 g/mol aus aromatischen und/oder aliphatischen
Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren und mindestens 2 Hydroxylgruppen aufwei
senden Polyolen. Beispiele für Dicarbonsäuren sind Phthalsäure, Fumarsäure,
Maleinsäure, Azelainsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Terephthalsäure,
Isophthalsäure, Decandicarbonsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure und
Fettsäuren wie Stearinsäure, Ölsäure, Rizinolsäure. Es können die reinen Mono-,
Di- oder Tricarbonsäuren sowie beliebige Mischungen daraus verwendet werden.
Anstelle der freien Mono-, Di- und Tricarbonsäuren können auch die ent
sprechenden Mono-, Di- und Tricarbonsäurederivate, wie z. B. Mono-, Di- und Tri
carbonsäureester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Mono-, Di-
und Tricarbonsäureanhydride oder Triglyceride eingesetzt werden. Als Alkohol
komponente zur Veresterung werden vorzugsweise verwendet: Ethylenglykol,
Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, 1,2- bzw. 1,3-Propandiol,
1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Glycerin, Trime
thylolpropan, bzw. Mischungen daraus.
Polyolformulierungen können erfindungsgemäß auch Polyetherester enthalten, wie
sie z. B. durch Reaktion von Phthalsäureanhydrid mit Diethylenglykol und
nachfolgend mit Ethylenoxid erhältlich sind (EP-A 0 250 967).
Erfindungsgemäße Polyolformulierungen enthalten mindestens eine, mindestens
zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbin
dungen vom Molekulargewicht 150 bis 12.500 g/mol, vorzugsweise 200 bis
1500 g/mol, die im Molekül mindestens ein tertiäres Stickstoffatom aufweisen. Sie
werden erhalten durch Polyaddition von Alkylenoxiden wie beispielsweise
Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Dodecyloxid oder Styroloxid,
vorzugsweise Propylenoxid oder Ethylenoxid an Starterverbindungen. Als
Starterverbindungen werden Ammoniak oder Verbindungen verwendet, die
mindestens eine primäre oder sekundäre oder tertiäre Aminogruppe aufweisen, wie
beispielsweise aliphatische Amine wie Ethylendiamin, Oligomere des
Ethylendiamins (beispielsweise Diethylentriamin, Triethylenteramin oder
Pentaethylenhexamin), Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyl-
oder N-Ethyl-diethanolamin, 1,3-Propylendiamin, 1,3- bzw. 1,4-Butylendiamin,
1,2- 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-Hexamethylendiamin, aromatische Amine wie
Phenylendiamine, Toluylendiamine (2,3-Toluylendiamin, 3,4-Toluylendiamin, 2,4-
Toluylendiamin, 2,5-Toluylendiamin, 2,6-Toluylendiamin oder Gemische der
genannten Isomeren), 2,2′-Diaminodiphenylmethan, 2,4′-Diaminodiphenylmethan,
4,4′-Diaminodiphenylmethan oder Gemische dieser Isomeren.
Erfindungsgemäße Polyolformulierungen enthalten weiterhin mindestens eine,
mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Wasserstoffatome aufweisende
Verbindungen vom Molekülargewicht 150 bis 12.500 g/mol, vorzugsweise 200 bis
1500 g/mol. Sie werden erhalten durch Polyaddition von Alkylenoxiden wie
beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Dodecyloxid oder
Styroloxid, vorzugsweise Propylenoxid oder Ethylenoxid an Starterverbindungen.
Als Starterverbindungen werden vorzugsweise Wasser und mehrwertige Alkohole
wie Sucrose, Sorbitol, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Glycerin, Propylenglykol,
Ethylenglykol, Diethylenglykol sowie Mischungen aus den genannten Starter
verbindungen verwendet. Durch diese erfindungsgemäß mitzuverwendenden Poly
ole werden in vorteilhafter Weise die in der Praxis üblicherweise geforderten
mechanischen Eigenschaften der Polyurethan-Hartschaumstoffe erreicht.
Erfindungsgemäße Polyolformulierungen enthalten einen Aktivator oder eine
Aktivatormischung, die zu einer Abbindezeit von 20 bis 50 s, bevorzugt 25 bis
45 s′ besonders bevorzugt 27 bis 40 s, führt, wenn die Verschäumung auf einer
Hochdruckmaschine HK 270 der Fa. Hennecke bei 20°C erfolgt. Die Abbindezeit
verstreicht vom Zeitpunkt der Vermischung bis zu dem Moment, von dem an ein
in den Schaum eingeführter Stab beim Herausziehen Fäden zieht.
Erfindungsgemaß können die in der Polyurethanchemie üblichen Katalysatoren
verwendet werden. Beispiele für derartige Katalysatoren sind: Triethylendiamin,
N,N-Dimethylcyclohexylamin, Tetramethylendiamin, 1-Methyl-4-dimethylamino
ethylpiperazin, Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N,N′,N′′-Tris-
(dimethylaminopropyl)-hexahydrotriazin, Dimethylaminopropylformamid,
N,N,N′,N′-Tetramethylethylendiamin, N,N,N′,N′-Tetrametylbutandiamin, Tetra
metylhexandiamin, Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether,
Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan, Bis-(di
methylaminopropyl)-harnstoff, Bis-(dimethylaminopropyl)-ether, N-Methylmor
pholin, N-Ethylmorpholin, N-Cyclohexylmorpholin, 2,3-Dimethyl-3,4,5,6,-tetra
hydropyrimidin, Triethanolamin, Diethanolamine, Triisopropanolamin, N-Methyl
diethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, Dimethylethanolamin, Zinn-(II)-acetat, Zinn-
(II)-octoat, Zinn-(II)-ethylhexoat, Zinn-(II)-laurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutyl
zinndilaurat, Dibutylzinnmaleat, Dioctylzinndiacetat, Tris-(N,N-dimethylaminopro
pyl)-s-hexähydrotriazin, Tetramethylammoniumhydroxid, Natriumacetat, Kalium
acetat, Natriumhydroxid, oder Gemische dieser oder ähnlicher Katalysatoren.
Erfindungsgemäße Polyolformulierungen enthalten 0,5 bis 7,0 Gew.-Teile, vor
zugsweise 1,0 bis 3,0 Gew.-Teile Wasser pro 100 Gew.-Teile Polyolkomponente
A.
Erfindungsgemäß werden Alkane wie Cyclohexan, Cyclopentan, i-Pentan,
n-Pentan, n-Butan, Isobutan, 2,2-Dimethylbutan sowie Gemische der genannten
Treibmittel verwendet.
Als Isocyanat-Komponente sind z. B. aromatische Polyisocyanate, wie sie z. B.
von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136,
beschrieben werden, beispielsweise solche der Formel
Q(NCO)n,
in der
n 2 bis 4, vorzugsweise 2, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 18, vorzugsweise 6 bis 10, C-Atomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10, C-Atomen, einem aromatischen Kohlenwasser stoffrest mit 8 bis 15, vorzugsweise 8 bis 13, C-Atomen bedeuten, z. B. solche Polyisocyanate, wie sie in der DE-OS 28 32 253, Seiten 10 bis 11, beschrieben werden.
n 2 bis 4, vorzugsweise 2, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 18, vorzugsweise 6 bis 10, C-Atomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10, C-Atomen, einem aromatischen Kohlenwasser stoffrest mit 8 bis 15, vorzugsweise 8 bis 13, C-Atomen bedeuten, z. B. solche Polyisocyanate, wie sie in der DE-OS 28 32 253, Seiten 10 bis 11, beschrieben werden.
Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen
Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige
Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate, wie
sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung
hergestellt werden ("rohes MDI") und Carbodiimidgruppen, Urethangruppen,
Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen
aufweisende Polyisocyanate "modifizierte Polyisocyanate", insbesondere
modifizierte Polyisocyanate, die sich vom 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat bzw.
vom 4,4′- und/oder 2,4′-Diphenylmethandiisocyanat ableiten.
Verwendet werden können auch Prepolymere aus den genannten Isocyanaten und
organischen Verbindungen mit mindestens einer Hydroxylgruppe, wie bei
spielsweise 1-4 Hydroxylgruppen aufweisende Polyol- oder Polyesterkomponenten
vom Molekulargewicht 60-1400 g/mol.
Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder
Farbstoffe, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weich
macher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen sowie Füll
stoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlämmkreide, können mitver
wendet werden.
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden ober
flächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reak
tionsverzögerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Farbstoffen und
Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie
Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im
Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl
Hanser Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 121 bis 205, und 2. Auflage
1983, herausgegeben von G. Oertel (Carl Hanser Verlag, München) beschrieben.
Bei der Schaumherstellung wird erfindungsgemäß die Verschäumung in geschlosse
nen Formen durchgeführt. Dabei wird das Reaktionsgemisch in eine Form einge
tragen. Als Formmaterial kommt Metall, z. B. Aluminium, oder Kunststoff z. B.
Epoxiharz, in Frage. In der Form schäumt das schäumfähige Reaktionsgemisch auf
und bildet den Formkörper. Die Formverschäumung kann dabei so durchgeführt
werden, daß das Formteil an seiner Oberfläche Zellstruktur aufweist. Sie kann aber
auch so durchgeführt werden, daß das Formteil eine Kompakte Haut und einen
zelligen Kern aufweist. Erfindungsgemäß geht man im erstgenannten Fall so vor,
daß man in die Form so viel schäumfähiges Reaktionsgemisch einträgt, daß der
gebildete Schaumstoff die Form gerade ausfüllt. Die Arbeitsweise im letztge
nannten Fall besteht darin, daß man mehr schäumfähiges Reaktionsgemisch in die
Form einträgt, als zur Ausfüllung des Forminneren mit Schaumstoff notwendig ist.
Im letzteren Fall wird somit unter "overcharging" gearbeitet, eine derartige
Verfahrensweise ist z. B. aus den US-PS 3 178 490 und 3 182 104 bekannt.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäß
hergestellten Hartschaumstoffe als Zwischenschicht für Verbundelemente und zum
Ausschäumen von Hohlräumen, insbesondere im Kühlmöbelbau.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausschäumung von
Hohlräumen von Kühl- und Gefriergeräten verwendet. Selbstverständlich können
auch Schaumstoffe durch Blockverschäumung oder nach dem an sich bekannten
Doppeltransportverfahren hergestellt werden.
Die nach der Erfindung erhältlichen Hartschaumstoffe finden Anwendung z. B. im
Bauwesen sowie für die Dämmung von Fernwärmerohren und Containern.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie jedoch in ihrem
Umfang zu begrenzen.
In allen Beispielen wurden die Polyurethanhartschaumstoffe auf einer Hochdruck
maschine HK 270 der Fa. Hennecke bei 20°C hergestellt.
Die Abbindezeiten, die bei den einzelnen Beispielen angegeben sind, wurden wie
folgt bestimmt: Die Abbindezeit verstreicht vom Zeitpunkt der Vermischung bis zu
dem Moment, wo ein in den Schaum eingeführter Stab beim Herausziehen Fäden
zieht.
Polyol A: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 600 auf Basis Sucro se/Glycerin
Polyol B: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 1000 auf Basis Propylen glykol
Polyol C: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 630 auf Basis Sucrose/ Propylenglykol
Polyol D: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 370 auf Basis Glycerin
Polyol E: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 345 auf Basis Ethylen diamin
Polyol F: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 440 auf Basis Trimethy lolpropan
Polyol G: Polyetherester der Molmasse 375 auf Basis von Phthalsäurean hydrid, Diethylenglykol und Ethylenoxid
Polyol H: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 1120 auf Basis Trietha nolamin
Polyol I: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 560 auf Basis o-Toluy lendiamin
Polyol K: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 275 auf Basis Ethylen diamin
Polyol A: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 600 auf Basis Sucro se/Glycerin
Polyol B: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 1000 auf Basis Propylen glykol
Polyol C: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 630 auf Basis Sucrose/ Propylenglykol
Polyol D: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 370 auf Basis Glycerin
Polyol E: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 345 auf Basis Ethylen diamin
Polyol F: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 440 auf Basis Trimethy lolpropan
Polyol G: Polyetherester der Molmasse 375 auf Basis von Phthalsäurean hydrid, Diethylenglykol und Ethylenoxid
Polyol H: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 1120 auf Basis Trietha nolamin
Polyol I: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 560 auf Basis o-Toluy lendiamin
Polyol K: Polypropylenoxid-Polyether der Molmasse 275 auf Basis Ethylen diamin
80 Gew.-Teile Polyol A
20 Gew.-Teile Polyol B
3,5 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew. -Teile Silikonstabilisator
3,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG), Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) und Kaliumacetat (25%-ig) in Diethylen glykol besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 17 Gew.-Teilen CFC R-11 und 145 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 32 kg/m³ verdichtet.
20 Gew.-Teile Polyol B
3,5 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew. -Teile Silikonstabilisator
3,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG), Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) und Kaliumacetat (25%-ig) in Diethylen glykol besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 17 Gew.-Teilen CFC R-11 und 145 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 32 kg/m³ verdichtet.
55 Gew.-Teile Polyol C
25 Gew.-Teile Polyol D
20 Gew.-Teile Polyol E
2,0 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
2,0 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 12 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 151 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 38 kg/m³ verdichtet.
25 Gew.-Teile Polyol D
20 Gew.-Teile Polyol E
2,0 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
2,0 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 12 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 151 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 38 kg/m³ verdichtet.
50 Gew.-Teile Polyol A
40 Gew.-Teile Polyol F
10 Gew.-Teile Polyol G
2,0 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
2,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 13 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 148 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 38 kg/m³ verdichtet.
40 Gew.-Teile Polyol F
10 Gew.-Teile Polyol G
2,0 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
2,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 13 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 148 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 38 kg/m³ verdichtet.
50 Gew.-Teile Polyol C
25 Gew.-Teile Polyol E
25 Gew.-Teile Polyol H
2,2 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew. -Teile Silikonstabilisator
1,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 11 Gew.-Teilen i,n-Pentan (8 : 3) und 142 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 36 kg/m³ verdichtet.
25 Gew.-Teile Polyol E
25 Gew.-Teile Polyol H
2,2 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew. -Teile Silikonstabilisator
1,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 11 Gew.-Teilen i,n-Pentan (8 : 3) und 142 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 36 kg/m³ verdichtet.
55 Gew.-Teile Polyol C
20 Gew.-Teile Polyol D
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,1 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 12 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) gemischt. Die Mischung (Komponente A + Cyclopentan) wird trübe und separiert sofort.
20 Gew.-Teile Polyol D
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,1 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 12 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) gemischt. Die Mischung (Komponente A + Cyclopentan) wird trübe und separiert sofort.
55 Gew.-Teile Polyol C
20 Gew.-Teile Polyol D
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,3 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 11 Gew.-Teilen i,n-Pentan (3 : 8) gemischt. Die Mischung (Komponente A + i,n-Pentan) wird trübe und separiert sofort.
20 Gew.-Teile Polyol D
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,3 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,5 Gew.-Teile Aktivatormischung, die aus Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG) und Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG) besteht
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 11 Gew.-Teilen i,n-Pentan (3 : 8) gemischt. Die Mischung (Komponente A + i,n-Pentan) wird trübe und separiert sofort.
40 Gew.-Teile Polyol C
20 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,4 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 15 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 161 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 34 kg/m³ verdichtet.
20 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,4 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 15 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 161 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 34 kg/m³ verdichtet.
20 Gew.-Teile Polyol C
40 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,4 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 15 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 157 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 34 kg/m³ verdichtet.
40 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,4 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 15 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 157 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 34 kg/m³ verdichtet.
10 Gew.-Teile Polyol C
50 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
0,5 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,5 Gew.-Teile Aktivator Dimethylaminopropylformamid
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 17 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 170 Gew.-Teilen MDI Prepolymer (E577, Fa. Bayer Corporation) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 36 kg/m³ verdichtet.
50 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
25 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
0,5 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,5 Gew.-Teile Aktivator Dimethylaminopropylformamid
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 17 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 170 Gew.-Teilen MDI Prepolymer (E577, Fa. Bayer Corporation) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 36 kg/m³ verdichtet.
40 Gew.-Teile Polyol C
10 Gew.-Teile Polyol G
50 Gew.-Teile Polyol I
2,5 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
0,5 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
1,6 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG)
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 13 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 135 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 35 kg/m³ verdichtet.
10 Gew.-Teile Polyol G
50 Gew.-Teile Polyol I
2,5 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
0,5 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
1,6 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid 726b (Fa. Bayer AG)
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 13 Gew.-Teilen Cyclopentan (Fa. Erdölchemie) und 135 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 35 kg/m³ verdichtet.
20 Gew.-Teile Polyol C
45 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
20 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,2 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 13 Gew.-Teilen i,n-Pentan (3 : 8) und 151 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 35 kg/m³ verdichtet.
45 Gew.-Teile Polyol I
15 Gew.-Teile Polyol K
20 Gew.-Teile Polyesterpolyol Stepanpol® 2352 (Fa. Stepan)
2,4 Gew.-Teile Wasser
2,0 Gew.-Teile Silikonstabilisator
1,2 Gew.-Teile Aktivator Desmorapid PV (Fa. Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile Aktivator N,N′,N′′-Tris-(dimethylaminopropyl)-hexa hydrotriazin
100 Gew.-Teile Komponente A werden mit 13 Gew.-Teilen i,n-Pentan (3 : 8) und 151 Gew.-Teilen rohem MDI (Desmodur 44V20, Fa. Bayer AG) bei 20°C gemischt und in einer geschlossenen Form auf 35 kg/m³ verdichtet.
Von den in den Beispielen 1 bis 11 hergestellten Schaumstoffplatten wurden die in
der Tabelle dargelegten Prüfwerte erhalten.
Beispiel 1 zeigt ein typisches Ergebnis von einem R-11 reduzierten System.
Beispiele 2 und 3 sind dem Stand der Technik entsprechende Cyclopentan
getriebene Systeme, die normale Wärmeleitzahlen aufweisen.
Obwohl Beispiele 3 einen Polyester-Polyether und eine erfindungsgemäße Aktiva
tormischung, die zur Einstellung einer Abbindezeit von 29 s führt, enthalten, wird
eine normale Wärmeleitzahl gefunden.
Beispiel 4 ist ein dem Stand der Technik entsprechendes i,n-Pentan getriebenes
System.
Beispiele 5 und 6 enthalten keine amingestarteten Polyole; daher ist die Polyol
formulierung nicht phasenstabil bezüglich Cyclopentan und kann mit üblicher
Technik nicht verschäumt werden.
Die Beispiele 7 bis 10 zeigen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit
Cyclopentan als Treibmittel Schaumstoffe mit auf dem gleichen, niedrigen Niveau
wie auf dem von R11 reduziert-getriebenen Schaumstoffen liegende Wärmeleit
fähigkeiten erhalten werden.
Beispiele 11 zeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mit
i,n-Pentan als Treibmittel Schaumstoffe mit niedrigen Wärmeleitfähigkeiten erhalten
werden.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen mit geringer
Wärmeleitfähigkeit aus Polyolen und Polyisocyanaten sowie Treibmitteln
und gegebenenfalls Schaumhilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der
Polyurethan Hartschaumstoff erhalten wird durch Umsetzung von
- A. einer Polyolkomponente, enthaltend
- 1. mindestens ein Polyesterpolyol vom Molekulargewicht 100 bis 30000 g/mol mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktiven Wasserstoffatomen,
- 2. mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Wasser stoffatome sowie mindestens ein tertiäres Stickstoffatom aufweisende Verbindungen vom Molekulargewicht 150 bis 12.500 g/mol,
- 3. mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Wasser stoffatome aufweisenden Verbindungen vom Molekularge wicht 150 bis 12.500 g/mol,
- 4. Katalysatoren,
- 5. Wasser,
- 6. Treibmittel und
- 7. gegenbenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffe
mit
- B. einem organischen und/oder modifizierten organischen Polyiso cyanat mit einem NCO-Gehalt von 20 bis 48 Gew.-%.
2. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyesterpolyol (1) ein
Polyester vom Molekulargewicht 100 bis 30.000 g/mol aus aromatischen
und/oder aliphatischen Mono-, Di- und Tricarbonsäuren und mindestens 2
Hydroxylgruppen aufweisenden Polyolen verwendet wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (2) ein
o-Toluylendiamin gestarteter auf Basis von 70 bis 100 Gew.-% 1,2-
Propylenoxid und 0 bis 30 Gew.-% Ethylenoxid verwendet wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (2) ein Ethylen
diamin gestarteter Polyether auf Basis von 50 bis 100 Gew.-% 1,2-
Propylenoxid und 0 bis 50 Gew.-% Ethylenoxid verwendet wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (2) ein Tri
ethanolamin gestarteter Polyether auf Basis von 50 bis 100 Gew.-% 1,2-
Propylenoxid und 0 bis 50 Gew.-% Ethylenoxid verwendet wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (3) einen Sucrose
gestarteten Polyether auf Basis von 70 bis 100 Gew.-% 1,2-Propylenoxid
und 0 bis 30 Gew.-% Ethylenoxid enthält.
7. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (3) einen Sorbitol
gestarteten Polyether auf Basis von 70 bis 100 Gew.-% 1,2-Propylenoxid
und 0 bis 30 Gew.-% Ethylenoxid enthält.
8. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (3) einen Tri
methylolpropan gestarteten Polyether auf Basis von 70 bis 100 Gew.-%
1,2-Propylenoxid und 0 bis 30 Gew.-% Ethylenoxid enthält.
9. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (3) einen
Glycerin gestarteten Polyether auf Basis von 70 bis 100 Gew.-% 1,2-
Propylenoxid und 0 bis 30 Gew.-% Ethylenoxid enthält.
10. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt 0,5 bis 7,0
Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Polyolkomponente A beträgt.
11. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel (6) Cyclopentan
oder n- und/oder i-Pentan verwendet wird.
12. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel (6) Gemische aus
c-Pentan und/oder n-Butan und/oder Isobutan und/oder 2,2-Dimethylbutan
verwendet wird.
13. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Hartschaumstoffen gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel (6) Gemische aus
n- und/oder i-Pentan und/oder Cyclopentan und/oder Cyclohexan verwendet
wird.
14. Verwendung der gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 erhaltenen
Polyurethan Hartschaumstoffe als Zwischenschicht für Verbandelemente
oder zum Ausschäumen von Hohlräumen.
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