DE19820917A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-PolyadditionsproduktenInfo
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von (i) Teilchen mit einer Größe von < 200 mum, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis 300 DEG C aufweisen, durchführt.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Polyisocya
nat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit
gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in
Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder
Zusatzstoffen sowie Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, die nach
diesem Verfahren herstellbar sind. Des weiteren bezieht sich die
Erfindung auf die Verwendung von thermoplastischen Teilchen mit
einer Größe von < 200 µm und einem Schmelzpunkt in einem Bereich
von 50 bis 300°C zur Herstellung von üblicherweise geschäumten Poly
isocyanat-Polyadditionsprodukten, die beim zersägen eine stark vermin
derte Staubbildung aufweisen.
Die Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
üblicherweise Polyurethan- und gegebenenfalls Polyisocyanuratpro
dukten, beispielsweise Polyurethanschaumstoffen, durch Umsetzung
von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen
gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren,
Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen ist vielfach beschrieben wor
den.
Bei der weiteren Verarbeitung beispielsweise von Polyurethan
schaumstoffen, insbesondere Polyurethanhartschaumstoffen, die ge
gebenenfalls Polyisocyanuratstrukturen aufweisen können, kommt es
bei einem Zersägen oder Heizdrahtschneiden der Formkörper zu
einer unerwünschten Staubbildung und einer rauhen Oberfläche.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsproduk
ten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten re
aktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmit
teln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen zu ent
wickeln, mit dem Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erhältlich
sind, die bei einer weiteren Verarbeitung unter örtlicher Wärme
einwirkung, beispielsweise einem Zersägen mit Erzeugung von Rei
bungswärme oder insbesondere einem Heizdrahtschneiden, eine stark
verminderte Staubbildung und anschließend eine angenehm glatte
Oberfläche aufweisen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die
Umsetzung in Gegenwart von (i) Teilchen mit einer Größe von
< 200 µm, bevorzugt ≦ 100 µm, besonders bevorzugt 2 bis 100 µm, ins
besondere 10 bis 100 µm die einen Schmelzpunkt in einem Bereich
von 50 bis 300°C, bevorzugt 70 bis 200°C, aufweisen, durchführt.
Unter der Größe der Teilchen ist der Durchmesser der Teilchen zu verste
hen, den die Teilchen hätten, wenn sie mit ihrem entsprechenden Volumen
in Form einer Kugel vorlägen.
Als (i) setzt man allgemein bekannte Verbindungen oder Mischungen
ein, die den erfindungsgemäßen Schmelzpunkt aufweisen und durch
übliche Verfahren, beispielsweise durch bekannte Mahlverfahren
oder Sprühtrocknung in die erfindungsgemäße Größe zu bringen oder
bereits in dieser Größe käuflich zu erwerben sind. Beispielsweise
können als (i) Polyolefine, Polyolefincopolymere und/oder Wachse
eingesetzt werden, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen,
Polyolefine enthaltend Polyethylen- und Polypropyleneinheiten,
die mit Maleinsäure und/oder Vinylacetat copolymerisiert wurden,
beispielsweise EVA, Polystyrole, modifizierte Polystyrole und/oder
modifizierte Polyolefine, Fischer-Tropsch-Wachse (Synthese
parafin), Montanwachse, Carnaubawachs, Candillawachs, pflanzliche
und/oder tierische Wachse, z. B. Ester von Fettsäuren mit 20 bis
53 Kohlenstoffatomen, die mit 1 bis 5 Hydroxylgruppen aufweisen
den organischen Alkoholen, beispielsweise Glycerin, verestert
sind.
Bevorzugt werden Polyolefine, die gegebenenfalls modifiziert sein
können und/oder Wachse eingesetzt.
Entsprechende Wachse sind im Handel erhältlich, beispielsweise
mikronisiertes Polyethylenwachs (AF-31 Wachs) bei der BASF
Aktiengesellschaft.
Die weiteren Ausgangsstoffen in dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden im Folgenden beispielhaft beschrieben:
Als Isocyanate kommen die an sich bekannten aliphatischen, cyclo aliphatischen, araliphatischen und/oder aromatischen Isocyanate, bevorzugt Diisocyanate in Frage, die gegebenenfalls nach allge mein bekannten Verfahren biuretisiert und/oder iscyanuratisiert worden sein können. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: Alkylendiisocyanate mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylen rest, wie 1,12-Dodecandiisocyanat, 2-Ethyl-tetramethylendiisocya nat-1,4, 2-Methylpentamethylendiisocyanat-1,5, Tetramethylendi isocyanat-1,4, Lysinesterdiisocyanate (LDI), Hexamethylen diisocyanat-1,6 (HDI), Cyclohexan-1,3- und/oder 1,4-diisocyanat, 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie die entsprechen den Isomerengemische, 4,4'-, 2,2'- und 2,4'-Dicyclohexylmethandi isocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 1-Iso cyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4'-, 2,4'- und/oder 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, Polyphenylpolymethylen-polyiso cyanate und/oder Mischungen enthaltend mindestens zwei der ge nannten Isocyanate. Außerdem können Ester-, Harnstoff-, Allophanat-, Carbodiimid-, Uretdion- und/oder Urethangruppen ent haltende Di- und/oder Polyisocyanate in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Als Isocyanate kommen die an sich bekannten aliphatischen, cyclo aliphatischen, araliphatischen und/oder aromatischen Isocyanate, bevorzugt Diisocyanate in Frage, die gegebenenfalls nach allge mein bekannten Verfahren biuretisiert und/oder iscyanuratisiert worden sein können. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: Alkylendiisocyanate mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylen rest, wie 1,12-Dodecandiisocyanat, 2-Ethyl-tetramethylendiisocya nat-1,4, 2-Methylpentamethylendiisocyanat-1,5, Tetramethylendi isocyanat-1,4, Lysinesterdiisocyanate (LDI), Hexamethylen diisocyanat-1,6 (HDI), Cyclohexan-1,3- und/oder 1,4-diisocyanat, 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie die entsprechen den Isomerengemische, 4,4'-, 2,2'- und 2,4'-Dicyclohexylmethandi isocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 1-Iso cyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4'-, 2,4'- und/oder 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, Polyphenylpolymethylen-polyiso cyanate und/oder Mischungen enthaltend mindestens zwei der ge nannten Isocyanate. Außerdem können Ester-, Harnstoff-, Allophanat-, Carbodiimid-, Uretdion- und/oder Urethangruppen ent haltende Di- und/oder Polyisocyanate in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen können zweck
mäßigerweise solche mit einer Funktionalität von 2 bis 8,
vorzugsweise 2 bis 6, und einem Molekulargewicht von 60 bis 10 000
verwendet werden, die als gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen
Hydroxyl-, Thiol- und/oder primäre und/oder sekundäre Aminogrup
pen aufweisen. Bewährt haben sich z. B. Polyole ausgewählt aus der
Gruppe der Polyetherpolyole, beispielsweise Polytetrahydrofuran,
Polyesterpolyole, Polythioether-polyole, hydroxylgruppenhaltigen
Polyacetale und hydroxylgruppenhaltigen aliphatischen Poly
carbonate oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Poly
ole. Vorzugsweise Anwendung finden Polyesterpolyole und/oder
Polyetherpolyole. Der Hydroxylzahl der Polyhydroxylverbindungen
beträgt dabei in aller Regel 28 bis 850 mg KOH/g und vorzugsweise
35 bis 600 mg KOH/g.
Als Polyolkomponenten werden dabei für Polyurethanhartschaum
stoffe, die gegebenenfalls Isocyanuratstukturen aufweisen können,
hochfunktionelle Polyole, insbesondere Polyetherpolyole auf Basis
hochfunktioneller Alkohole, Zuckeralkohole und/oder Saccharide
als Startermoleküle, für flexible Schäume 2- und/oder 3-funktio
nelle Polyether- und/oder Polyesterpolyole auf Basis Glyzerin
und/oder Trimethylolpropan und/oder Glykolen als Startermoleküle
bzw. zu veresternde Alkohole eingesetzt. Die Herstellung der
Polyetherpolyole erfolgt dabei nach einer bekannten Technologie.
Geeignete Alkylenoxide zur Herstellung der Polyole 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. Bevorzugt wer
den Alkylenoxide verwendet, die zu primären Hydroxylgruppen in
dem Polyol führen. Besonders bevorzugt werden als Polyole solche
eingesetzt, die zum Abschluß der Alkoxylierung mit Ethylenoxid
alkoxyliert wurden und damit primäre Hydroxylgruppen aufweisen.
Die Polyetherpolyole besitzen eine Funktionalität von vorzugs
weise 2 bis 6 und insbesondere 2 bis 4 und Molekulargewichte von
400 bis 3000, vorzugsweise 400 bis 2000.
Geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise aus organischen
Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ali
phatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, und
mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlen
stoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen hergestellt
werden. Die Polyesterpolyole besitzen vorzugsweise eine
Funktionalität von 2 bis 4, insbesondere 2 bis 3, und ein Moleku
largewicht von 480 bis 3000, vorzugsweise 600 bis 2000 und ins
besondere 600 bis 1500.
Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen können gegebenen
falls Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten von 60 bis
< 400 als Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Zur Modifizierung
der mechanischen Eigenschaften, z. B. der Härte, kann sich jedoch
der Zusatz von Kettenverlängerungsmitteln, Vernetzungsmitteln
oder gegebenenfalls auch Gemischen davon als vorteilhaft erwei
sen. Die Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel weisen
vorzugsweise ein Molekulargewicht von 60 bis 300 auf. In Betracht
kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und/ oder
araliphatische Diole mit 2 bis 14, vorzugsweise 4 bis 10 Kohlen
stoffatomen, wie z. B. Ethylenglykol, Propandiol-1,3, Decan
diol-1,10, o-, m-, p-Dihydroxycyclohexan, Diethylenglykol,
Dipropylenglykol und vorzugsweise Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6
und Bis- (2-hydroxy-ethyl) -hydrochinon, Triole, wie 1,2,4-,
1,3,5-Trihydroxy-cyclohexan, Glycerin und Trimethylolpropan und
niedermolekulare hydroxylgruppenhaltige Polyalkylenoxide auf Ba
sis Ethylen- und/oder 1,2-Propylenoxid und den vorgenannten
Diolen und/oder Triolen als Startermoleküle.
Sofern zur Herstellung der Polyisocyaynat-Polyadditionsprodukten
Kettenverlängerungsmittel, Vernetzungsmittel oder Mischungen da
von Anwendung finden, kommen diese zweckmäßigerweise in einer
Menge von 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 8 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Iso
cyanaten reaktiven Verbindungen, zum Einsatz.
Als Treibmittel, insbesondere zur Herstellung von Polyurethan
schaumstoffen, können übliche chemisch, beispielsweise Wasser,
und/oder physikalisch wirkende Treibmittel verwendet werden. Ge
eignet sind als solche physikalisch wirkenden Treibmittel Flüs
sigkeiten, welche gegenüber den organischen, gegebenenfalls
modifizierten Polyisocyanaten 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 derar
tiger, vorzugsweise verwendbarer Flüssigkeiten sind Alkane, wie
Heptan, Hexan, n- und iso-Pentan, vorzugsweise technische Gemi
sche aus n- und iso-Pentanen, n- und iso-Butan und Propan, Cyclo
alkane, wie Cyclopentan und/oder Cyclohexan, Ether, wie Furan,
Dimethylether und Diethylether, Ketone, wie Aceton und Methyl
ethylketon, Carbonsäurealkylester, wie Methylformiat, Dimethyl
oxalat und Ethylacetat und halogenierte Kohlenwasserstoffe wie
beispielsweise übliche Fluorkohlenwasserstoffe und/oder Chlor
kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlormethan. Auch Gemi
sche dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder
mit anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasser
stoffen können verwendet werden. Geeignet sind ferner organische
Carbonsäuren, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure,
Ricinolsäure und carboxylgruppenhaltige Verbindungen. Die Treib
mittel werden üblicherweise den gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen zugesetzt. Sie können jedoch der Isocyanat
komponente oder als Kombination sowohl der Polyolkomponente als
auch der Isocyanatkomponente oder Vormischungen dieser Komponen
ten mit den übrigen Aufbaukomponenten zugesetzt werden. Die ein
gesetzte Menge des physikalischen wirkenden Treibmittels liegt
bevorzugt bei 0,5 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 15 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetz
ten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen. Wird Wasser als
Treibmittel verwendet, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%
Wasser, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,6 bis 7 Gew.-%
Wasser, jeweils bezogen auf das Gewicht der insgesamt ein
gesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, so wird
es bevorzugt der Polyolkomponente zugesetzt.
Als Katalysatoren können allgemein bekannte Verbindungen einge
setzt werden, die die Reaktion von Isocyanaten mit den gegenüber
Isocyanaten reaktiven Verbindungen stark beschleunigen, wobei
vorzugsweise ein Gesamtkatalysatorgehalt von 0,001 bis 15 Gew.-%,
insbesondere 0,05 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der ins
gesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen,
verwendet wird. Beispielsweise können folgende Verbindungen
verwendet werden: Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin,
Dicyclohexylmethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N'-Tetra
methyl-diamino-diethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff,
N-Methyl- bzw. N-Ethylmorpholin, N-Cyclohexylmorpholin,
N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylbutan
diamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexandiamin-1,6, Pentamethyldi
ethylentriamin, Dimethylpiperazin, N-Dimethylaminoethylpiperidin,
1,2-Dimethylimidazol, 1-Azabicyclo-(2,2,0)-octan, 1,4-Diazabi
cyclo-(2,2,2)-octan (Dabco) und Alkanolaminverbindungen, wie Tri
ethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethano
lamin, Dimethylaminoethanol, 2-(N,N-Dimethylaminoethoxy)ethanol,
N,N',N-Tris-(dialkylaminoalkyl)hexahydrotriazine, z. B.
N,N',N-Tris-(dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin, Eisen(II)-chlorid,
Zinkchlorid, Bleioctoat und vorzugsweise Zinnsalze, wie Zinn
dioctoat, Zinndiethylhexoat, Dibutylzinndilaurat und/oder Dibu
tyldilaurylzinnmercaptid, 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro
pyrimidin, Tetraalkylammoniumhydroxide, wie Tetramethylammonium
hydroxid, Alkalihydroxide, wie Natriumhydroxid, Alkalialkoholate,
wie Natriummethylat und Kaliumisopropylat, und/oder Alkalisalze
von langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und gegebenen
falls seitenständigen OH-Gruppen.
Der Reaktionsmischung zur Herstellung der Polyisocyanat-Polyaddi
tionsprodukte können gegebenenfalls noch weitere Hilfsmittel und/oder
Zusatzstoffe einverleibt werden. Genannt seien beispiels
weise oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zell
regler, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Flammschutzmittel,
Hydrolyseschutzmittel, fungistatische und bakteriostatisch wir
kende Substanzen. Als oberflächenaktive Substanzen kommen z. B.
Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogeni
sierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geei
gnet sind, die Zellstruktur der Kunststoffe zu regulieren. Ge
nannt seien beispielsweise Emulgatoren, wie die Natriumsalze von
Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren sowie Salze von Fettsäuren
mit Aminen, z. B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanol
amin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z. B.
Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol oder Dinaphthyl
methandisulfonsäure und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie
Siloxan-oxalkylen-Mischpolymerisate und andere Organopoly
siloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fettalkohole,
Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und
Erdnußöl, und Zellregler, wie Paraffine, Fettalkohole und
Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der
Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich
ferner die oben beschriebenen oligomeren Acrylate mit Polyoxy
alkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen. Die oberflächen
aktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf 100 Gew.-% der insgesamt eingesetzten gegen
über Isocyanaten reaktiven Verbindungen, angewandt. Als Füll
stoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an
sich bekannten, üblichen organischen und anorganischen Füll
stoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Mittel zur Ver
besserung des Abriebverhaltens in Anstrichfarben, Beschichtungs
mittel usw. zu verstehen. Im einzelnen seien beispielhaft ge
nannt: anorganische Füllstoffe wie silikatische Mineralien,
beispielsweise Schichtsilikate wie Antigorit, Serpentin, Horn
blenden, Amphibole, Chrisotil und Talkum, Metalloxide, wie Kao
lin, Aluminiumoxide, Titanoxide und Eisenoxide, Metallsalze, wie
Kreide, Schwerspat und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsulfid
und Zinksulfid, sowie Glas u. a. Vorzugsweise verwendet werden
Kaolin (China Clay), Aluminiumsilikat und Copräzipitate aus
Bariumsulfat und Aluminiumsilikat sowie natürliche und syntheti
sche faserförmige Mineralien wie Wollastonit, Metall- und ins
besondere Glasfasern verschiedener Länge, die gegebenenfalls ge
schlichtet sein können. Als organische Füllstoffe kommen
beispielsweise in Betracht: Kohle, Melamin, Kollophonium, Cyclo
pentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern,
Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf
der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbon
säureestern und insbesondere Kohlenstoffasern. Die anorganischen
und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische
verwendet werden und werden der Reaktionsmischung vorteilhafter
weise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der Isocyanate und dem Gewicht der
insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen, einverleibt, wobei jedoch der Gehalt an Matten,
Vliesen und Geweben aus natürlichen und synthetischen Fasern
Werte bis 80 Gew.-% erreichen kann.
Geeignete Flammschutzmittel sind beispielsweise Trikresyl
phosphat,Tris-(2-chlorethyl)phosphat, Tris-(2-chlor
propyl)phosphat, Tris(1,3-dichlorpropyl)phosphat, Tris-(2,3-di
brompropyl)phosphat, Tetrakis-(2-chlorethyl)-ethylendiphosphat,
Dimethylmethanphosphonat, Diethanolaminomethylphosphonsäure
diethylester sowie handelsübliche halogenhaltige Flammschutz
polyole. Außer den bereits genannten halogensubstituierten Phos
phaten können auch anorganische oder organische Flammschutz
mittel, wie roter Phosphor, Aluminiumoxidhydrat, Antimontrioxid,
Arsenoxid, Ammoniumpolyphosphat und Calciumsulfat, Blähgraphit
oder Cyanursäurederivate, wie z. B. Melamin, oder Mischungen aus
mindestens zwei Flammschutzmitteln, wie z. B. Ammoniumpoly
phosphaten und Melamin sowie gegebenenfalls Maisstärke oder
Ammoniumpolyphosphat, Melamin und Blähgraphit und/oder gegebenen
falls aromatische Polyester zum Flammfestmachen der Polyisocya
nat-polyadditionsprodukte verwendet werden. Im allgemeinen hat es
sich als zweckmäßig erwiesen, 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis
25 Gew.-%, der genannten Flammschutzmittel, bezogen auf das Ge
wicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen, zu verwenden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanat-Polyadditi
onsprodukte werden die Isocyanate und die gegenüber Isocyanaten
reaktiven Verbindungen in solchen Mengen zur Umsetzung gebracht,
daß das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen der Isocyanate zur
Summe der reaktiven Wasserstoffatome der gegenüber Isocyanaten
reaktiven Verbindungen 0,85 bis 1,25 : 1, vorzugsweise 0,95 bis
1,15 : 1 und insbesondere 1 bis 1,05 : 1, beträgt. Falls ins
besondere die Polyurethanhartschaumstoffe zumindest teilweise
Isocyanuratgruppen gebunden enthalten, wird üblicherweise ein
Verhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der reaktiven Wasserstoff
atome von 1,5 bis 60 : 1, vorzugsweise 1,5 bis 8 : 1, angewandt.
Die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden vorteilhafterweise
nach dem one shot-Verfahren, beispielsweise mit Hilfe der Hoch
druck- oder Niederdruck-Technik in offenen oder geschlossenen
Formwerkzeugen, beispielsweise metallischen Formwerkzeugen, her
gestellt. Üblich ist auch das kontinuierliche Auftragen des Reak
tionsgemisches auf geeigneten Bandstraßen zur Erzeugung von Pa
neelen oder Blockschäumen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, nach dem Zwei
komponentenverfahren zu arbeiten und die gegenüber Isocyanaten
reaktiven Verbindungen, gegebenenfalls das oder die Treibmittel,
die Katalysatoren und/oder Hilfs- und/oder Zusatzstoffe in der
Komponente (A) zu vereinigen und als Komponente (B) die Iso
cyanate oder Mischungen aus den Isocyanaten und gegebenenfalls
Treibmittel zu verwenden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen (i) werden bevorzugt in dem
erfindungsgemäßen Verfahren in Mischung mit der Polyol
komponente, d. h. in Mischung mit gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen, beispielsweise in der bereits beschriebenen Kompo
nente A eingesetzt. Die Verbindungen (i) können aber abgemischt
mit der Komponente (B) eingesetzt werden.
Das Gewichtsverhältnis der gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen zu (i) beträgt bevorzugt 5 : 1 bis 20 : 1.
Die Ausgangskomponenten werden in Abhängigkeit vom Anwendungsfall
bei einer Temperatur von 0 bis 100°C, vorzugsweise von 20 bis
60°C, gemischt und in das offene oder gegebenenfalls unter erhöh
tem Druck in das geschlossene Formwerkzeug eingebracht oder bei
einer kontinuierlichen Arbeitsstation auf ein Band, das die Reak
tionsmasse aufnimmt, aufgetragen. Die Vermischung kann, wie be
reits dargelegt wurde, mechanisch mittels eines Rührers oder
einer Rührschnecke durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur
in dem Formwerkzeug, d. h. die Temperatur, bei die Umsetzung er
folgt, beträgt üblicherweise < 20°C, bevorzugt 40 bis 80°C.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können in Abhängigkeit von
den Einsatzstoffen alle üblichen Polyisocyanat-Polyadditionspro
dukte, insbesondere aber harte Polyurethanschaumstoffe, die gege
benenfalls Isocyanuratstrukturen aufweisen können, hergestellt
werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Poly
urethanhartschaumstoffe weisen üblicherweise eine Dichte von 15
bis 300 kg/m3, vorzugsweise von 20 bis 240 kg/m3 und insbesondere
von 25 bis 100 kg/m3, auf. Sie eignen sich beispielsweise als
Isolationsmaterial im Bau- und Kühlmöbelsektor, z. B. als Zwi
schenschicht für Sandwichelemente oder zum Ausschäumen von Kühl
schrank- und Kühltruhengehäusen, und insbesondere als Schäume, in
denen Materialien durch Hineinstecken fixiert werden können, die
bevorzugt eine Dichte von 20 bis 50 kg/m3 aufweisen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Poly
urethanweichschaumstoffe weisen üblicherweise eine Dichte von 15
bis 100 kg/m3 auf und werden bevorzugt im Möbel- und Automobil
bereich eingesetzt, besonders bevorzugt als Polstermaterial.
Bevorzugt werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Poly
urethanhartschaumstoffe, die gegebenenfalls Isocyanuratgruppen
enthalten können, hergestellt, da die erfindungsgemäßen Verteile
(glatte Oberfläche nach einem Schneiden unter Wärmeeinwirkung so
wie keine Staubbildung beim Schneiden) im Falle von Hartschaum
stoffen besonders deutlich werden.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen nä
her erläutert.
Die in der Tabelle 1 angegebenen A-Komponenten wurden in den ein
zelnen Beispielen mit Lupranat® M 50 (BASF Aktiengesellschaft)
als B-Komponente bei einem Isocyanatindex von 185 intensiv ver
rührt. Direkt im Anschluß wurden jeweils 50 g in einem Becher mit
einem Volumen von 1000 ml gefüllt und zur Reaktion gebracht. Die
Angaben in der Tabelle beziehen sich auf Gewichtsteile.
(v): Vergleichsbeispiel,
(e): erfindungsgemäßes Beispiel,
Merginat® PV235: Polyol, Hydroxylzahl 270 mg KOH/g, Funktionalität 6 (Harburger Fettchemie),
Lupranol® 3530: Polyetherpolyol auf der Basis Glycerin/Pro pylenoxid, Hydroxylzahl 500 (BASF Aktiengesellschaft),
Tegostab® B 1903: Stabilisator (Firma Goldschmidt),
Lupragen® N 206: Amin-Katalysator (BASF Aktiengesellschaft),
Lupragen® N 600: Amin-Katalysator (BASF Aktiengesellschaft),
AF31-Wachs: feinstmikronisiertes Polyethylenwachs, 99,9% kleiner als 32 µm, 70% kleiner als 10 µm (BASF Aktiengesellschaft),
A-Wachs: Polyethylenwachs, Teilchengröße < 1000 µm,
Lupranat® M 50: Polymer-MDI, NCO-Gehalt 31%.
(e): erfindungsgemäßes Beispiel,
Merginat® PV235: Polyol, Hydroxylzahl 270 mg KOH/g, Funktionalität 6 (Harburger Fettchemie),
Lupranol® 3530: Polyetherpolyol auf der Basis Glycerin/Pro pylenoxid, Hydroxylzahl 500 (BASF Aktiengesellschaft),
Tegostab® B 1903: Stabilisator (Firma Goldschmidt),
Lupragen® N 206: Amin-Katalysator (BASF Aktiengesellschaft),
Lupragen® N 600: Amin-Katalysator (BASF Aktiengesellschaft),
AF31-Wachs: feinstmikronisiertes Polyethylenwachs, 99,9% kleiner als 32 µm, 70% kleiner als 10 µm (BASF Aktiengesellschaft),
A-Wachs: Polyethylenwachs, Teilchengröße < 1000 µm,
Lupranat® M 50: Polymer-MDI, NCO-Gehalt 31%.
Die A-Komponente des Beispiels 2 war nicht stabil, so daß kein
Schaum hergestellt werden konnte. Die Reaktionsparameter der Bei
spiele 1, 3 und 4 sind in der Tabelle 2 dargestellt.
Zur Beurteilung der Verarbeitbarkeit der Hartschaumstoffe wurden
diese mit einem Heizdraht-Schneidegerät (Firma Dingeldein) ge
schnitten. Die erfindungsgemäß mit den mikronisierten Wachsen
hergestellten Hartschaumstoffe zeigten beim Schneiden mit dem
Heizdraht keine Staubentwicklung. Die Schnittfläche war angenehm
glatt. Im Gegensatz dazu staubte der Hartschaumstoff des Bei
spiels 1, der ohne mikronisiertes Wachs hergestellt wurde, beim
Schneiden mit dem Heizdraht und wies zudem nach dem Schneiden
eine unangenehm rauhe, optisch unbefriedigende Oberfläche auf.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionspro
dukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Iso
cyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart
von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zu
satzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Umsetzung in Gegenwart von (i) Teilchen mit einer Größe
von < 200 µm, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis
300°C aufweisen, durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als (i) Polyolefine und/oder Wachse einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (i)
eine Größe von ≦ 100 µm aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
(i) in Mischung mit gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gewichtsverhältnis der gegenüber Isocyanaten reaktiven
Verbindungen zu (i) 5 : 1 bis 20 : 1 beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß man das Verfahren in Gegenwart von Treibmitteln
durchführt und die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte Poly
urethanhartschaumstoffe darstellen.
7. Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erhältlich durch ein Ver
fahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Polyurethanhartschaumstoffe erhältlich durch ein Verfahren
gemäß Anspruch 6.
9. Verwendung von thermoplastischen Teilchen mit einer Größe von
< 200 µm und einem Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis
300°C zur Herstellung von geschäumten Polyisocyanat-Polyadditions
produkten, die bei einer Verarbeitung unter örtlicher Wärme
einwirkung, beispielsweise einem Zersägen mit Erzeugung von
Reibungswärme oder insbesondere einem Heizdrahtschneiden,
eine stark verminderte Staubbildung aufweisen.
Priority Applications (8)
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---|---|---|---|
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ES99108598T ES2253846T3 (es) | 1998-05-09 | 1999-05-07 | Procedimiento para la obtencion de productos de poliadicion de poliisocianato. |
EP99108598A EP0957130B1 (de) | 1998-05-09 | 1999-05-07 | Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten |
DE59912944T DE59912944D1 (de) | 1998-05-09 | 1999-05-07 | Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten |
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CN99107678A CN1241583A (zh) | 1998-05-09 | 1999-05-07 | 多异氰酸酯加聚产物的制备方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101070432B (zh) * | 2007-06-07 | 2010-05-26 | 肖承七 | 多元醇聚氨酯发泡剂 |
US7914880B2 (en) * | 2000-08-21 | 2011-03-29 | Basf Aktiengesellschaft | Composite elements containing polyisocyanate polyaddition products |
-
1998
- 1998-05-09 DE DE19820917A patent/DE19820917A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7914880B2 (en) * | 2000-08-21 | 2011-03-29 | Basf Aktiengesellschaft | Composite elements containing polyisocyanate polyaddition products |
CN101070432B (zh) * | 2007-06-07 | 2010-05-26 | 肖承七 | 多元醇聚氨酯发泡剂 |
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