DE19905575A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen mit verbesserter Formstandzeit - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen mit verbesserter Formstandzeit

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen aufweisenden Hartschaumstoffen, welche sich durch hervorragende Formstandzeit auszeichnen. DOLLAR A Dies wird erreicht durch die Umsetzung von DOLLAR A 1. Polyisocyanaten mit DOLLAR A 2. 5-35% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primären und/oder sekundären Aminogruppen aufweisenden Di- oder Polyaminen mit Alkylenoxiden DOLLAR A 3. höhermolekularen Polyethern und/oder Polyestern mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen und gegebenenfalls DOLLAR A 4. niedermolekularen Kettenverlängerern und/oder Vernetzern in Gegenwart von DOLLAR A 5. Treibmitteln und Wasser sowie DOLLAR A 6. an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Urethangrup­ pen aufweisenden Hartschaumstoffen, welche sich durch hervorragende Formstand­ zeit auszeichnen. Bessere Formstandzeit bedeutet eine erhöhte Produktivität und führt somit zu niedrigeren Produktionskosten.
Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen geschlossenzelligen Urethan-, Harn­ stoff und Biuretgruppen enthaltenden Hartschaumstoffen sind allgemein bekannt. Zur Herstellung derartiger Hartschaumstoffe werden üblicherweise aromatische Polyisocyanate mit Polyolen, vorzugsweise Polyethern und Polyesterpolyolen, in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren und Hilfs- und Zusatzstoffen zur Reak­ tion gebracht.
Die Produktion von Verbundelementen aufgebaut aus einem PU-Hartschaumstoff und mindestens einer Deckschicht aus einem starren oder elastischen Material, wie z. B. Papier, Kunststoff, Metallblechen, Glasvliesen, Spanplatten u. ä. ist an sich bekannt. Bekannt ist ferner die Ausschäumung von Hohlräumen in Haushaltsgeräten, insbesondere Kühlmöbel, wie z. B. Kühlschränke oder Kühltruhen, oder auch Heizwasserspeicher mit PU-Hartschaum als Wärmedämmstoff.
In der DE 195 02 578 wird ein Verfahren beschrieben, 40-80 Gew.-% eines o-TDA PO Polyethers einzusetzen, um einen PU Hartschaumstoff herzustellen. Nachteilig an derartig hergestellten Schaumstoffen ist die schlechte Haftung zwischen Deckschicht und PU-Hartschaum. In der DE 196 34 700 wird ein Verfahren beschrieben, wie man durch Einsatz von 20-80% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 500 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisenden Di- oder Polyaminen mit Alkylenoxiden mit Rizinusöl problemlos verschäumbare Polyolformulierungen erhält.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartformschaumstoffen mit kürzerer Formstandzeit zur Verfügung zu stellen. Die Formstandzeit ist ein wesentliches Kriterium für einen Hartschaum, der für die Ausschäumung von Kühlgeräten eingesetzt wird.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei Einsatz von 5-25% eines Addi­ tionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekun­ däre Aminogruppen aufweisenden Di- oder Polyaminen mit Alkylenoxiden mit den im Hartschaum üblichen Polyethern bzw. Polyestern eine deutliche Reduktion der Quellung (Höhenänderung eines Formteils) bewirkt und damit verbunden eine deut­ liche Verbesserung der Formstandzeit erreicht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Poly­ urethan-Hartschaumstoffen durch Umsetzung von
  • 1. Polyisocyanaten mit
  • 2. 5-35% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisende Di- oder Polyami­ nen mit Alkylenoxiden
  • 3. höhermolekularen Polyethern und/oder Polyestern mit mindestens zwei reak­ tiven Wasserstoffatomen und gegebenenfalls
  • 4. niedermolekularen Kettenverlängeren und/oder Vernetzern in Gegenwart von
  • 5. Treibmitteln und Wasser sowie
  • 6. an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen.
Bevorzugt wird das Additionsprodukt in einer Konzentration von 5-25 Gew.-% eingesetzt.
Beispiele Beispiel 1 Herstellung des PU-Hartschaumstoffes
A-Komponente bestehend aus
57,0 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 470, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an ein Zucker/Propylenglykol-Gemisch
19,0 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 605, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Toluylendiamin
9,5 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 620, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Ethylendiamin
9,5 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 112, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Propylenglykol
1,4 Gew.-Teilen Wasser
1,4 Gew.-Teilen eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (Tegostab ®B 8409)
1,7 Gew.-Teilen N,N-Dimethylcyclohexylamin
0,5 Gew.-Teilen Pentamethyldiethylentriamin und
20,5 Gew.-Teilen einer Mischung aus 30 Gew.-% iso-Pentan mit 70 Gew.-Teilen cyclo-Pentan.
B-Komponente
Mischung aus etwa 45% Diphenylmethandiisocyanaten und etwa 55% Polyphenyl­ polymethylen-polyisocyanaten (Roh MDI, NCO-Gehalt etwa 31 Gew.-%).
123 Gew.-Teile der A-Komponente werden mit 142 Gew.-Teilen der B-Komponente bei 1000 UpM bei 20°C intensiv in einem Becher des Durchmessers 9 cm miteinander vermischt.
Die reaktive Mischung wird in eine Form mit den Abmessungen 22 × 22 × 6 cm eingebracht, so daß die Rohdichte des entstehenden Schaumstoffes etwa 35 g/l beträgt. Der Schaumstoff wird nach drei Minuten entformt. Die Ände­ rung der Höhe (6 cm) wird nach 24 Stunden mit einem elektronischen Taster bestimmt. Sie beträgt 0,2 mm.
Vergleichsbeispiel Herstellung des PU-Hartschaumstoffes
A-Komponente bestehend aus
57,0 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 470, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an ein Zucker/Propylenglykol-Gemisch
19,0 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 400, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Toluylendiamin
9,5 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 620, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Ethylendiamin
9,5 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 112, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Propylenglykol
2,1 Gew.-Teilen Wasser
1,4 Gew.-Teilen eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (Tegostab ®B 8409)
1,7 Gew.-Teilen N,N-Dimethylcyclohexylamin
0,5 Gew.-Teilen Pentamethyldiethylentriamin und
13,8 Gew.-Teilen einer Mischung aus 30 Gew.-% iso-Pentan mit 70 Gew.-Teilen cyclo-Pentan.
B-Komponente
Mischung aus etwa 45% Diphenylmethandiisocyanaten und etwa 55% Polyphenyl-. polymethylen-polyisocyanaten (Roh MDI, NCO-Gehalt etwa 31 Gew.-%).
120 Gew.-Teile der A-Komponente werden mit 145 Gew.-Teilen der B-Komponente bei 1000 UpM bei 20°C intensiv in einem Becher des Durchmessers 9 cm miteinander vermischt.
Die reaktive Mischung wird in eine Form mit den Abmessungen 22 × 22 × 6 cm eingebracht, so daß die Rohdichte des entstehenden Schaumstoffes etwa 35 g/l beträgt. Der Schaumstoff wird nach drei Minuten entformt. Die Ände­ rung der Höhe (6 cm) wird nach 24 Stunden mit einem elektronischen Taster bestimmt. Sie beträgt 1,0 mm.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen durch Umset­ zung von
  • 1. Polyisocyanaten mit
  • 2. 5-35% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisende Di- oder Polyaminen mit Alkylenoxiden
  • 3. höhermolekularen Polyethern und/oder Polyestern mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen und gegebenenfalls
  • 4. niedermolekularen Kettenverlängeren und/oder Vernetzern in Gegen­ wart von
  • 5. Treibmitteln und Wasser sowie
  • 6. an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, als Komponente 2) 5-25% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisende Di- oder Polyami­ nen mit Propylenoxid eingesetzt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, als Komponente 2) 5- 25% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisende aromatische Di- oder Polyaminen mit Propylenoxid eingesetzt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3), dadurch gekennzeichnet, als Komponente 2) 5-25% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus TDA mit Propylenoxid eingesetzt wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3), dadurch gekennzeichnet, als Komponente 2) 10-20% eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus TDA mit Propylenoxid eingesetzt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Additionsprodukt aus o-TDA mit Propylenoxid eingesetzt wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat polymere MDI-Typen eingesetzt werden.
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