DE19931398A1 - Mischpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes Polyurethanpräpolymeres - Google Patents
Mischpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes PolyurethanpräpolymeresInfo
- Publication number
- DE19931398A1 DE19931398A1 DE1999131398 DE19931398A DE19931398A1 DE 19931398 A1 DE19931398 A1 DE 19931398A1 DE 1999131398 DE1999131398 DE 1999131398 DE 19931398 A DE19931398 A DE 19931398A DE 19931398 A1 DE19931398 A1 DE 19931398A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- component
- mixture
- reaction
- polyol
- groups
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
- C08G18/4018—Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
- C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2101/00—Manufacture of cellular products
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Mischpolyol, ein Verfahren zu seiner Herstellung, seine Verwendung in einer Polyolkomponente zur Herstellung von NCO-terminierten Einkomponentenmischungen zur Herstellung von Aerosolschäumen, und die so erhältlichen Aerosolschäume.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mischpolyol, ein Verfahren zu seiner Herstellung, seine
Verwendung in einer Polyolkomponente zur Herstellung von NCO-terminierten
Einkomponentenmischungen zur Herstellung von Aerosolschäumen, und die so
erhältlichen Aerosolschäume.
Einkomponentenpolyurethanschäume aus Aerosolbehältern sind im Bereich des
Bauwesens häufig angewandte Montagemittel zum Einbau von Fenstern und Tü
ren in Bauwerken, sowie als Füllmaterial für bautechnisch bedingte Hohlräume,
oder Mauerdurchbrüche für Rohrinstallationen (Hohlraumversiegelung). Die Ae
rosolbehälter enthalten in der Regel ein NCO-terminiertes Polyurethanpräpolyme
res, sowie Treibmittel und Zusätze. Durch das Austragen des Inhalts der Aerosol
behälter mittels Treibmittel, seinem anschließenden Aufschäumen durch die so
genannte "Froth-Wirkung" (Aufschäumen) und die anschließende Aushärtung des
erzeugten Schaums mit Luftfeuchtigkeit oder an den zu verschäumenden Bautei
len befindlicher Feuchtigkeit, wird das gewünschte Ergebnis (beispielsweise Fi
xierung eines Bauteils oder Versiegelung eines Hohlraums) erzielt.
Die ersten Entwicklungen auf dem Gebiet der Einkomponentenpolyurethan
schäume führten zu einfachen Polyurethanpräpolymeren aus Polyolen und Isocy
anaten unter Mitverwendung von Katalysatoren und Stabilisatoren. Die verwen
deten Präpolymeren zeigten jedoch in der Regel eine hohe Kristallisationsnei
gung, was ihre Lagerstabilität beeinträchtigte und zudem die Schaumeigenschaf
ten in bezug auf Elastizität negativ beeinflußte. Problematisch war bei solchen
Präpolymeren oft auch deren hohe Viskosität, die sich nachteilig auf das Expansi
onsverhalten des Schaumes und die Austragsmenge des Präpolymeren aus einer
Aerosoldose auswirken konnte.
Die genannten Polyurethanpräpolymeren mußten daher oft mit hohen Anteilen
von Flüssiggastreibmitteln, in der Regel Fluorchlorkohlenwasserstoffe, versehen
werden, um mit der gewünschten Viskosität bzw. der gewünschten Menge aus der
Aerosoldose ausgetragen werden zu können. Die Treibmittel übten zudem eine
viskositätseinstellende Wirkung auf das aus einer Aerosoldose ausgetragene Prä
polymere aus, wodurch sich beispielsweise die Schäumeigenschaften des Präpo
lymeren in bestimmten Grenzen steuern ließen.
Die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen ist mittlerweile in vielen
Ländern der Erde aufgrund der ozongefährdenden Eigenschaften dieser Treibmit
tel in ihrer Verwendung stark eingeschränkt oder völlig verboten. Es bestand
demnach ein Bedarf an Einkomponentenpolyurethansystemen, die ohne die Ver
wendung von Treibgasen aus Fluorchlorkohlenwasserstoffen zu Schäumen füh
ren, deren Eigenschaften mit denen der unter Verwendung von Fluorchlorkohlen
wasserstoff-Treibgasen erzeugten Schäume zumindest vergleichbar, vorzugsweise
jedoch verbessert sind.
So beschreibt die DE-A 40 25 843 eine lagerstabile Einkomponentenmischung zur
Herstellung von Polyurethanschaum, die, bei einer dynamischen Viskosität des
Präpolymeren von 200 bis 4.000 mPa.s, Kohlendioxid als Treibmittel enthält. Die
niedrige Anwendungsviskosität wird durch die Mitverwendung von Weichma
chern erzielt. Da diese Weichmacher nicht in das Polymere und damit nicht in den
entstehenden Schaum eingebaut werden, haben solche Weichmacher ein zum Teil
ausgeprägtes Wanderungsverhalten. Wenn solche Weichmacher innerhalb des
Schaumes wandern, so ist damit häufig eine Volumenverringerung des Schaumes
beim Aushärten (Schrumpf) verbunden. Ein solches Verhalten ist bei Polyuret
hanschäumen jedoch unerwünscht.
Ein weiteres Qualitätskriterium für Polyurethanschäume ist deren Standfestigkeit.
Als Standfestigkeit wird die Eigenschaft eines expandierenden Schaumes defi
niert, nach Einbringung des Schaumes in ein 5 cm breiten Spalt in senkrecht auf
steigender Schäumrichtung im Spalt zu verbleiben und nicht aus dem Spalt "her
auszufallen". Insbesondere bei der Verschäumung von Türrahmen kommt der
Standfestigkeit eine hohe Bedeutung zu. In diesem Bereich werden oft Standfe
stigkeiten von mehr als 180 cm, vorzugsweise jedoch mindestens etwa 200 cm
Höhe verlangt.
Die DE-A 196 54 150 beschreibt Aerosolschäume, die aus NCO-terminierten
Präpolymeren erhältlich sind. Die Präpolymeren werden unter Einsatz von Po
lyolen hergestellt, die sowohl Ether- als auch Esterstrukturen aufweisen. Die be
schriebenen Schäume lassen jedoch in ihrem Austragsverhalten zu wünschen üb
rig.
Die in der DE-A 196 54 150 beschriebenen Ether- und Esterstrukturen aufweisen
de Polyole weisen neben den oben genannten Nachteilen bezüglich der resultie
renden Polyurethanschäume jedoch noch weitere Nachteile auf. Durch die Ver
wendung aromatischer Dicarbonsäuren (aus dem Polyethylenterephthalat-
Rezyklat) in der dort vorgeschriebenen Weise kann es in der Polyolkomponente
zu Kristallisationserscheinungen kommen, die sich nachteilig auf die Eigenschaf
ten des Polyols und des entsprechenden, daraus hergestellten Polyurethanschaums
auswirken. Zudem ist zum Einbringen der Ethergruppen eine getrennte Reaktion
zum Aufbau der Polyetherketten erforderlich. Eine einfache, gegebenenfalls sogar
in einem einzigen Gefäß durchführbare Reaktionsfolge zur Herstellung von Po
lyetheresterpolyolen, die zu weitgehend von Kristallisationserscheinungen freien
Polyetheresterpolyolen führt, wird daher in der DE-A 196 54 150 nicht beschrie
ben.
Neben den oben genannten Eigenschaften werden an Polyurethanschäume, die
häufig in Innenräumen verarbeitet werden, zunehmend auch hohe Anforderungen
bezüglich ihres Verhaltens bei Bränden gestellt. Häufig wird bei der Verarbeitung
von Polyurethanschäumen in Innenräumen vom Anwender gewünscht, daß der
entsprechende Schaum die Brandschutznorm B2 nach DIN 4102 erfüllt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein einfaches Ver
fahren zur Herstellung von Mischpolyolen zur Verfügung zu stellen, das zu Po
lyetherester enthaltenden Mischpolyolen führt, die nur eine geringe Kristallisati
onsneigung zeigen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Ver
fahren zur Herstellung von Mischpolyolen zur Verfügung zu stellen, das gegebe
nenfalls in einem einzigen Reaktionsgefäß durchgeführt werden kann und bei dem
der Aufbau von Polyetherstrukturen keine separate Reaktionsumgebung benötigt.
Weiterhin war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Polyurethanpräpolyme
res zur Verfügung zu stellen, das bei einer Anwendung als Polyurethanschaum zu
besonders feinzelligen Schäumen mit ausgezeichneter Froth-Wirkung (Auf
schäumverhalten), hoher Standfestigkeit, geringem Schrumpf und hoher Aus
tragsmenge führt, das zudem noch die Brandschutznorm B2 nach DIN 4102 er
füllt.
Die oben genannten Aufgaben werden durch ein mindestens zweistufiges Verfah
ren zur Herstellung eines Mischpolyols gelöst, wobei zunächst ein Gemisch ent
haltend einen cyclischen Ester mit mindestens zwei Estergruppen, ein Polyethy
lenterephthalat-Rezyklat und mindestens einen Alkohol mit mindestens zwei OH-
Gruppen mit einer Dicarbonsäure oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Dicar
bonsäuren zu einem ersten Reaktionsprodukt umgesetzt wird und anschließend
mit einem Alkylenoxid mit 2 bis 10 C-Atomen alkoxyliert wird. Aus einem so
erhältlichen Mischpolyol lassen sich durch Umsetzung mit mindestens einem
mindestens difunktionellen Isocyanat Polyurethanpräpolymere erhalten, welche
die oben genannte Aufgabe erfüllen.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Misch
polyols durch eine mindestens zwei Reaktionsstufen umfassende Umsetzung, wo
bei in einer ersten Reaktionsstufe
- a) ein Gemisch G, enthaltend
- 1. einen cyclischen Ester mit mindestens zwei Estergruppen (Komponente P1)
- 2. ein Polyethylenterephthalat-Rezyklat (Komponente P2) und
- 3. einen Alkohol mit mindestens zwei OH-Gruppen und einem Molekulargewicht von weniger als 1.000
- b) einer Dicarbonsäurekomponente enthaltend eine Dicarbonsäure (Komponente S1) oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Dicar bonsäuren (Komponenten S1, S2, . . ., Sn)
zu einem ersten Reaktionsprodukt umgesetzt wird und das erste Reaktionsprodukt
anschließend in einer zweiten Reaktionsstufe mit einem Alkylenoxid mit 2 bis
etwa 10 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Alkylenoxide
zu einem zweiten Reaktionsprodukt umgesetzt wird.
Unter einem "Mischpolyol" wird im Rahmen des vorliegenden Textes ein Ge
misch aus zwei oder mehr Polyolen verstanden, die sich zumindest in ihrem Mo
lekulargewicht unterscheiden. Unter den Begriff "Mischpolyol" fallen demnach
auch solche Polyole, die einen im wesentlichen identischen Molekülaufbau auf
weisen, sich jedoch im Molekulargewicht unterscheiden, beispielsweise Polymer
gemische mit einer Polydispersität von mehr als 1. Außerdem beinhaltet der Be
griff "Mischpolyol" alle Gemische verschiedener Polyole unabhängig von ihrem
jeweiligen Molekulargewicht und unabhängig davon, ob sie das Ergebnis einer
Umsetzungsreaktion unter Bildung verschiedener Polyole oder das Ergebnis eines
Mischvorgangs sind, bei dem unterschiedliche Polyole physikalisch vermischt
wurden.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu Mischpolyolen, die mindestens ein
Polyetheresterpolyol enthalten.
Unter einem "Polyetheresterpolyol" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung
eine Verbindung verstanden, die Ethergruppen, Estergruppen und OH-Gruppen
aufweist. Unter einem "carbonsäuregruppenhaltigen Polyetheresterpolyol" wird
im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung verstanden, die Ether
gruppen, Estergruppen, OH-Gruppen und Carbonsäuregruppen aufweist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in einer ersten Reaktionsstufe ein Ge
misch enthaltend Komponente P1 und Komponente P2 mit einer Dicarbonsäure
als Komponente S1 oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Dicarbonsäuren um
gesetzt. Im letztgenannten Fall enthalten die im Gemisch vorliegenden Dicarbon
säuren die Komponenten S1, S2 usw. bis zu Sn, wobei "n" der Zahl der verschie
denen im Gemisch vorliegenden Dicarbonsäuren entspricht.
Als Komponente P1 wird ein cyclischer Ester mit mindestens zwei Estergruppen
eingesetzt. Geeignete cyclische Ester sind Produkte aus der Veresterung von Di
carbonsäuren mit zweiwertigen Alkoholen, wobei die Veresterung nicht zum
Aufbau einer Polymerkette führt, sondern durch intramolekularen Ringschluß
einen cyclischen Ester mit einer Säure- und einer Alkoholkomponente bildet. Als
Säurekomponente geeignete Dicarbonsäuren sind beispielsweise aliphatische Di
carbonsäuren mit etwa 4 bis 20 C-Atomen, die linear oder verzweigt, sowie ge
sättigt oder ungesättigt sein können. Geeignete Dicarbonsäuren sind beispielswei
se Propandicarbonsäure, Butandicarbonsäure (Bernsteinsäure), Pentandicarbon
säure (Glutarsäure), Hexandicarbonsäure (Adipinsäure), Heptandicarbonsäure,
Octandicarbonsäure, Nonandicarbonsäure oder Decandicarbonsäure oder ein Ge
misch aus zwei oder mehr davon. Ebenfalls geeignet sind die ungesättigten Dicar
bonsäuren Maleinsäure, Fumarsäure, Äpfelsäure, Pentendicarbonsäure, Hexendi
carbonsäure, Heptendicarbonsäure oder Octendicarbonsäure. Bei geeigneter Län
ge der Kohlenstoffkette kann die Dicarbonsäure auch zwei oder mehr Doppelbin
dungen aufweisen.
Ebenfalls als Säurekomponente geeignet sind aromatische Dicarbonsäuren, insbe
sondere Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure oder ein Gemisch aus
zwei oder mehr davon. Die aliphatischen Dicarbonsäuren können alleine oder im
Gemisch mit einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren im cyclischen
Ester vorliegen.
Als Alkoholkomponenten liegen im cyclischen Ester in der Regel Alkandiole mit
etwa 2 bis etwa 10 C-Atomen vor, die linear oder verzweigt, gesättigt oder unge
sättigt sein können. Geeignete Alkandiole sind beispielsweise Ethandiol, Propan
diol-1,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1,2-, -1,3 oder -1,4, Pentandiol-1,2, -1,3, -1,4
oder -1,5, die isomeren Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, De
candiole oder 2,2-Dimethylpropandiol-1,3.
Die cyclischen Ester der Komponente P1 können als Alkoholkomponente bei
spielsweise auch Diole aufweisen, die eine Ethergruppe aufweisen. Solche cy
clischen Ester erhält man beispielsweise aus cyclenbildender Umsetzung von Di
carbonsäuren mit Etheralkoholen, beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol
oder Butylenglykol oder deren gemischten Ethern.
Ebenfalls als Alkoholkomponente geeignet sind demnach Etheralkohole mit einer
bis etwa 3 Ethergruppen und zwei OH-Gruppen. Hierzu zählen beispielsweise die
durch Kondensation der obengenannten zweiwertigen Alkohole entstehenden
Etherdiole. Die Etherdiole können dabei reine Etherdiole sein, d. h., durch Kon
densation von nur einer Sorte von Alkoholen entstanden sein. Es können jedoch
auch Etherdiole eingesetzt werden, die durch Kondensation verschiedener Alko
hole erhältlich sind (gemischte Etherdiole). In einer bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung weisen die cyclischen Ester der Komponente P1 als Alkohol
komponente Ethylenglykol oder Propylenglykol auf.
Die als Komponente P1 einsetzbaren cyclischen Ester weisen etwa 2 bis etwa 10
Estergruppen auf, in einer bevorzugten Ausführungsform etwa 2 bis etwa 6 Ester
gruppen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als
Komponente P1 ein cyclischer Ester aus einer linearen oder verzweigten aliphati
schen Dicarbonsäure mit etwa 3 bis etwa 10 C-Atomen oder einem Gemisch aus
zwei oder mehr solcher aliphatischer Dicarbonsäuren und einem linearen oder
verzweigten aliphatischen Diol mit 2 bis etwa 10 C-Atomen oder einem Gemisch
aus zwei oder mehr solcher alipathischen Diole eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die als Komponente P1
eingesetzten cyclischen Ester als Säurekomponente Glutarsäure, oder Adipinsäure
und als Alkoholkomponente Ethandiol, Propandiol, Butandiol, Pentandiol, Ethy
lenglykol oder Propylenglykol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon ent
hält. Gute Ergebnisse lasen sich beispielsweise mit einem cyclischen Ester als
Komponente P1 erzielen, der als Säurekomponente Adipinsäure und als Alkohol
komponente Ethandiol enthält.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Gemisch G enthält neben der
oben beschriebenen Komponente P1 mindestens noch ein Polyethylenterephtha
lat-Rezyklat als Komponente P2. Unter einem "Polyethylenterephthalat-Rezyklat"
wird im Rahmen des vorliegenden Textes ein Polymeres verstanden, wie es bei
der Wiederaufarbeitung von Abfällen aus Polyethylenterephthalat erhältlich ist.
Als Abfälle eines Polyethylenterephthalat eignen sich beispielsweise Produktions
abfälle oder Produktionsrückstände, wie sie bei der Herstellung von Produkten
aus Polyethylenterephthalat oder zumindest solcher Produktteile, anfallen. Eben
falls als Abfälle aus Polyethylenterephthalat geeignet sind beispielsweise Pro
dukte aus Polyethylenterephthalat, deren Lebensdauer bereits überschritten ist und
die einer Wiederverwertung zugeführt werden sollen. Beispiele für solche Pro
dukte sind Getränkeflaschen und ähnliche, dem Transport von Flüssigkeiten die
nende Behälter aus Polyethylenterephthalat. Grundsätzlich sind im Rahmen der
vorliegenden Erfindung alle Polyethylenterephthalat-Rezyklate zum Einsatz als
Komponente P2 geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung werden jedoch Polyethylenterephthalat-Rezyklate eingesetzt, die
einen Staudinger-Index von 0,60 bis 0,85 aufweisen.
Das als Komponente P2 eingesetzte Polyethylenterephthalat-Rezyklat sollte vor
zugsweise in zerkleinerter Form im Gemisch G vorliegen. Geeignet sind z. B.
Polyethylenterephthalat-Rezyklate in Form von Chips, Streifen, Granulat oder
Pulver. Gegebenenfalls, je nach Quelle, können die Polyethylenterephthalat-
Rezyklate noch einen oder mehrere Zusatzstoffe, beispielsweise farbgebende
Komponenten, aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung werden jedoch solche Polyethylenterephthalat-Rezyklate als Kom
ponente P zwei eingesetzte, bei denen der Gehalt an Zusatzstoffen etwa 10 Gew.-%
nicht übersteigt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung wird Polyethylenterephthalat-Rezyklat eingesetzt, das aus der
Wiederverwertung von Getränkeflaschen oder aus PET-Abfällen oder Verschnitt
produkten der Faserindustrie (beispielsweise Textilfasern) stammt.
Die Polyethylenterephthalat-Rezyklate können gegebenenfalls vor ihrem Einsatz
als Komponente P2 einer Oligomerisierung unterzogen worden sein. Derartige
Oligomerisierungen können beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das Po
lyethylenterephthalat-Rezyklat zusammen mit einem zwei- oder mehrwertigen
Alkohol, gegebenenfalls in einem Lösemittel, oligomerisiert wurde. Geeignete
zwei oder mehrwertige Alkohole werden beispielsweise weiter unten genannt.
Auch solche Oligomerisierungsprodukte können im Rahmen der vorliegenden
Erfindung als Komponente P2 eingesetzt werden. Entscheidend ist, daß das derart
oligomerisierte Polyethylenterephthalat-Rezyklat die bereits oben erwähnten Spe
zifikationen aufwies.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Gemisch G enthält als Kompo
nente P3, zusätzlich zu den Komponenten P1 und P2, einen Alkohol mit minde
stens zwei OH-Gruppen und einem Molekulargewicht von weniger als 1.000.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Obergrenze des
Molekulargewichts bei etwa 500 oder darunter, beispielsweise bei etwa 300 oder
etwa 250.
Als Komponente P3 können beispielsweise Alkohole mit etwa 2 bis etwa 10 C-
Atomen eingesetzt werden, die linear oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt
sein können. Geeignete Alkohole sind beispielsweise Ethandiol, Propandiol-1,2,
Propandiol-1,3, Butandiol-1,2-, -1,3 oder -1,4, Pentandiol-1,2, -1,3, -1,4 oder -1,5,
die isomeren Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, Decandiole oder
2,2-Dimethylpropandiol-1,3.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Komponente P3 mindestens ein
Alkohol mit mindestens 2 OH-Gruppen und mindestens einer Ethergruppe einge
setzt. Gute Ergebnisse lassen sich beispielsweise erzielen, wenn als Komponente
P3 Ethylenglykol, Propylenglykol oder Butylenglykol oder ein Gemisch aus zwei
oder mehr davon eingesetzt wird.
Ebenfalls als Komponente P3 einsetzbar sind Alkohole mit einer Funktionalität
von 3 oder mehr, beispielsweise 4, 5 oder 6. Geeignete Alkohole sind beispiels
weise Trimethylolpropan, Triethylolpropan, Glyzerin, Pentaerythrit, Glucose und
weitere Mono- oder Polysaccharide. Die genannten Alkohole können in Kompo
nente P3 jeweils alleine oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon enthalten
sein.
Die Komponente P3 kann beispielsweise einen der genannten mehrwertigen Al
kohole alleine enthalten, oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon. Es ist im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso möglich, daß Komponente P3 ein
Gemisch aus einem zweiwertigen Alkohol oder einem Gemisch aus zwei oder
mehr zweiwertigen Alkoholen und einem höherwertigen Alkohol oder einem
Gemisch aus zwei oder mehr höherwertigen Alkoholen enthält.
Das Gemisch G kann als Komponente P4 zusätzlich, d. h., neben dem Polyethy
lenterephthalat-Rezyklat, einen weiteren Polyester mit einem Molekulargewicht
von weniger als 500 enthalten.
Der als Komponente P4 einsetzbare weitere Polyester weist vorzugsweise durch
schnittlich etwa zwei funktionelle Gruppen auf, d. h., er hat beispielsweise entwe
der zwei terminale Carboxylgruppen, zwei terminale OH-Gruppen oder eine ter
minale OH-Gruppe und eine terminale Carboxylgruppe. Als Komponente P4 ein
setzbare Polyester sind durch übliche Polykondensationsmethoden aus Dicarbon
säuren und zweiwertigen Alkoholen erhältlich. Als Dicarbonsäuren eignen sich
die bereits oben genannten Dicarbonsäuren, als zweiwertige Alkoholkomponente
eignen sich die bereits oben genannten zweiwertigen Alkohole. Der Polyester
kann dabei nur eine der genannten Dicarbonsäuren als Säurekomponente enthal
ten, kann jedoch ebenso gut ein Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Di
carbonsäuren als Säurekomponente im Polyester vorliegen. Ebenso kann der Po
lyester lediglich einen zweiwertigen Alkohol als Alkoholkomponente enthalten,
ebenso gut ist es jedoch möglich, daß ein Polyester als Komponente P4 eingesetzt
wird, der ein Gemisch aus zwei oder mehr der oben genannten zweiwertigen Al
kohole als Alkoholkomponente aufweist. Gegebenenfalls kann der Polyester einen
untergeordneten Anteil an höherwertigen Alkoholen aufweisen, wie sie bereits
oben genannt wurden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein als Komponente P4 einsetzbarer
Polyester als Säurekomponente Adipinsäure, Glutarsäure oder Bernsteinsäure
oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon auf, als Alkoholkomponente Ethan
diol, Propandiol, Butandiol, Ethylenglykol, Propylenglykol oder Butylenglykol
oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon auf. Gute Ergebnisse lassen sich bei
spielsweise dann erzielen, wenn als Komponente P4 ein Polyester eingesetzt wird,
der als Säurekomponente Adipinsäure und als Alkoholkomponente Ethandiol oder
Ethylenglykol oder deren Gemisch aufweist.
Das Molekulargewicht der als Komponente P4 einsetzbaren Polyester liegt vor
zugsweise bei höchstens etwa 500 g/mol, insbesondere bei weniger als etwa 400 g/mol,
beispielsweise bei weniger als 300 g/mol oder 250 g/mol.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Gemisch G etwa
20 bis etwa 80 Gew.-% der Komponente P1, etwa 10 bis etwa 60 Gew.-% der
Komponente P2, etwa 0 bis etwa 60 Gew.-% der Komponente P3 und etwa 0 bis
etwa 60 Gew.-% der Komponente P4. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält das Gemisch G etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% Komponente P1, etwa 40 bis
etwa 60 Gew.-% Komponente P3 und etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% der Kompo
nente P3.
Das Gemisch G wird in einer ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Ver
fahrens mit einer Dicarbonsäure als Komponente S1 oder einem Gemisch aus
zwei oder mehr Dicarbonsäuren als Komponenten S1, S2. . ., Sn zu einem ersten
Reaktionsprodukt umgesetzt, wobei "n" für die Zahl der insgesamt vorliegenden
unterschiedlichen Dicarbonsäuren steht.
Als Dicarbonsäuren eignen sich die bereits oben angegebenen Dicarbonsäuren, in
einer bevorzugten Ausführungsform werden als Dicarbonsäuren Adipinsäure,
Glutarsäure, Bernsteinsäure, Isophthalsäure Terephthalsäure oder Phthalsäure
oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt. Vorzugsweise wird das
Gemisch G mit einem Dicarbonsäuregemisch aus mindestens zwei Komponenten
S1 und S2 oder mindestens drei Komponenten S1, S2 und S3 umgesetzt. Gute
Ergebnisse lassen sich beispielsweise dann erzielen, wenn als Komponente S1
Glutarsäure, als Komponente S2 Bernsteinsäure und als Komponente S3 Adipin
säure eingesetzt wird. Geeignete Dicarbonsäuregemische enthalten etwa 10 bis 80 Gew.-%
der Komponente S1, 10 bis 80 Gew.-% der Komponente S2 und etwa 10
bis 80 Gew.-% der Komponente S3. In einer bevorzugten Ausführungsform ent
hält das Dicarbonsäuregemisch etwa 30 bis etwa 60 Gew.-% der Komponente S1,
etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% der Komponente S2 und etwa 20 bis etwa 60 Gew.-%
der Komponente S3. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das
Dicarbonsäuregemisch etwa 39 bis etwa 50 Gew.-% der Komponente S1, etwa 10
bis etwa 24 Gew.-% der Komponente S2 und etwa 29 bis etwa 45 Gew.-% der
Komponente S3.
Die Säurezahl des Dicarbonsäuregemischs beträgt etwa 800 bis 900 mg KOH/g,
insbesondere etwa 830 bis etwa 870 mg KOH/g.
Das Verhältnis der Komponenten (P1 + P3), P2, P3 und S1 bzw., sofern mehrere
Dicarbonsäuren vorliegen, S1 bis Sn, wird in einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden so gewählt, daß (P1 + P3) P2 : (S1, S2, . . ., Sn) etwa 2,7 ± 0,1
1 ± 0,9 : 2 ± 0,1 beträgt.
Das Gemisch G wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Di
carbonsäurekomponente zu einem ersten Reaktionsprodukt umgesetzt.
Die Umsetzung des Gemischs G mit dem Dicarbonsäuregemisch verläuft in der
ersten Reaktionsstufe vorzugsweise unter Inertgasatmosphäre, beispielsweise un
ter Stickstoff oder Argon, und bei Temperaturen von etwa 100 bis etwa 260°C,
vorzugsweise bei etwa 120 bis etwa 240°C. Gegebenenfalls kann die Umsetzung
in Gegenwart von Katalysatoren oder Lösemitteln ablaufen. Geeignete Katalysa
toren sind beispielsweise Titan oder Zinn enthaltende Veresterungskatalysatoren.
Geeignet sind beispielsweise n-Butyltitanat oder Zinn-II-isooctoat. Weitere geeig
nete Katalysatoren sind dem Fachmann aus der Fachliteratur für Polyesteraufbau
reaktionen (Polykondensationsreaktionen) bekannt. Die Reaktion kann unter
Normaldruck durchgeführt werden, gegebenenfalls wird unter vermindertem
Druck von mindestens etwa 2 mbar, beispielsweise bei bis zu etwa 10 mbar gear
beitet. Die Polykondensationsreaktion der ersten Reaktionsstufe wird in einer be
vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so geführt, daß das erste
Reaktionsprodukt eine Säurezahl von etwa 10 bis etwa 250 mg KOH/g, beispiels
weise etwa 20 bis etwa 200 mg KOH/g aufweist.
Die Umsetzung des Gemischs G mit der Dicarbonsäurekomponente wird so ge
führt, daß das erste Reaktionsprodukt noch Carboxylgruppen aufweist. In einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Hydroxylzahl des ersten Re
aktionsprodukts etwa 10 bis etwa 200 mg KOH/g, beispielsweise etwa 20 bis etwa
175 mg KOH/g. Die Säurezahl beträgt etwa 10 bis etwa 100 mg KOH/g, bei
spielsweise etwa 15 bis etwa 95 mg KOH/g.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis von
Carboxylgruppen zu OH-Gruppen im ersten Reaktionsprodukt etwa 10 zu 1 bis
etwa 1 zu 10.
Wenn das erste Reaktionsprodukt zur Herstellung eines carboxylgruppenhaltigen
zweiten Reaktionsproduktes (carboxylgruppenhaltiges Polyetheresterpolyol) ein
gesetzt werden soll, wird die Polykondensation in der ersten Reaktionsstufe vor
zugsweise bei einer Säurezahl von etwa 90 bis etwa 250 mg KOH/g, beispielswei
se bei etwa 100 bis etwa 200 mg KOH/g beendet.
Das erste Reaktionsprodukt wird anschließend in einer zweiten Reaktionsstufe mit
einem Alkylenoxid mit 2 bis etwa 10 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei
oder mehr solcher Alkylenoxide zu einem zweiten Reaktionsprodukt umgesetzt.
Die Umsetzung erfolgt nach üblichen Methoden, wie sie in der organischen Che
mie für Umsetzungen mit Alkylenoxiden üblicherweise gewählt werden. Als Al
kylenoxide eignen sich beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid
und deren höhere Homologe mit bis zu 10 C-Atomen. In einer bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung wird bei der Umsetzung zum zweiten Reaktionspro
dukt Ethylenoxid eingesetzt.
Die Umsetzung des ersten Reaktionsprodukts mit dem Alkylenoxid kann bei
spielsweise so geführt werden, daß das zweite Reaktionsprodukt im wesentlichen
keine Carboxylgruppen mehr enthält, d. h., die Umsetzung mit dem Alkylenoxid
wird erst nach einer im wesentlichen vollständigen Umsetzung aller im ersten
Reaktionsprodukt vorliegenden Carboxylgruppen mit dem Alkylenoxid oder den
Alkylenoxiden abgebrochen.
Unter einer "im wesentlichen vollständigen Umsetzung" wird dabei eine Umset
zung verstanden, bei der nach Anschluß der Umsetzung das Verhältnis von Car
boxylgruppen zu OH-Gruppen im zweiten Reaktionsprodukt etwa 1 : 10 oder we
niger, beispielsweise etwa 1 : 100 beträgt. Vorzugsweise wird eine "im wesentli
chen vollständige Umsetzung" im Rahmen der vorliegenden Erfindung bis zu ei
nem Verhältnis von Carboxylgruppen zu OH-Gruppen im zweiten Reaktionspro
dukt von mindestens etwa 1 : 1000 oder etwa 1 : 10.000 geführt.
Die Umsetzung des ersten Reaktionsprodukts mit dem Alkylenoxid kann in einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so geführt werden, daß das
zweite Reaktionsprodukt noch Carboxylgruppen enthält. Das Verhältnis von Car
boxylgruppen zu OH-Gruppen im zweiten Reaktionsprodukt beträgt dabei vor
zugsweise etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 100, beispielsweise etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 90, 1 : 80,
1 : 70, 1 : 60, 1 : 50 oder 1 : 40.
Solche carboxylgruppenhaltigen Polyetheresterpolyole zeigen beispielsweise in
einer Anwendung zur Herstellung von Montageschäumen ein ausgezeichnetes
Aushärtungsverhalten. Zudem entsteht bei der Umsetzung solcher Polyetherester
polyole mit Isocyanaten CO2, das beispielsweise als zusätzliches Treibgas wirkt,
wenn die Umsetzung in einer geschlossenen Aerosoldose vorgenommen wird.
Die zweite Reaktionsstufe, d. h., die Umsetzung mit dem Alkylenoxid mit 2 bis
etwa 10 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Alkylenoxide
zu einem zweiten Reaktionsprodukt, kann direkt im Anschluß an die erste Reakti
onsstufe erfolgen. Wird in der ersten Reaktionsstufe bereits ein geeignetes Reak
tionsgefäß eingesetzt, so kann die zweite Reaktionsstufe direkt im Anschluß an
die erste Reaktionsstufe vorgenommen werden, ohne daß das erste Reaktionspro
dukt in ein anderes Gefäß umgefüllt werden muß. Es ist jedoch ebenfalls möglich,
das erste Reaktionsprodukt nach der Fertigstellung der ersten Reaktionsstufe zu
lagern oder umzufüllen und zu lagern, und die zweite Reaktionsstufe erst zu ei
nem späteren Zeitpunkt durchzuführen.
Die Alkoxylierung des ersten Reaktionsproduktes in der zweiten Reaktionsstufe
zum zweiten Reaktionsprodukt wird vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 60
bis etwa 150°C, beispielsweise bei etwa 70 bis etwa 130°C in einem Druckre
aktor bei einem Druck von etwa 1 bis etwa 12 bar, beispielsweise etwa 4 bis etwa
10 bar oder etwa 6 bis etwa 10 bar durchgeführt.
Wenn als zweites Reaktionsprodukt ein carboxylgruppenhaltiges Polyetherester
polyol erhalten werden soll, so empfiehlt es sich, die Reaktionsbedingungen etwa
weniger drastisch zu wählen, beispielsweise die Alkoxylierung bei etwa 4 bis et
wa 6 bar durchzuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Alkoxylierung
unter variierenden Druckverhältnissen durchgeführt. So kann beispielsweise wäh
rend einer ersten Zeitspanne des gesamten Alkoxylierungsprozesses ein erster
Druck herrschen und während einer zweiten Zeitspanne ein zweiter Druck, wobei
in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der während der
ersten Zeitspanne herrschende Druck höher ist als der während der zweiten Zeit
spanne herrschende Druck. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso
möglich, die Dauer des Alkoxylierungsprozesses in mehr als zwei Zeitspannen
einzuteilen und entsprechend viele unterschiedliche Druckverhältnisse anzuwen
den. Dabei wird vorzugsweise der Druck in der folgenden Zeitspanne gegenüber
dem Druck während der vorhergehenden Zeitspanne verringert. In einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Druck während der ge
samten Dauer der Alkoxylierung im wesentlichen kontinuierlich von einem An
fangswert auf einen Endwert verringert. Geeignete Anfangs- und Endwerte sind
beispielsweise die oben genannten Druckwerte. In einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung wird der Druck während der Alkoxylierung in zwei oder
mehr Stufen, d. h., während zwei oder mehr Zeitspannen oder im wesentlichen
kontinuierlich von etwa 7 bar auf etwa 1 bar verringert.
Die Dauer der Alkoxylierungsreaktion beträgt etwa 1 bis etwa 10 Stunden, bei
spielsweise etwa 2 bis etwa 8 Stunden. Wenn die Alkoxylierungsreaktion beendet
ist, d. h., das gesamte in den Reaktor eingebrachte Alkylenoxid verbraucht ist, so
kann im Anschluß eine Nachreaktion erfolgen und hierzu wird das gesamte Reak
tionsgemisch noch für eine Zeitdauer von etwa 2 bis etwa 6 Stunden bei einer
Temperatur von etwa 110 bis etwa 120°C gehalten wird. Wenn das zweite Reak
tionsprodukt Carboxylgruppen aufweisen soll, so wird die Dauer der Nachreakti
on vorzugsweise auf eine Obergrenze von etwa 3 bis etwa 3,5 Stunden be
schränkt.
Die Alkoxylierungsreaktion kann in Gegenwart der üblichen Alkoxylierungska
talysatoren durchgeführt werden, beispielsweise in Gegenwart von Alkalihydroxi
den, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder Alkali-Alkoholaten, wie Natrium
methylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisopropylat. Ebenfalls geeig
net sind kationische Katalysatoren wie Antimonpentachlorid, Bortrifluoridetherat
oder Bleicherde. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Alkoxylierungsreaktion jedoch ohne Einsatz von Katalysatoren durchgeführt. In
der Regel läuft die Alkoxylierungsreaktion autokatalytisch ab, was auf die im er
sten Reaktionsprodukt vorliegenden Carboxylgruppen zurückzuführen ist.
Insbesondere in den Fällen, in denen als Komponenten P1, P2 und P3 sowie ge
gebenenfalls P4 zweiwertige oder wenigstens durchschnittlich zweiwertige Ver
bindungen eingesetzt werden kann es vorteilhaft sein, die durchschnittliche Funk
tionalität des Gemischs G zu erhöhen. In einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird eine Erhöhung der Funktionalität dadurch erreicht, daß im Ge
misch G vor der Alkoxylierungsreaktion als Komponente PS ein Alkohol oder ein
Gemisch aus zwei oder mehr Alkoholen mit einer Funktionalität von mehr als
zwei eingesetzt wird. Geeignete Alkohole weisen beispielsweise eine Funktiona
lität von etwa 3 bis etwa 10, insbesondere bis etwa 6 auf. Geeignete Alkohole sind
insbesondere Glyzerin, Trimethylolpropan, Triethylolpropan, Pentaerythrit oder
Zuckeralkohole, beispielsweise Sorbit, oder ein Gemisch aus zwei oder mehr da
von.
Die Komponente PS wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in
einer solchen Menge zugesetzt, daß das Gemisch G eine durchschnittliche Funk
tionalität von etwa 2,05 bis etwa 3, insbesondere etwa 2,1 bis etwa 2,7 aufweist.
Nach erfolgter Alkoxylierung liegt damit ein Reaktionsprodukt (Mischpolyol)
vor, das ein Polyetheresterpolyol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyethe
resterpolyolen oder ein Polyetheresterpolyol und ein Polyetherpolyol oder ein
Gemisch aus zwei oder mehr Polyetheresterpolyolen und ein Polyetherpolyol oder
ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyetheresterpolyolen und ein Gemisch aus
zwei oder mehr Polyetherpolyolen aufweist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Mischpolyol, das
gemäß einer Ausführungsform der vorstehenden Beschreibung hergestellt wurde.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das oben
beschriebene, erfindungsgemäße Mischpolyol zu Polyurethanpräpolymeren um
gesetzt. Hierzu wird das Mischpolyol alleine oder zusammen mit weiteren Kom
ponenten in einer Polyolkomponente (im weiteren Verlauf des Textes als Kompo
nente A bezeichnet), mit mindestens einem difunktionellen Isocyanat zur Reakti
on gebracht.
Gegenstand der Erfindung ist demnach auch ein Polyurethanpräpolymeres, er
hältlich durch Umsetzung einer Polyolkomponente (Komponente A) enthaltend
ein Mischpolyol, erhältlich durch eine mindestens zwei Reaktionsstufen umfas
sende Umsetzung, wobei in einer ersten Reaktionsstufe
- a) ein Gemisch G, enthaltend
- 1. einen cyclischen Ester mit mindestens zwei Estergruppen (Komponente P1)
- 2. ein Polyethylenterephthalat-Rezyklat (Komponente P2) und
- 3. einen Alkohol mit mindestens zwei OH-Gruppen und einem Molekulargewicht von weniger als 1.000
- b) einer Dicarbonsäurekomponente enthaltend eine Dicarbonsäure
(Komponente S1) oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Dicar
bonsäuren (Komponenten S1, S2, . . ., Sn)
zu einem ersten Reaktionsprodukt umgesetzt wird und das erste Reakti onsprodukt anschließend in einer zweiten Reaktionsstufe mit einem Alky lenoxid mit 2 bis etwa 10 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Alkylenoxide zu einem zweiten Reaktionsprodukt umgesetzt wird,
mit - c) mindestens einem difunktionellen Isocyanat (Komponente B).
Die Komponente A enthält demnach mindestens ein erfindungsgemäßes Misch
polyol. Gegebenenfalls kann die Komponente A jedoch zusätzlich noch ein oder
mehrere weitere Polyole enthalten.
Zu den weiteren Polyolen zählen beispielsweise die bereits oben genannten Alko
hole mit einer Funktionalität von mindestens zwei, beispielsweise die zum Einsatz
als Komponente P3 geeigneten Alkohole. Ebenfalls als weitere Polyole einsetzbar
sind Polyether, wie sie aus der Umsetzung der oben genannten Alkohole mit einer
Funktionalität von mindestens 2 mit Alkylenoxiden mit 2 bis 4 C-Atomen erhält
lich sind. Weiterhin können Polyester als weitere Polyole eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als weitere Polyole
Polyether eingesetzt, wie sie durch Umsetzung eines mindestens trifunktionellen
Alkohols oder eines Gemischs aus mindestens einem trifunktionellen Alkohol und
mindestens einem weiteren trifunktionellen oder höherfunktionellen Alkohol mit
mindestens einem Alkylenoxid mit 2 oder 3 C-Atomen erhältlich sind. Die im
Rahmen der vorliegenden Erfindung als weitere Polyole einsetzbaren Polyole
weisen eine Hydroxylzahl von mindestens etwa 20 bis zu etwa 600 auf. Beispiele
für geeignete weitere Polyole sind das Umsetzungsprodukt von Glyzerin mit ei
nem Gemisch aus Ethylenoxid und Propylenoxid, das etwa eine Hydroxylzahl von
35 mg KOHig aufweist oder das Umsetzungsprodukt eines Gemischs aus Saccha
rose und Pentaerythrit mit Propylenoxid, das eine Hydroxylzahl von etwa 410 mg KOH/g
aufweist.
Für die Synthese der Präpolymeren wird eine Polyolkomponente, enthaltend min
destens ein erfindungsgemäßes Mischpolyol, mit mindestens einem difunktionel
len Isocyanat (Polyisocyanat) umgesetzt. Hierbei wird die molare Menge der
Isocyanatgruppen (NCO-Gruppen) der Polyisocyanate in einem Überschuß zu den
Hydroxylgruppen (OH-Gruppen) im Mischpolyol eingesetzt, so daß das Präpoly
mere endständige Isocyanatgruppen aufweist. Im allgemeinen weisen die Präpo
lymeren einen Gehalt an freien NCO-Gruppen von etwa 6 bis etwa 18 Gew.-%,
bevorzugt etwa 8 bis etwa 16 Gew.-%, auf.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstel
lung der erfindungsgemäßen Polyurethanpräpolymeren, bei dem eine Polyolkom
ponente (Komponente A), mindestens enthaltend ein erfindungsgemäßes Misch
polyol und mindestens ein mindestens difunktionelles Isocyanat (Komponente B)
miteinander umgesetzt werden.
Als mindestens difunktionelle Isocyanate kommen beispielsweise aliphatische,
cycloaliphatische und insbesondere aromatische Diisocyanate in Betracht. Im ein
zelnen seien beispielhaft genannt: aliphatische Diisocyanate mit 4 bis etwa 10 C-
Atomen, beispielsweise Ethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Butylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat-1,6 (HDI), 2-
Methylpentamethylendiisocyanat-1,5,2-Ethyl-butylendiisocyanat-1,4 oder Mi
schungen aus zwei oder mehr der genannten Diisocyanate, cycloaliphatische Dii
socyanate, wie 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Iso
phorondiisocyanat, IPDI), 1,4-Cyclohexandiisocyanat, 1-Methyl-2,4- und -2,6-
cyclohexandiisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-,2,4'-
und 2,2'-Dicyclohexylmethandiisocyanat (MDI-H12) sowie die entsprechenden
Isomerengemische. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
aromatische Diisocyanate als Komponente B eingesetzt, beispielsweise 1,5-
Naphtylen-diisocyanat (1,5-NDI), 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat (TDI) sowie
deren Gemische, 2,4'-,2,2'-, und vorzugsweise 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat
(MDI) sowie Mischungen aus mindestens zwei dieser Isomeren, Polyphenylpo
lymethylenpolyisocyanate (Polymer-MDI, PMDI) mit zwei oder mehr aromati
schen Systemen, Mischungen aus 2,4'-, 2,2'- und 4,4'-Diphenylmethan
diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanaten (Roh-MDI), Mi
schungen aus Roh-MDI und Toluylendiisocyanaten, Polyphenylpolyisocyanate,
urethanmodifizierte, flüssige 4,4'- oder 2,4-Diphenylmethan-diisocyanate oder
deren Gemische, und 4,4'-Diisocyanato-diphenylethan-(1,2). In einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird eine Mischung enthaltend 2,4'-, 2,2'- und
4,4'-Diphenylmethan-diisocyanate und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate
mit einem Gehalt von mindestens 60 Gew.-% an Diphenylmethandiisocyanaten
als Komponente B eingesetzt. Beispielsweise kann ein Rohprodukt aus der MDI-
Synthese diese Spezifikation aufweisen.
Als Katalysatoren, welche insbesondere die Reaktion zwischen NCO-Gruppen der
Diisocyanate und den Hydroxylgruppen der Komponente A beschleunigen, kön
nen alle nach dem Stand der Technik bekannten und üblichen stark basischen
Amide wie beispielsweise 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, Tris-
(dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, z. B. Tris-(N,N-dimethylaminopropyl)-
s-hexahydrotriazin und bevorzugt die üblichen tertiären Amine, z. B. Triethyla
min. Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Ethyl-, N-Methyl-, N-Cyclohexyl
morpholin, Dimethylcyclohexylamin, Dimorpholinodiethylether, 2-(Dimethyla
minoethoxy)-ethanol, 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan, 1-Azabicyclo[3,3,0]octan,
N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylbutandiamin, N,N,-
N',N'-Tetramethylhexandiamin-1,6, Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethyl
diaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, N,N'-Dimethylpipera
zin, 1,2-Dimethylimidazol, Di-(4-N,N-dimethylaminocyclohexyl)-methan und
dergleichen, sowie organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenver
bindungen wie z. B. Eisen-(III)-acetylacetonat, Zinnverbindungen, z. B. Zinn-(II)-
Salze von organischen Carbonsäuren, beispielsweise Zinn-(II)-diacetat, das Zinn-
(II)-Salz der 2-Ethylhexansäure (Zinn-(II)-octoat), Zinn-(II)-dilaurat oder die
Dialkylzinn-(N)-Salze von organischen Carbonsäuren, wie z. B. Dibutylzinn-
(IV)-diacetat, Dibutylzinn-(IV)-dilaurat, Dibutylzinn-(IV)-maleat oder Dioctyl
zinn-(IV)-diacetat oder dergleichen, sowie Dibutylzinn-(IV)-dimercaptid oder
Gemische aus zwei oder mehr der genannten Katalysatoren sowie synergistisch
wirkende Kombinationen aus stark basischen Aminen und organischen Metallver
bindungen eingesetzt werden. Die Katalysatoren können in üblichen Mengen,
beispielsweise etwa 0,002 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die Polyalkohole,
verwendet werden.
Die Präpolymeren finden bevorzugt Verwendung in Einkomponentenmischungen
zur Herstellung von Polyurethanschäumen, die zusätzlich zu den Präpolymeren
beispielsweise Treibmittel und gegebenenfalls Katalysatoren, Hilfs- und/oder Zu
satzstoffe enthalten können.
Als Treibmittel können allgemein bekannte Treibmittel, wie z. B. Stoffe, die einen
Siedepunkt unter Normaldruck im Bereich von -40 bis 120°C besitzen, Gase
oder flüssige Treibmittel einzeln oder im Gemisch aus zwei oder mehr davon ein
gesetzt werden, beispielsweise Kohlendioxid, Alkane oder Cycloalkane wie Iso
butan, Propan, n- oder iso-Butan, Pentan oder Cyclopentan, Ether wie Diethyle
ther, Methylisobutylether oder Dimethylether, Stickstoff, Sauerstoff, Helium, Ar
gon, Lachgas, halogenierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Dichlorfluor
methan, Monofluortrichlormethan, Trifluortrichlorethan oder teilhalogenierte
Kohlenwasserstoffe wie Trifluormethan, 1,1-Dichlor-1-fluorethan, Monochlorte
trafluorethan, Monochlordifluorethan, Difluorethan, Dichloridfluorethan, Pen
tafluorethan, Tatrafluorethan, Dichlormonofluorethan oder Gemische, die minde
stens zwei der beispielhaft genannten Treibmittel enthalten.
Das Treibmittel oder das Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Treibmittel
wird üblicherweise in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Präpolymeren, zugegeben.
Als Hilfs- und Zusatzstoffe können beispielsweise allgemein bekannte oberflä
chenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, z. B. Siloxan-oxyalkylen-copoly
mere, Zellregler, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Keimbildungsmittel, Oxidations
verzögerer, Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Pigmentstabilisatoren, Inhibito
ren, Stabilisatoren gegen Hydrolyse, Licht, Hitze oder Verfärbung, Farbstoffe,
anorganische oder organische Füllstoffe oder deren Gemische, Verstärkungsmittel
oder Weichmacher verwendet werden.
Nähere Angaben über die oben genannten Hilfsmittel- und Zusatzstoffe sind der
Fachliteratur, beispielsweise der Monographie von J. H. Saunders und K. C.
Frisch "High Polymers", Band XVI, Polyurethane, Teil 1 und 2, Verlag Intersci
ence Publishers 1962 bzw. 1964, dem "Kunststoff-Handbuch", Band 7, Polyuret
hane, 3. Auflage, 1993, herausgegeben von G. Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Mün
chen oder der DE-OS 29 01 774 zu entnehmen, deren Inhalt Bestandteil der Of
fenbarung des vorliegenden Textes ist.
Die Herstellung von Einkomponentenmischungen sowie deren Schäumen aus
Druckbehältern, z. B. Aerosoldosen, die je nach Anwendungsform mit unter
schiedlichen Ventilen versehen sind und die NCO-terminierten Präpolymere so
wie Treibmittel, Katalysatoren und gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten, ist
bekannt. So kann z. B. ein Gemisch, aus Komponente A und gegebenenfalls Ka
talysatoren sowie gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffen, mit der Komponente
B, gegebenenfalls im Gemisch mit Hilfs- und Zusatzstoffen, einzeln oder als Ge
misch über eine geeignete Dosieranlage in einem gewünschten Verhältnis mit
einem Überschuß an NCO-Gruppen über die OH-Gruppen in Druckbehälter, bei
spielsweise in Aerosoldosen, gefüllt werden. Die so mit dem Reaktionsgemisch
gefüllten Behälter Durchlaufen eine Verschlußeinrichtung, wobei die Behälter mit
Ventilen zum Austragen der Einkomponentenmischung versehen und anschlie
ßend mit Treibmitteln aufgefüllt werden. In einer Taumel- oder Schüttelanlage
werden die Bestandteile, d. h., das sich aus Komponente A und Komponente B
bildende Präpolymere, das Treibmittel sowie gegebenenfalls die Katalysatoren
und Hilfs- und Zusatzstoffe intensiv miteinander vermischt. Alternativ können die
Komponente A und die Komponente B gegebenenfalls mit Katalysatoren und
Hilfs- und Zusatzstoffen, z. B. in einem geschlossenen Reaktor mit Rühr- und
Temperiereinrichtungen unter intensivem Vermischen zur Reaktion gebracht wer
den, und anschließend das entstandene Präpolymere in einen Druckbehälter, bei
spielsweise eine Aerosoldose gefüllt und entsprechend der obigen Ausführung zu
der fertigen Einkomponentenmischung verarbeitet werden.
Verwendung findet die erfindungsgemäße Einkomponentenmischung vor allem
zur Herstellung von Füll- und Montageschaum im Bauwesen und Handwerk. Z. B.
kann der mit der Einkomponentenmischung hergestellte Schaum als Füllmate
rial für bautechnisch bedingte Hohlräume der Mauerdurchbrüche, z. B. bei Rohr
installationen oder als Material zur Wärmedämmung eingesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch die Verwendung eines er
findungsgemäßen Mischpolyols oder eines nach einem erfindungsgemäßen Ver
fahren hergestellten Mischpolyols zur Herstellung von Oberflächenbeschich
tungsmitteln, Klebstoffen, Schaumstoffen, Formkörpern, Montageschäumen oder
Dichtstoffen, beispielsweise Fugendichtstoffen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung
zur Herstellung eines Montageschaums, enthaltend ein erfindungsgemäßes
Mischpolyol und mindestens ein Treibgas.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In einem Rührreaktor, ausgestattet mit Mantelheizung, Stickstoffanschluß und
Temperaturmeßeinrichtung werden 1806 g eines Destillats (Cyclendestillat), be
stehend aus 33 Gew.-% cyclischem Diethylenglykoladipat, 45 Gew.-% Diethy
lenglykol und 22 Gew.-% niederen Oligomere aus Diethylenglykol und Adipin
säure mit 130 g eines Dicarbonsäuregemischs, zusammengesetzt aus 47 Gew.-%
Glutarsäure, 17 Gew.-% Bernsteinsäure und 36 Gew.-% Adipinsäure sowie 338 g
eines PET-Recyclats, versetzt und auf eine Temperatur von 230°C aufgeheizt.
Bei dieser Reaktionstemperatur werden aus dem Gemisch 295 ml Destillat unter
Normaldruck entfernt.
Das entstandene Estervorkondensat weist folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl | 15 mg KOH/g |
Säurezahl | 57 mg KOH/g |
Viskosität bei 25°C | 19 330 mPa.s |
In einem 2-Liter-Autoklaven mit Rührwerk, Stickstoffanschluß, Temperatur- und
Druckmeßeinrichtung, sowie Heizung und Kühlung werden 1290 g des oben ge
nannten Estervorkondensats vorgelegt und auf 110°C erhitzt. Es werden 250 g
Ethylenoxyd zudosiert, wobei die Reaktionstemperatur bei 108 bis 118°C gehal
ten wird und der Druck bei 1,3 bis 5,8 bar liegt. Nach Beendigung der Alkoxylie
rung folgt eine Nachreaktion von 8 h bei 115°C. Anschließend wird das Rohpro
dukt vakuumdestilliert.
Das so erhaltene Mischpolyol 1 besitzt folgende Kennwerte:
Hydroxylzahl | 73,1 mg KOH/g |
Säurezahl | 0,16 mg KOH/g |
Wassergehalt | 0,027% |
Viskosität bei 25°C | 8290 mPa.s |
In einem 2-Liter-Autoklaven mit Rührwerk, Stickstoffanschluß, Temperatur- und
Druckmeßeinrichtung, sowie Heizung und Kühlung werden 13,50 g Dicarbonsäu
regemisch der Zusammensetzung 47 Gew.-% Glutarsäure, 17 Gew.-% Bernstein
säure und 36 Gew.-% Adipinsäure vorgelegt und auf 80°C erwärmt. Anschlie
ßend werden 18,1 g Cyclendestillat, bestehend aus 32 Gew.-% cyclischem Die
thylenglykoladipat, 44 Gew.-% Diethylenglykol und 26 Gew.-% niedere Oligo
mere aus Diethylenglykol und Adipinsäure sowie 6,8 g eines PET-Recyclats zu
gegeben. Unter Stickstoffbeschleierung erfolgt bei 120°C die Kondensationsre
aktion. Nach 3 h ist die Kondensatbildung beendet und eine Säurezahl von 54,3 mg KOH/g
erreicht. Dem Kondensat werden bei 110°C 250 g Ethylenoxyd zudo
siert und die Temperatur bei 110 bis 115°C gehalten bei einem Druck von 1,2 bis
7 bar. Nach 8 h Nachreaktion bei dieser Temperatur wird das Rohprodukt vaku
umdestilliert.
Das erhaltene Mischpolyol 2 besitzt folgende Kennwerte:
Hydroxylzahl | 68,3 mg KOH/g |
Säurezahl | 0,21 mg KOH/g |
Wassergehalt | 0,034% |
Viskosität bei 25°C | 13 030 mPa.s |
In einem 2-Liter-Autoklaven mit Rührwerk, Stickstoffanschluß, Temperatur- und
Druckmeßeinrichtung, sowie Heizung und Kühlung werden 580 g Dicarbonsäure
gemisch der Zusammensetzung 47 Gew.-% Glutarsäure, 17 Gew.-% Bernstein
säure und 36 Gew.-% Adipinsäure vorgelegt und auf 80°C erwärmt. Anschlie
ßend werden 775 g Cyclendestillat, bestehend aus 33 Gew.-% cyclischem Die
thylenglykoladipat, 51 Gew.-% Diethylenglykol und 16 Gew.-% niedere Oligo
mere aus Diethylenglykol und Adipinsäure sowie 145 g eines PET-Recyclats zu
gegeben. Unter Stickstoffbeschleierung erfolgt bei 120°C die Kondensationsre
aktion. Nach 3 h ist die Kondensatbildung beendet und eine Säurezahl von 60,5 mg KOH/g
erreicht. Diesem sauren Vorkondensat werden 60 g Glyzerin unter
Vermischung zugegeben. Dem mit Glyzerin versetzten Kondensat werden bei 110°C
330 g Ethylenoxyd zudosiert und die Temperatur bei 110 bis 115°C gehalten
bei einem Druck von 1, 2 bis 7 bar. Nach 6 h Nachreaktion bei dieser Temperatur
wird das Rohprodukt vakuumdestilliert.
Das so erhaltene Mischpolyol 3 besitzt folgende Kennwerte:
Hydroxylzahl | 112 mg KOH/g |
Säurezahl | 0,15 mg KOH/g |
Wassergehalt | 0,021 % |
Viskosität bei 25°C | 2850 mPa.s |
In einem Mischbehälter werden nacheinander 507 g des Mischpolyols 1 nach
Ausführungsbeispiel 1, 30 g eines Polyethers auf Basis Saccharo
se/Pentaerythrit/Propylenoxid mit einer OH-Zahl von 410 mg KOH/g, 40 g eines
Polyethylenglykols mit einem Molekulargewicht 600 g/mol, 330 g Trichlorpro
pylphosphat, 25 g eines Siloxan-oxyalkylen-copolymeren als Schaumstabilisator,
8 g Dimorpholinodiethylether und 60 g 4-Methyl-4-hydroxy-pentan-2-on (Diace
tonalkohol) eingewogen und durch nachfolgende gründliche Durchmischung zu
einer Polyolkomponente homogenisiert.
285 g der oben beschriebenen Polyolkomponente 1 werden in eine 1-Liter-
Aerosoldose eingefüllt. Nach Zugabe von 387 g eines Rohprodukts des 4,4-
Diphenylmethandiisocyanats wird die Aerosoldose mit einem Pistolenventil ver
schlossen. Sofort nach dem Verschließen werden durch das Ventil mittels einer
Gasdosiervorrichtung nacheinander 48 g Dimethylether, 97 g Tetrafluorethan und
21 g eines aus 80% Butan und 20% Propan bestehenden Gasgemisches in die
Aerosoldose gefüllt. Nach Dosierung jedes Einzelgases bzw., des Gasgemischs
wird der Inhalt der Aerosoldose durch intensives Schütteln homogenisiert. Nach
24 Stunden Wärmelagerung bei 50°C ist die Präpolymerreaktion soweit abge
schlossen, daß die Aerosoldose zur Herstellung des erfindungsgemäß verbesserten
Schaumes geeignet ist.
In einem Mischbehälter werden nacheinander 492 g des Mischpolyols 2 nach
Ausführungsbeispiel 1, 25 g eines Polyethers auf Basis Saccharo
se/Pentaerythrit/Propylenoxid mit einer OH-Zahl von 410 mg KOH/g, 40 g eines
Polyethylenglykols mit einem Molekulargewicht 600 g/mol, 330 g Trichlorpro
pylphosphat, 25 g eines Siloxan-oxyalkylen-copolymeren als Schaumstabilisator,
8 g Dimorpholinodiethylether und 80 g 4-Methyl-4-hydroxy-pentan-2-on (Diace
tonalkohol) eingewogen und durch nachfolgende gründliche Durchmischung zu
einer Polyolkomponente 2 homogenisiert.
280 g der oben beschriebenen Polyolkomponente 2 werden in eine 1-Liter-
Aerosoldose eingefüllt. Nach Zugabe von 392 g eines Rohprodukts des 4,4-
Diphenylmethandiisocyanats wird die Aerosoldose mit einem Pistolenventil ver
schlossen. Sofort nach dem Verschließen werden durch das Ventil mittels einer
Gasdosiervorrichtung nacheinander 48 g Dimethylether, 97 g Tetrefluorethan und
21 g eines aus 80% Butan und 20% Propan bestehenden Gasgemisches in die
Aerosoldose gefüllt. Nach Dosierung jedes Einzelgases bzw. des Gasgemisches
wird der Inhalt der Aerosoldose durch intensives Schütteln homogenisiert. Nach
24 Stunden Wärmelagerung bei 50°C ist die Präpolymerreaktion soweit abge
schlossen, daß die Aerosoldose zur Herstellung des erfindungsgemäß verbesserten
Schaumes geeignet ist.
In einem Mischbehälter werden nacheinander 560 g des Mischpolyols 3 nach
Ausführungsbeispiel 1, 40 g eines Polyethylenglykols mit einem Molekularge
wicht 600 g/mol, 330 g Trichlorpropylphosphat, 25 g eines Siloxan-oxyalkylen
copolymeren als Schaumstabilisator, 8 g Dimorpholinodiethylether und 37 g 4-
Methyl-4-hydroxy-pentan-2-on (Diacetonalkohol) eingewogen und durch nach
folgende gründliche Durchmischung zu einer Polyolkomponente 3 homogenisiert.
278 g der oben beschriebenen Polyolkomponente 3 werden in eine 1-Liter-
Aerosoldose eingefüllt. Nach Zugabe von 383 g eines Rohprodukts des 4,4-
Diphenylmethandiisocyanats wird die Aerosoldose mit einem Pistolenventil ver
schlossen. Sofort nach dem Verschließen werden durch das Ventil mittels einer
Gasdosiervorrichtung nacheinander 50 g Dimethylether, 105 g Tetrafluorethan
und 20 g eines aus 80% Butan und 20% Propan bestehenden Gasgemisches in
die Aerosoldose gefüllt. Nach Dosierung jedes Einzelgases bzw. des Gasgemi
sches wird der Inhalt der Aerosoldose durch intensives Schütteln homogenisiert.
Nach 24 Stunden Wärmelagerung bei 50°C ist die Präpolymerreaktion soweit
abgeschlossen, daß die Aerosoldose zur Herstellung des erfindungsgemäß verbes
serten Schaumes geeignet ist.
Die nach Ausführungsbeispiel 2 gefertigte Aerosoldose 1 mit dem darin enthalte
nen NCO-Präpolymere wird verschäumt. Zu diesem Zweck wird der Inhalt der
Aerosoldose über eine Schäumpistole ausgetragen und dabei werden die optischen
und verarbeitungstechnischen sowie brandtechnischen Eigenschaften beurteilt.
Dies geschieht in folgender Weise:
Austrag des Schaumes in kleineren Mengen auf eine angefeuchtete Pa
piervlies-Unterlage und Feststellung der Volumenzunahme unmittelbar
nach dem Austrag.
Austrag des Schaumes in Strängen auf eine angefeuchtete Papiervlies-
Unterlage. Befeuchten der Schaumschicht und Austrag einer zweiten
Schaumschicht. Nach der Aushärtung wird das gesamte oberflächliche Er
scheinungsbild beurteilt.
Austrag des Schaumes spaltfüllend zwischen definierten Spanplatten im 20-
mm-Abstand. Nach der Aushärtung und später nach Klimalagerung wird
der Plattenabstand sowie die prozentuale Änderung des Plattenabstandes
als Maß für das Schrumpfverhalten gemessen.
Austrag des Schaumes auf eine angefeuchtete Papiervlies-Unterlage. Der
ausgehärtete Schaum wird mit dem Messer durchtrennt und das Schnittbild
der durchtrennten Schaumzellen beurteilt.
Austrag des Schaumes in eine senkrechte 5 cm breite und ca. 20 cm tiefe
sowie 2 m hohe Spaltkonstruktion. Hierbei wird der Schaum von unten
beginnend im senkrechten Spalt aufgebaut. Es wird die Höhe angegeben,
bis zu der frischer Schaum im Spalt verbleibt.
Austrag des gesamten Inhaltes der Aerosoldose in einen würfelförmigen
Behälter, dessen Inhalt über dem zu erwartenden Schaumvolumen liegt.
Der Schaum wird in Schaumsträngen lagenweise eingebracht und zwi
schen den einzelnen Schaumlagen wird der frische Schaum durch Auf
sprühen von Wasser benetzt. Vom ausgehärteten Schaumwürfel wird das
Volumen bestimmt.
Austrag des Schaumes zwischen zwei 30 mm voneinander entfernten
Gipskartonplatten der Abmessungen 90 × 190 mm. Nach Aushärtung des
Schaumes wird der überstehende Schaum abgeschnitten. Nach 14tägiger
Lagerung dieses Prüfkörpers bei Raumtemperatur wird die Brandprüfung
durchgeführt. Zu diesem Zwecke werden die Kanten des Schaumes mit ei
ner 2 cm-Flamme 15 sec beflammt. Zur Erreichung der B2-Brandklasse
sind folgende Bedingungen einzuhalten bzw. zu erfüllen. Die auftretenden
Flammen dürfen eine in 15-cm-Abstand von der Beflammungskante ange
brachte Markierung nicht erreichen (je geringer die Flammhöhe, je besser
die flammwidrige Wirkung des Schaumes). Darüber hinaus darf nach der
Entfernung der Flamme nach 15 sec kein Nachbrennen auftreten.
Es wird wie oben beschrieben verfahren. Die Ergebnisse sind in nachfol
gender Tabelle dargestellt.
Die nach Ausführungsbeispiel 2 gefertigte Aerosoldose 2 mit dem darin
enthaltenen NCO-Präpolymer wird verschäumt. Zu diesem Zweck wird
der Inhalt der Aerosoldose über eine Schäumpistole ausgetragen und dabei
werden die optischen und verarbeitungstechnischen sowie brandtechni
schen Eigenschaften beurteilt.
Dies geschieht in zum Test der Aerosoldose 1 analoger Weise.
Die Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle dargestellt:
Die nach Ausführungsbeispiel 2 gefertigte Aerosoldose 3 mit dem darin
enthaltenen NCO-Präpolymeren wird verschäumt. Zu diesem Zweck wird
der Inhalt der Aerosoldose über eine Schäumpistole ausgetragen und dabei
werden die optischen und verarbeitungstechnischen sowie brandtechni
schen Eigenschaften beurteilt.
Dies geschieht in analoger Weise zum Test der Aerosoldose 1.
Die Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle dargestellt:
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung eines Mischpolyols durch eine mindestens zwei
Reaktionsstufen umfassende Umsetzung, wobei in einer ersten
Reaktionsstufe
- a) ein Gemisch G, enthaltend
- 1. einen cyclischen Ester mit mindestens zwei Estergruppen (Komponente P1)
- 2. ein Polyethylenterephthalat-Rezyklat (Komponente P2) und
- 3. einen Alkohol mit mindestens zwei OH-Gruppen und einem Molekulargewicht von weniger als 1.000
- b) einer Dicarbonsäurekomponente enthaltend eine Dicarbonsäure (Komponente S1) oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Dicarbonsäuren (Komponenten S1, S2, . . ., Sn)
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente
P1 ein Ester aus einer linearen oder verzweigten aliphatischen
Dicarbonsäure mit 3 bis 10 C-Atomen oder einem Gemisch aus zwei oder
mehr solcher aliphatischer Dicarbonsäuren und einem linearen oder
verzweigten aliphatischen Diol mit 2 bis 10 C-Atomen oder einem Gemisch
aus zwei oder mehr solcher aliphatischer Diole eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Polyethylenterephthalat-Rezyklat ein Polyethylenterephthalat-Rezyklat mit
einem Staudinger-Index von 0,60 bis 0,85 eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das im Gemisch G als Komponente P3 ein Alkohol mit mindestens einer
Ethergruppe eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
im Gemisch G ein Polyester mit einem Molekulargewicht von weniger als
500 als Komponente P4 eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß
im Gemisch G ein Polyetherpolyol als Komponente PS eingesetzt wird
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
als Alkylenoxid Ethylenoxid eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Reaktionsprodukt Carboxylgruppen enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Reaktionsprodukt Carboxylgruppen enthält.
10. Mischpolyol, herstellbar gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
11. Polyurethanpräpolymeres, erhältlich durch Umsetzung
- a) einer Polyolkomponente (Komponente A) mindestens enthaltend ein Mischpolyol gemäß Anspruch 10 oder ein Mischpolyol, hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9
- a) mindestens einem mindestens difunktionellen Isocyanat (Komponente B).
12. Polyurethanpräpolymeres nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis von mit NCO-Gruppen reaktionsfähigen funktionellen
Gruppen in Komponente A zu NCO-Gruppen in Komponente B 1, 1 bis 10
beträgt.
13. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanpräpolymeren gemäß Anspruch
11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyolkomponente
(Komponente A) mindestens enthaltend ein Mischpolyol gemäß Anspruch
10 oder ein Mischpolyol, hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9
und mindestens ein mindestens difunktionelles Isocyanat (Komponente B)
miteinander umgesetzt werden.
14. Verwendung eines Mischpolyols, hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1
bis 9 oder eines Mischpolyols gemäß Anspruch 10, zur Herstellung von
Oberflächenbeschichtungsmitteln, Klebstoffen, Schaumstoffen,
Formkörpern, Montageschäumen, und Dichtstoffen.
15. Zusammensetzung zur Herstellung eines Montageschaums, enthaltend ein
Polyurethanpräpolymeres gemäß Anspruch 11 oder 12 und mindestens ein
Treibgas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999131398 DE19931398A1 (de) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Mischpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes Polyurethanpräpolymeres |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999131398 DE19931398A1 (de) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Mischpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes Polyurethanpräpolymeres |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19931398A1 true DE19931398A1 (de) | 2001-01-11 |
Family
ID=7913968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999131398 Withdrawn DE19931398A1 (de) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Mischpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes Polyurethanpräpolymeres |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19931398A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10053510A1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-05-16 | Stahl Kuechen & Hygiene Gmbh | Anordnung eines Einrichtungselements in einem Baukörper |
WO2014114758A1 (de) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Feuchtigkeitshärtende polurethan-zusammensetzung enthaltend nachhaltig erzeugte rohstoffe |
-
1999
- 1999-07-07 DE DE1999131398 patent/DE19931398A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10053510A1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-05-16 | Stahl Kuechen & Hygiene Gmbh | Anordnung eines Einrichtungselements in einem Baukörper |
DE10053510C2 (de) * | 2000-10-27 | 2002-12-19 | Stahl Kuechen & Hygiene Gmbh | Anordnung eines Einrichtungselements in einem Baukörper |
WO2014114758A1 (de) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Feuchtigkeitshärtende polurethan-zusammensetzung enthaltend nachhaltig erzeugte rohstoffe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2812370B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines polyurethan-polyisocyanurat-hartschaumstoffs | |
EP0716110B1 (de) | Unter Druck stehende, Treibmittel enthaltende Isocyanat-Semiprepolymermischungen auf Basis von Mischungen aus Polyhydroxylverbindungen und Monoalkoholen und/oder Hydroxyketonen, ihre Verwendung zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen und ein Verfahren hierfür | |
EP0624611B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen | |
EP0676433B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von harten bis zähharten Polyurethanschaumstoffen mit erhöhtem Anteil an offenen Zellen und vermindertem Schrumpf | |
EP0716109A1 (de) | Unter Druck stehende, Treibmittel enthaltende Isocyanat-Semiprepolymermischungen auf Basis von Lignin-polyether-polyolen, ihre Verwendung zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen und ein Verfahren hierfür | |
EP0056122A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von flexiblen Polyurethan-Weichschaumstoffen mit verbesserter Hydrolysebeständigkeit und guter Stanzbarkeit | |
EP0757068B1 (de) | Flammgeschützte Hartschaumstoffe auf Isocyanatbasis | |
EP0746580B1 (de) | Schaumkunststoff aus einweg-druckbehältern | |
EP0837092B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoffen mit verminderter Wärmeleitfähigkeit | |
EP1674492B1 (de) | Isocyanatprepolymer für 1-Komponenten-Polyurethanschaumsysteme | |
EP0628584B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan Harschaumstoffen | |
DE3131203A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polyurethanen und polyurethanisocyanuraten | |
EP2734565B1 (de) | Pur-pir-hartschaumstoff mit verbesserter haftung in verbundelementen | |
EP0811645A2 (de) | Phasenstabile Polyolkomponente | |
DE19931398A1 (de) | Mischpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes Polyurethanpräpolymeres | |
EP0826707A1 (de) | Lagerstabile, flammschutzmittelhaltige Polyolkomponente | |
DE19546371A1 (de) | Verfahren zur Herstellung Oligo- und/oder Polysaccharid-haltiger Polyurethane und daraus hergestellte Formteile | |
DE19858104A1 (de) | Polyetheresterpolyol, Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestelltes Polyurethanpräpolymeres | |
DE4341973A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von kompakten oder zelligen Polyurethanen, hierfür verwendbare Urethangruppen enthaltende Polyisocyanatzusammensetzungen und deren Verwendung | |
DE19731680A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Prepolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen | |
DE4321204C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen | |
EP0909792A1 (de) | Lagerstabile Polyurethansynthesezusammensetzung | |
DE19546367A1 (de) | Saccharid-haltige Isocyanat-Prepolymer-Mischungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Polyurethanen sowie Verfahren zur Herstellung der Polyurethane | |
EP0850964A1 (de) | Oxazolidin- und Urethangruppen enthaltende, unter Druck stehende isocyanatterminierte Prepolymere für Einkomponenten-Schäume | |
DE19654150A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Einkomponentenmischungen, diese Einkomponentenmischungen und deren Verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |