DE19956448A1 - Zweikomponenten-Polyurethan-Montageschaum - Google Patents

Zweikomponenten-Polyurethan-Montageschaum

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DE19956448A1
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Christian Weber
Rainer Jakob
Joachim Schaetzle
Andreas Kiefer
Martin Vogel
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Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
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Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/14—Macromolecular materials
    • 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
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    • C08G18/6607—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
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    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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Abstract

Polyurethan-Montageschaum, der ein Flammschutzmittel aus Aluminiumhydroxid und phosphorhaltige Verbindungen enthält und eine Flammwidrigkeit B2 nach DIN 41021 aufweist.

Description

Polyurethanschäume als Montageschäume sind seit langem bekannt und finden Einsatz in der Bauindustrie.
In der Offenlegungsschrift DE 36 10 345 A1 ist ein Polyurethan-Montageschaum be­ schrieben, der durch Aufschäumen einer Mischung hergestellt ist und aus einem Präpolymer des Polyurethans und einem Treibmittel des Schaumes und gegebenenfalls Härtungsbeschleunigern des Polyurethans besteht. Die Anwendung derartiger Poly­ urethan-Mischungen ist in einer Druckdose vorgesehen. Die Praxis hat gezeigt, dass derartige Anwendungen eine gewisse Gefahr für den Anwender darstellen, da die Druckdosen bei einer fehlerhaften Anwendung explodieren können und zu Verletzungen des Anwenders führen. Der bekannte Schaum kann nur eingeschränkt verwendet werden, da der Schaum brennbar ist.
Die Flammhemmung von Montageschäumen gewinnt ständig an Bedeutung. Bei Ver­ brennung von Polyurethan-Schäumen, die ein halogenhaltiges Flammschutzmittel ent­ halten, entstehen gesundheitsschädliche Produkte wie z. B. Chlorwasserstoff oder Bromwasserstoff.
Die Aufgabe der Erfindung ist, einen flammwidrigen Polyurethan-Montageschaum bereitzustellen, der druckfrei hergestellt wird und den Einsatz in einer Zweikom­ ponenten-Kartusche, die mit einem Statikmischer versehen ist, ermöglicht und bei der Verbrennung des Schaumes die Bildung von gesundheitsschädlichen Produkten ver­ mieden wird.
Es hat sich unerwartet gezeigt, dass Aluminiumhydroxid in Gegenwart von phosphor­ haltigen Verbindungen eine synergische Wirkung entfaltet, die dazu führt, dass der ent­ stehende Schaum trotz eines niedrigen Phosphorgehalts in der Reaktionsmischung gute Flammhemmung aufweist.
Als phosphorhaltige Verbindungen werden aromatische und/oder aliphatische Ester der Phosphorsäure und/oder Polyphosphorsäure eingesetzt.
Als Polyesterpolyol werden mehrfunktionelle Polyesterpolyole, die auf Basis von Poly­ ethylenglykol und Phthalsäure bestehen und eine Hydroxylzahl von 150-450 mg KOH/g Harz und eine Viskosität von 200-8000 mPas (bei 25°C) aufweisen, eingesetzt. Als Polyetherpolyol werden mehrfunktionelle Polyether auf Basis von Ethylenglykol, Glyzerin, Pentaerythrit und Propylen- und/oder Ethylenoxid mit einer OH-Zahl von 30-­ 800 mg KOH/g Harz eingesetzt.
Als Aminkatalysatoren werden tertiäre Amine wie z. B. Triethylendiamin, Bis-(2- dimenthylenaminoethyl)-ether, 2,2-Di-morpholinyl-diethylether eingesetzt. Es können auch metallorganische Verbindungen wie z. B. Zinnoctoat eingesetzt werden.
Als Schaumstabilisatoren werden Polyether-polysiloxan-Copolymere, die eine Viskosität von 500-1000 mPas (bei 25°C) aufweisen, eingesetzt.
Als Thixotropiermittel werden hydrophobe wie auch hydrophile pyrogene Kieselsäuren sowie flüssige Thixotropiermittel auf Basis von Harnstoffurethanen eingesetzt. Als Emulgatoren werden ethoxylierte Verbindungen wie z. B. ethoxylierte Alkylphenole eingesetzt.
Als Isocyanate werden aliphatische oder aromatische mehrfunktionelle lsocyanate wie z. B. Diphenylmethandiisocyanat mit Isomeren und Homologen eingesetzt. Der Gehalt an NCO-Gruppen liegt im Bereich von 25-33%.
Der entstehende Schaum ist flammwidrig nach DIN 4102-1 Baustoffklasse B2.
Beispiel 1 A-Komponente
Polyesterpolyol, OH-Zahl 330 mg KOH/g Harz 38,24 g
Polyetherpolyol, OH-Zahl 200 mg KOH/g Harz 15,00 g
Polyetherpolyol, OH-Zahl 800 mg KOH/g Harz 5,00 g
Aluminiumhydroxid 30,00 g
2,2-Di-morpholinyl-diethylether 3,50 g
Schaumstabilisator 2,50 g
Aerosil 202 2,50 g
Aerosil 200 0,50 g
Wasser 2,30 g
DABCO 0,46 g
100,00 g
B-Komponente
Diphenylmethandiisocyanat 31% NCO-Gruppen 63,10 g
Schaumstabilisator 1,00 g
Aerosil 202 2,70 g
Aluminiumhydroxid 10,00 g
Triphenylphosphat 23,20 g
100,00 g
Volumenverhältnis A-Komponente zu B-Komponente 1 : 1.
Schaumdichte 54 kg/m3
Flammwidrigkeit nach DIN 4102-1 Baustoffklasse B2 wird erreicht.

Claims (12)

1. Polyurethan-Montageschaum, der aus einer A- und B-Komponente besteht, wobei die A-Komponente aus Polyesterpolyol und/oder Polyetherpolyol und einem Amin­ katalysator sowie einem Schaumstabilisator, Thixotropiermittel, Emulgator, Wasser und Flammschutzmittel und die B-Komponente aus Diisocyanat, Thixotropiermittel, Schaumstabilisator und Flammschutzmittel besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel aus Aluminiumhydroxid und phosphorhaltigen Verbindungen besteht.
2. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterpolyol eine Hydroxylzahl von 150-450 mg KOH/g Harz aufweist.
3. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyetherpolyol eine OH-Zahl von 30-800 mg KOH/g Harz aufweist.
4. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Aminkatalysator tertiäre Amine wie Triethylendiamin, Bis-(2-dimethylenaminoethyl)- ether, 2,2-Di-morpholinyldiethylether eingesetzt ist.
5. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaumstabilisatoren Polyether-Polysiloxan-Copolymere mit einer Viskosität von 500-1000 mPas (bei 25°C) eingesetzt ist.
6. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Thixotropiermittel hydrophobe und/oder hydrophile pyrogene Kieselsäure und/oder flüssige Thixotropiermittel auf Basis von Harnstoffurethanen eingesetzt ist.
7. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Emulgator Polyoxyethylen-30-Cetyistearylalkohol eingesetzt ist.
8. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Isocyanate aliphatische oder aromatische mehrfunktionelle Isocyanate mit Isomeren und Homologen eingesetzt ist.
9. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdichte des ausgehärteten Schaumes 30-80 kg/m3 beträgt.
10. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis NCO-Gruppe zu OH-Gruppen 0,8-1, 3 beträgt.
11. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmischung aus
Polyesterpolyol 10-15 Gewichtsteile Polyetherpolyol 6-10 Gewichtsteile Aluminiumhydroxid 20-30 Gewichtsteile Phosphorester 6-15 Gewichtsteile Wasser 1-2,5 Gewichtsteile Aminkatalysator 0,4-1,2 Gewichtsteile Schaumstabilisator 0,4-1,5 Gewichtsteile Thixotropiermittel 1-2 Gewichtsteile Emulgator 0,4-1,2 Gewichtsteile Polyfunktionelles Isocyanat 30-38 Gewichtsteile
besteht.
12. Polyurethan-Montageschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die A- und B-Komponenten in einer Zweikammer-Kartusche, die mit einem Statikmischer versehen ist, untergebracht sind.
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