DE2001676A1

DE2001676A1 - Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Hartschaum-Formkoerpern mit einer unporoesen glatten und starren Oberflaechenschicht

Info

Publication number: DE2001676A1
Application number: DE19702001676
Authority: DE
Inventors: Jacques Regnault
Original assignee: Naphtachimie SA
Current assignee: Naphtachimie SA
Priority date: 1969-01-17
Filing date: 1970-01-15
Publication date: 1970-10-22
Also published as: GB1254993A; ES375436A1; NL7000619A; LU60188A1; FR2031632A5; BE744516A

Description

B e s c h r e i b u η g zu der Patentanmeldung

Naphtachimie Societe Anonyme 203,, Rue du Pg. St. Honore, 75 - Paris 8a, Franlireich

Betreffend

Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Hartschaum-Formkörpern mit einer unporos.en glatten und starren Oberflä-

chenschicht

Zusatz zu Patent i 902 836 (Patentanmeldung 19 02 836.5)

Das Hauptpatent i 902 836 (Patentanmeldung 19 02 836.5) betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Hartschaum-B'onnkörpern mit einer praktisch unporösen glatten und Starren Oberflächenschicht in einem einzigen FormVorgang, wobei man das Schaumgemisch in eine Form einbringt und ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der eingesetzten Schaumgemischmenge zu. der für das vollständige Ausfüllen.der zuvor auf gleiche Anfangstemperatur gebrachten Form.nach der Expansion erforderlichen Mindestmenge gleich odergroßer 2 hält. Das eingesetzte Schaumgemisch wird nach dem Einstufenverfahren oder nach dem (Semi) Pr epoly.rn.er- Verfahr en aus Polyhydroxyverbindungen und organischen Polyisocyanaten unter Zusatz von üblichen Katalysatoren, Treibmitteln und oberflächenaktiven Mittein hergestellt. Im ersteren Falle wird Vorzugswei-

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se ein Polyätherpolyol mit OH-Zahl 3OO bis 600 auf der Basis eines mindestens dreiwertigen Alkohols unmittelbar mit einem Toluoldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat oder Polymethylenpolyphenylisocyanat in einem Verhältnis der NC0-/0H-Gruppen von mindestens 1 umgesetzt; im zweiten Falle wird vorzugsweise in der ersten Stufe ein Polyätherpolyol mit OH-Zahl 300 bis 600 auf der Basis eines mindestens dreiwertigen Alkohols mit dem 4- 6-fachen der stöchiometrischen Menge eines organischen Polyisocyanats zum Prepolymer und dieses mit weiterem Polyätherpolyol zum Schaumgemisch umgesetzt und dabei ein Verhältnis der NC0-/0H-Gruppen von mindestens 1 eingehalten.

_tDie Formkörper nach-dem Hauptpatent zeichnen sich durch ihre praktisch unporöse, glatte, recht dichte und sehr harte Oberflächenschicht, durch gute Abriebfestigkeit und gute Formbeständigkeit bei geringem Raumgewicht aus und finden u.a. bei der Herstellung von Schiffszeichen wie Bojen und Baken oder von Flößen Verwendung. Nachteilig an dem Verfahren des Hauptpatentes ist, daß sehr druckfeste Formen verwendet werden müssen und die mittlere Dichte der hergestellten Formkörper relativ hoch ist.

Es hat sich nun gezeigt, daß man auch dann Polyurethan-Hartschaum-Formkörper mit einer unporösen, glatten, harten Oberflächenschicht der Dichte > 1 erhält, wenn man dafür Sorge trägt, daß die Expansionszeit des Schaumgemisches die Cremezeit um nicht mehr als 60 see übersteigt. Der Füllfaktor der verwendeten Form, d.h. das Verhältnis von eingebrachter Menge Schaumgemisch zu der für das vollständige Ausfüllen der auf gleiche Anfangstemperatur gebrachten Form nach dor Expansion erforderlichen Mindestmenge braucht dabei den Wert 2 nicht zu übersteigen. ^y

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' Die Erfindung TtetriTf fr daher >3*in^!'Verfkn£'en"zlrin "" stellen von Polyurethan-Hartschaum-Formkörpern mit einer unporösen, glatten und starren Oberflächenschicht.in einem einzigen. Formvorgang _f wobei* man das Schaumgemisch in eine Form einbringt und ein bestimmtes Verhältnis von eingesetzter Schaumgemischmenge zu der für das vollständige Ausfüllen der .zuvor auf gleiche Anfangstemperatur gebrachten Form nach der Expansion erforderlichen Mindestmenge, d.h. den sogenannten Füllfaktor einhält nach Hauptpatent P 19 02 836 und ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein solches mit einem Katalysator aktiviertes Schaumgemisch' verwendet,dessen Expansionszeit die Cremezeit des Gemisches bei einer Anfangstemperatur der Reaktionspartner von 20⁰C um höchstens 60 see übersteigt und daß man einen Füllfaktor von 1,1 bis 2 einhält.

Als Expansipnszeit wird die Zeitspanne bezeichnet, die vom Vermischen der Reaktionspartner bis zum beendeten Aufschäumen vergeht; als Cremezeit wird die Zeitspanne bezeichnet, die vom Vermischen der Reaktionspartner bis zum Beginn des Auf Schäumens verstreicht.. -_K -

Der Vorteil des verbesserten Verfahrens liegt darin, daß die verwendeten Formen keinem so hohen Druck widerstehen müssen wie die nach dem Hauptpatent verwendeten Formen. Die verbesserten Formkörper zeichnen sich durch eine gegen- f über den Formkörpern des Hauptpatentes geringere mittlere Dichte aus. Dabei weisen sie eine unporöse, glatte und sehr harte Oberflächenschicht auf, die eine hohe Abriebfestigkeit und eine hohe Formbeständigkeit garantiert. Im Querschnitt läßt sich sehr deutlich das Vorhandensein einer äußeren Zone, die die sehr harte und unporöse Außenhaut bildet ₉ sowie eine Innenzone geringer Dichte erkennen, wobei der Dichteunterschied zwischen beiden Zonen des Formstückes sehr stark.ausgeprägt ist.

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Erf indungs gemäß vierden ebenso wie im Hauptpatent sehr gute Ergebnisse' 'erzielt wenn man als Polyhydroxyverbindungen Polyätherpolyole mit OH-Zahl von 300 - 600 verwendet, die durch Umsetzung eines Alkylenoxids wie Propylenoxid mit einem mindestens dreiwertigen Polyol wie Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, mit Glucosiden oder einem Gemisch von Polyolen, die im Mittel mindestens 3 OH-Gruppen enthalten, erhalten werden.

Als Katalysatoren, die eine Expansionszeit bewirken, die die Cremezeit des Gemisches bei einer Anfangstemperatur der Reaktionspartner von 2O⁰C um höchstens 60 see übersteigt, können verschiedene sehr aktive Verbindungen verwendet werden, beispielsweise !,^-Diazobicyclo-EjE^-octan, Zinn-dibutyldiacetat, Zinn-dibutyldilaurat und Zinn-Il-octoat.

Als grenzflächenaktive Mittel eignen sich verschiedene Siliconöle; als Treibmittel werden vorteilhaft bestimmte

Halogenalkane verwendet.

Erfindungsgemäß viird das Schaumgemisch in eine Form eingebracht, die Raumtemperatur aufweist oder leicht vorerwärmt ist. Das Entformen des Formstückes erfolgt, sobald die Vernetzung der Schaummasse ausreichend weit fortgeschritten ist. Um die Standzeit der Form zu verkürzen, kann der Schaumstoff vor dem Entformen erhitzt werden oder es werden bestimmte Ansätze verwendet, die eine schnelle Vernetzung bewirken; dies ist beispielsweise vor allem der Fall, wenn nach dem Einstufenverfahren rohe Polyisocyanate wie Diphenylmethandiisocyanat (Handelsname MDI) oder PoIymethylenpolyphenylisocyanat (Handelsname PAPl) verwendet Vierden.

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Es wurde auch festgestellt, daß bei einem gegebenen Schaumgemisch die Stärke der harzigen Haut oder Oberschicht gleichzeitig mit dem gewählten Pullfaktor zunimmt.

Beispiel 1

Zunächst wurde folgendes Gemisch hergestellt: Polyä'therpöiyol mit OH-Zahl 420, erhalten durch die Umsetzung von Propylenoxid mit einem Gemisch aus Glykol, . Glucosid und nicht reduzierendem Diholosid 100 Gew.-T-eile Siliconöl ' 1 " " Monofluortrichlormethan 45 " "

Dieses Gemisch wurde mit 105 Gew,-Teilen Polymethylenpolyphenylisocyanat (PAPI) versetzt. .

Die Differenz zwischen Expansionszeit und Cremezeit dieses Schaumgemisches betrug etwa 30 see bei 20⁰C.

Das Schaumgemisch wurde in eine rechteckige flache Metallform, Inhalt 2,7 1 ausgegossen, deren Verhältnis von Oberfläche zu Volumen etwa 0,8 cm" betrug und die zuvor auf 2^⁰C erwärmt worden war; die eingebrachte Schaumgemischmenge entsprach einem Füllfaktor von etwa ί,16. Der Formkörper wurde 10 min nach dem Füllen der Form entformt ohne in der Warme ausgehärtet worden zu sein. Er. wies eine harte und glänzende Oberfläche auf. ! Die Oberflächenschicht war etwa 0,6 mm stark, ihre Dichte betrug 1 140 g/l, die Dichte im Inneren des Formkörpers betrug 60 g/l. Das Gewicht des Formkörpers betrug 33Og; seine mittlere Dichte 121,8 g/l.

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Beispiel 2

Es wurde dasselbe Schaumgemisch hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 in dieselbe Form ausgegossen, jedoch betrug der Füllfaktor diesmal 1,36. Die nichtporöse Oberflächenschicht des fertigen Formkörpers war 0,7 mm stark, ihre Dichte betrug 1 150 g/l. Die mittlere Dichtö des Formkörpers betrug 1^2,8 g/l.

Beispiel 3

Es wurde wiederum mit demselben Schaumgemisch und unter denselben Bedingungen gearbeitet wie in Beispiel 1, jedoch mit einem Füllfaktor von 1,73. Die harzartige unporöse Oberflächenschicht des Formkörpers war etwa 0,9 mm stark, ihre Dichte betrug 1 150 g/l. Die mittlere Dichte des Formkörpers betrug 181,65 g/l.

Beispiel ^

Es wurde zunächst folgendes Gemisch hergestellt: Polyätherpolyol mit OH-Zahl 4-20 gemäß Beispiel 1 100 Gew.-Teile Siliconöl · 1 " "

Monofluortrichlorraethan ^5 " "

Zinn-dibutyldilaurat 0,5" "

Die mittlere Dichte des Formkörpers betrug 120,75 g/l.

Diesem Gemisch wurden 105 Gew.-Teile rohes Diphenylmethandiisocyanat (rohes MDI) zugesetzt. Die Differenz zwischen Expansionszeit und Cremezeit dieses Gemisches betrug etwa 30 see. Das Gemisch wurde in die in Beispiel 1 verwendete Form ausgegossen, die ebenfalls zuvor auf Zk⁰G erwärmt worden war, der Füllfaktor betrug 1,15. Entformt wurde 10 min nach dem Eingießen des Gemisches in die Form ohne eine Aushärtung in der Wärme vorzunehmen.

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De.r erhaltene. IJprmkq.rp.er,. wi.es „eineu&twa* .Q., 7.-MtL starke». , · ■Oberflächenschicht auf, deren Dichte 1 150 g/l betrug; die Dichte im Inneren des Schaumstoffkörpers betrug 55 g/l.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

) Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Hartschaum-Formkörpern mit einer praktisch unporösen, glatten und starren Oberflächenschicht in einem einzigen Formvorgang, wobei man das Schaumgemisch in eine Form einbringt und ein bestimmtes Verhältnis der eingesetzten Schaumgemischmenge zu der für das vollständige Ausfüllen der zuvor auf gleicher Anfängstemperatür gebrachten Form nach der Expansion erforderlichen Mindestmenge, d.h._einen bestimmten Füllfaktor einhält nach Patent 1 902 836 (Patentanmeldung 19 02 836.5) dadurch gekennzeichne t , daß man ein durch einen Katalysator aktiviertes Schaumgemisch verwendet, dessen Expansionszeit die Cremezeit des Gemisches bei einer Anfangstemperatur der Reaktionspartner von 20⁰C um höchstens 60 see übersteigt und daß man einen Füllfaktor von 1,1 bis 2 einhält.

²· Verfahren nach Anspruch l, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man die Form bei mindestens Raumtemperatur hält.

3· Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Katalysator 1,4-Diazobicyclo-2,2,2-octan, Zinn-dibutyldiacetat, Zinn-dibutyldilaurat, Zinn-II-octoat oder ein Gemisch dieser Substanzen verwendet.

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