DE2121670A1 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von SchaumstoffenInfo
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Description
2121670 FARBENFABRIKEN BAYER AG
. GM/Wk
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen
Polyurethanschaumstoffe mit einer dichten Außenhaut und einem zelligen Kern, wie sie gemäß der Methode der Formverschäumung
(Deutsche Auslegeschrift 1 196 864 und franz. Patentschrift 1 559 325) erhalten werden, eignen sich vorzüglich
für die Serienherstellung von Leichtbaukonstruktionen wie z. B. für den Möbel-, Fahrzeug- und Hausbau.
Die Polyurethanformkörper werden hergestellt, indem das schaumfähige Reaktionsgemisch, das aus Polyisocyanaten,
Verbindungen, die mindestens zwei mit Isocyanaten reagierende Wasserstoffatome tragen und Zusatzstoffen besteht, in geschlossene
temperierbare Formwerkzeuge gefüllt wird, in denen es aufschäumt und - stark verdichtet - erstarrt. Der
Kunststoff füllt das Werkzeug exakt aus und bildet die Werkzeuginnenflächen genau ab. ■ . |
Man verwendet vorzugsweise Werkzeuge aus einem Material mit möglichst hoher Wärmekapazität und möglichst hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise aus Metall. Es ist jedoch auch
möglich, andere Materialien zu verwenden, wie Kunststoffe, Glas, Holz usw.
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Um beim Entformen ein Haften des Kunstoffte ils an der
Werkzeugoberfläehe zu verhindern, wird das Werkzeug mit einem Trennmittel versehen. Als derartige Trennmittel
sind z.B. Wachse, Seifen oder Öle in Gebrauch. Diese Trennmittel bilden einen dünnen PiIm zwischen Werkzeugoberfläehe
und Kunststoffteil, der weder auf dem
Werkzeug noch auf dem Kunststoff haftet und so ein leichtes Entformen des Kunststoffes aus dem Werkzeug
ermöglicht
Für eine Serienproduktion weist diese Methode verschiedene
Nachteile auf. In regelmäßigen Abständen muß das Trennmittel aufgetragen werden. Während dieser
Zeit fällt das Werkzeug für die Produktion aus. Feine Gravierungen des Werkzeuges - wie z.B. eine imitierte
Holzstruktur oder Ledernarbung - werden mit der Zeit
von den Ttennmittelresten überdeckt. Ein Entfernen
dieser fest haftenden Rückstände in den häufig stark konturierten Werkzeugen ist nur mit großem Aufwand
möglich. Die Kunststoffteile sind mit einem dünnen Trennmittelfilm überzogen, auf dem Lacksysteme nicht
haften. Die Teile müssen vor der Lackierung geschliffen oder mit Lösungsmitteln abgebeizt werden, um eine ausreichende
Haftung des Lackes auf dem Kunstoff zu erzielen.
Es wurde nun gefunden, daß man auf das Auftragen eines Trennmittels
in dem Werkzeug verzichten kann, wenn man dem schäumfähigen Reaktionsgeraisch bestimmte Zusatzstoffe beimischt,
die dem fertigen Kunststoff vorzügliche Trenneigenschaften verleihen. Als derartige Zusatzstoffe wurden Gemische aus
Salzen von aliphatischen Carbonsäuren mit vorzugsweise pri-
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mären Aminen oder Amid- oder Estergruppen enthaltenden Aminen, die insgesamt mehr als 25 C-Atome enthalten, Estern höherer
Fettsäuren und natürlichen oder synthetischen Ölen erkannt.
Da diese Gemische eine innere Schmierung der Kunststoffmischung bewirken, verleihen sie dem Kunststoff gleichzeitig
hervorragende Fließeigen^chaften in dem Werkzeug mit verminderter Blasenbildung auf der Kunststoffoberfläche. Darüberhinaus
zeigen diese Zusatzstoffe einen antistatischen Effekt.
Als Maß für die Trennwirkung kann die Kraft in Kp/cm angesehen werden, die nötig ist, um die Werkzeuge beim Entfor- j
men zu öffnen. Oder man beurteilt die Trennwirkung, indem man die Kraft in Kp mißt, die nötig ist, um eine Aluminiumfolie
von einer angeschäumten Polyurethanschaumplatte (20x20x1 cm) abzuziehen. Die Entformungskräfte, die bei den
mit den erfindungsgemäßen Zusatzstoffen ausgerüsteten Kunststoffen
aufgebracht werden müssen, liegen erheblich niedriger als bei den gleichen Kunststoffen, bei denen das Reaktionsgemisch ohne die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe aufgeschäumt
wurde, und liegen niedriger, als wenn jeweils nur eine Komponente des ternären Gemisches eingesetzt wurde, d. h. es
liegt ein unerwarteter synergistischer Effekt vor.
Es sei darauf hingewiesen, daß durch die Verschäumung in ge- I
schlossenen Formen ein Schaumstoff entsteht, der eine höhere Dichte hat als bei der Verschöumung in offenen Formen und
dessen Merkmal in einer festen, nicht zelligen geschlossenen Außenhaut besteht, die wesentlich dicker ist, als die Zellwände
im Schaumstoffinneren. Diese Außenhaut, die das Charakter!stikum des beschriebenen, harten, halbharten oder
weichen Polyurethanschaumstoffes ist und seine Gebrauchseigenschaften wesentlich bestimmt, ist also kein Schaumstoff, was
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besonders bei den üblichen von bis zu mehreren Millimetern dicken Wandstärken auffällt.
Somit kann ein derartiger Schaumstoff nicht direkt mit dem bisher üblichen in offenen Formen hergestellten Schaumstoffen
verglichen werden, die üblicherweise keine zusammenhängende Außenhaut haben oder deren Außenhaut hinsichtlich ihrer Wandstärke
mit den Zellwandstärken innerhalb des Schaumstoffes vergleichbar ist. Insofern können auch Maßnahmen hinsichtlich
der Entformbarkeit von Polyurethanschaumstoffen, die nach dem geschilderten Verfahren erhalten werden, nicht aus
den Rezepturen für übliche, in offenen Formen geschäumte Schaumstoffe abgeleitet werden, denn gerade in der Nähe der
Formwand besitzt das Material keinen Schaumstoffcharakter.
In konventionellen Schäumstoffrezepturen wurden zwar bisher
auch zu Zwecken der Aktivierung oder als Gleit- bzw. Streckmittel zum Verzögern oder Fördern der Schaumbildung bzw. als
Emulgatoren Fettsäuren, Sulfonsäuren, tert. Fettamine oder sonstige Tenside mitverwendet. Hinsichtlich des Entformungsverhaltens
dieser Stoffe in einem Schaumstoff, dessen Charakteristikum gerade eine verhältnismäßig dicke homogene
Deckschicht aus Nichtschäumstoff ist, sind bisher jedoch
keine Angaben gemacht worden, bzw. ist eine Wirkung nicht vorhanden, wenn man die verfahrensgemäßen Schaumstoffe
herstellt, oder eine eventuelle Wirkung wird durch andere Nachteile wieder aufgehoben.
So führt die Anwesenheit von Sulfonsäuren in der Deckschicht solcher Schaumstoffe zu verminderter Bewitterungstabilität,
während die Schaumbildung nachteilig beeinflußt, d.h. verzögert werden kann. Tertiäre Amine neigen, da sie offenbar
nicht in den Polyurethanverband mit.einbezogen werden
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können, zum Ausschwitzen und verschlechtern so die Lackierbarkeit
der Deckschichten. Produkte mit ausgesprochenem Tensidcharakter sind ebenfalls nicht geeignet, da sie dem
Abbau der Oberfläche durch hydrolytische Einflüsse Vorschub leisten.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile umgangen, wenn man
eine spezielle Eigenschaftskombination der als Trennmittel vorgesehenen Zusatzstoffe wählt, die sich dann ergibt, wenn
man als Zusatzmittel, wie angegeben, Gemische verwendet, die mindestens eine der folgenden Komponenten enthalten:
1# Salze von aliphatischen Carbonsäuren mit vorzugsweise
primären Aminen oder solchen Aminen, die Amidgruppen oder Estergruppen enthalten, wobei darauf zu achten ist,
daß zur Erzielung einer zufriedenstellenden Trennwirkung, diese Salze insgesamt mindestens 20 aliphatische C-Atome
auf Amin und Säure verteilt enthalten sollen. Das heißt, daß das Amin kurzkettiger sein kann, wenn die Carbonsäure
langkettig ist, bzw. die Carbonsäure kann kürzerkettig sein, wenn das Amin langkettig ist. Bevorzugt
wird jedoch der Fall, bei dem sowohl das Amin, sei es ein primäres oder ein Amid- und/oder Estergruppen enthaltendes
Amin, als auch die Carbonsäure mehr als 12 aliphatische C-Atome aufweisen. *
2. Ester hökerer aliphatischer oder cycloaliphatischer
mono- und/oder polyfunktioneller Fettsäuren oder Fettsäuregemische mit mehrfunktionellen Alkoholen, wobei
diese Ester vorzugsweise noch freie OH- und/oder COOH-Gruppen aufweisen sollen.
3. Natürliche oder synthetische öle und/oder Wachse, wobei
diese Komponenten keine -OH- oder -COOH-Gruppen aufzuweisen
brauchen.
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Zur Deutung des Umstandes, daß gerade die Verwendung der
aufgeführten Gemische zu verwertbaren Ergebnissen führt, ohne daß Nachteile z. B. in Bezug auf die Lackierbarkeit
der Oberfläche auftreten, muß als überraschend bezeichnet · werden. Insbesondere war überraschend, daß ein synergistischer
Effekt .auftritt, wenn die erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische eingesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren
zur Herstellung τοη Schaumstoffen durch Aufschäumung
eines Reaktionsgemisches aus Polyisocyanaten, Verbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, Wasser und/oder
organischen Treibmitteln und Zusatzstoffen in geschlossenen Formen, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der Zusatzstoffe
ein Gemisch verwendet wird aus mindestens zwei der folgenden Komponenten:
A. mindestens 20 aliphatisch^ Kohlenstoffatome aufweisenden
Salzaivon aliphatischen Garbonsäuren und gegebenenfalls
Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen,
B. GOOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern you mono-
und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren,
0. natürlichen und/oder synthetischen ölen, Pet ten oder·
wachsen.
Es ist bevorzugt, daß als einer der Zusatzstoffe ein binäres Gemisch verwendet wird aus
A. mindestens 20 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisenden
Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden
Aminen,
C. natürlichen und/oder synthetischen Ölen, Fetten oder
Wachsen.
Es ist auch bevorzugt, daß als einer der Zusatzstoffe ein binäres Gemisch verwendet wird aus
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B GOOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von mono- und/oder ροlyfunktioneileη Carbonsäuren,
C. natürlichen und/oder synthetischen Ölen, Fetten oder Wachsen.
Es ist auch darüberhinaus bevorzugt, daß als einer der
Zusatzstoffe ein binäres Gemisch verwendet wird aus
A. mindestens 20 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisenden
Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden
Aminen,
B. COOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von mono- und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren mit
OH- oder Säurezahlen von mindestens 5.
Es ist ferner bevorzugt, CiQ als einer der Zusatzstoffe
ein ternäres Gemisch verwendet wird aus
A. mindestens 20 aliphatischen Kohlenstoffatome aufweisenden
Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen
aufweisenden Aminen,
B. COOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von mono- und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren,
C. natürlichen und/oder synthetischen Ölen, Fetten oder
Wachsen .
Als überraschend muß angesehen werden, daß derartige Gemische wirksam werden, obgleich sie (Synergistisch wirkende)
Komponenten enthalten, die z.T. Gruppen tragen, die mit Isocyanaten reagieren können, wodurch eigentlich eine
Wirkung verhindert werden müßte. Auch tritt keine Verminderung der Schaumstoffqualität ein, obgleich die Zusatzmittel,
sofern sie monofunkt ioneil sind, zu Kettenabbrüchen
führen müßten. Weiterhin wird überraschenderweise die Lackierfähigkeit der unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Zusatzmittel hergestellten Formteile nicht verminder. Die
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erfindungsgemäßen Zusatzstoffgemische werden in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.-^, bevorzugt Von 0,5 bis 15 Gew.-^, bezogen
auf die Gesamtmischung, eingesetzt.
Für die Herstellung des schaumfähigen Reaktionsgemisches werden in bekannter Weise Polyisocyanate, Verbindungen, die
mindestens zwei mit Isocyanaten reagierende Wasserstoffatome aufweisen und Zusatzstoffe verwandt, wie sie in breiter
Form in "Vieweg-Höchtlen, Kunststoffhandbuch, Band VII, Polyurethane" beschrieben werden.
Erfindungsgemäß können Polyisocyanate beliebiger Art verwendet
werden. Beispielhaft für Polyisocyanate sind bevorzugt Diisocyanate zu nennen, wie z.B. Tetramethylendiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat,' N-Xylylen-diisocyanat,
p-Xylylendiisocyanat, 4»4'-Dimethyl-1,3-xylylendiisocyanat,
Cyclohexan-1,4-diisocyanat, Dicyclohexylmethan-4,4•-diisocyanate
N-Phenylen-diisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 1-Alkylbenzol-2,4- und 2,6-diisocyanate,, Ditoluylen-2,4-
und -2,6-<diisocyanat, 3-(°(r-isocyanatoäthyl)-phenylisocyanat,
1-Benzylbenzol-2,6-diisocyanat, 2,6-Diäthyl-benzol-1,4-diisocyanat
, Diphenylmethan-4* 4·-diisocyanat, 3» 3f-Dimethoxydiphenylmethan-4»4'-diisocyanat,
Naphthylen-1,5-diisocyanat. Auch tri- und mehrfuntkionelle Polyisocyanate können verwendet
werden, z.B. Toluol-2,4,6-triisocyanat oder durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation oder anschließende Phosgenierung
gewonnenes Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanat, ferner die gemäß der deutschen Patentschrift 1 092 007 herstellbaren
Polyisocyanate sowie durch Umsetzung mit niedermolekularen Glykolen wie Tripropylenglykol verflüssigtes,
modifiziertes 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat.
Darüberhinaus können auch Isocyanate Verwendung finden, welche Carbodiimid-Gruppierungen, Uretdion-Gruppierungen,
Uretonimin-Gruppierungen, Biuret-Gruppierungen und Iso-
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oyanuratgruppierungen enthalten. Desgleichen lassen sich
Mischungen der vorgenannten Isocyanate einsetzen. Darüberhinaus kann man auch Umsetzungsprodukte von mehrwertigen
Alkoholen mit mehrwertigen Isocyanaten verwenden oder auch solche Polyisocyanate wie sie z.B. gemäß den deutschen
Patentschriften 1 022 789 und 1 027 394 verwendet werden.
Unter Verbindungen, die mindestens zwei mit Isocyanaten
reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweisen, sind vorzugsweise
Polyhydroxyverbindungen oder Polyamine zu verstehen. Diese Verbindungen haben Molekulargewichte von 90 bis
10 000, bevorzugt von 90 - 5000.
Genannt seien beispielhaft aus mono- oder polyfunktionellen
Alkoholen und Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren, gegebenen- (
falls unter Mitverwendung von Aminoalkoholen, Diaminen, Oxyaminen oder Aminocarbonsäuren nach bekannten Verfahren hergestellte,
lineare oder verzweigte Polyester oder Polyesteramide, die auch Heteroatome, Doppel- und Dreifachbindungen
sowie modifizierende Reste von ungesättigten oder gesättigten Fettsäuren oder Fettalkohole enthalten können. Genannt seien
ferner durch Polymerisation von Alkylen-Oxyden, Diäthylenoxid, Propylenoxid, Styroloxid, Epichlorhydrin oder Tetrahydrofuran
gewonnene lineare Polyalkylenglykoläther verschiedener Molekulargewichte bevorzugt solche mit einem Hydroxylgruppengehalt
von 0,5 - 18 io. Ebenfalls geeignet sind
Polyalkylenoxide, an deren Kettenenden Gruppen befindlich λ
sind, die freie primäre oder sekundäre Aminogruppen tragen. Als polyfunktionelle Startkomponenten für die Addition der
Alkylenoxide seien beispielhaft genannt: H9O, Äthylenglykol,
1,2-Propylenglykol, Trimethylolpropan, 1,2,4-Butantriol,
Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit sowie Oligosacharide und deren wäßrige Lösungen, Polysacharide, Ricinusöl, Ä'thanolamin,
Diäthanolamin, Triäthanolamin, Anilin, Arylendiamine, Alkylendiamine
vom Typ Athylendiamin, Tetra- oder Hexaäthylendiamin und auch Ammoniak. Selbstverständlich können auch Gemische
linearer und/oder verzweigter Polyalkylenglykoläther verschiedenen Typs eingesetzt werden. Diese Polyalkylenglykol-
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äther können auch in Mischung mit anderen Hydroxyverbindungen
oder Aminen verwendet werden, z.B. in Mischung mit 1,4-Butylenglykol, Trimethylolpropan, Glycerin, 2,3-Butylenglykol,
Pentaerythrit, Weinsäureestern, Ricinusöl, Tallöl.
Auch in Mischungen mit Polyestern kann die Verschäumung der Polyalkylenglykoläther erfolgen» Z.B. lassen sich verwenden
ÖH-gruppenhaltige Polycarbonate, Polyacetale, Polyamide, Polylactone, Polylactame oder Cl, OH-gruppenhaltige Polytetrahydrofurane,
Polybutadiene usw. sind -verwendbar. Auch OH-
und/oder SH-Gruppem aufweisende Polythioäther mit Alkylenoxid
umgesetzte Phenole, Formaldehydharz, Hydrierungsprodukte von Äthylen-Oiefin-Eohlenoxid-Miscfipolymerisaten und Epoxidharzen,
ferner Aminogruppen, aufweisende Verbindungen wie Aminopolyäthers Polyester oder Polyurethane, darüberhinaus
Carboxylgruppen und/oder cyclische Anhydridgruppen aufweisende Verbindungen, die daneben, noch Äther-, Ester-, Amid-,
Harnstoff-, Urethan*-■oder Thioäthergruppen enthalten können,
seien als Beispiele für geeignete, mit Isocyanaten reagierende Verbindungen genannt.
Als Zusatzmittel werden erfindungsgemäß binäre oder ternäre Gemische verwendet« Als Komponente werden z. B. Salze von aliphatischen
Carbonsäuren und primären Aminen oder Amid- und/ oder Estergruppen enthaltenden primären, sekundären oder
tertiären Aminen eingesetzt, wobei das Salz insgesamt mindestens 25 aliphatische C-Atome aufweisen soll. Hierbei wird zwar
bevorzugt ein stöchiometrisch zusammengesetztes Gemisch aus Säure und Amin verwendet, Abweichungen vom stöchiometrischen
Verhältnis von Carboxyl- zu Aminogruppen können jedoch auch in Kauf genommen werden, wobei allerdings der gegebenenfalls
vorhandene Überschuß von Carboxyl- oder Aminogruppen 50 Mol-# nicht überschreiten sollte.
Als Carbonsäuren sind für die Salzbildung Mono- oder Polycarbonsäuren
geeignet, die gesättigt oder ungesättigt und gegebenenfalls auch noch substituiert sein können. Bevorzugt
finden jedoch langkettige aliphatische Monocarbonsäuren mit mehr als 12 C-Atomen Verwendung, die geradkettig oder verzweigt
sein können. Beispielsweise seien genannt: Stearinsäure, Le A 13 154 - 10 -
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technische Kokosfettsäuregemische, Talg- oder Tranfettsäuren, techn. Paraffinfettsäuren, die zumeist auch Gemische darstellen,
Undecylensäure, ölsäure, Linolsaure, Tallölfettsäuren,
Rizinolsäure. Am einfachsten läßt sich Ölsäure oder Tallöl einsetzen.
Die zur Salzbildung bevorzugt verwendeten primären Amine
können geradkettig, verzweigt, cyclisch sein und Mono-, Dioder Polyamine mit 2 und mehr C-Atomen darstellen. Bevorzugt
werden aliphatische Monoamine mit mehr als 12 C-Atomen. Beispielhaft seien genannt: Stearylamin, Oleylamin, Amine
aus Ketonen technischer Gemische langkettiger Fettsäuren, etwa 9 Aminoheptadecan-Gemisch, Taigamine. Auch aus Harzsäuren
herstellbare sogenannte Harzamine oder Abietylamin sind verwendbar. An Diaminen sei Äthylendiamin genannt. Hervorgehoben
seien die Salze aus 1 Mol ölsäure und 1 Mol Oleylamin, 0,5 Mol Äthylendiamin oder 1 Mol 9-Aminoheptadecan.
Die in Betracht kommenden Amid- und/oder Estergruppen enthaltenden
Amine können primär, sekundär oder bevorzugt tertiär sein. Sie lassen sich einfach erhalten, z.B. durch
Umsetzen von Diaminen wie Äthylendiamin, Propylendiamin, N-Dimethylaminopropylamin oder auch Polyaminen mit Fettsäuren
unter Bedingungen der Amidbildung, wobei die Menge an Fettsäure so zu wählen ist, daß das gebildete Amid gleichzeitig
noch über mindestens eine primäre, sekundäre oder bevorzugt tertiäre Aminogruppe verfügt. Als Fettsäuren kommen
prinzipiell alle aliphatischen Carbonsäuren, seien es Mono- oder Polycarbonsäuren in Betracht, bevorzugt werden jedoch
gesättigte oder ungesättigte Monocarbonsäuren mit mehr als 12 C-Atomen, wie beispielsweise die bereits aufgeführten
Typen.
Aufgrund seiner guten technischen Zugänglichkeit sei das amidgruppenhaltige Amin aus N-Dimethylaminopropylamin und
ölsäure besonders genannt.
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Prinzipiell Analoges gilt auch für die Estergruppen enthaltenden
Amine, die bevorzugt tertiär sind. Sie lassen sich ebenfalls in bekannter Weise beispielsweise durch Umsetzung der
Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an primäre- oder sekundäre Amine oder Polyamine beispielsweise von Alkanolaminen wie
Triäthanolamin, N-Dimethyläthanolamin, N-Dioleyläthanolamin,
Äthylendiamin mit den genannten Fettsäuren unter Veresterungsbedingungen herstellen. Hier sei das Amin aus 3 Mol Ölsäure
und einem Mol Triäthanolamin oder Tallölfettsäure und propoxyliertem
Äthylendiamin besonders genannt.
Die Herstellung dieser Zusatzmittelkomponente (A) des Zusatzmittelgemisches
gelingt am einfachsten durch direkte Vermischung der Carbonsäure mit dem Amin, gegebenenfalls in der
Schmelze oder in Lösung. Eine Variante ist die Herstellung durch Vermischen der Komponenten in einem oder mehreren der
Bestandteile des Verschaumungsgemisches.
Als weitere Komponente (B) des Zusatzmittelgemisches kommen gesättigte und/oder ungesättigte COOH- und/oder OH-Gruppen
tragende Ester von mono- und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren mit vorzugsweise polyfunktionellen Alkoholen in
Betracht.
Die polyfunktionellen Carbonsäuren sollten mindestens 4 C-.-vtome aufweisen, wie beispielsweise Malein-, Bernstein-,
Glutar-, Adipin-, Kork-, Sebazin- oder Heptadekandicarbonsäure-1,8
oder Carboxylgruppen-tragende oligomere oder polymere Verbindungen wie etwa oxydiertes Polyäthylen.
Als monofunktionelle Carbonsäuren sind solche geeignet, die gesättigt oder ungesättigt sind und gegebenenfalls
noch andere polare oder unpolare Gruppen tragen können, z.B. OH-, Amino-, Alkyl- oder Halogen- oder Arylgruppen.
Vorzugsweise finden aliphatische Carbonsäuren Verwendung, die verzweigt oder gradkettig sein können und mehr als
12 C-Atome aufweisen» Beispielsweise seien genannt? Le A 13 154 - 12 -
Stearinsäure, Palmitinsäure, Rizinolsäure, techn. Fettsäuregemische
wie Kokosfettsäuren, Talg- oder Tranfettsäuren, Harzsäuren, z.B. Abietinsäure, Tallölfettsäuren, Linolsäure,
Linolensäure, Undecylensäure, techn. Paraffinfettsäuren; sehr geeignet sind Ölsäure oder Tallölfettsäure.
Zur Herstellung der Ester verwendet man vorzugsweise die Monocarbonsäuren gegebenenfalls im Gemisch mit mehrfunktioneilen
Carbonsäuren.
Als Alkoholkomponente der erfindungsgemäß als eine Komponente des ternären Zusatzmittelgemisches zu verwendenden Ester
fungieren vorzugsweise mehrfunktionelle Alkohole mit bevorzugtermaßen aliphatischem Charakter, wie etwa Äthylen-,
Propylen-, Butylenglykol, Polyalkylenglykole, Hexandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Hexit,
Glykose, Zucker oder Anlagerungsprodukte von einem oder mehreren Alkylenoxiden an diese Alkohole oder Amine wie Addukte
von Alkylenoxiden, z. B. Äthylen- oder Propylenoxid an Glycerin Trimethylolpropan oder Äthylendiamin. Im Falle der Verwendung
von z. B. Rizinolsäure ist bereits durch Selbstkondensation ohne Zusatz eines Alkohols die Erzeugung des gewünschten Esters
möglich.
Die Herstellung der Ester geschieht üblicherweise nach bebekannten
Methoden entweder mit oder ohne Zusatz eines sauren oder basischen Katalysators, Metallalkoholates oder ähnlicher
bekannter Hilfsmittel bei erhöhter Temperatur, zweckmäßigerweise unter Luftausschluß.
Die zu verwendenden Ester können auch den Charakter von Polyestern
mit Molgewichten bis zu 5000 haben.
Di· Ester sollen noch OH- und/oder COOH-Gruppen aufweisen,
d.h. die zum Einsatz gelangenden Ester sollen eine Säurezahl oder OH-Zahl von mindestens 3?Tormigswfcise über 10 aufweisen.
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Besonders geeignete Ester sind Veresterungsprodukte von Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit oder
Zuckern mit Ölsäure oder Tallölfettsäure, bei denen durchschnittlich mindestens eine OH-Gruppe nicht verestert ist.
Natürlich können auch Gemische verschiedener solcher Ester zum Einsatz gelangen.
Als weitere Komponente (C) des erfindungsgemäßen Zusatzmittelgemisches
seien natürliche und/oder synthetische Öle oder Wachse
genannt. Diese Komponenten brauchen keine freien COOH- oder
OH-Gruppen aufzuweisen. Es kann sich hierbei allerdings ebenfalls um Ester- bzw. Carbonsäurederivate handeln wie sie
z. B. bei den natürlichen Ölen und Wachsen oftmals anzutreffen sind, "oder wie sie bei vollständiger Veresterung von Polyolen
zugänglich sind. ·
Beispielhaft wären, einzeln oder im Gemisch, zu nennen, ehne
daß die Aufzählung Anspruch auf Vollständigkeit erheben kann: Lanolin, Bienenwachs, Erdwachse, Pflansenöle, Knochenöl,
Sesamöl, Wollfette, Weißöl, Petroleumfraktionen mit Siedepunkten über 1000C9 Paraffinöl, Vaseline, Abietinsäureester,
Cholesterinester, Tranöle. Bevorzugt eignen sich Weißöl und Lanolin.
Im binären oder ternären Zusatzmittelgemisch sollte jede der
drei Komponenten zu mindestens 5 Gew9'-% besser !mindestens
15 Gew.-% enthalten seino Vorzugsweise sollte jede der Komponenten
In Mengen von 20 - 50 Gew„=% im ternären bzw«
20 — 80 % im binären Gemisch enthalten sein, xrabei sich die
Prozentzalilen natürlich zu 100 ergänzen.
Es ist nicht Voraussetzung, daß das Zusatzrad, ttelgemlseh als
solches eingesetzt wird, vielmehr können dem Yersch&umungsgemisch
di© einzelnen Komponenten auch einseln ocLsf ia. Zweierkombinationen
οάΘτ in verschiedenen Bestandteilen des Yerschäumungsaasatses
gelöst beigegeben werden» Im reagierenden Le A 13 154 - 14 -
209847/0938
Verschäuraungsgemisch sollen.jedoch alle Komponenten des verfahrensgemäßen
Zusatzmittelgemisches anwesend sein.
Die erfindungsgemäßen Zusatzmittelgemische werden in Mengen von 0,1 - 25. Gew.-$, bevorzugt in Mengen von 0,5 - 15 Gew.-#,
bezogen auf das gesamte Verschäumungsgemisch, eingesetzt.
Bevorzugt werden solche Zusatzmittelgemische, die bei Raumtemperatur
flüssig sind und/oder sich gegebenenfalls in Form der Einzelkomponenten in einer oder mehreren Komponenten der
Verschäumungsmischung auflösen lassen.
Es lassen sich neben Füllstoffen, Farbstoffen u.a. auch zusätzlich
flammhemmende Zusatzstoffe verwenden, die einerseits mit Isocyanaten reagierende Gruppierungen enthalten können,
wie z.B. Umsetzungsprodukte aus Phosphorsäure bzw. phosphoriger Säure oder Phosphonsäuren und Alkylenoxiden oder Alkylenglykolen,
Umsetzungsprodukte aus Dialkylphosphiten, Formaldehyd und Dialkanolaminen sowie auch solche Flammschutz-r
mittel, die keine mit Isocyanaten reagierenden Gruppen enthalten, z.B. Tris-2-chloräthylphosphat, Trikresylphosphat,
Tri sdibrompropylphosphat.
Bei der Herstellung der Schaumstoffe verwendet man in üblicher Weise Aktivatoren, z.B. Dimethylbenzylamin, N-methyl-N-(N,N-dimethylaminoäthyl)-piperazin,
Triäthylendiamin, permethyliertes Diäthylendiamin, Tetramethylguanidin,
Trioxymethylhexahydrotriazin, zinnorganische Verbindungen, beispielsweise Dibutylzinndilaurat oder Zinn(Il)-octoat. Daneben
finden auch Stabilisatoren wie Polyäther, Polysiloxane, sulfonierte Ricinus- oder Ölsäurederivate und deren Natriumsalze
Verwendung. Als Treibmittel verwendet man Wasser und/ oder niedrigsiedende Lösungsmittel wie z.B. Trichlormonofluormethan,
Dichlor-fluormethan, Methylenchlorid. Von derartigen Treibmitteln werden in der Regel 10-15 Gew.-Teile,
bezogen auf 100 Gew.-Teile der mit Isocyanaten reagierenden Gruppierungen enthaltenden Verbindung und Aktivatormischung
Le A 15 154 - 15 -
2098 4 7/0938
eingesetzt.
Die Verfahrensprodukte können in harter Einstellung zur Herstellung
von Möbelteilen, Karosserieteilen von Fahrzeugen, technischen Geräten und Bauelementen Verwendung finden, sowie
in halbharter bis weicher Einstellung zur Herstellung von Sicherheitspolsterungen im Automobilbau, elastischen
Schuhsohlen · ■
Le A 13 154 . - 16 -
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Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert werden. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile,
sofern nichts anderes vermerkt ist.
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll
unter Verwendung mehrerer typischer Komponenten des erfindungsgemäßen synergistischen Zusatzmittelgemisches gezeigt
werden, daß die Einzelkomponenten des ternären Gemisches allein nicht zu einem voll befriedigenden Entformen des in
einer Metallform hergestellten harten Schaumstofformlings ausreichen, wohl aber ein Zusammenwirken aller drei Komponenten
ein sehr gutes Entformungsverhalten zur Folge hat.
Verschäumungsmischung A:
100 TIe. Polyolgemisch (Polyätherbasis), aktiviert und
stabilisiert (OH-Zahl: 530, Viskosität bei 25° C
1250 cP)
4 TIe. Monofluortrichlormethan
4 TIe. Monofluortrichlormethan
150 TIe. Polyisocyanat (Basis: Phosgenierungen von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten
)
(Viskosität bei 25° C 320 cP, NCO-Gehalt 29,5 %)
(Viskosität bei 25° C 320 cP, NCO-Gehalt 29,5 %)
Verschäumungsmischung B; 100 TIe. Polyolgemisch (Polyätherbasis), aktiviert und
stabilisiert (OH-Zahl: 490, Viskosität bei 25° C
1429 cP)
4 TIe. Monochlortrifluormethan 132 TIe. Polyisocyanat gemäß A.
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls in Abmischung
mit dem die Entformung erleichternden Zusatzmittel einem Zweikomponentendosier-Misehgerät zugeführt und dort
zur Herstellung des aufschäumenden Reaktionsgemisches mit der jeweiligen Polyisocyanatmenge intensiv abgemischt und
sofort in das 600C heiße Metallwerkzeug gedrückt.
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Das Werkzeug, ein rechteckiger Kasten mit 15 mm Wandstärke, weist folgende Maße auf:
Grundfläche ί 360 χ 250 mm, Seitenhöhe 40 mm. Bei der Enfeformung
sind Scherkräfte zu überwinden.
Das Kunststoff teil wird nach 6 Minuten entformt. Das Werkzeug ist auf eine hydraulische Schließeinheit gespannt, die gestattet,
die Aufreißkräfte genau zu messen.
Über einen Kraftgeber wird die Aufreißkraft in ein elektrisches Signal umgewandelt, in einem Trägerfrequenzmeßverstärker
verstärkt und mit einem Kompensations-Ljnienschreiber
aufgezeichnet. Aus.den aufgezeichneten Daten wurden die
spezifischen Aüfreißkräfte errechnet.
spezifischen Aüfreißkräfte errechnet.
Beispielhaft werden folgende Komponenten des ternären synergistisch
wirkenden Zusatzmittelgemisches eingesetzt:
Komponente D:
Komponente D:
stöchiometrisches Tallölfettsäuresalz aus einem Mol Tallölfettsäure
und einem Mol Amidamin, hergestellt aus einem Mol 3-Dimethyl-aminopropylamin-i und einem Mol Tallölfettsäure.
Anstelle von Tallölfettsäure kann auch ölsäure verwendet
werden.
werden.
Komponente Es
Salz aus einem Mol ölsäure und einem Mol Dihydroabietylamin
(Harzamin der Firma Hercules Powder inc.) Komponente H:
Ester aus einem Mol Pentaerythrit und ca. drei Mol Ölsäure
(OH-Zahli ca. 90) Komponente I:
Ester aus ca. vier Mol Tranölfettsäure und einem Mol Sorbit
(OH-Zahl! ca. 130)
Le A 13 154 - 18 -
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Komponente K:
Ester aus einem Mol Adipinsäure, zwei Mol Sorbit und ca.
9 Mol Tallölfettsäure (Säurezahl: ca. 9, OH-Zahl: ca. 15)
Komponente 0: technisches Weißöl
Komponente P: technisches Lanolin
Komponente Q: technisches Sesamöl
Als "salzartige Komponente" des erfindungsgemäßen synergistischen Trennmittelgemisches gelten demzufolge die Komponenten έ
D und E.
Als "esterartige Komponenten" gelten die Komponenten H, I, K. Als "natürliches oder synthetisches öl, Fett oder Wachs" gelten
die Komponenten 0, P und Q.
Die folgenden Versuche zeigen, daß jede der drei Komponenten des ternären Zusatzmittelgemisches für sich alleine größere
Trennkräfte benötigt.
Vergleichsbeispiel 1:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile Komponente D zugesetzt. Das dann zu erhaltende Schaumstofformteil ist erst
bei einer Leistung der Hydraulik von mehr als ca. 300 Kp " zu entformen, die Abdrücker reißen die Form mit ca. 6 Kp/cm
auf.
Vergleichsbeispiel 2:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile Komponente I zugesetzt. Das dann erhaltene Schaumstoffteil ist erst bei
einer Leistung der Hydraulik von mehr als 300 Kp zu entformen. Die Abdrücker reißen die Form mit 7 Kp/cm auf.
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Vergleichsbeispiel 3:
Dem Verschäumungsgemisch A werden θ Teile Komponente O zugesetzt· Das dann zu erhaltende Schaumstofformteil ist erst
bei einer Leistung der Hydraulik von über 300 Kp entformbar. Die Abdrücker reißen die Form mit ca. 8 Kp/cm auf.
Aus diesen Beispielen geht hervor, daß die einzelnen Kompo·
nenten des ternären Trennmittelgemisches nicht dazu führen» daß das zu erhaltende Formteil wünschenswert leicht entform-»
bar anfällt.
Das analoge Ergebnis wird erhalten, wenn man anstelle des Verschäumungsgemisches A in den Beispielen 1-3 das Verschäumungsgemisch
B verwendet.
In der folgenden Tabelle, die den erfindungsgemäßen Einsatz des ternären Gemisches beschreibt, wird dargelegt, daß das
Entformungsverhalten durch den aufgefundenen synergistischen Effekt deutlich verbeseert wird:
Le A 13 154 - 20 -
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ro ο co
Beispiel Nr. | - | Auf- |
Teile
Teile |
1 a | 1 b | 1 c | 1 d | 1 e | 1 f | 1 g |
Teile
Teile |
254 | 254 | 254 | 236 | 236 | 236 | 254 | |||
Verschalung | Teile | 6 | 3 | 3 | 2,5 | 5 | 1,5 1,5 |
3 | ||
Komponente | D E |
Teile | 3 | 2 | ||||||
Komponente | H | Teile | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 2,5 | ||||
fConipOTlfiTltii | J | Teile Teile |
3 | 2 | ||||||
IvOroponente | K | Teile | 1,2 | 1,2 2 |
1,2 | 3 | 2 | 3 | ' 1 1 |
|
KonrpmiAri-hA | 0 p |
Kp Kp/cm2 |
2 | 1 | ||||||
Q | 126 1,0 |
98 0,78 |
135 1,1 |
125 0,9 |
105 | 120 1,3 |
115 1,0 |
|||
KQxsDQXiexrbe | ||||||||||
K OUpQT)OTIiS Tl "ti G | ||||||||||
π ΟΒΓΡ^τι ΐ?η "^r | ||||||||||
Hydraulik Spezifische reifikraft |
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll
unter Verwendung mehrerer typischer Komponenten des erfindungsgemäßen
synergistischen Zusatzmittelgemisches gezeigt werden, daß die Einzelkomponenten des z. B. ternären Ge-.
misches allein nicht zu einem voll befriedigenden Entformen
des in einer Metallform hergestellten halbharten bis weichen
Schaumstofformlings ausreichen, wohl aber ein Zusammenwirken aller drei Komponenten ein sehr gutes Entformungsverhalten
zur Folge hat.
Verschäumungsgemisch A:
100 TIe. Polyolgemisch: (Polyätherbasis),
aktiviert, stabilisiert
(QH-Zahl 180, Viskosität 25 C, 1000 + 100 cP)
(QH-Zahl 180, Viskosität 25 C, 1000 + 100 cP)
8 .TIe. Mohofluortrichlbrmethan
4 TIe, Methylendichiorid
48 TIe. Polyisocyanat (Basiss Phosgenierungen von Anilin-Formaldehyd-Kondensatlon
x) (Viskosität bei 25 G, < 100 cP, NCO-Gehalt 30 + 1 %)
Verschäumungsgemiach Bs 100 TIe. Polyolgemisch (Polyätherbasis)
aktiviert, stabilisiert _
(OH-Zahl 150, Viskosität 600 + 100 cP/25 C)
6 TIe. Monofluortrichlormethan
52 Tie. Polyisocyanat (Basiss Phosgenierungen von Anilin-Formaldehyd-Kondensation
3c7 * (Viskosität 700 cP/25°C, NCO-G^halt 23 + 1 $)
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls in Abmischung
mit dem die Entformung erleichternden Zusatzmittel einem Zweikomponentendosier-Mischgerät augeführt und dort
zur Herstellung des aufschäumenden Reaktionsgemisches mit
der jeweiligen Polyisocyanatmenge intensiv abgemischt und sofort in das 60° C heiße Metallwerkzeug gedrückt«
Le A 13 154 - 22 -
Als Formenwerkzeuge wurden Original-Automobil-Armlehnenformen aus Zinkdruckguß verwendet.
Bei der Entformung sind Scherkräfte zu überwinden. Das •Kunststoff
teil wird nach 5 Minuten entformt.
Um die Aufreißkräfte zu bestimmen, wird ein Aluminiumfolienstreifen
von einer angeschäumten Probeplatte (20.20.1 cm) mit einer definierten Geschwindigkeit abgezogen und die dazu
benötigte Kraft gemessen.
Die Abmessungen der Probekörper:
Die Abmessungen der Probekörper:
Probengesamtlänge | 150 | mm |
Probenbreite | 50 | mm |
Polienabriß | 18 | mm |
Dicke der Schaumschicht | 10 | mm |
Dicke der Aluminiumfolie | 0,2 - | 0,3 mm |
Verformung bzw. Abzieh | ||
geschwindigkeit | 50 | mm/min. |
Beispielhaft werden die Komponenten D, I und 0 des ternären synergistisch wirkenden Zusatzmittelgemisches eingesetzt,
wie sie im Beispiel 1 beschrieben werden.
Die folgenden Versuche zeigen auch bei halbharten bis weichen Polyurethansystemen, daß jede der drei Komponenten des ternären
Zusatzmittelgemisches für sich alleine größere Trennkräfte benötigt.
Dem Verschäumungsgemisch A werden 3 Teile der Komponente 0 zugesetzt. Die Haftung der Aluminiumfolie an der Schaumplatte beträgt 610 pond. Setzt man dem Verschäumungsgemisch
B 3 Teile der Komponente 0 zu, beträgt die Haftung der Aluminiumfolie an der Schaumstoffplatte 2650 pond.
Le A 13 154 - 23 -
2098Λ7/Π938
Dem Verschäumungsgemisch A werden 3 Teile der Komponente I zugesetzt. Die Haftung der Aluminiumfolie an der Schaum- ·
platte beträgt 400 pond. Wird anstelle des Verschäumungsgemisches A das Verschäumungsgemisch B verwendet, beträgt die
Haftung 1100 pond. ,
Dem Verschäumungsgemisch A werden 3 Teile der Komponente D zugesetzt. Die Haftung der Aluminiumfolie an der Schaumplatte beträgt 350 pond. Wird anstelle des Verschäumungsgemißches
A das Verschäumungsgemisch B verwendet, beträgt die Haftung 1060 pond.
Aus diesen Beispielen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten des ternären Trennmittelgemisches nicht dazu führen,
daß das zu erhaltende Formteil wünschenswert leicht entformbar
anfällt.
In der folgenden Tabelle, die den erfindungsgemäßen Einsatz dee ternären Gemisches beschreibt, wird dargelegt, daß das
Entformungsverhalten durch den aufgefundenen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird:
Le A 13 154 . - 24 -
209847/0938
bO CJ
H α» •Η
Le A 13 154
00
οο
00
co
ο νο
O VO
O VO
Φ CU
33
φ α»
QHO
σ»
VO CJ
- 23 -209847/0831
Selbstverständlich lassen sich die Entformungswerte weiter
verbessern, wenn man die Menge des verwendeten ternären Zusatzmittelgeraisches
erhöht. Die aufgeführten Beispiele sollen jedoch die Wirksamkeit bei verhältnismäßig geringen Zusatzmengen
aufzeigen.
Beispiel 3 j .
Anhand von zwei verschiedenen Tersehäumungsgemisehen soll
unter ¥©rwendusig mehrerer typischer Komponenten eines erfindungsg®ffiäi©n
binär-en synergistischen Zusatamittelge-
»isohes gezeigt werden 9 eLsB äie Einseikomponenten d©3 binären
Gemisches. .©Hein 'nioht zu einem voll Befriedigenden Sntf ormen
des in @in®r Metallform hergestellten harten Schaumstofformlings
ausreichen, wohl afe©!9 ©la Zusammenwirken der beiden
Komponenten, ein-sehr gutes.Sntfonnu&gsverhalbeg zur Folge hat«
Verschäumungsgemisch' As
100 TIe.' Polyölgemisch (Poljätlierbasis)
aktiviert und stabiiisiort-
- (OH-gahi 53Os ViSlSQSi-OSt feai 25 C 125ö cP)
4 TIe. ' Monof luQrtrIcfel@F®©t!tQa
150 TIq. Polyisocyaaat (lasisi Fhosgeaierung von Anilirs-
150 TIq. Polyisocyaaat (lasisi Fhosgeaierung von Anilirs-
bei 25°C 320 cPg HCO-Gehalt 29 r5 Ψ)
100, TIe8 PoijQlg3iiise!i ^) %
aktiviert und st®ßilisiGr*t ' n
(QH-Zahl 49Of VisfcößÄtSt baf. 85 C 1420 cP)
132 'TIe0" FeiljisQcjEiat gemM
sit €qie elx© Egrfeforiniaf QE'leich.ternden Zueatsmittel
A; angeführt «Eid dort
Reaktiomsgemisches
mit
5SWG£Xig©a Poiyisoe^aEistmsEigf xsitensiT abgemisekt
sofort ifö Qtsis "<Sööd heiie BSetaüwerkisQug gedrückt, wie es
Beispiel" 1 ansfüirlisfe b®s©li?iebea wird*
Le Λ 13 154 - 26 -
Die Entformungszeit beträgt 6 Minuten. Die Entformungskräfte
werden njit der gleichen Meßanordnung wie im Beispeil 1 gemessen.
Beispielhaft werden folgende Komponenten des binären synergistisch wirkenden Zusatzmittels eingesetzt:
Komponente D:
(s. Beispiel 1)
Komponente E:
(s. Beispiel 1)
30 kg (106 Mol) Ölsäure werden mit 25,5 kg (100 Mol) 9-Amlno- (
heptadecan (Gemisch C 15 - C 19) unter Rühren und mäßiger
einer Stunde ist die Temperatur wieder auf Zimmertemperatur
gesunken und das Produkt einsatzfähig. Viskosität!f 25 ■ 77 cP.
Komponente 0, P und Q: (β. Beispiel 1) sowie
technisches Sorbithexaoleat, OH-Zahl ca. 21
Als "salzartige Komponente" des arfindungsgemäßen synergists
sehen Trennmittelgemiaches gelten demzufolge die Komponenten
D1 E und F. Als "natürliches oder synthetisches öl, Fett *
oder Wachs" gelten die Komponenten 0, P, Q und R.
Die Vergleichsbelepiele 1, 2, 3 und 7 zeigen, daß jede der
Komponenten des binären Zusatzmittelgemisches für sich alleine keinen ausreichenden Trenneffekt bewirken kann:
Dem Verschäuaungegemisch B werden β Teile Komponente F zugesetzt. Das dann erhaltene Schaumstoffte11 ist erst bei einer
Leistung der Hydraulik von mehr als 300 Kp zu entformen. Die Abdrücker reißen die Form mit ca. 6 Kp/cm2 auf.
Le A 13 154 - 27 -
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Aus diesen Beispielen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten
des binären. Trennmittelgemisches nicht dazu fuhren, daß · das zu erhaltende Formteil wünschenswert leicht entformbar
anfällt.
Das analoge !Ergebnis wird erhalten, wenn man an Stelle des Verachäumungßgemisches A in den Vergleichsbeispielen 1, 2,
und 7 das Verschäumuhgsgemisch B verwendet.
Xn der folgenden Tabelle, die den sinngemäßen Einsatz des
binären Gemisches beschreibt, wird dargelegt, daß das Entformungsverhalten
durch den aufgefundenen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird:
Le A 13 154 - 28 -
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-Λ | Beispiel Nr. | A | Teile | 3 a | 3b | 3 c | 3 d | 3 e | 3 f | 3 g | |
154 | Versr.häunning.sgenii ,sch | B | Teile | 254 | 254 | 254 | • | ||||
Verschäiimjngsgemisch | D | Teile | 236 | 236 | 236 | 236 | |||||
κ> | Komponente | E | Teile | 6 | 6 | 6 | 2 | 1 | |||
O | Komponente | F | Teile | 6 | 1 ' | 1 | |||||
CD OO *·> |
ι | Komponente | O | Teile | 5 | 1 | |||||
ο | N) VO |
Komponente | P | Teile | 3 | 1 | 2 | ||||
(O Ca* |
I | Komponente | Q | Teile | 3 | 4 | Z | ||||
00 | Komponente | R | Teile | 3 | ' 2 | ||||||
Komponente | Kp | 2 | 1 | 2 | |||||||
Hydraul IK | Kp/cm2 | 91 | 150 | 170 | 160 | 165 | ' 170 | ' 160 | |||
Spezifische Auf- | 0,72 | 1,2 | 1,5 | 1,3 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | ||||
Selbstverständlich lassen sich die Entformungswerte weiter verbessern, wenn man die Menge des verwendeten ternären "Zusatzmittelgemisches
erhöht. Die aufgeführten Beispiele sollen jedoch die Wirksamkeit bei verhältnismäßig geringen Zusatzmengen
aufzeigen.
Beispiel 4: ' ■ '
Wie im Beispiel 2 wird ein synergistisches binäres Zusatzmittelgemisch
in den Verschäumungsmischungen A und B untersucht. Anhand der Abreißkräfte einer Aluminiumfolie von dem
Schaumstoffkörper wird die Haftung des Materials auf dem Metall gemessen, wie es ausführlich im Beispiel 2 beschreiben
wird.
Tabelle IV faßt die Werte zusammen. Man erkennt deutlich, daß
das Entformungsverhalten durch den aufgefundenen Synergistischen
Effekt verbessert wird.
Le A 13 154 - 30 -
209847/0938
Beispiel Nr. | Teile Teile |
4 a | 4 b | 4 c | 4 d | 4 e | 4 f. |
Verschäumungsgemisch A Verschäumungsgemisch B |
Teile Teile |
160 | 160 | 160 | 158 | 158 | 158 |
Komponente D Komponente 0 |
pond | 3 | 3 | 1,5 1,5 |
3 | 3 | 1,5 1,5 |
Haftung einer Aluminiumfolie m dem Schaum- cörper |
305 | 610 | 150 | ' 1060 | 2650 | 570. | |
Auch hier lassen sich die Entformungswerte weiter verbessern,
wenn man die Menge des verwendeten binären Zusatzmittelgemisches erhöht.
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll
unter Verwendung mehrerer typischer Komponenten eines anderen erfindungsgemäßen binären synergistischen Zusatzmittelgemisches
gezeigt werden, daß die Einzelkomponenten des binären Gemisches allein nicht zu einem voll befriedigenden Entformen
des in einer Metallform hergestellten Schaumstofformlings ausreichen, wohl aber ein Zusammenwirken aller drei Komponenten
ein sehr gutes Entformungsverhalten zur Folge hat.
Verschäumungsmischung A:
100 Teile Polyolgemisch (Polyätherbasis), aktiviert und stabilisiert
(OH-Zahl: 530, Viskosität bei 25° C 1250 cP) 4 Teile Monofluortrichlormethan
150 Teile Polyisocyanat (Basis: Phosgenierung von Anilin- :Formaldehyd-Kondensaten)
(Viskosität bei 25°-C 320 cP, NCO-Gehalt 29,5 %)
(Viskosität bei 25°-C 320 cP, NCO-Gehalt 29,5 %)
Verschäumungsmischung B:
100 Teile Polyolgemisch (Polyätherbasis), aktiviert und stabilisiert
(OH-Zähli 490, Viskosität bei 25° C 1420 cP)
4 Teile Monochlortrifluormethan
132 Teile Polyisocyanat gemäß A.
132 Teile Polyisocyanat gemäß A.
Le A 13 154 - 32 -
209847/0930
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls in Abmischung
mit dem die Entformung erleichternden Zusatzmittel einem Zweikomponentendosier-Mischgerät zugeführt und dort zur
Herstellung des aufschäumenden Reaktionsgemisches mit der jeweiligen Polyisocyanatmenge intensiv vermischt und sofort
in das 60° C heiße Metallwerkzeug gedrückt, wie es im Beispiel 1 ausführlich geschildert wird.
Die Entformungszeit beträgt 6 Minuten. Die Entformungskräfte
werden mit der gleichen Meßanordnung wie im Beispiel 1 gemessen.
Beispielhaft werden folgende Komponenten des binären synergistisch wirkenden Zusatzmittelgemisches eingesetzt:
Komponente G:
Ester aus 5 Mol Tranölfettsäure und einem Mol Sorbit (OH-Zahl
ca. 55)
Komponente L:
Veresterungsprodukt aus 870 Teilen Tallölfettsäure und 110
Teilen Glycerin (OH-Zahl: 10,5, Säurezahl 96) Komponente M:
Ester aus einem Mol Pentaerythrit und ca. drei Mol ölsäure
(OH-Zahl: ca. 90) Komponente N:
Ester aus einem Mol Adipinsäure, zwei Mol Sorbit und 9 Mol
Tallölfettsäure (Säurezahlj ca. 9, OH-Zahl ca. 15)
Komponenten 0, P und Q, wie sie in Beispiel 1 beschrieben
werden.
Als "esterhaltige Komponente" des erfindungsgemäßen synergistischen Trennmittelgemisches gelten demzufolge die Komponenten G, Lt M und N.
Le A 13 154 - 33 -
209847/G938
Als "natürliches oder synthetisches Öl, Fett oder Wachs" gelten die Komponenten 0, P.und Q.
Die folgenden Versuche zeigen, daß jede der drei Komponenten des binären Zusatzmittelgemisches für sich alleine keinen
ausreichenden Trenneffekt bewirken kann:
Vergleichsbeispiel 8:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile Komponente G zugesetzt. Das dann zu erhaltende Schaumstofformteil ist erst
bei einer Leistung der. Hydraulik von mehr als ca. 300 Kp zu entformen, die Abdrücker reißen die Form mit ca. 6,6 Kp/
ρ
cm auf.
cm auf.
Vergleichsbeispiel 9:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile Komponente L zugesetzt.
Das dann erhaltene Schaumstoffteil ist erst bei einer
Leistung der Hydraulik von mehr als 300 Kp zu entformen. Die
Abdrücker reißen die Form mit 7 Kp/cm auf.
Vergleichsbeispiel 10s
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile Komponente 0 zugesetzt. Das dann zu erhaltene Schaumstof formteil ist erst bei
einer Leistung der Hydraulik von über 300 Kp entformbar. Die Abdrücker reißen die Form mit ca. 8 Kp/cm2 auf.
Aus diesen Beispielen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten des binären Trennmittelgemisches nicht dazu führen,
daß das zu erhaltende Formteil wünschenswert leicht entformbar anfällt.
Das analoge Ergebnis wird erhalten, wenn man an Stelle des
Verschäumungsgemisches A in den Vergleichsbeispielen 8, 9 und 10 das Verschäumungsgemisch B verwendet.
Le A 13 154 - 34 -
209847/09-3"*
In der folgenden Tabelle, die den sinngemäßen Einsatz des binären Gemisches beschreibt, wird dargelegt, daß das Entformungsverhalten
durch den aufgefundenen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird:
Le A 13 154 - 35 -
209847/0938
σ co co ι
Beispiel Nr. | A | Teile | 5 a | 5 b | 5 c | 5 d | 5 e | 5 f | • | VJI |
Verschaumungsgemisch | B | Teile' | 254 | 254 | 254 | 254 | ||||
Verschaumungsgemisch | D | Teile | 236 | 236 | ||||||
Komponente | B | Teile | 3 | . 2 | 5 | |||||
Komponente | F | Teile | 3 | 133 | ||||||
Komponente | G | Teile | 3 | 3 | ||||||
Komponente | 0 | Teile | 4 | 1,2 | ||||||
Komponente | P | Teile | 3 | 1 | 4 | |||||
Komponente | Q | Teile | 3 | 3 | ||||||
Komponente | Kp | 3 | ||||||||
Hydraulik | 137 | 160 | 130 | 128 | 125 | |||||
Spezifische Auf | Kp/cnT | |||||||||
reißkraft | 1,1 | 1,3 | 1,0 | 1,1 | 1,0 | |||||
Selbstverständlich lassen sich die Entformungswerte weiter
verbessern, wenn man die Menge des verwendeten binären Zusatzmittelgemisches erhöht. Die aufgeführten Beispiele sollen
jedoch die Wirksamkeit bei verhältnismäßig geringen Zusatzmengen aufzeigen. - .
Le A 13 154 - 37 -
209847/0938
Wie im Beispiel 2 wird ein synergistisches binäres Zusatzmittelgemisch
in den Verschäumungsmischungen A und B untersucht. Anhand der Abreißkräfte einer Aluminiumfolie von dem
Schaumstoffkörper wird die Haftung des Materials auf dem Metall
gemessen, wie es ausführlich im Beispiel 2 beschrieben wird.
Tabelle VI faßt die Werte zusammen. Man erkennt deutlich, daß
das Entformungsverhalten durch den aufgefundenen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird.
Le A 13 154 - 38 -
209847/0938
Beispiel Nr. | Teile | 6 a | 6 b | 6 c | 6 d | 6 e | 6 f |
Verschäumungsgemisch A | Teile | 160 | 160 | 160 | |||
Verschäumungsgemisch B | Teile | 158 | 158 | 158 | |||
Komponente I | Teile | 3 | 1,5 | 3 | 1,5 | ||
Komponente O | 3 | 1,5 . | 3 | 1,5 | |||
Haftung einer | |||||||
Aluminiumfolie | |||||||
an dem Schaum | pond | ||||||
körper | 890 | 610 | 580 | 2400 | 2650 | 1500 | |
Auch hier lassen sich die Entformungswerte weiter verbessern,
wenn man die Menge des verwendeten binären Zusatzmittelgemisches erhöht.
Le A 13 154 - 40 -
209 8 47/09
Claims (1)
- 2121870Patentansprüche ^A1.) Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch. Aufschäumung eines Reaktionsgemisches aus Polyisocyanaten, Verbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, Wasser und/oder organischen Treibmitteln und Zusatzstoffen in geschlossenen Formen, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der-Zusatzstoffe ein Gemisch verwendet wird aus mindestens zwei der folgenden •Komponenten:A. mindestens 20 aliphatlache Kohlenstoffatome aufweisenden Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen,B. COOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von mono- und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren, mit OH- oder Säurezahlen von mindestens 5,C. natürlichen und/oder synthetischen ölen, Fetten oder Wachsen.2.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der Zusatzstoffe ein binäres Gemisch verwendet wird ausA, mindestens 20 allphatische Kohlenstoffatome aufweisenden Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen,C. natürlichen und/oder synthetischen ölen, Fetten oder Wachsen.3.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der Zusatzstoffe ein binäres Gemisch verwendet wird ausA. mindestens 20 aliphatisohe Kohlenstoffatome aufweisenden Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen,Le A 13 154 · - 41 -209847/0938B. GOOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von' mono- und/oder polyfunktioneIlen Carbonsäuren, mit OH- oder Säurezahlen von mindestens 5. .4·) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der Zusatzstoffe ein binäres Gemisch verwendet wird aus .B. GOOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von. mono- und/oder polyfunktioneIlen Garbonsäuren, mit OH- oder Säurezahlen von mindestens 5,C. natürlichen und/oder synthetischen Ölen, Fetten oder Wachsen.5·) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der.Zusatzstoffe ein ternäres Gemisch verwendet wird ausA. mindestens 20 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisenden Salzen von aliphatischen Garbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen, ·B. COOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern von mono- und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren, mit einer Säure- oder OH-Zahl von mindestens 5*C. natürlichen und/oder synthetischen Ölen, Fetten oder Wachsen.6,) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurqh gekennzeichnet, daß als Komponente A. verwendet wird das Ölsäure- oder Tallölfettsäuresalz des amidgruppenhaltigen Amines, das durch Umsetzung von N-Dimethylaminopropylamin mit ölsäure oder Tallölfettsäure zugänglich ist.Ie A 13 154 - 42 -209847/09387.) Verfahren nach Anspruch 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente B verwendet werden Ölsäure- und/oder Tallölfettsäureester und/oder Tranölfettsäureester mehrfunktioneller aliphatischer Alkohole, "bei denen mindestens durchschnittlich eine OH-G-ruppe unverestert erhalten geblieben ist.8.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2 und 4 und ^, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente C. Weißöl und/oder Lanolin und/oder Paraffinöle verwendet werden.Le A 13 154 - 43 -0.-9847/0938BAD ORIGINAL
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