DE2121670B2 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von SchaumstoffenInfo
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Description
A) mindestens 25 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisende Salze von aliphatischen Mono-
oder Polycarbonsäuren und primären Mono-, Di- oiler Polyaminen mit 2 und mehr Kohlenstoffatomen
oder Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen, die Komponenten
derGijuppe
B) gesäugte und/oder ungesättigte COOH- und/ oder OH-Gruppen aufweisende Ester von
Mono · und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren urd polyfunktionellen Alkoholen mit OH-
oder Säurezahlen von mindestens 5 und die Komponenten der Gruppe
C) natürliche und/oder synthetische öle, Fette oder Wachse darstellen und wobei im binären
oder ternären Trennmittelgemisch jede der Komponenten zu mindestens 5 Gew.-°/o enthalten
ist und sich die Prozentzahlen zu 100 ergänzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente a) das Ölsäure-
oder Tallölfettsäuresalz des amidgruppenhaltigen Amins, das durch Umsetzung von N-Dimethylaminopropylamin
mit Ölsäure oder Tallölfettsäure erhalten worden ist, verwendet.
Polyurethanschaumstoffe mit einer dichten Außenhaut und einem zelligen Kern, wie sie nach der Methode
der Formverschäumung, vgl. DE-AS 11 96 864 und FR-PS 15 59 325, erhalten werden, eigenen sich
vorzüglich für die Serienherstellung von Leichtbaukonstruktionen, wie z. B. für den Möbel-, Fahrzeug- und
Hausbau.
Die Polyurethanformkörper werden hergestellt, indem das schäumfähige 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 und Holz.
Um beim Entformen ein Haften des Kunststoffteils an der. Werkzeugoberfläche 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 Film zwischen Werkzaugoberfläche und Kunststoffteil,
der weder auf dem Werkzeug noch auf dem Kunststoff haftet und so ein leichtes Entformen des Kunststoffes
aus dem Werkzeug ermöglicht
ίο Für eine Serienproduktion weist diese Methode
verschiedene Nachteile auf. In regelmäßigen Abstünden muß das Trennmittel aufgetragen werdea 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 Trennmittelresten 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 Kunststoff zu erzielen.
Gegenüber dieser Methode weist das Verfahren der DE-OS 19 53 637 den Vorteil auf, daß gemäß der Lehre
dieser Veröffentlichung anstelle der auf die Werkzeugoberfläche aufzutragenden »äußeren« Trennmittel
sogenannte »innere« Trennmittel eingesetzt werden können. Hierbei handelt es sich um Verbindungen, die
dem schäumfähigen Gemisch zugesetzt werden, wodurch, durch die Trennwirkung des Zusatzmittels
bedingt, die Haftung des Kunststoffteils an der Werkzeugoberfläche stark herabgesetzt und damit die
Entformung erleichtert wird. Gemäß DE-OS 19 53 637 werden als innere Trennmittel mindestens 25 aliphatischen
Kohlenstoffatome aufweisende Salze von aliphatischen Carbonsäuren und primären Aminen oder
Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen verwendet. Die Trennwirkung dieser Substanzen
genügte jedoch nicht allen Erfordernissen der Praxis, so daß ein Bedürfnis an inneren Trennmitteln bestand, die
gegenüber den Trennmitteln der genannten Vorveröffentlichung eine deutlich erhöhte Trennwirkung aufweisen.
Es wurden nun innere Trennmittel gefunden, die dem fertigen Kunststoff vorzügliche Trenneigenschaften
verleihen, und die insbesondere den inneren Trennmitteln gemäß der DE-OS 19 53 637 weit überlegen sind..
so Als derartige Trennmittel wurden binäre und ternäre Gemische von mindestens 25 aliphatische Kohlenstoffatome
aufweisenden Salzen aliphatischer Mono- oder Polycarbonsäuren und primären Mono-, Di- oder
Polyaminen mit zwei und mehr Kohlenstoffatomen oder Amid- oder Estergruppen enthaltenden Aminen, bestimmten
gesättigten und/oder ungesättigten COOH- und/oder OH-Gruppen aufweisenden Estern und
natürlichen und/oder synthetischen ölen, Fetten oder Wachsen, erkannt.
Da diese Gemische eine innere Schmierung der Kunststoffmischung bewirken, verleihen sie dem Kunststoff
gleichzeitig hervorragende Fließeiger.schaften in dem Werkzeug und eine verminderte Blasenbildung auf
der Kunststoffoberfläche. Darüber hinaus zeigen diese Trennmittel einen antistatischen Effekt.
Zur Messung der Trennwirkung kann man entweder die Kraft in kp/cm2 heranziehen, die nötig ist, um die
Werkzeuge beim Entformen zu öffnen, odei man
beurteilt die Trennwirkung, indem man die Kraft, in kp
mißt, die knotig ist, um eine Aluminiumfolie von
einer angeschäumten Polyurethanschaumplatte (20 χ 20 χ 1 cm) abzusehen. Die Entformungskräfte,
die bei den mit den erfindungsgemäß verwendeten Trennmitteln ausgelasteten Schaumstoff en aufgebracht
werden müssen, liegen erheblich niedriger als bei den
gleichen Schaumstoffen, bei denen das Reaktionsgemisch ohne diese Trennmittel aufgeschäumt wurde, und
liegen niedriger, als wenn jeweils nur eine Komponente
des binären oder teraären Gemisches eingesetzt wurde,
d. h. es liegt ein unerwarteter synergistischer Effekt vor.
Es sei darauf hingewiesen, daß durch die Verschäumung in geschlossenen Formen ein Schaumstoff
entsteht, der eine höhere Dichte hat als bei der Verschäumung in offenen Formen und dessen Merkmal
in einer festen, nicht zelligen geschlossenen Außenhaut besteht, die wesentlich dicker ist, als die Zellwände im
Schaumstoffinnern. Diese Außenhaut, die das Charakteristikum des harten, halbharten oder weichen Polyurethanschaumstoffes ist und seine Gebrauchseigenschaften wesentlich bestimmt, ist also kein Schaumstoff, was
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 erfindungsgemäßen
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 Schaumstoffrezepturen wurden zwar bisher auch zu Zwecken der Aktivierung oder als
Gleit- bzw. Streckmittel zum Verzögern oder Fördern der Schaumbildung bzw. als Emulgatoren Fettsäuren,
Sulfonsäuren, tertiäre Fettamine oder Tenside mitverwendet. Hinsichtlich des Entformungsverhaltens dieser
Stoffe in einem Schaumstoff, dessen Charakteristikum gerade eine verhältnismäßig dicke homogene Deckschicht aus Nichtschaumstoff ist, sind bisher jedoch
keine Angaben gemacht worden, bzw. ist eine Wirkung nicht vorhanden, wenn man in geschlossenen Formen
arbeitet, oder eine eventuelle Wirkung wird durch andere Nachteile wieder aufgehoben.
So führt die Anwesenheit von Sulfonsäuren in der Deckschicht solcher Schaumstoffe zu verminderter
Bewitterungsstabilität, während die Schaumbildung nachteilig beeinflußt, d.h. verzögert werden kann.
Tertiäre Amine neigen, da sie offenbar nicht in den Polyurethanverband mit einbezogen werden 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.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen bereitzustellen, das
diese Nachteile, z. B. in bezug auf die Lackierbarkeit der Oberfläche und hohe Entformungskräfte nicht aufweist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Umsetzung von
Polyisocyanaten, Verbindungen, die mindestens 2 mit
Isocyanatgruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweisen und ein Molekulargewicht von 90 bis 10 000
besitzen, Wasser und/oder organischen Treibmitteln,
Zusatzstoffen und Trennmitteln in geschlossenen Formen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß
man als Trennmittel 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Verschäumungsgemisch, eines Gemisches
verwendet, das aus mindestens zwei Komponenten der
ίο Gruppe A) bis C) besteht, wobei die Komponenten der
Gruppe
A) mindestens 25 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisende Salze von aliphatischen Mono- oder
Polycarbonsäuren und primären Mono-, Di- oder Polyaminen mit 2 und mehr Kohlenstoffatomen
oder Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen, die Komponenten der Gruppe
B) gesättigte und/oder ungesättigte COOH- und/oder
OH-Gruppen aufweisende Ester von Mono-
und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren und
polyfunkt.ionellen Alkoholen mit OH- oder Säurezahlen von mindestens 5 und die Komponenten der
Gruppe
C) natürliche und/oder synthetische Öle, Fette oder
Wachse darstellen und wobei im binären oder ternär en Trennmittelgemisch jede der Komponenten zu mindestens 5 Gew.-% enthalten ist und sich
die Prozentzahlen zu 100 ergänzen.
Es ist bevorzugt, als Trennmittel ein binäres Gemisch
aus den Komponenten B und C zu verwenden.
Es ist darüber hinaus bevorzugt, als Trennmittel ein
binäres Gemisch aus den Komponenten A und B
einzusetzen.
Als überraschend muß angesehen werden, daß derartige Gemische wirksam werden, obgleich sie
Komponenten enthalten, die z. T. Gruppen tragen, die mit Isocyanaten reagieren können, wodurch eigentlich
eine Wirkung verhindert werden müßte. Insbesondere war überraschend, daß bei Verwendung dieser binären
und ternären Trennmittelgemische ein synergistischer Effekt auftritt. Auch tritt keine Verminderung der
Schaumstoffqualität ein, obgleich die Zusatzmittel,
sofern sie monofunktionell sind, zu Kettenabbrüchen
führen müßten. Weiterhin wird überraschenderweise die Lackierfähigkeit der unter Verwendung der
erfindungsgemäß eingesetzten Trennmittel hergestellten Formteile nicht vermindert. Die Trennmittelgemi-
sehe 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 schäumfähigen Reaktionsgemisches werden in bekannter Weise Polyisocyanate,
Verbindungen, die mindestens zwei mit Isocyanaten reagierende Wasserstoffatome aufweisen, und Zusatzstoffe verwandt, wie die in breiter Form in »Vieweg- Höchtlen, Kunststoffhandbuch, Band VII,
Polyurethane« beschrieben werden.
bo Erfindungsgemäß können Polyisocyanate beliebiger
Art verwendet werden. Beispielhaft für Polyisocyanate sind bevorzugt Diisocyanate zu nennen, wie z. B.
Tetramethylendiisocyanat,
b5 Hexamethylendiisocyanat,
m-Xylylendiisocyanat,
p-Cylylendiisocyanat,
^'-Dimethyl-l.S-xylylendiisocyanat,
Cyclohexan-l ,4-diisocyanat,
Dicyclohexylrae.than-^'-diisqcyanat,
m-Phenylendiisocyanat,
p-Phenylendiisocyanat, :
1 -Alkylbenzol-2,4- und -2,6-diif oeyanate,
Ditoluylen-2,4- und -2,6-diisocyanat,
3-(a-iso(^anatoäthyr)-phenylisocyanat,
1-Benzylbenzol-ie-diisocyanat,
2,6-DiäthylbenzoH,4-diisocyanat,
Diplienylmethan^^'-diisocyanat,
S^'-Dimethoxy-diphenylmethan-
4,4'-diisocyanat und
Naphthylen-ljS-diisocyanat.
Naphthylen-ljS-diisocyanat.
Tetra- oder Hexaäthylendiamin und auch
Ammoniak.
Ammoniak.
Selbstverständlich können aisch Gemische linearer
und/oder verzweigter Polyalkylenglykoläther verschiedenen Typs eingesetzt werden.· Diese Polyalkylenglykoläther
können auch in Mischung mit anderen Hydroxylverbindungen oder Aminen verwendet werden,
z. B. in Mischung mit
l^-ButylenglykoljTrimethylolpropan,
Glycerin, 23-Butylenglykol, Pentaerythrit,
Weinsäureestern, Ricinusöl und Tallöl.
Glycerin, 23-Butylenglykol, Pentaerythrit,
Weinsäureestern, Ricinusöl und Tallöl.
Auch tri- und mehrfunktionelle Polyisocyanate können
verwendet werden, z. B. Tohiol-2,4,6-triisocyanat oder
durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung gewonnenes Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanat,
ferner die genn.ß der DE-PS 10 92 007 herstellbaren Polyisocyanate sowie durch
Umsetzung mit niedermolekularen Glykolen, wie Tripropylenglykol, verflüssigtes, modifiziertes 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
Darüber hinaus können auch Polyisocyanate Verwendung finden, welche Carbodiimid-Gruppierungen, Uretdion-Gruppierungen,
Uretonimin-Gruppierungen, Biuret-Gruppierungen und Isocyanuratgruppierungen enthalten.
Desgleichen lassen sich Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate einsetzen. Darüber hinaus
kann man auch Umsetzungsprodukte von mehrwertigen Alkoholen mit mehrwertigen Isocyanaten verwenden
oder auch solche Polyisocyanate wie sie z. B. gemäß den DE-PS 10 22 789 und 10 27 394 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 bis 5000.
Genannt seien beispielshaft aus mono- oder polyfunktionellen Alkoholen und Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren,
gegebenenfalls unter Mitverwendung von Aminoalkoholen, Diaminen, Oxyaminen oder Aminocarbonsäuren
nach bekannten Verfahren hergestellte, lineare oder verzweigte Polyester oder Polyesteramide,
die Heteroatome, Doppel- und Dreifachbindungen sowie modifizierende Reste von ungesättigten oder
gesättigten Fettsäuren oder Fettalkohole enthalten können. Genannt seien ferner durch Polymerisation von
Alkylenoxiden, wie Äthylenoxid, Propylenoxid, Styroloxid, Epichlorihydrin oder Tetrahydrofuran gewonnene
lineare Polyalkylenglykoläther verschiedener Molekulargewichte, bevorzugt solche mit einem H}droxylgruppengehalt
von -0,5—18%. Ebenfalls geeignet sind Polyalkylenoxide, an deren Kettenende Gruppen
befindlich sind, die freie primäre oder sekundäre Aminogruppen tragen. Als polyfunktionelle Startkomponenten
für die Addition der Alkylenoxide seien beispielhaft genannt:
60
H2O, Äthylenglykol, 1,2-PropylenglykoI,
Trimethylolpropan, 1,2,4-Butantriol,
Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit sowie
Oligosaccharide und deren wäßrige Lösungen,
Polysaccharide, Ricinusöl, Äthanolamin, Diäthanolamin, Triethanolamin,
Anilin, Arylendiamine,
Alkylendiamine vom Typ Äthylendiamin,
Trimethylolpropan, 1,2,4-Butantriol,
Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit sowie
Oligosaccharide und deren wäßrige Lösungen,
Polysaccharide, Ricinusöl, Äthanolamin, Diäthanolamin, Triethanolamin,
Anilin, Arylendiamine,
Alkylendiamine vom Typ Äthylendiamin,
Auch in Mischungen mit Polyestern kann die Yerschäumung der Polyalkylenglykoläther erfolgen.
Zum Beispiel lassen sich verwenden
OH-gruppenhaltige Polycarbonate,
Polyacetale, Polyamide Polyacetone,
Polylactame oder
Cl- und OH-gruppenhaltige Polytetra-
Polyacetale, Polyamide Polyacetone,
Polylactame oder
Cl- und OH-gruppenhaltige Polytetra-
hydrofurane und
Polybutadiene.
Polybutadiene.
Auch OH- und/oder SH-Gruppen aufweisende PoIythioäther,
mit Alkylenoxid umgesetzte Phenole, Formaldehydharze, Hydrierungsprodukte von Äthylen-Olefin-Kohlenoxid-Mischpolymerisaten
und Epoxidharzen, ferner Aminogmppen aufweisende Verbindungen, wie
Aminopolyäther, Polyester oder Polyurethane, darüber hinaus Carboxylgruppen und/oder cyclische Anhydridgruppen
aufweisende Verbindungen, die daneben noch Äther-, Ester-, Amid-, Harnstoff-, Urethan- oder
Thiäthergruppen enthalten können, seien als Beispiele für geeignete, mit Isocyanaten reagierende Verbindungen
genannt.
Als Trennmittel werden erfindungsgemäß binäre oder ternäre Gemische verwendet Als Komponente (A)
werden Salze von aliphatischen Mono- oder Polycarbonsäuren und primären Mono-, Di- oder Polyaminen
mit zwei und mehr Kohlenstoffatomen oder Amid- und/oder Estergruppen enthaltenden primären, sekundären
oder tertiären Aminen eingesetzt, wobei das Salz insgesamt mindestens 25 aliphatische Kohlenstoffatome
aufweist. Hierbei wird zwar bevorzugt ein stöchiometrisch zusammengesetztes Gemisch aus Säure und Amin
verwendet, Abweichungen vom stöchiometrischen Verhältnis von Carboxyl- zu Aminogruppen können
jedoch in Kauf genommen werden, wobei allerdings der gegebenenfalls vorhandene Überschuß von Carboxyl-
oder Aminogruppen 50 Mol-% nicht überschreiten sollte.
Als aliphatische 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 Monocarbonsäu-en mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen Verwendung, die geradkettig
oder verzweigt sein können. Beispielsweise seien genannt: Stearinsäure, technische Kokosfettsäuregemische,
Talg- oder Tranfettsäuren, technische Paraffinfettsäuren, die zumeist auch Gemische darstellen, Undecylensäure,
Ölsäure, Linolsäure, Tallölfettsäuren und Rizinusölsäure. Am einfachsten läßt sich ölsäure oder
Tallöl einsetzen.
Die zur Salzbildung verwendeten Mono-, Di- oder Polyamine mit 2 und mehr Kohlenstoffatomen können
geradkettig, verzweigt und cyclisch sein. Bevorzugt
werden aliphatische Monoamine mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen. Beispielhaft seien genannt: Stearylamin,
Oleylamin, 9-Aminoheptadecan-Gemisch und Taigamine. Auch aus Harzsäuren herstellbare sogenannte
Harzamine oder Abietylamin sind verwendbar. An Diaminen sei Äthylendiamin genannt. Hervorgehoben
seien die Salze aus 1 MoI ölsäure und 1 Mol Oleylamin, 0,5 Mol Äthylendiamin oder 1 MoI
9-Aminheptadecan.
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-Dimefhylaminopropylamin,
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 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise
die bereits aufgeführten Typen.
Aufgrund seiner guten technischen Zugänglichkeit sei das amidgruppenhaltige Amin aus N-Dimethylaminopropylamin
und ölsäure besonders genannt.
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 Alkanolamine^ wie
Triethanolamin, N-Dimethyläthanolamin und N-Dioleyläthanolamin,
mit den genannten Fettsäuren unter Veresterungsbedingungen herstellen. Hier sei das Amin
aus 3 Mol ölsäure und einem Mol Triethanolamin oder Tallölfettsäure und propoxyliertem Äthylendiamin besonders
genannt
Die Herstellung der Trennmittelkomponente (A) 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 Verschäumungsgemisches.
Als Komponente (B) des Trennmittelgemisches kommen gesättigte und/oder ungesättigte COOH-
und/oder OH-Gruppen tragende Ester von mono- so und/oder polyfunktionellen Carbonsäuren und polyfunktionellen
Alkoholen mit OH- oder Säurezahlen von mindestens 5 in Betracht.
Die polyfunktionellen Carbonsäuren sollten mindestens
4 Kohlenstoff atome aufweisen, wie beispielsweise Malein-, Bernstein-, Glutar-, Adipin-, Kork-, Sebazin-
oder Heptadekandicarbonsäure-1,8 oder Carboxylgruppen
aufweisende oligomere oder polymere Verbindungen, wie oxidiertes 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 Arylgrappen. Vorzugsweise finden aliphatische Carbonsäuren Verwendung, die verzweigt
oder geradkettig sein können und mehr als 12 Kohlenstoffatome aufweisen. Beispielsweise seien genannt:
Stearinsäure, Palmitinsäure, Rizinolsäure,
technische Fettsäuregemische wie
Kokosfettsäuren,
Talg- oder Tranfettsäuren,
Harzsäuren, z. B. Abietinsäure,
Tallölfettsäuren, Linolsäure,
Linolensäure, Undecylensäure und
technische Paraffinfettsäuren;
sehr geeignet sind Ölsäure oder Tallölfettsäure.
Zur Herstellung der Ester verwendet man vorzugsweise die Monocarbonsäuren, gegebenenfalls im Gemisch
mit mehrfunktionellen Carbonsäuren.
Als Alkoholkomponente für die Ester dienen mehrfunktionelle Alkohole mit bevorzugt aliphatischem
Charakter, wie
Äthylen-, Propylen- und Butylenglykol,
Polyalkylenglykole, Hexandiol,
Glycerin, Trimethylolpropan,
Pentaerythrit, Sorbit, Hexit,
Glykose, Zucker
Polyalkylenglykole, Hexandiol,
Glycerin, Trimethylolpropan,
Pentaerythrit, Sorbit, Hexit,
Glykose, Zucker
oder Anlagerungsprodukte von einem oder mehreren Alkylenoxiden an diese Alkohole, sowie Addukte von
Alkyjenoxiden an Amine, z. B. Anlagerungsprodukte von 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 bekannten Methoden entweder mit oder ohne
Zusatz eines sauren oder basischen Katalysators oder eines Metallalkoholate bei erhöhter Temperatur, zweckmäßigerweise
unter Luftausschluß.
Die zu verwendenden Ester können auch den Charakter von Polyestern mit Molekulargewichten bis
zu 5000 haben.
Die Ester müssen noch OH- und/oder COOH-Gruppen aufweisen, so müssen die zum Einsatz gelangenden
Ester eine Säurezahl oder OH-Zahl von mindestens 5, vorzugsweise über 10, aufweisen.
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 Komponente (C) des erfindungsgemäß zu verwendenden Trennmittelgemischs seien natürliche
und/oder synthetische öle, Fette 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.
Beispielshaft wären, einzeln oder im Gemisch zu nennen, ohne daß die Aufzählung Anspruch auf
Vollzähligkeit erheben kann:
Lanolin, Bienenwachs, Erdwachse,
Pflanzenöle, KnochenöL Sesamöl,
Wollfette, WeißöL Petroleumfraktionen
Pflanzenöle, KnochenöL Sesamöl,
Wollfette, WeißöL Petroleumfraktionen
mit Siedepunkten über 1000C,
ParaffinöL Vaseline, Abietinsäureester,
Cholerestinester und Tranöle.
ParaffinöL Vaseline, Abietinsäureester,
Cholerestinester und Tranöle.
Bevorzugt eignen sich Weißöl und Lanolin.
Im binären und ternären Zusatzmittelgemisch muß jede der drei genannten Komponenten zu mindestens 5
Gew.-%, besser zu mindestens 15 Gew.-%, enthalten sein. Vorzugsweise sollte jede der Komponenten in
Mengen von 20 bis 50 Gew.-% im ternären bzw. 20—80% im binären Gemisch enthalten sein, wobei sich
die Prozentzahlen zu 100 ergänzen.
Es ist nicht Voraussetzung, daß das Trennmittelgemisch als solches eingesetzt wird, vielmehr können dem
Verschäumungsgemisch die einzelnen Komponenten auch einzeln oder in Zweierkombinationen oder in
verschiedenen Bestandteilen des Verschäumungsansatzes gelöst beigegeben werden. Im reagierenden
Verschäumungsgemisch sollen jedoch alle Komponenten des erfindungsgemäß verwendeten Trennmittelgemisches
anwesend sein.
Die Trennmittelgemische werden in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,5 bis 15
Gew.-%, bezogen auf das gesamte Verschäumungsgemisch, eingesetzt.
Bevorzugt werden solche Trennmittelgemische, 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 und 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
Phosphonsäure und Alkylenoxiden oder Alkylenglykolen, Umsetzungsprodukte aus Dialkylphosphiten, Formaldehyd
und Dialkanolamien sowie auch solche Flammschutzmittel, die keine mit Isocyanaten reagierenden
Gruppen enthalten, z. B.
Tris-2-chloräthylphosphat,
Trikresylphosphat und
Trisdibrompropylphosphat.
Trikresylphosphat und
Trisdibrompropylphosphat.
Bei der Herstellung der Schaumstoffe verwendet man in üblicher Weise Aktivatoren, z. B.
Dimethylbenzylamin,
N-methyl-N-(N,N-dimethylaminoäthyl)-
N-methyl-N-(N,N-dimethylaminoäthyl)-
piperazin,
Triäthylendiamin,
permethyliertes Diäthylendiamin,
Tetramethylguanidin,
Trioxymethylhexahydrolriazin,
zinnorganische Verbindungen, beispielsweise
Dibutylzinndilaurat oder
Zinn(II)-octoat
Triäthylendiamin,
permethyliertes Diäthylendiamin,
Tetramethylguanidin,
Trioxymethylhexahydrolriazin,
zinnorganische Verbindungen, beispielsweise
Dibutylzinndilaurat oder
Zinn(II)-octoat
Daneben finden auch Stabilisatoren, wie Polyether, Polysiloxane, sulfonierte Ricinus- oder ölsäurederivate
und deren Natriumsalze, Verwendung. Als Treibtnittel
verwendet man Wasser und/oder niedrigsiedende Lösungsmittel, wie
Trichlormonöfluormethän,
Dichlorfluonnethan und
Methylenchlorid.
Dichlorfluonnethan und
Methylenchlorid.
Von derartigen Treibmitteln werden in der Regel 10 bis 15 Gew.-Teiie, bezogen auf 100 Gew.-Tefle der mit
Isocyanaten reagierenden Gruppierungen enthaltenden Verbindung und Aktivatormischung, eingesetzt
Die Verfahrensprodukte könnenin härter 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 und elastischen Schuhsohlen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsversuche erläutert. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, sofern nichts anderes vermerkt ist.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsversuche erläutert. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, sofern nichts anderes vermerkt ist.
Beispiele la— If
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll unter Verwendung mehrerer typischer
Komponenten des erfindungsgemäß verwendeten synergistischen Trennmittelgemisches 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, aktiviert und stabilisiert mit
einer OH-Zahl von 530 und einer Viskosität bei 25° C von 1250 cP, bestehend aus 60 TIn. eines
Polyethers der OH-Zahl 855, der durch
Addition von Propylenoxid an Trimethylolpropan erhalten wird und 40 TIn. eines Polyäthers
der OH-Zahl 42, der durch Addition einer Mischung aus Propylenoxid und Äthylenoxid
an ein Gemisch aus Trimethylolpropan und
Propylenglykol (Molverhältnis: 1 :3) erhalten wird, und
4 TIe. Monofluortrichlormethan,
150 TIe. Polyisocyanat auf Basis eines Phosgenierungsproduktes von Anilin-Formaldehyd-Konden
150 TIe. Polyisocyanat auf Basis eines Phosgenierungsproduktes von Anilin-Formaldehyd-Konden
saten mit einer Viskosität bei 25° C von 320 cP und einem NCO-Gehalt von 29,5%.
Verschäumungsmischung B:
100 TIe. Polyolgemisch, aktiviert und stabilisiert mit
einer OH-Zahl von 490 und einer Viskosität bei 25° C von 1429 cP, bestehend aus 60 TIn. eines
Anlagerungsproduktes von Propylenoxid an Äthylendiamin der OH-Zahl 675, 20 TIn. eines
Anlagerungsproduktes von Propylenoxid an
Trimethylolpropan der OH-Zahl 380 und 20 TIn. eines Polyäthers, der durch Anlagerung
von Propylenoxid und Äthylenoxid an 1 ^-Propylenglykol entsteht der OH-Zahl 28, und
4TIe. Monochlortrifluormethan,
132 TIe. Polyisocyanat der Verschäumungsmischung A.
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls
in Abmischung mit dem die Entfernung erleichternden Trennmittel einem Zweikpmponentendosier-Mischgerät
zugeführt und dort zur Herstellung des aufschäumenden Reaktionsgemisches mit der jeweiligen
Polyisöcyanatmenge intensiv abgemischt und sofort in das 60° C heiße Metallwerkzeug gedruckt
Das Werkzeug, ein rechteckiger Kasten mit 15 mm Wandstärke, weist folgende Maße auf:
Das Werkzeug, ein rechteckiger Kasten mit 15 mm Wandstärke, weist folgende Maße auf:
Grundfläche 360 χ 250 mm, Seitenhöhe 40 mm. Bei
der Entformung sind Scherkräfte zu überwinden.
Das Schaumstoffteil 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-Linienschreiber aufgezeichnet Aus den aufgezeichneten
Daten wurden die spezifischen Aufreißkräfte errechnet.
In den Beispielen la — If werden folgende Komponenten des ternären synergistisch wirkenden
Trennmittelgemisches eingesetzt:
Komponente D:
Stöchiometrisches Tallölfettsäuresalz aus einem Mol Tallölfettsäure und einem Mol Amidamin, hergestellt
aus einem Mol 3-Dimethyl-aminopropylamin-l und
einem Mol Tallölfettsäure. Anstelle von Tallölfettsäure kann auch ölsäure verwendet werden.
Komponente E:
Salz aus einem Mol ölsäure und einem Mol
Dihydroabietylamin.
Komponente H:
Ester aus einem Mol Pentaerythrit und ca. drei Mol ölsäure (OH-Zahl: ca. 90).
Komponente I:
Ester aus ca. vier Mol Tranölfettsäure und einem Mol Sorbit (OH-Zahl: ca. 130).
Komponente K:
Ester aus einem Mol Adipinsäure, zwei Mol Sorbit und ca. 9 Mol Tallölfettsäure (Säurezahl: ca. 9, OH-Zahl:
ca. 15).
Komponente O:
Technisches Weißöl.
Technisches Weißöl.
Komponente P:
Technisches Lanolin.
Technisches Lanolin.
Komponente Q:
Technisches Sesamöl.
Technisches Sesamöl.
Als Komponente (A) des erfindungsgemäß verwendeten synergistischen Trennmittelgemisches gelten
demzufolge die Komponenten D und E.
Als Komponenten (B) gelten die Komponenten H, I, K.
Als natürliches oder synthetisches öl, Fett oder Wachs gelten die Komponenten O, P und Q.
Ferner wurden Vergleichsversuche durchgeführt, die zeigen, daß jede der drei Komponenten des ternären Zusatzmittelgemisches für sich allein größere Trennkräfte benötigt
Ferner wurden Vergleichsversuche durchgeführt, die zeigen, daß jede der drei Komponenten des ternären Zusatzmittelgemisches für sich allein größere Trennkräfte benötigt
ίο Vergleichsversuch 1:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile der
Komponente D zugesetzt Das dann erhaltene 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/cm2 auf.
Vergleichsversuch 2:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile der 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/cm2 auf.
Vergleichsversuch 3:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile der
Komponente O zugesetzt Das dann erhaltene Schaumstofformteil
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 Vergleichsversuchen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten des ternären Trennmittelgemisches
nicht dazu führen, daß das erhaltene Formteil wünschenswert leicht entformbar anfällt
Ein analoges Ergebnis wird erhalten, wenn man anstelle des Verschäumungsgemisches A in den
Vergleichsversuchen 1—3 das Verschäumungsgemisch B verwendet
In der Tabelle I sind die Ergebnisse bei Einsatz des
erfindungsgemäß verwendeten ternären Gemisches aufgeführt Daraus ist ersichtlich, daß das Entformungsverhalten
durch einen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird.
Tabelle I | Teile Teile |
Beispiel la |
Nr. Ib |
lc | ld | le | If | Oi. Xn | 3 | Ig |
Teile Teile |
254 | 254 | 254 | 236 | 236 | 236 | 3 | 254 | ||
Verschäumungsgemisch A Verschäumungsgemisch B |
Teile Teile Teile |
6 | 3 | 3 | 2,5 | 5 | 120 1,3 |
3 | ||
Komponente D Komponente E |
Teile Teile Teüe |
1,8 | 1,8 | 1,8 | 2,5 | 3 | 2 2 |
|||
Komponente H Komponente I Komponente K |
kp kp/cm2 |
1,2 | 1,2 2 |
1,2 2 |
3 | 2 | 1 1 1 |
|||
Komponente O Komponente P Komponente Q |
126 1,0 |
98 0,78 |
135 1,1 |
125 0,9 |
105 1,5 |
115 1,0 |
||||
Hydraulik Spezifische Aufreißkraft |
||||||||||
Beispiele 2a-2b
10
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll unter Verwendung mehrerer typischer
Komponenten des erfindungsgemäß verwendeten synergistischen Trennmittelgemisches gezeigt werden, daß
die Einzelkomponenten des z. B. ternären Gemisches 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:
15
100 TIe. Polyolgemisch, aktiviert, stabilisiert mit einer
OH-Zahl von 180 und einer Viskosität bei 25° C
von 1000 ± 100 cP, bestehend aus 88 Teilen eines Polyäthers, der durch Anlagerung von
Propylenoxid und Äthylenoxid an Trimethylolpropan erhalten wird und eine OH-Zahl von 35
besitzt und 12 Teilen 1,4-Butandiol,
8 TIe. Monofluortrichlormethan,
4 TIe. Methylendichlorid,
48 TIe. Polyisocyanat auf Basis eines Phosgenierungs-Produktes von Anilin-Formaldehyd-Kondensation mit einer Viskosität bei 25° C von *
< lOOcP und einem NCO-Gehalt von 30 ± 1%.
30
100 TIe. Polyolgemisch, aktiviert, stabilisiert mit einer
OH-Zahl von 150 und einer Viskosität 600 ± 100 cP/25°C, bestehend aus 91 TIn.
eines linearen Polyäthers, der durch Anlagerung von Äthylenoxid und Propylenoxid an
1,2-Propylenglykol erhalten wird und eine
OH-Zahl von 48 besitzt und 9 TIn. 1,4-Butandiol, 6 TIe. Monofluortrichlormethan,
52 TIe. Polyisocyanat auf Basis eines Phosgenierungsprodukts von Anilin-Formaldehyd-Kondensation mit einer Viskosität 700cP/25°C und
einem NCO-Gehalt von 23 ± 1%.
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls in Abmischung mit dem die Entformung erleichternden Trennmittel einem Zweikomponentendosier-Mischgerät zugeführt und dort zur Herstellung des
aufschäumenden Reaktionsgemisches mit der jeweiligen Polyisocyanatmenge intensiv abgemischt und sofort
in das 60° C heiße Metallwerkzeug gedruckt
Als Formwerkzeuge wurden Original-Automobil-Armlehnenformen aus Zinkdruckguß verwendet
Bei der Entformung sind Scherkräfte zu überwinden.
Das Schaumstoffteil wird nach 5 Minuten entformt
Um die Aufreißkräfte zu bestimmen, wird ein Aluminiumfolienstreifen von einer angeschäumten Probeplatte (20 χ 20 χ 1 cm) mit einer definierten Geschwindigkeit abgezogen und die dazu benötigte Kraft
gemessen.
Probengesamtlänge | 150 mm |
Probenbreite | 50 mm |
Folienabriß | 18 mm |
Dicke der Schaumschicht | 10 mm |
Dicke der Aluminiumfolie | 0,2—0,3 mm |
Verformung bzw. Abzieh | |
geschwindigkeit | 50 mm/min. |
Es werden die Komponenten D, I und O des ternären
synergistisch wirkenden Trennmittelgemisches aus Beispiel 1 eingesetzt.
Die Vergleichsversuche zeigen auch bei halbharten bis weichen Polyurethansystemen, daß jede der drei
Komponenten des ternären Trennmittelgemisches für sich allein größere Trennkräfte benötigt.
Dem Verschäumungsgemisch A werden 3 Teile der Komponente O zugesetzt Die Haftung der Aluminiumfolie an der Schaumplatte beträgt 610 pond. Setzt man
dem Verschäumungsgemisch B 3 Teile der Komponente O zu, beträgt die Haftung der Aluminiumfolie an der
Schaumstoffplatte 2650 p.
Dem Verschäumungsgemisch A werden 3 Teile der Komponente I zugesetzt Die Haftung der Aluminiumfolie an der Schaumplatte 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 Verschäumungsgemisches A das Verschäumungsgemisch B verwendet, beträgt die Haftung 1060
pond.
Aus den Vergleichsversuchen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten des ternären Trennmittelgemisches nicht dazu führen, daß das erhaltene Formteil
wünschenswert leicht entformbar anfällt
In der Tabelle II sind die Ergebnisse bei Einsatz des erfindungsgemäß verwendeten ternären Gemisches
dargelegt Daraus geht hervor, daß das Entformungsverhalten durch einen synergistischen Effekt deutlich
verbessert wird.
Tabelle Π
Ver- | Ver | Ver- | Bei | Ver | Ver- | Ver | Beispiel |
gleichs- | gleichs- | gleichs- | spiel | gleichs- | gleichs- | gleichs- | 2t> |
versuch | versuch | versuch | 2a | versuch | versuch | versuch | |
6a | 5a | 4a | 6b | 5b | 4b |
Verschäumungsgemisch A Teile
Verschäumungsgemisch B Teile
Verschäumungsgemisch B Teile
160
160
160
158
158
158
158
Fortsetzung
Ver | Ver | Ver | Bei | Ver | Ver | Ver | Beispiel |
gleichs- | gleichs- | gleichs- | spiel | gleichs- | gleichs- | gleichs- | 2b |
versuch | versuch | versuch | 2a | versuch | versuch | versuch | |
6a | 5a | 4a | 6b | 5b | 4b |
Komponente D
Komponente I
Komponente O
Komponente I
Komponente O
Teile
Teile
Teile
Teile
Teile
Haftung einer Aluminium- pond
folie an dem Schaumkörper
folie an dem Schaumkörper
305 400
Verschäumungsgemisch B:
3
610
610
1
1
1
1
1
240
1060
1100
3
2650
2650
990
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.
Beispiele 3a — 3f
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll unter Verwendung mehrerer typischer
Komponenten eines erfindungsgemäß verwendeten binären synergistischen Trennmittelgemisches gezeigt
werden, daß die Einzelkomponenten des binären Gemisches allein nicht zu einem voll befriedigenden
Entformen des in einer Metallform hergestellten harten Schaumstofformlings ausreichen, wohl aber ein Zusammenwirken
der beiden Komponenten ein sehr gutes Entformungsverhalten zur Folge hat.
Verschäumungsgemisch A:
Identisch mit Verschäumungsgemisch A der Beispiele la - If.
30
35
Identisch mit Verschäumungsgemisch B der Beispiele la - If.
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls in Abmischung mit dem die Entformung erleichternden
Trennmittel einem Zweikomponentendosier-Mischgerät zugeführt und dort zur Herstellung des
aufschäumenden Reaktionsgemisches mit der jeweiligen Polyisocyanatmenge intensiv abgemischt und sofort
in das 6O0C heiße Metallwerkzeug gedrückt, wie es im Beispiel 1 ausführlich beschrieben wird.
Die Entformungszeit beträgt 6 Minuten. Die Entformungskräfte
werden mit der gleichen Meßanordnung wie im Beispiel 1 gemessen.
Es werden folgende Komponenten des binären synergistisch wirkenden Trennmittels eingesetzt:
Komponente D aus Beispiel 1,
Komponente E aus Beispiel 1.
Komponente D aus Beispiel 1,
Komponente E aus Beispiel 1.
Komponente F:
30 kg (106 Mol) Ölsäure werden mit 25,5 kg (100 Mol) 9-Aminoheptadecan (Gemisch C15 bis Ci9) unter Rühren
und mäßiger Kühlung vermischt Die Temperatur steigt auf 400C Nach einer Stunde ist die Temperatur wieder
auf Zimmertemperatur gesunken und das Produkt einsatzfähig; Viskosität:·;25°C = 77 cP.
Komponenten O. P und Q aus Beispiel 1 sowie
Komponente R:
Technisches Sorbithexaoleat, OH-Zahl ca. 21.
Als Komponente (A) des erfindungsgemäß verwendeten synergistischen Trennmittelgemisches gelten
demzufolge die Komponenten D, E und F. Als natürliches oder synthetisches Öl, Fett oder Wachs
gelten die Komponenten O, P, Q und R.
Die Vergleichsversuche 1,2,3 und 7 zeigen, daß jede
der Komponenten des binären Trennmittelgemisches für sich allein keinen ausreichenden Trenneffekt
bewirken kann:
Vergleichsversuch 7:
Dem Verschäumungsgemisch B werden 8 Teile der Komponente F 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 ca. 6 kp/cm2 auf.
Aus diesen Vergleichsversuchen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten des binären Trennmittelgemisches
nicht dazu führen, daß das erhaltene Formteil wünschenswert leicht entformbar anfällt.
Ein analoges Ergebnis wird erhalten, wenn man anstelle des Verschäumungsgemisches A in den
Vergleichsversuchen 1,2,3 und 7 das Verschäumungsgemisch
B verwendet.
In der Tabelle HI sind die Ergebnisse bei Einsatz des binären Gemisches aufgeführt. Daraus geht hervor, daß
das Entformungsverhalten durch einen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird.
Beispiel Nr.
3a 3b
3d
3e
3f
3g
Verschäumungsgemisch A
Verschäumungsgemisch B
Verschäumungsgemisch B
Komponente D
Komponente E
Komponente E
Teile
Teile
Teile
Teile
Teile
Teile
254
6
6
254 6 254
236
236
236
236
909 514/99
17 Fortsetzung |
Teile Teile Teile Teile kp kp/cm2 |
21 21 | 670 | 3d | 18 | 3f | 3g |
Beispiel Nr. 3a 3b |
3c | 4 160 1,3 |
3e | 2 2 1 170 1,3 |
2 2 160 1,2 |
||
Komponente O Komponente P Komponente Q Komponente R Hydraulik Spezifische Aufreißkraft |
3 3 91 150 0,72 1 |
3 170 ,2 1,5 |
1 2 165 1,4 |
||||
Selbstverständlich lassen sich die Entformungswerte
weiter verbessern, wenn man die Menge des verwendeten binären Trennmittelgemisches erhöht Die aufge-
Beispiele 4a —4b
Wie im Beispiel 2 wird ein synergistisches binäres 20 ausführlich im Beispiel 2 beschrieben ist
Trennmittelgemisch 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
führten Beispiele sollen jedoch die Wirksamkeit bei verhältnismäßig geringen Zusatzmengen aufzeigen.
Tabelle IV faßt die Werte zusammen. Man erkennt deutlich, daß das Entformungsverhalten durch einen
synergistischen Effekt verbessert wird.
Tabelle IV | Teile Teile |
Ver gleichs- versuch 6a |
Ver gleichs- versuch 4a |
Beispiel 4a |
Ver gleichs- versuch 6b |
Ver gleichs- versuch 4b |
Beispiel 4b |
j | Teile Teile |
160 | 160 | 160 | 158 | 158 | 158 |
Verschäumungsgemisch A Verschäumungsgemisch B |
pond | 3 | 3 | 1,5 1,5 |
3 | 3 | 1,5 1,5 |
Komponente D Komponente O |
305 | 610 | 150 | 1060 | 2650 | 570 | |
Haftung einer Aluminium folie an dem Schaumkörper |
|||||||
Auch hier lassen sich die Entformungswerte weiter verbessern, wenn man die Menge des verwendeten
binären Trennmittelgemisches erhöht.
Beispiele 5a — 5f
Anhand von zwei verschiedenen Verschäumungsgemischen soll unter Verwendung mehrerer typischer
Komponenten eines anderen erfindungsgemäß verwendeten binären synergistischen Trennmittelgemisches
gezeigt werden, daß die Einzelkomponenten des binären Gemisches allein nicht zu einem voll befriedigenden
Entformen des in einer Metallform hergestellten Schaumstoffformlings ausreichen, wohl aber ein Zusammenwirken
von jeweils zwei der drei genannten Komponenten ein sehr gutes Entformungsverhalten zur
Folge hat.
Verschäumungsmischung A:
Identisch mit Verschäumungsgemisch A der Beispiele la- If.
Verschäumungsgemisch B:
Identisch mit Verschäumungsgemisch B der Beispiele la - If.
Polyolgemisch und Treibmittel werden gegebenenfalls in Abmischung mit dem die Entformung erleichternden
Trennmittel einem Zweikomponentendosier-Mischgerät zugeführt und dort zur Herstellung des
aufschäumenden Reaktionsgemisches mit der jeweiligen Polyisocyanatmenge intensiv vermischt und sofort
in das 6O0C 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.
Die Entformungszeit beträgt 6 Minuten. Die Entformungskräfte werden mit der gleichen Meßanordnung wie im Beispiel 1 gemessen.
Es werden folgende Komponenten in einem binären synergistisch wirkenden Trennmittelgemisch eingesetzt:
Die Trennmittel D und E von Beispiel 1 und F von Beispiel 3 sowie die Komponente G:
Ester aus 5 Mol Tranölfettsäure und einem MoI Sorbit (OH-Zahlca.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. 3 Mol Ölsäure (OH-Zahi: ca. 90).
■■"■ Komponente N:
Ester aus einem Mol Adipinsäure, 2 Mol Sorbit und 9 Mol Tallölfettsäure (Säurezahl: ca. 9, OH-Zahl ca. 15)
und die Komponenten O, P und Q, wie sie in Beispiel 1
beschrieben werden.
Als Komponente (A) des erfindungsgemäß verwendeten synergistischen Trennmittelgemisches gelten
demzufolge die Komponenten D, E, F, G, L, M und N.
Als natürliches oder synthetisches öl, Fett oder Wachs gelten die Komponenten O, P und Q.
Die Vergleichsversuche zeigen, daß jede dieser Komponenten des binären Trennmittelgemisches für
sich allein keinen ausreichenden Trenneffekt bewirken
Vergleichsversuch 8:
Dem Verschäumungsgemisch A worden 8 Teile der Komponente G zugesetzt Das dann erhaltene 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/cm2 auf.
Vergieichsversuch 9:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 Teile der Komponente L zugesetzt Das dann erhaltene Schaum
15
20 stoffteil ist erst bei einer Leistung der Hydraulik von
mehr als 300 kp zu entformen. Die Abdrücker reißen die
Form mit 7 kp/cm2 auf.
Vergieichsversuch 10:
Dem Verschäumungsgemisch A werden 8 TeUe der Komponente O zugesetzt Das erhaltene Schaumstoffformteil
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 Vergleichsversuchen geht hervor, daß die einzelnen Komponenten des binären Trennmittelgemisches
nicht dazu führen, daß das erhaltene Formteil wünschenswert leicht entfqimbar anfällt
Ein analoges Ergebnis wird erhalten, wenn man anstelle des Verschäumungsgemisches A in den
Vergleichsbeispielen 8,9 und 10 das Verschäumungsgemisch B verwendet
In der Tabelle V sind die Ergebnisse bei Einsatz eines binären Gemisches dargelegt aus dem hervorgeht, daß
das Entformungsverhalten durch einen synergistischen Effekt deutlich verbessert wird.
Selbstverständlich lassen sich die Entformungswerte führten Beispiele sollen jedoch die Wirksamkeit bei
weiter verbessern, wenn man die Menge des verwende- verhältnismäßig geringen Zusatzmengen aufzeigen,
ten binären Trennmittelgemisches erhöht. Die aufge- 50
Tabelle V | Teile Teile |
Baispiel Nr. 5a |
5b | 5c | 5d | I | 5e 5f |
Teile Teile Teile Teile |
254 | 254 | 254 | 236 | 254 236 |
||
Verschäumungsgemisch A Verschäumungsgemisch B |
Teile Teile Teile |
3 | 3 | 3 | 4 | 2 3 5 |
|
Komponente D Komponente E Komponente F Komponente G |
kp kp/cm2 |
3 | 3 | 3 | 1 3 |
4 5 I |
|
Komponente O Komponente P Komponente Q |
137 1,1 |
160 1,3 |
130 1,0 |
.128 1,1 |
125 133 I 1,0 1,2 I |
||
Hydraulik Spezifische Aufreißkraft |
|||||||
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Umsetzung von Polyisocyanaten, Verbindungen,
die mindestens 2 mit Isocyanatgruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweisen und
ein Molekulargewicht von 90 bis 10 000 besitzen, Wasser und/oder organischen Treibmitteln, Zusatzstoffen,
und Trennmitteln in geschlossenen Formen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das
gesamte Verschäumungsgemisch, eines Gemisches verwendet, das aus mindestens zwei Komponenten
der Gruppe A) bis C) besteht, wobei die Komponenten der Gruppe
Priority Applications (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2121670A DE2121670C3 (de) | 1971-05-03 | 1971-05-03 | Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen |
IT49921/72A IT952812B (it) | 1971-05-03 | 1972-04-28 | Procedimento per produrre materiali espansi e prodotti ottenuti da esso |
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