DE2128684A1

DE2128684A1 - Verfahren zur Herstellung von kombi nierten weichelastischen Schaumstoffen

Info

Publication number: DE2128684A1
Application number: DE19712128684
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Ing 6700 Lud wigshafen Tneschmann Hans Georg Prof Dr Dr 6736 Hambach Gath Rudolf Dr 6703 Limburgerhof Korner Heinz Hermann 6700 Ludwigshafen M Stastny
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1972-12-21
Also published as: FR2140485A1; US3840628A; NL7207895A; CA974016A; ES403654A1; BE784450A; IT958267B; SE382636B; GB1366425A; DK131899B; ZA723882B; BR7203630D0; AT314842B; DK131899C

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Unser Zeichens O.Z. 27 5^7 M/Wil 6700 Ludwigshafen, 8.6.1971

Verfahren zur Herstellung von kombinierten weichelastischen

Schaumstoffen

Die Erfindung betrifft ein modifiziertes Verfahren zur Herstellung von kombinierten weichelastischen Schaumstoffen durch Aufschäumen einer Reaktionsmischung aus geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln mit glatter Oberfläche und abgeschrägten Kanten aus Olefinpolymerisaten und einer schaumfähigen Mischung aus Polyisocyanaten, Polyolen, Wasser und gegebenenfalls Hilfsmitteln in einer Form„

Es ist bekannt, daß man harte Schaumstoffgebilde, die eine ausreichende Formbeständigkeit aufweisen, herstellen kann, wenn man diskrete Teilchen eines porösen Styrolpolymerisates und eine schaumbildende, unter Bildung von Polyurethanen reagierende Mischung aus Polyolen, Di- oder Polyisocyanaten und Hilfsmitteln in eine Form einbringt und aufschäumen läßt. Vorteilhaft hierbei ist, daß die porösen Styrolpolymerisatteilchen zu den harten Schaumstoffen gehören und deshalb, während der Bildung des Polyurethanschaumes, aufgrund ihrer hohen Druckfestigkeit nicht deformiert werden. Verwendet man anstelle der harten Styrolpolymerisatteilchen weichelastische Olefinpolymerisatpartikel mit einem Schüttgewicht von ungefähr 15 g/Liter, so werden diese nicht in homogener Verteilung in den Polyurethanschaum eingebettet, da die elastischen Qlefinpolymerisatpartikel unter dem Druck des entstehenden Polyurethanschaumes deformiert werden und dadurch ein Durchfließen der schaumfähigen Reaktionsmischung zwischen den Partikeln verhindert wird» Bringt man beispielsweise eine schaumfähige Mischung aus Polyisocyanaten, Polyolen, Wasser und Zusatzmitteln in eine Form ein und überschichtet die Mischung mit weichelastischen Schaumstoffpartikeln, so zeigt sich, daß die Polyurethanbildung in dem unteren Teil der Form stattfindet, während die elastischen Schaumstoffpartikel gegeneinander und gegen die Formwände gedrückt werden. Eine gleichmäßige Verteilung der elastischen Schaumstoffpartikel in dem Polyurethanschaum wird dadurch verhindert. Man erhält auf diese Weise eine

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Polyurethan-SchaumstoffSchicht, auf der lose oder schwach verklebt die elastischen Schaumstoffpartikel verteilt sind,, Ähnliche Produkte entstehen auch* wenn man die elastischen Schaumstoffteilchen zuerst in die Form einfüllt und danach die schäumfähige Polyisocyanat-Polyol-Wasser-Mischung von oben zufließen läßt.

Es ist ferner bekannt, aus zerkleinerten, geschäumten Polymerteilchen, wie geschäumten Teilchen aus Polyurethanen, Butadien-Styrol-Latex, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, und isocyanatgruppenhaltigen Prepolymeren in Gegenwart von Wasser-Katalysator-Misctmngen Polyurethanschaurastoffe herzustellen, die derartige Polymerteilchen eingebettet enthalten» Geschäumte Polymerteilt chen, die durch Zerreißen von Abfallpolymeren hergestellt werden, besitzen unregelmäßig geformte, meist zackige Oberflächen, Die Teilchen verzahnen deshalb leicht miteinander zu größeren Agglomeraten, die nur schwer mit dem isocyanatgruppenhaltigen Prepolymeren einheitlich mischbar sind. Die aufgeschäumten Formkörper enthalten die geschäumten Polymerteilchen deshalb in einer äußerst unregelmäßigen Verteilung, so daß die Gebrauchseigenschaften derartiger Produkte starken Schwankungen unterliegen. Nachteilig ist ferner, daß die entsprechend verwendbaren isocyanatgruppenhaltigen Prepolymerenzunächst in einem anderen kostspieligen Verfahrensschritt hergestellt werden müssen«

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, kombinierte weich-) elastische Schaumstoffe herzustellen, die geschäumte, elastische, weiche Kunststoffpartikel in homogener Verteilung eingebettetenthalten.

Es wurde gefunden, daß man derartige kombinierte, weichelastische Schaumstoffe durch Aufschäumen einer Reaktionsmischung in einer Form, die eine bewegliche Abdeckung besitzt, aus

A) geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikeln aus Olefinpolymerisat en mit einer Teilchengröße von etwa 3 bis 50 mm und

B) einer schaumfähigen Mischung aus Polyisocyanaten, Polyolen,· Wasser, Katalysator und gegebenenfalls anderen Hilfsmitteln

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für die Polyurethanschaumstoffherstellung

erhält, wenn man einen Bestandteil der schaumfähigen Mischung (B) auf den geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln (A), die eine glatte Oberfläche und abgeschrägte Kanten aufweisen und ein Schüttgewicht von 5 bis 100 g/l besitzen, verteilt, die restlichen Bestandteile der schaumfähigen Mischung (B) in die Form einbringt und mit den präparierten, geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln überschichtet, worauf durch Drehen der Form um -etwa l80° die schaumfähige Mischung (B) mit den präparierten, geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln in Kontakt gebracht wird, so daß sich bei der anschließenden Schaumbildung zwischen den geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln (A) ein Polyurethanschaumstoff ausbildet, in den die geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikel (A) eingebettet sind.

Für das erfindungsgemäße Verfahren werden schaumformige, weichelastische Kunststoffpartikel (A) aus Olefinpolymerisaten verwendet, deren Durchmesser zwischen etwa 3 ^und 50 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 20 mm, liegt, die eine glatte Oberfläche und abgeschrägte Kanten aufweisen, und die ein Schüttgewicht von 5 bis 100 g/Liter, vorzugsweise 8 bis βθ g/Liter, und insbesonders 10 bis 20 g/Liter, besitzen. Unter Olefinpolymerisaten sollen Homo- und Copolymerisate von Olefinen mit 2 bis K Kohlenstoffatomen verstanden werden. Geeignet sind besonders solche Olefinhomo- und -copolymerisate, deren Röntgenkristallinität bei 25⁰C über 25 % liegt. So kommen beispielsweise Homopolymerisate des Äthylens, Propylene und Butylens oder Copolymerisate dieser Monomeren in Frage. Insbesondere eignen sich für das Verfahren Copolymerisate des Äthylens mit anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, die zweckmäßig mehr als ungefähr 50 Gew.^ Äthylen einpolymerisiert enthalten. Genannt seien beispielsweise Copolymerisate des Äthylens mit 5 bis 30 Gew.% Acryl-, Methacryl- oder Vinylcarbonsäureestern mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymerisates. Unter den Comonomeren haben die Ester der Acrylsäure des n- und tert-Butanols und das Vinylacetat eine besondere Bedeutung. Auch können Gemische der Olefinpolymerisäte untereinander oder mit

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anderen polymeren Verbindungen verwendet werden.

Unter geschäumten Kunststoffpartikeln aus Olefinpolymerisaten, die im technischen Sprachgebrauch mitunter auch als Schaumstoffteilchen bezeichnet werden, sollen solche Teilchen verstanden werden, worin die Zellmembran aus dem Olefinpolymerisat bestehen. Die Teilchen sind vollständig geschäumt, sie enthalten praktisch kein Treibmittel mehr und können daher durch Erhitzen nicht mehr geschäumt werden. Vorzugsweise verwendet man für das Verfahren Teilchen mit überwiegendem Anteil an geschlossenen Zellen. Die schaumförmigen Teilchen werden nach gebräuchlichen technischen Verfahren erhalten, z. B. durch Mischen der Olefinpolymerisate mit einem Treibmittel in einem Extruder und Aus- W pressen der Mischungen durch eine Lochdüse, wobei der erhaltene treibmittelhaltige Strang unmittelbar nach dem Verlassen der Düse vor dem Aufschäumen zerkleinert wird. Es ist aber auch möglich, solche Teilchen zu verwenden, die durch Erhitzen von Gemischen aus Olefinpolymerisaten und solchen Treibmitteln erhalten werden, die sich unter Bildung gasförmiger Produkte zersetzen.

Wenn eine höhere Wärmestabilität der schaumfö'rmigen Kunststoffpartikel verlangt wird, ist es zweckmäßig, geschäumte Teilchen aus Olefinpolymerisaten, insbesondere aus A'thylenhomopolymerisaten und Äthylencopolymerisaten zu verwenden, die einen GeI- ^ anteil von beispielsweise '10 bis 85 Gew.%, vorzugsweise von ™ 30 bis 60 Gew.%, enthalten. Unter Gelanteil ist der Gewichtsanteil der Polymerisate zu verstehen, .der in Lösungsmitteln bei Temperaturen oberhalb des Kristallinitätsschmelzpunktes unlöslich ist. Bei Olefinpolymerisaten wird der Gelanteil beispielsweise durch Erhitzen der Teilchen in Toluol auf Temperaturen von 100⁰C und Abfiltrieren und Trocknen der unlöslichen Anteile bestimmt.

Man kann die schaumförmigen, vernetzte Anteile enthaltenden Kunststoffteilchen nach verschiedenen Verfahren erhalten. Unter diesen hat sich besonders eine Arbeitsweise bewährt, bei der die schaumförmigen, geschlossenzelligen Teilchen mit energiereichen Strahlen behandelt werden. So kann man z. B, Röntgen- oder

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Elektronenstrahlen auf die Teilchen einwirken lassen. Bei einer Arbeitsweise zur Herstellung der Teilchen, die besonders geeignet ist, werden die feinteiligen geschäumten Oleflnpolymerisate mit Elektronenstrahlen behandelt, deren Dosis etwa zwischen 5 und 60 Mrad beträgt. Die Herstellung dieser Teilchen ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 1 5J52 988 beschrieben worden.

Die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus den bei diesem Verfahren in Verbindung mit den geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikeln aus Olefinpolymerisaten angewandten Polyolen, Wasser und Polyisocyanaten ist aus der umfangreichen Fachliteratur bekannt. Aus der Vielfalt der in der Technik verwendbaren Ausgangskomponenten zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen werden zweckmäßig solche ausgewählt, die üblicherweise zur Bildung von Weichschaumstoffen führen.

Als Polyole werden Polyätherole und/oder Polyesterole verwendet, die linear und/oder teilverzweigt sein können und Molekulargewichte zwischen 300 und 10 000, insbesondere 900 bis 5OOO, vorzugsweise 18OO bis 3OOO, besitzen. Beispielsweise kommen Polyätherole in Betracht, die durch Polyalkoxilierung von zwei- oder mehrwertigen, vorzugsweise zwei- und/oder dreiwertigen Alkoholen, wie Ä'thylenglykol, Propylenglykol, Butandiol-1,5, Butandiol-1,4, Trimethylolpropan und Glycerin mit Ä'thylenoxid und/oder Propylenoxid hergestellt werden. Auch Mischungen aus verschiedenen hydroxylgruppenhaltlgen Polyalkylenoxiden, beispielsweise solche hergestellt aus Alkoholmischungen durch Anlagerung von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid können verwendet werden. Die Polyätherole besitzen OH-Zahlen von 30 bis 100,. vorzugsweise von 40 bis 60.

Die Polyesterole, die OH-Zahlen von 40 bis 70, vorzugsweise von 50 bis 65 aufweisen, werden üblicherweise aus aliphatischen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure und Terephthalsäure und vorzugsweise aus Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure und Sebacinsäure, und Di- und/oder Trialkoholen, wie Glykol, Ä'thylenglykol, Butandiol-1,4, Butandiol-l,3i Hexandiol-1,6, Trimethylolpropan und Glycerin bei

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erhöhten Temperaturen, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren, wie Titansalzen oder Alkoholaten, kondensiert. Besonders geeignet sind solche Polyesterole, die eine Säurezahl von kleiner als 25 besitzen.

Als Beispiele für geeignete Polyisocyanate seien genannt: aliphatische Diisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4- oder 2,4,4-Trimethylhexamethylen-diisocyanat, 2,2'-, 2,4'- oder 4,4'-Diisocyanato-dicyclohexylmethan, aromatische Diisocyanate, wie 1,3- oder 1,4-Phenylendiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 3*3'- oder 4,4'-Diphenyldiisocyanat und vorzugsweise 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat und 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat, und mehrwertige Isocyanate, wie 2,4,6-Toluylentriisocyanat und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate. Als Polyisocyanate kommen vorzugsweise die käuflichen- aromatischen Toluylen- und Diphenylmethan-diisocyanate in Betracht. Die Produkte können einzeln oder als Mischungen angewandt werden.

Die Polyole bzw. das Wasser und die Polyisocyanate werden in solchen Mengenverhältnissen verwendet, daß pro Äquivalent Hydroxylgruppe der Polyole bzw. pro Mol Wasser 0,9 £>is 1*1* vorzugsweise 1,01 bis 1,05 Äquivalente Isocyanatgruppen der Polyisocyanate vorliegen.

Zur Herstellung der Schaumstoffe wird als Treibmittel üblicherweise Kohlendioxid verwendet, das durch die Umsetzung von Isocyanaten mit Wasser entsteht. Gegebenenfalls ist es auch möglich, den schaumfähigen Mischungen leichtflüchtige Substanzen beizufügen, die bei der Schaumbildung verdampfen und so die Schaumbildung verstärken können. Derartige Substanzen sind beispielsweise halogensubstituierte Alkane, wie Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan, Aceton, Äthylacetat und niedermolekulare organische Hydroxyverbindungen, wie Methanol, Äthanol oder Glykole.

Zur Beschleunigung der Umsetzung zwischen den hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen, wie Polyolen und Wasser und den PoIyisocyanaten werden den schaumfähigen Mischungen zweckmäßig üb-

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liehe Katalysatoren, beispielsweise tert. Amine, wie Triäthylamin, Pyridin, N-Methylmorpholin und vorzugsweise Triäthylendiamin, und Metallsalze, wie Eisen-II-chlorid, Zinkchlorid und vorzugsweise Zinn-II-salze und Dibutylzinndilaurat hinzugefügt. Besonders geeignet sind Katalysatorsystem aus tert. Aminen und Zinnsalzen.

Den Mischungen aus geschäumten, weichelastischen Schaumstoffen aus Olefinpolymerisaten, Polyisocyanaten, Polyolen, Wasser und Katalysator können gegebenenfalls noch andere Zusatzstoffe, wie Stabilisatoren, Weichmacher, fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen, flammhemmende Stoffe, Farbstoffe und Füllstoffe beigemischt werden.

Die Mengenverhältnisse zwischen den geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikeln aus Olefinpolymerisaten (A) und der schaumfähigen Mischung (B) aus Polyisocyanaten, Polyolen, Wasser und Katalysator sind in weiten Grenzen variierbar. Im allgemeinen werden pro Liter geschäumter Kunststoffpartikel (A) 20 bis 100 g, vorzugsweise JiO bis 50 Sf der schaumfähigen Mischung (B) verwendet. Auf diese Weise erhält man kombinierte weichelastische Schaumstoffe, die pro Liter Schaumstoff 200 bis 800 ml, vorzugsweise 400 bis 600 ml geschäumte Kunststoffpartikel aus Olefinpolymerisaten eingebettet enthalten. Derartige kombinierte weichelastische Schaumstoffe besitzen Raumgewichte von 25 bis 100, vorzugsweise von 30 bis 60 g/Liter.

Die kombinierten weichelastischen Schaumstoffe werden im einzelnen zweckmäßig auf folgende Weise hergestellt: Auf die geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikel aus Olefinpolymerisaten, die eine glatte Oberfläche und abgeschrägte Kanten aufweisen (A), wird die entsprechende Menge eines Bestand^ teiles der schaumfähigen Mischung (B) verteilt und die benetzten Kunststoffpartikel werden anschließend in eine Form eingefüllt. Als Bestandteil der schaumfähigeη Mischung (B) verwendet man hierzu vorzugsweise Wasser. Es ist jedoch auch möglich, das polyisocyanat oder das Polyol auf den geschäumten Kunststoffpartikeln (A) gleichmäßig zu verteilen.

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Die restlichen Bestandteile der schaumfähigen Mischung (B), beispielsweise Polyol, Wasser und Katalysator, oder vorzugsweise Polyisocyanate Polyol und Katalysator, werden intensiv vermischt, und mit den benetzten, geschäumten Kunststoffpartikeln (A) in der Form in Kontakt gebracht. Dies kann beispielsweise so vorgenommen werden, daß das Gemisch aus den restlichen Bestandteilen der schaumfähigen Mischung (B) durch Herabfließenlassen zwischen den benetzten, geschäumten Kunststoffpartikeln (A) verteilt wird. Es ist jedoch auch möglich, durch Drehen oder Schleudern der Form die einzelnen Komponenten miteinander in Kontakt zu bringen.

Vorzugsweise wird das Verfahren zur Herstellung der kombinierten weichelastischen Schaumstoffe in der Weise durchgeführt, daß man das Wasser auf die geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikel verteilt, die restlichen Bestandteile der schaumfähigen Mischung (B), nämlich Polyisocyanat, Polyol, Katalysator und gegebenenfalls Zusatzstoffe intensiv vermischt, in die Form einbringt und mit den benetzten geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln (A) überschichtet. Durch Drehen der Form um etwa l80° werden -danach die restlichen Bestandteile der schaumfähigen Mischung (B) mit den mit Wasser benetzten, geschäumten Kunststoffpartikeln (A) in Kontakt gebracht, so daß sich bei der anschließenden Schaumbildung zwischen den geschäumten Kunststoffpartikeln (A) ein Polyurethanschaumstoff ausbildet, in den -die geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikel (A) eingebettet sind. Auf diese Weise erhält man kombinierte, weichelastische Schaumstoffe, in denen die geschäumten Kunststoffpartikel in gleichmäßiger Verteilung in den Polyurethanschaumstoffen vorliegen.

Die Herstellung der kombinierten, weichelastischen Schaumstoffe wird in Formen vorgenommen. Man verwendet zweckmäßig solche Formen, die mindestens eine bewegliche Formwand, vorzugsweise eine bewegliche Abdeckung besitzen, Hierbei wird zweckmäßig eine bewegliche Abdeckung verwendet, deren Seitenteile die Seitenwände der Form, die an der Bodenplatte befestigt sind, überlappen und wobei der Abstand der Seitenteile von der Formwand kleiner ist als der Durchmesser der geschäumten weich-

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■elastischen Kunststoffpartikel. Auf diese Weise kann der Rauminhalt der Form beim Aufschäumen der schaumfähigen Mischung auf nahezu das Doppelte seines ursprünglichen Volumens ausgedehnt werden. Die Verwendung einer solchen Form ist besonders dann vorteilhaft, wenn bei der Aushärtung des kombinierten, weichelastischen Schaumstoffes eine bestimmte Volumenvergrößerung zur Einstellung eines bestimmten Raumgewichtes angestrebt wird.

Für die technische Durchführung des Verfahrens ist es zweckmäßig, Formen, beispielsweise mit Teflon beschichtete Formen, zu verwenden, an deren Wänden die kombinierten weichelastischen Schaumstoffe nicht haften. Es ist jedoch auch möglich, die Formen mit einer dünnen Einlage, beispielsweise aus glattem Papier oder einer glatten Kunststoffolie auszukleiden und auf diese Weise ein Anhaften der Schaumstoffkörper an den Formwandungen zu verhindern.

Die erfindungsgemäß hergestellten kombinierten, weichelastischen Schaumstoffe enthalten die geschäumten Kunststoffpartikel in gleichmäßiger Verteilung in den Polyurethanschaumstoff eingebettet. Aufgrund des einheitlichen Aufbaues weisen die Formkörper über das gesamte Volumen die gleichen Gebrauchseigenschaften auf. Die Produkte besitzen eine hohe Stauchhärte, ein großes Schockabsorptionsvermögen, eine glatte RUckverformbarkeit, ein starkes Energie-, Isolier- und Schallabsorptionsvermögen und eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit.

Die kombinierten, weichelastischen Schaumstoffe können vielseitig Anwendung finden. Die Produkte eignen sich beispielsweise für Polsterungen, Auskleidungen, in Form von Platten als Schall- und Wärmeisolierung in Gebäuden, als Isoliermaterial, beispielsweise im Karosseriebau, zur Herstellung von Zwischenlagen in Verbundelementen und als Federelemente bei der Herstellung von Schwingboden.

Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile,

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- IU - U.Z.. d.{ OHrl

Beispiel 1

In eine Form aus 1 mm starkem Aluminiumblech der Größe 6^2 χ 6^2 χ 125 mm (Volumeninhalt 50 000 cm3), die eine bewegliche Abdeckung mit den Dimensionen 635 x 6j55 x 125 mm aufweist, wird eine homogene Mischung aus
1^90 g eines Polypropylenglykoläthers mit einem Molekulargewicht

von ungefähr 25OO und einer OH-Zahl von ungefähr 55, 680 g eines Gemisches aus 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat im

Gewichtsverhältnis 80 : 20,
• 3,5 g Triäthylendiamin,
3,5 g Zinndioctoat,
2,5 g Polyäthersiloxan (HändeIsprodukt Stabilisator OS 20

der Farbenfabriken Bayer, Leverkusen) 14,5 g einer Silikonverbindung (Handelsprodukt Zusatzmittel Si

der Farbenfabriken Bayer, Leverkusen) eingebracht» Diese Mischung wird mit
640 g geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikeln mit einem

Durchmesser von ungefähr 18 mm und einem Schüttgewicht von 20 g/Liter, die mit einem Gemisch aus 113 g Wasser und

5 g Äthanol

gleichmäßig benetzt wurden, überschichtet. Die Form wird mit der beweglichen Abdeckung versehen und in 1 bis 5 Sekunden um l80° gewendet, so daß der Bodenteil der Form nach oben zu liegen kommt. Auf diese Weise werden die benetzten Kunststoffpartikel mit den restlichen Bestandteilen der schaumfähigen Mischung in Kontakt gebracht. In einer Zeitspanne von ungefähr 1 bis 10 Minuten schäumt die Mischung auf, wobei der obere Teil der Form um etwa JO mm angehoben wird. Durch Anlegen eines Gegendruckes kann gegebenenfalls das Raumgewicht variiert werden. Nach 45 bis 60 Minuten wird der Schaumstoffkörper, der die geschäumten Polyäthylenpartikel in gleichmäßiger Verteilung eingebettet enthält, entformt.

Der Formkörper besitzt eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit und weist trotz hoher Stauchhärte eine gute Rückverformung auf, d. h. eine gute Wiedererholung nach einer Druckbeanspruchung.

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Der kombinierte, weichelastische Schaumstoff ist besonders zur Herstellung von Polsterungen, Auskleidungen und als Schall- und Wärmeisoliermateriai im Bau- und Maschinenbausektor geeignet.

Vergleichsbeispiele

A. Stellt man einen Polyurethanschaumstoff analog den Angaben des Beispieles 1 her, jedoch ohne Zusatz von geschäumten Polyolefinpolymerisatpartikeln, so erhält man einen Schaumstoff mit geringerem Energieabsorptionsvermögen und guter Wasserdampfdurchlässigkeit.

B. Verfährt man analog den Angaben des Beispiels I₁ verwendet jedoch anstelle einer Polyol-Polyisocyanatmischung ein entsprechendes Polyurethanprepolymeres mit endständigen Isocyanatgruppen, so erhält man einen kombinierten weichelastischen Schaumstofformkö'rper mit einem Raumgewicht von 64 g/Liter, der die geschäumten Polyolefinpolymerisatpaßtikel in gleichmäßiger Verteilung eingebettet enthält, jedoch erst nach mehr als 60 Minuten entformt werden kann.

C. Eine homogene Mischung aus

351. g eines isocy.anathaltigen Prepolymeren aus einem linearen Polyester mit einem Überschuß eines Gemisches aus 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat im Gewichtsverhältnis 80 : 20,
676 g eines Polyätherols aus Trimethylolpropan, Propylenoxid

und Äthylenoxid mit einer OH-Zahl von ca. 35> 6,8 g Triäthanolamin,
6,8 g Dimethylcyclohexylamin und
67.»5 S Monofluortrichlormethan

wird durch Rühren mit 270 g geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikeln, die mit 60 g Wasser benetzt wurden, vermengt und in eine Form, wie sie in Beispiel 1 beschrieben wurde, eingebracht. Nach dem Aufschäumen der Reaktionsmischung erhält man einen Schaumstofformkörper mit einem Raumgewicht von 74 g/Liter, der die geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikel in unregelmäßiger Verteilung enthält, und zwar so, daß der überwiegende Teil der geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikel

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in dem oberen Teil des Formkörpers eingebettet wurde.

D. Eine homogene Mischung aus

1490 g eines Polypropylenglykoläthers mit einem Molekulargewicht v.on ungefähr 2500 und einer OH-Zahl von ungefähr 55, . '■ 68o g eines Gemisches aus 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat

(Verhältnis 8o : 20),
),5 g Triäthylenamin,
5,5 g Zinndioctoat,
2,5 g Polyäthersiloxan (Stabilisator OS 20, Handeispro-

dukt der Farbenfabriken Bayer) und

^ 1^,5 g einer Silikonverbindung (Zusatzmittel Si, Handelsprodukt der Farbenfabriken Bayer) wird durch intensives Rühren mit
64O g geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikeln mit einem

Durchmesser von ungefähr 18 mm und einem Schüttgewicht von 20 g/Liter, die mit
113 g Wasser und

5 g Äthanol

gleichmäßig benetzt wurden, vermengt und in eine Form, analog den Angaben des Beispiels 1, eingebracht. Nach dem Aufschäumen der Reaktionsmischung erhält man einen Formkörper vom Raumgewicht 46,9 g/Liter, der die geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikel in unrßge!mäßiger Verteilung enthält, und zwar so, . daß die untere Formkörperhälfte keine geschäumten Polyäthylenkunststoffpartikel eingebettet enthält, während in 'der oberen Formkörperhälfte die Polyäthylenkunststoffpartikel lediglich miteinander verklebt wurden.

Beispiel 2

In eine Form aus 1 mm starkem Aluminiumblech von den Ausmaßen χ 100 χ 110,25 mm, die eine bewegliche Abdeckung mit den Dimensionen 201 χ 101 χ 8θ mm aus 2 mm starkem Aluminiumblech aufweist, und die mit einer dünnen Polyäthylenfolie ausgekleidet wurde, wird eine homogene Mischung aus

g eines Polyesteröle aus Adipinsäure und Diäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von ungefähr 2000 und einer

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OH-Zahl von ungefähr 4θ,
293 S eines Gemisches aus 2.,K- und 2,6-Toluylendiisocyanat im

Gewichtsverhältnis 80 : 20
1,0 g Triethylendiamin,
1,0 g Zinndioc-toat,

1,0 g eines Stabilisators auf Basis Polyäthersiloxan (Stabilisator OS 20, Handelsprodukt der Farbenfabriken Bayer) 10,0 g eines Schaumstabilisators auf der Basis einer wasserlöslichen Silikonverbindung (Handelsprodukt Zusatzmittel Si der Farbenfabriken Bayer)
eingebracht. Diese Mischung wird mit

600 g geschäumten Partikeln aus einem Gemisch von chloriertem Polyäthylen mit einem Chlorgehalt von 25 Gew.% und einem Molekulargewicht von ungefähr 150 000 und Hochdruckpolyäthylen im Gewichtsverhältnis 1:1, mit einer Teilchengröße von ungefähr 16 mm im Durchmesser und einem Schüttgewicht von l6 g/Liter, die mit einem Gemisch aus 150 g Wasser' und

20 g Butanol

gleichmäßig benetzt wurden, überschichtet. Die Form wird mit der beweglichen Abdeckung versehen und um l8o° gewendet, so daß der Bodenteil der Form nach oben zu liegen kommt.

Nach 60 Minuten wird der Formkörper entformt. Man erhält einen kombinierten, weichelastischen Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 45 g/Liter, der die geschäumten Partikel in gleichmäßiger Verteilung eingebettet enthält.

Beispiel 3

in eine Stahlform, bestehend aus einem Bodenteil von den Ausmaßen 2000 χ 1000 χ 275 mm und einer beweglichen Abdeckung mit den Dimensionen 2001 χ 1001 x 250 mm, deren Innenwände mit einer Teflonschicht beschichtet wurden, wird eine homogene Mischung aus
67ΟΟ g eines Polypropylenglykolathers mit einem Molekulargewicht

von ungefähr 3500 und einer OH-Zahl von ungefähr 48, 3430 g eines Gemisches aus 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat im Gewichtsverhältnis 80 : 20,

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l4 g Triäthylendiamin,
l4 g Zinn-II-dioctoat,
7 g Polyäthersiloxan (Handelsprodukt Stabilisator OS 20 der

Farbenfabriken Bayer)
70 g einer wasserlöslichen Silikonverbindung (Handelsprodukt

Zusatzmittel Si der Farbenfabriken Bayer) und 35 g Monofluortrichlormethan
eingebracht. Diese Mischung wird mit

^βΟΟ g geschäumten Copolymerisatpartikeln, die polymerisiert 89 Gew.% Äthylen und 11 Gew.% Vinylacetat enthalten, und die mit einem Gemisch aus
2000 g Wasser und

100 g Glyzerin

gleichmäßig benetzt wurden, überschichtet. Die geschäumten Copolymerisatpartikel besaßen nach der Bestrahlung in einer Elektronenbeschleunigeranlage mit einer Dosis von 20 Mrad einen Gelgehalt von 62 % und wiesen einen Schmelzindex von 3,5 auf. Die Teilchengröße betrug ungefähr I5 mm im Durchmesser und das Schüttgewicht lag bei 12 g/Liter.

Die Form wird mit der beweglichen Abdeckung verschlossen und mit Hilfe einer Vorrichtung in wenigen Sekunden um l80° gewendet. Innerhalb von 10 Minuten hebt sich die Abdeckung unter dem Druck des entstehenden Polyurethanschaumes um 70 mm. Nach βθ Minuten wird der Formkörper entnommen. Man erhält einen kombinierten weichelastischen Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 38 g/Liter, der die geschäumten Copolymerisatpartikel in gleichmäßiger Verteilung eingebettet enthält.

Der Formkörper, der sich durch eine sehr gute Weichheit und Elastizität, ein gutes Rückstellvermögen nach einer Druckbelastung, eine hohe Stauchhärte und ein gutes Isolier- und Schallschluckvermögen auszeichnet, eignet sich vorzüglich als Polsterungsmaterial in vielfacher Art.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung von kombinierten, weichelast-ischen Schaumstoffen durch Aufschäumen einer Reaktionsmischung in einer Form, die eine bewegliche Abdeckung besitzt, aus

A) geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln aus Olefinpolymerisaten mit einer Teilchengröße von etwa 3 bis 50 mm und

B) einer schaumfähigen Mischung aus Polyisocyanaten, Polyolen, Wasser, Katalysator und gegebenenfalls anderen Hilfsmitteln für die Polyurethanschaumstoffherstellung,

dadurch gekennzeichnet, daß man einen Bestandteil der schaumfähigen Mischung (B) auf den geschäumten weichelastischen Kunststoffpartikeln (A), die eine glatte Oberfläche und abgeschrägte Kanten aufweisen und ein Schüttgewicht von 5 bis 100 g/Liter besitzen, verteilt, die restlichen Bestandteile der schaumfähigen Mischung (B) in die Form einbringt und mit den präparierten, geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln überschichtet, worauf durch Drehen der Form um etwa l80° die schaumfähige Mischung (B) mit den präparierten, geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln in Kontakt gebracht wird, so daß sich bei der anschließenden Schaumbildung zwischen den geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikeln (A) ein Polyurethanschaumstoff ausbildet, in den die geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikel· (A) eingebettet sind.

2. Verfahren zur Herstellung von kombinierten, weichelastischen Schaumstoffen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumten, weichelastischen Kunststoffpartikel aus Olefinpolymerisaten einen Gelgehalt von 10 bis 85 Gew.% aufweisen.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

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209852/0882