DE2129198B2 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen - Google Patents

Description

Schaumstoffe mit den verschiedenartigsten physikalischen Eigenschaften werden nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren aus Verbindungen mit mehreren aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Carboxyl- und/oder Aminogruppen enthaltenden Verbindungen und Polyisocyanaten hergestellt. Als Treibmittel wirkt gewünschtenfalls das aus Polyisocyanaten durch Umsetzung mit Wasser gebildete Kohlendioxid. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik wird hierbei die frei werdende Kohlensäure als Treibmittel nicht optimal ausgenutzt. Erfolgreiche Maßnahmen zur wesentlich verbesserten Ausnutzung dieses Treibgases sind noch nicht bekanntgeworden.

Es ist ferner bekannt, daß Schaumstoffe auf der Grundlage der technisch wichtigen Toluylendiisocyanate, des 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethans, seiner Isomeren bzw. von mehrkernigen Polyisocyanaten auf der Grundlage von phosgenie.rten Anilin-Formaldehydkondensaten, ihrer durch Biuretisiemng, Allophanatisierung, Urelhanisierung und Isocyanuratbildung hergestellten Modifizicrungsprodukte unter Einwirkung von Licht, Sauerstoff und sauren Gasen relativ rasch vergilben.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß eine erheblich bessere Ausnutzung der Kohlensäure als Treibmittel sowie eine unerwartete l.ichtstabilisierung der Schaumstoffe erzielt werden kann, wenn neuartige COj-abspaltende Treibmittel mit starker Treibwirkung zum Aufbau der vernetzten Polyadditionsprodukte verwendet werden.

Gegenstand der V.rfindung ist daher ein Verfahren /ur

Herstellung von Schaumstoffen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit mindestens zwei aktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbindungen in Gegenwart von COi-abspaltenden Treibmitteln und gegebenenfalls anderen Treibmitteln, Aktivatoren, Schaumstabilisatoren und anderen Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als COj-abspaltende Treibmittel flüssige, in organischen Lösungsmitteln leichtlösliche Additionsprodukte aus

a) einem MoI ε-Caprolactam und
03 bis 10 Mol Wasser oder

b) einem Mol ε-Caprolactam,
03 bis 10 MoI Wasser und

03 bis 10 Mol zweiweniger Alkohole oder

c) einem MoI ε-Caprolactam,
03 bis 10 Mol Wasser und

03 bis 4 Mol aliphatischer, cycloaliphatischer oder araliphatischer Diamine oder Hydrazine

verwendet

Die Herstellung der Additionsverbindungen sind in den DE-OS 20 62 288 und 20 62 289 beschrieben.

Gemäß eigenen Untersuchungen wurde gefunden, daß Wasser und zweiwertige Alkohole in den genannten Additionsprodukten für Isocyanatreaktionen stark aktiviert sind. Gegenüber der unkatalysierten NCO/H2O-Reaktion liegt der gefundene Aktivierungsfaktor, gemessen durch Vergleich der Halbwertszeiten bei 25° C, etwa bei +240 bis +333. Gegenüber starken Aktivierungen von NCO/OH-Reaktionen durch bekannte Katalysatoren wie Zinn(II)- und Zinn(IV)Verbindungen, die Aktivierungsfaktoren von mehr als +3000 aufweisen, liegen daher in den Lactam-Addukten nur mäßig aktivierte Addukte vor. Es ivar daher nicht zu erwarten, daß diese Wasser enthaltenden Additionsprodukte von ε-Caprolactam bei ihrer Verwendung für den Aufbau von Schaumstoffen eine überragende COr Treibwirkung zeigen würden. Des weiteren war nicht zu erwarten, daß mit ihrer Hilfe Schaumstoffe wesentlich erhöhter Beständigkeit gegen Vergilbung hergestellt werden könnten.

Diese »aktiviertes Wasser« enthaltenden Addukte oder ihre Mischungen sind mit allen in der Polyurethanchemie an sich bekannten Polyhydroxyverbindungen spontan und homogen mischbar ebenso mit beliebigen NCO-Gruppen enthaltenden Präpolymeren dieser Polyhydroxyverbindungen. Hierdurch wi«i eine bequeme Verwendung dieser niedrigviskosen Addukte als Treibmittel bei NCO/OH-Polyadditionsreaktionen ermöglicht, wobei gewünschtenfalls auf für bei der Schaumstoffherstellung notwendige HjO-Emulgatoren verzichtet werden kann.

Die Herstellung der erfindungsgemäß als Treibmittel verwendeten Additionsverbindungen erfolgt z. B. in einfachster Weise durch Vermischung von ε-Caprolactam mit 03 bis 10 Mol Wasser, gegebenenfalls unter Mitverwendung von 03 bis IO Mol eines zweiwertigen Alkohols mit einem Molekulargewicht von 62 bis 400, oder 0,3 bis 4 Mol eines aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Diamins mit einem Molekulargewicht von 60 bis 400 oder eines Hydrazins mit einem Molekulargewicht von 32 bis 400 bei Temperaturen von in der Regel 30 bis 70⁰C, wobei diinnviskosc Flüssigkeiten erhalten werden, die auch bei Raumtemperatur in der Regel bemerkenswert niedrige Viskositäten aufweisen.

Erfindungsgemäß bevorzugt zu verwendende Diamine oder Hydrazine

sind:

Hydrazinhydrat, Hydrazin, N-Methylhydrazin,

Ν,Ν-Dimethyl- und Diäthylhydrazin,

Äthylendiamin, Trimethylendiamin,

l^-Diaminopropan.Tetramethylendiamin,

N-Methylpropylendiamin-( 1 ,3), Pentamethylendiamin, Trimethylhexamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Undecamethylendiamin, Diaminomethylcyclobutan,

1 ,4-Diaminocyclohexan,

1,4-Dianiino-dicyclohexylmethan,

1-MethyI-2,4-diamino-cyclohexan,

1 -Methyl-^e-diamüocyclohexan,

S-AmJno-S^.S-trintethyl-S-aminomethy!-

cyclohexan, p-Amino-benzylamin, S-Chlor^-aminobenzylamin und Hexahydrobenzidin.

Besonders bevorzugte Hydrazine und Diamine sind:

Hydrazinhydrat N.N-Dimethylhydrazin, l-Amino-S^^-trimethyl-S-aminomethyl-

cyclohexan, Hexamethylenimin, 4,4'- Diamino-dicyclohexylmethan, Trimethylhexamethylenaiamin u.^d 1 -Methyl-2,4-diaminocycloiιer,an.

Unter Verwendung der genannten, »aktiviertes Wasser« enthaltenden Lactam-Addukte und des aus dem »aktivierten Wasser« bei der Reaktion mit Isocyanaten entstehenden Kohlendioxids lassen sich nun nach den in der Technik bekannten Verfahren hochporöse Leichtschaumstoffe der verschiedensten Art herstellen, die sowohl hochelastisch, halbhart oder hart sein können, wobei die Verschäumung in offenen oder vorzugsweise auch in geschlossenen Formen durchgeführt werden kann. Dabei lassen sich alle an sich bekannten Techniken verwenden, wobei das bisher üblicherweise verwendete Wasser durch die erfindungsgemäß verwendeten Treibmittel ersetzt wird. Gewünschtenfalls können jedoch auch die bekannten Treibmittel, vorzugsweise Halogenalkane, wie Monofluortrichlormethan, mitverwendet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Schaumstoffen ist die wesentlich bessere Ausnutzung des durch NC0/H₂O-Reaktion in Freiheit gesetzten Kohlendioxids bei der Treibreaktion von großer praktischer Bedeutung. Wie die Vergleichsversuche zu Beispiel 1 und 2 zeigen, wird hierbei eine überraschend hohe positive Volumenzunahme (= +4V) erzielt. Die Treibwirkung kann daher, z. B. bezogen auf technisch gängige Toluylendiisocyanat-Weichschaumrezepturen, mühelos um den prozentualen Anteil von 20 bis +40 Vol.-% gesteigert werden, wobei die angegebenen +Δ V-Werte die prozentualen Volumvergrößerungen, bezogen auf das im Vergleichsbeispiel erreichte Volumen, angeben. Durch das erfindungsgemäßc Verfahren lassen sich daher Schaumstoffe mit besonders niedrigen Raumgewichten herstellen. Hierbei ist bemerkenswert, daß auch erhöhte Mengen an eingebauten Lactamen, ?.. B. von 15 Gew,-%, die physikalischen Eigenschaften der Polyurethanschaumstoffe nicht nachteilig beeinflussen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Treibmittel ergibt sich ferner bei deren Einsatz in Polyurethan-Hartschaumsystemen auf der Basis von Polyätherpolyolen mit primären OH-Gruppen. Solche Polyether besitzen gegenüber Polyisocyanaten eine wesentlich höhere Aktivität als Polyäther mit sekundären OH-Endgruppen. Verwendet man in sol chen Systemen Wasser als Treibmittel, so erreicht man wegen der ungünstigen Relation von Vernetzungs- zu Treibreaktion nur eine unbefriedigende Gasausbeute; solche Schaumstoffe zeigen demzufolge sehr schlechte Fließeigenschaften. Wie das Beispiel 10 zeigt, besitzen Poh urethan-Hartschaumsysteme auf der Basis von Polyätherpolyolen mit primären OH-Gruppen, die als Treibmittel ε-Caprolactam/Wasser-Addukte enthalten, ein wesentlich günstigeres Fließverhalten. Außerdem zeigen Caprolactam/Wasser-Addukte auch gegenüber

μ aliphatischen Polyisocyanaten eine deutlich gesteigerte

Aktivität, so daß das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung aiiphatischer Polyisocyanate problemloser

durchgeführt werden kann.

Überraschend ist femer die erhöhte Beständigkeit

der Schaumstoffe gegen Lichtvergilbung, insbesondere von Schaumstoffen auf der Grundlage von technischen Toluylendiisocyanaten cder ihrer durch Einführung von Urethan-, Biuret-, Allophanat-, Isocyanurate Uretdion- und Carbodiimidgruppen erhaltenen NCO-haltigen Modifizierungsprodulcte. Diese Lichtstabilisierung erreicht ein Maximum, wenn die Schaumstoffe durch Mitverwendung von an sich bekannten Aktivatoren wie Zinn(II)-, Mangan(II)-, Kupfer^)- und Kupfer(Il)-Salzen organischer Carbonsäuren, z. B. der 2-ÄthyIcapronsäu re, hergestellt werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe werden nach dem. bekannten Isocyanat-Polyadditionsverfahren aus Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen, und Polyisocyanaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Halogenalkanen, Aktivatoren, Emulgatoren, Schaumstabilisatoren und anderen Hilfsmitteln in an sich bekannter Weise hergestellt (vgl. z. B. R. Vieweg,

A. Höchtlen, Kunststoff-Handbuch, Band VII, Polyurethane, Hanser-Verlag, München, 1966).

Die Schaumstoffe werden vorzugsweise durch Vermischen flüssiger Komponenten hergestellt, wobei man die miteinander umzusetzenden Ausgangsmaterialien entweder gleichzeitig zusammenmischt oder aber zunächst aus einer Polyhydroxylverbindung, wie Polyalkylenglykoläthern oder Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern, mit einem Überschuß an Polyisocyanat ein NCO-Gruppen enthaltendes Voraddukt herstellt, wel ches dann in einem zweiten Arbeitsgang mit den erfindungsgemäß verwendeten Treibmitteln in den Schaumstoff überführt wird.

Als Ausgangskomponenten für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen die an sich bekannten aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen und aromatischen Polyisocyanate in Betracht, beispielsweise

I ,'t-Tetramethylendiisocyanat, I.ö-Hexamethylendiisocyanat,

1,12-Dodecar.diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -),4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,

1 - Isocyanato-a^-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan,

1.3- und 1,4-Phenylendiisoeyanat,

2.4- und 2,6-Toluylendiisocyanat

sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,
2,4- und 2,6-HexahydrotoIuylendiisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,

Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat,
Naphthylen-l^-diisocyanat,
Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat,
Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate,

wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten werden, Carbodiimidisocyanat-Addukie aufweisende Polyisocyanate, wie sie gemäß der DE-PS 10 92 007 erhalten werden, Diisocyanate, die in der US-PS 34 92 330 beschrieben werden, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der GB-PS 9 94 890, der BE-PS 7 61 626 und der veröffentlichten holländischen Patentanmeldung 71 02 524 beschrieben worden sind, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, die in den DE-PS 10 22 789 und 10 27 394 sowie in den DH-OS 19 29 034 und 20 04 048 beschrieben werden, Bhiretgruppen aufweisende Polyisocyanate, die in der DE-P5 11101394, der GB-PS 8 89 050 und der FR-PS 70 17 514 beschrieben werden, durch Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate, die in der BE-PS 7 23 640 beschrieben werden. Estergruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß den GG-PS 9 56 474 und 10 72 956, ferner aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Polyisocyanate, wie sie von W. Siefgen in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, genannt werden, Umsetzungsprodukte der obengenannten Polyisocyanate mit Acetalen gemäß der DE-PS 10 72 385 und die in den DE-PS 10 22 789 und 10 27 394 genannten Polyisocyanate.

Selbstverständlich ist es auch möglich, beliebige Mischungen der obengenannten Polyisocyanate zu verwenden.

Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren und Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellt werden.

Als Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen kommen z. B. Polyhydroxypolyäther, insbesondere solche des Molekulargewichtsbereichs von 200 bis 50\X), in Frage. Die Herstellung dieser Verbindungen geschieht bevorzugt z. B. durch Umsetzung von Alkylenoxiden bzw. Alkylenoxidgemischen mit geeigneten Startmolekülen. Bevorzugt eingesetzte Alkylenoxide sind Äthylenoxid, Propylenoxid. 1,2-Butylenoxid und 1,4-Butylenoxid. Geeignete Startmoleküle sind beliebige, mindestens 2 aktive Wasserstoffatome aufweisende, bevorzugt niedermolekulare Verbindungen, wie z.B. Wasser, Äthylenglykol, 1,2-, 13-Propandiol. Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Pentaerythrit, Sorbit, Rohrzucker, Polyhydroxybenzole, Poiyhydroxynaphthaline, Poiyhydroxyanthracene und Poly-(hydroxyaryl)-alkane; Addukte von Alkylenoxiden an Hydroxylgruppen aufweisende Phenolharze, z. B. Novolake, sind ebcnlulls geeignet. Als weiterhin /ur Umsetzung mil Alkylenoxiden geeignete Startmolekülc seien auch primäre Di- und Polyamine, wie Äthylendiamin, 1,3-Propylendi ;rnin, 1.4-Butylcndiamin, DiaminobenzoJe und Trraminobenzole, sowie sekundäre Di- und Polyamine, wie Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin und N.N'-Trimethyltriaminobenzole genannt
Als Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen kommen auch Pclyhydroxypolyester, insbesondere solche, die ein Hydroxyäquivalentgewicht von 100 bis 3000 aufweisen, wobei unttr Hydroxyäquivalentgewicht die Menge an Polyester in Gramm zu verstehen ist, die ein Mol Hydroxylgruppen

ίο enthält, in Frage. Die Herstellung der Polyhydroxypolyester geschieht z. B. durch Umsetzung von Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden mit mehrwertigen Hydroxyverbindungen. Geeignete Polycarbonsäuren sind z. B. Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und dimerisierte Fettsäuren. Geeignete mehrwertige Polyhydroxyverbindungen sind z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykcl, Triäthylenglykol, Polyäthylenglykois, Propylenglykol, Dipropylengly-

kol, Pulypropylenglykole, Butandiol-1,4, Butandiol-U, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit Ricinusöl. Hydrochinon, 4,4'-Dihydroxydipherr>imethan und 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan. Bevorzugt werden bei der Herstellung der Polyhydroxypolyester Dicarbonsäuren mit zweiwertigen Hydroxyverbindungen zur Reaktion gebracht. Auch Tri- oder Polycarbonsäuren sowie hoherwertige Polyhydroxyverbindungen können bei der Herstellung der Polyhydroxylpoiyester gegebenenfalls zugesetzt werden.

Erfindungsgemäß können Aktivatoren mitverwendet werden, z. B. tertiäre Amine, deren Menge im allgemeinen zwischen 0,001 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Polyol, variiert und vom Molekulargewicht und der Struktur der Polyolkomponente, des tertiären Amins und, des Polyisocyanats abhängt. Die tertiären Amine kör/nen dabei gegebenenfalls aktive Wasserstoffatome enthalten.

Typische, mit 'socyanatgruppen praktisch nicht reaktionsfähige tertiäre Amine sind unter andv-rem

Triäthylamin, Tributylamin,

N-Methylmorpholin. N-Äthylmorpholin,

N -Cocosmorpholine,

N.N.N'.N'-Tetramethyläthylendiam'Ji,

1 _t4-Diazabicyc!o-(2,2,2)-octan,

N-Methyl-N'-dimethylaminoäthjlpiperazin,

Bis-[(2-N,N-dimethylamino)-äthyl]-äther,

Ν,Ν-Dimethylbenzylamin.

Bis-(N.N-diäthylaminoätbyl)-adipat,

Ν,Ν-Diäthylbenzylamin,

Pentamethyldiäthylentriamin,

N.N-Dimethylcyclohexylamin,

Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyl-1 J-butandiamin,

Ν,Ν-Dimethyl-^-phenyläthylamin,

1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol,

sowie Silaamiii? mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z. B. in der DE-PS 12 29 290 beschrieben sind; als Beispiele seien erwähnt

2,2,4-Trim-.thyl-2-silamorpholin und

1,3- Diäthylaminomethyltetramethyldisiloxan.

Typische katalytisch wirkende teniäre Amine, die aktive Wasserstoffatome enthalten, die mit Isocyanat_hgruppen reaktionsfähig sind, sind z. B.

Triethanolamin. Triisopropanolamin.
N-Methy !diethanolamin.

N-Äthykliäthanolamin,
Dimethyläthanolamin.

sowie deren Umsetzungsprodukte mil Alkylenoxiden, wie Propylenoxid und/oder Äthylenoxid. Formaldehyd. Cyclohexanon und Methylisobutylketon.

Anstelle der teriären Amine können auch stickstoffhaltige Basen, wie Tetraalkylammoniumhydroxidc. sowie Alkalien, Alkaliphenolate oder -alkoholate, wie beispielsweise Natriummethylat, und auch Hexahydrotria^ine als Katalysatoren verwendet werden.

Als zusätzliche Katalysatoren zur Beschleunigung der Isocvanat-Polyol-Reaktion. insbesondere zur Beschleunigung der Polyälherpolyol-Isocvanat-Reaktion können noch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen verwendet werden.

Besonders zu erwähnende Zinnverbindungen sind die Stannoacylatc, wie Zinn(ll)-octoat. Zinn(ll)-äthylhexoat. Zinn(ll)versatat. Zinn(ll)-acetat und Zinn(II)-laurat oder die Dialkvlzinnsalze von Carbonsäuren, wie Dibutylzinndiacetat. Dibutylzinndilaurat. Dibulyl/innmalcat oder Dioctylzinndiacetat.

Als Treibmittel können neben den erfindungsgemäß verwendeten Treibmitteln gewünschtenfalls verflüssigte Halogenkohlenwasserstoff verbindungen mit verwende I werden. Die verflüssigten Halogenkohlenwasserstoffverbindungen sind gesättigte, aliphatische. mindestens teilweise halogeniert Kohlenwasserstoffe, die bei oder unterhalb der Temperatur der Schaumbildung verdampfen. Bevorzugte Verbindungen sind Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid. Chlorofom. Trichlorfliiormethan und Dichlordifluormethan.

Zusatzstoffe /ur Regulierung son Porengröße und Zellstruktur oder Emulgatoren können in geringen Mengen ebenfalls eingesetzt werden, obgleich deren Anwesenheit in manchen Fällen nicht notwendig ist. Weiterhin können bei der .Schaumstoffherstellung Füllstoffe in gleicher Weise anwesend sein wie Farbstoffe oder Weichmacher.

Die Herstellung der PolyurethanschauniMoffe kann nach den bekannten Einstufen·. Semiprepolymer- oder Präpolymer-Verfahren bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur erfolgen. Hierbei bedient man sich vorteilhafterweise maschineller Einrichtungen, wie sie z. B. in der FR-PS 10 74 712 beschrieben sind.

Da die erfindungsgemäß zu verwendenden Treibmittel flüssig sind, lassen sich alle an sich bekannten Schaumstoffherstellungstechniken auf der Grundlage des Diisocyanal-Polyadditionsverfahrens durchführen. z.B. die Techniken der DE-AS 10 22 789. 10 27 394. 10 96 033. 1120 691. 10 91324 und 12 64 764 u'.id der DE-PS 9 74 371.

Durch Verwendung der erfindungsgemäß einzusetzenden Treibmittel, gegebenenfalls mit bekannten Kettenverlängerungsmitteln können weiche, halbharte und harte, selbstverlöschende und schwerbrennbare, flammgeschützte, gegebenenfalls Carbodiirnidgruppen und Isocyanuratgruppen enthaltende Schaumstoffe hergestellt werden.

Es ist ferner möglich, entsprechend der BE-PS 6 57 835 unter Verwendung von Methylphospholinoxid als Katalysator Schaumstoffe mit hohen Anteilen an Polycarbodiimidgruppen herzustellen.

Auch bei der Herstellung hochlichtechter Schaumstoffe wird nach üblichen Techniken verfahren, indem man z. B. bevorzugt aliphatische, cycloaliphatische und araliphatische Diisocyanate einsetzt. Genannt seien insbesondere

1 ^-Tetramethylendiisocyanat,

!.i-Pentamethylendiisocyanat.

1.6-Hexamethylendiisocyanat,

I.l^-Dodecamethylendiisocyanat,

l^-Diisocyanatomethyl-cyclobutan.

Dicyclohexy 1-4.4'-diisocy anal.

Dicvclohexy !methan ^/T-diisocyanat,

p- und m-Xylylendiisocyanat,

Lysin met hy lest erdiisocyanat.

l-lsocyanato-3.3,5-trimethyl-5-isocyanato-

methyicyclohexan.
I -Methy 1-2.4 diisoc\anatocyclohexan,

ihre Additionsprodukte an Polyhydroxyverbindungen und ihre durch Urcthanisierung. Biuretisierung. AIIophanatisierung. Trimerisieriing und Carbodiimidisierung erhaltenen Modifizierungsprodukte.

Geeignet sind auch NCÜ-Telomerisatc vorgenannter Diisocyanate, wie sie in der BE-PS 7 23 h40 beschrieben sind, insbesondere solche des Hexamethylendiisocyanais oder anderen aliphatischen Polyisocyanaten mit Vinylacetat. Vinylchlorid. Styrol, Acrylsäuremethylester. Methacrylsäuremethylester und Acrylsaurebutylester. Geeigne! sind ferner Semicarbazidgruppen enthaltende Diisocyanate, wie sie in der BE-PS 7 21 031 genannt sind, insbesondere solche aus 2 Mol Hexamethylendiisocyanat und einem Mol N.N-Dimethylhydrazin.

Die Schaumstoffherstellung erfolgt wie üblich, oft jedoch in geflossenen Formen, bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen durch einfaches Mischen der Reaktionskomponenten mit den leichtlöslichen erfindungsgemäß zu verwendenden Treibmitteln. )e nach der gewünschten Dichte des Schaums und dem gewünschten Ausmaß der Vernetzung ist die Menge der erfindungsgemäß verwendeten Treibmittel oder ihrer Mischungen bevorzugt so zu wählen, daß das Verhältnis der Äquivalente von Wasser. Hydroxylgruppen und gegebenenfalls Aminogruppen zu den Äquivalenten des Polyisocyanats im Bereich zwischen 0.5 : 1.0 und 1.5 : 1.0. vorzugsweise zwischen 0.8:1.0 und 1.2:1.0 liegt. Es kann gewünschtenfalls jedoch auch mit sehr hohen Mengen an Isocyanatüberschuß gearbeitet werden, so z. B. bis zu einem 400%igen Isocyanatüberschuß. insbesondere dann wenn man nach der Verfahrensweise der BE-PS 6 57 835 oder der Verfahrensweise der DE-OS 20 44 192 Carbodiimidgruppen bzw. Isocyanuratgruppen erzeugende Katalysatoren mitverwendet. Katalysatoren mit hervorragendem Carbodiimidbildungsvermögen sind z. B. Phospholine. Phospholinoxid. Phospholidine und Phospholidinoxide. z. B.

I -Phenyi-3-phospholin.

3-MethyI-1 -phenyl-3-phospholin-1 -oxid,
1-Methylphospholin-l-oxid.

Katalysatoren mit gutem Isocyanuratbildungsvermögen sind insbesondere Kondensationsprodukte von Phenol oder mehrkernigen Polyphenolen mit Formaldehyd und Dimethylamin, z. B. das 2,4,6-Tris-dimethyIaminomethylphenol und höhermolekulare Kondensate aus Bisphenol A, Formaldehyd und Dimethylamin.

Die Verfahrensprodukte eignen sich für alle Einsatzgebiete, für die weiche, halbharte und harte Schaumstoffe eingesetzt werden, z. B. auf dem Gebiet der Polsterelementherstellung, Matratzenfertigung, der Wärmeisolation, der Schalldämmung, der Textilbeschichtung, der Verpackung und der Herstellung von

Strukturelementen. Die Verfahrensprodukte können im Anschluß an ihre Herstellung selbstverständlich auch weiter konfektioniert werden, indem man sie verformt, verpreßt, verschweißt oder z. B. mit Lösungen oder Dispersionen lufttrocknender Lacke, z. B. auf der Grundlage von Polyisocyanaten und Polyhydroxyverbindungen, überlackiert oder beschichtet.

Die Verfahrensprodukte, insbesondere die offenzellige.i, quellfähigen, hochelastischen Polyurethanschaumstoffe eignen sich ferner in hervorragender Weise zur Verwendung als zellförmige Substrate (Matrizen) für die Durchführung von Phasengrenzflächenreaktionen in Form von Ein- und/oder Mchrkomponenten-Reaktionen. wie sie in den BE-PS 7 46 982 und 7 46 900 beschrieben werden. Dabei werden durch unter Feststoffbildung verlaufende Reaktionen Volumenvergrößerungen der Matrize er/ielt. die irreversibel fixiert bleiben.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

I. Zur Erläuterung der Herstellung der erfindungsgemaß zu verwendenden Treibmittel sei beispielhaft die Herstellung einiger Treibmittel auf f-Caprolactam-Grundlage angeführt. Durch Wahl der verschiedensten Lactame, zweiwertiger Alkohole und durch Zusatz von Diaminen und Hydrazinen läßt sich die Herstellung der Treibmittel in vielfältiger Weise variieren.

Man mischt jeweils bei 50 bis 8O⁰C ! 13 Gewichtsteile kristallisiertes F-Caprolactam vom Schmelzpunkt 70⁰C mit

a) 18Gewichtsteilen Wasser(l Mol)

b) 23,4 Gewichtsteilen Wasser(l,3 Mol)

c) 36 Gewichtsteilen Wasser (2 Mol)

d) 54 Gewichtsteilen Wasser(3 Mol)

e) 90 Gewichtsteilen Wasser(5 Mol)

f) 180 Gewichtsteilen Wasser (10 Mol)

g) 62 Gewichtsteilen Äthylenglykol (1 Mol) und
18GewichtsteiL>n Wasser(l Mol)

h) 124 Gewichtsteilen Äthylenglykol (2 Mol) und

18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol)
i) 90Gewichtsteilen l,4-Butandiol(I Mol)und

18 Gewichtsteilen Wasser(I Mol)
j) 180 Gewichtsteilen 1,4-Butandiol (2 MoI) und

18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol)
k) 1.22 Gewichtsteilen Thiodiglykol (1 Mol) und

18 Gewichtsteilen Wasser(1 Mol)
I) 78 Gewichtsteilen Mercaptoäthanol (= 1 Mol) und

18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol)

Man erhält in allen Fällen a) bis 1) auffallend niedrig viskose Flüssigkeiten hervorragender Mischbarkeit mit den verschiedensten Polyhydroxyverbindungen, den verschiedensten organischen Lösungsmitteln, den verschiedensten Polyisocyanaten und deren NCO-Prä polymeren, die wie die weiteren Beispiele zeigen, hervorragende CC>2-abspaltende Treibmittel zur Herstellung der verschiedensten Schaumstoffe darstellen.

II. B e i s ρ i e I e Beispiel 1 A) Vergleichsversuch

Es wurde ein weicher Polyätherpolyurethanschaumstoff auf folgende Weise nach üblicher Verfahrensweise hergestellt:

100 Gewichtsteile eines aus Propylenoxid und Äthylenoxid aufgebauten Polyethers, bei dessen Herstellung Trimethylolpropan und 1,2-PropyIenglykol

(I : 1) als Starter verwendet wurden (OH-7.ahl 49), 2,7 Gewichtsteile Wasser, 1.0 Gewichtsteil eines Polyetherpolysiloxans, 0,2 Gewichtsteile Triethylendiamin und 0,2 Gewichtsteile des Zinn(ll)-salzes der 2-Äthylcapronsäure werden miteinander vermischt. Zu dieser Mischung werden 36,3 Gewichtsleile Toluylendiisocyanat (80% 2,4- und 20% 2,6-lsomeres) zugesetzt und mit einem hochtourigen Rührer gut vermischt. Nach einer Startzeit von etwa IO Sekunden beginnt die Schaumbildung, und es entsteht ein weißer, weichelastischer Polyurethanschaumstoff, der offenporig ist und ein Raumgewicht von 38 kg/m'besitzt.

Ii) Erfindungsgemäßes Verfahren

Man verfährt wie unter A) beschrieben, ersetzt aber die verwendeten 2,7 Gewichtsteile Wasser durch 15.72 Gewichtsteile des Treibmittels Ib), das eine Menge von 2.7 Gewichtsteilen Wasser enthält. Des weiteren erhöht man den unter A) genannten Toluylendiisocyanatanteil um 10,1 Gewichtsteile, um den f-Caprolactam-Anteil im Verlaufe der Treibreaklion beim Aufbau des Schaumstoffes chemisch als Keuenabbrecher bzw. als Toluylendiisocyanat 2:1 Additionsprodukt (= Abspalter) zu fixieren. Die Schaumstol'fbildung läuft beschleunigt ab. die maximale Steighöhe des Schaums wird ca. 30 Sekunden rascher erreicht als beim Vergleichsversuch A). Das ermittelte Raunngewicht des Schaumstoffes ist bei einer vergleichbaren Nachheizzeit von einer Stunde bei 80⁰C gegenüber dem Vergleichsversuch A) um 22,5% verkleinert; man ermittelt ein durchschnittliches Raumgewicht von 29,4 kg/m^J, während bei A) das Raumgewicht 38 kg/m' beträgt. Der nach B) hergestellte elastische, weiche Polyurethanschaumstoff ist gegenüber Vergilbung am Tageslicht stabilisiert. Während der nach A) hergestellte Schaumstoff am Tageslicht sich bereits nach 2 Tagen an der Oberfläche leicht gelblich verfärbt und nach 2 Wochen eine deutlich gelbe Farbe erreicht, ist der nach B) hergestellte Schaumstoff praktisch farblos geblieben.

Berechnet man im Versuch B) die gegenüber dem Versuch A) erhöhte Treibwirkung der erfindungsgemf") verwendeten Treibmittel aus den ermittelten Raumgewichten, so ergibt sich im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens, auf vergleicribar verschäumte Stoffmengen bezogen, eine um etwa 30% bessere Ausnutzung der CO2-Treibreaktion( + zlV = 30Vol.-%).

Führt man ferner die unter B) beschriebene Verschäumung mit der unter A) beschriebenen geringeren Diisocyanatmenge iius, wobei der e-Caprolactam-Anteil unberücksichtigt bleibt, so erhält man einen Schaumstoff, der eine etwa um 40% verminderte Offenzelligkeit gegenüber dem Schaumstoff A) aufweist. Führt man die Verschäumung schließlich in einer geschlossenen Form durch, wird die Offenzelligkeit weiter vermindert und das Wärmeisolationsvermögen des verdichteten Schaumstoffs verbessert Die erhaltenen Randzonen des Schaumstoffs zeigen eine glatte und homogene Oberfläche.

Beispiel 2 A) Vergleichsversuch

Durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen eines auf Glyzerin gestarteten Polyethers, der 55 Gewichtsprozent Propylenoxid und 45 Gewichtsprozent Äthylenoxid enthält (Hydroxylzahl 56) mit 4,0 Gewichtsteilen Wasser, 1,0 Gewichtsteil eines Polyätherpolysiloxans, 0,4 Gewichtsteilen Ν,Ν.Ν''-Pentamethyldiäthylentri-

amin, 0,35 Gewichtsteüen des Zinn(ll)-sa!zes der 2-Äthylcapronsäure und 51,3 Gewichtsteüen Toluylendiisocyanat (65% 2,4- und 35% 2,6-lsomeres) wird ein offenporiger, weichelastischer Polyurethanschaunistoff mit guten physikalischen Eigenschaften erhalten, der ein ·-, Raumgewicht von 29 kg/m³ besitzt.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

Man verfährt wie unter A) beschrieben, ersetzt aber die verwendeten 4,0 Gewichtsteile Wasser durch 12,37 m Gewichtsteile des Treibmittels Id). das aus einem Mol e-Caprolactam und 3 Mol Wasser besteht. Man verwendet zur Schaumstoffherstellung 57,72 Gewichtsteile des unier A) genannten Diisocyanatgemisches. Das erhaltene Raumgewicht ist gegenüber der unter A) η beschriebenen Vergleichsrezeptur um etwa 20% verkleinert. Man findet ein mittleres Raumgewicht von 23,2 kg/m³ gegenüber 29 kg/m¹ bei Versuch A). und es wird praktisch die gleiche Stabilisierung gegen Vergilbung am Tageslicht bzw. in Gegenwart von Spuren an 2« sauren Gasen erreicht wie sie im Beispiel 1 unter B) angeführt ist.

Ersetzt man die in diesem Beispiel unter B) angeführte aktivierte Treibmittelmenge durch äquivalente Mengen der in I unter a), e). f), g), i), genannten Treibmittel, die zusätzlich 0,3 Gewichtsteile des Mangen(II)-saIzes der 2-Äthylcapronsäure und 0,1 Gewichtsteile Kupfer(l)-chlorid enthalten, so erhält man, wie unter B) beschrieben, gegen Vergilbung stabilisierte, weiche, elastische Schaumstoffe, die gegen- ju über dem unter A) im Vergleichsversuch erhaltenen Raumgewicht von 29 kg/m^J die folgenden verminderten Raumgewichte zeigen:

a) 22 kg/m³

e) 22,9 kg/m³ ''

0 23,9 kg/m³

g) 22.8 kg/m³

i) 24 kg/m³

Beispiel 3 ⁴ⁿ

A) Vergleichsversuch

Durch Vermischen folgender Komponenten wird ein offenporiger, weicher Polyesterschaumstoff hergestellt.

100 Gewichtsteile schwach verzweigter Polyester aus ⁴^ Adipinsäure, Diäthylenglykol und Trimethylolpropan (Molekulargewicht 2500, OH-Zahl 60),

2.4 Gewichtsteile Wasser,

4,2 Gewichtsteile Na-Rizinusölsulfonat (50 Gew.-% Wasser),

1.5 Gewichtsteile benzyliertes Hydroxydiphenyl. das

äthoxyliert ist,

1,4 Gewichtsteile Ν,Ν-Dimethylbenzylamin und 03 Gewichtsteile des Mn(II)-SaIzes der 2-ÄthyIca-

pronsäure,

0,1 Gewichtsteile Paraffinöl, 55 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (65% 2,4- und

35% 2,6-lsomeres)

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

60

Man verfährt wie unter A) beschrieben, ersetzt aber die verwendeten 2,4 Gewichtsteile Wasser durch 17,46 Gewichtsteile des in I unter a) beschriebenen Treibmittels, das aus einem Mol ε-Caprolactam und \ Mol Wasser besteht Man verwendet insgesamt 66,6 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat der unter A) genannten Isomerenverteilung. Man erhält einen weichen, elastischen Schaumstoff, der gegen Vergilbung stabilisiert ist und gegenüber dem unter A) angeführten Raumgewicht von ?5 kg/m³ nur ein Raumgewicht von etwa 20 kg/m³ aufweist.

Beispiel 4
A) Vergleichsversuch

Durch Vermischen folgender Komponenten wird ein weicher, offenporiger Polyätherschaumstoff hergestellt:

100 Gewichtsteile verzweigter Polypropylenoxid-Polyäthylenoxid-Polyäther auf Basis Trimethylolpropan und Hexantriol mit 67% endständigen primären OH-Gruppen (OH-Zahl 35),

2,5 Gewichtsteile Wasser,

0.2 Gewichtsteile des Mangan(ll)-salzcs der 2-Äthylcaproiisäure,

0.1 Gewichtsteile Kupfer(l)-chlorid,

0.3 Gewichtsteile Triäthylendiamin,
41.4 Gewichtsteile eines Urethangruppcn enthaltenden Isocyanais, das wie folgt erhalten worden ist.

Durch Umsetzung von 79 Gewichtsteüen einer Mischung aus 70 Gew.-% Trimethylolpropan und 30 Gew.-% Butandiol-1.3 mit 921 Gewichtsteilen eines Toluylendiisocyanat-l.iomerengemisches aus 65% 2,4- und 35% 2,6-Isomeren bei 80 bis l00°C und anschließender Entfernung des nicht umgesetzten Diisocyanats durch Destillation wird ein Isocyanatgruppen enthaltendes Polyurethan mit ca. 17 Gew.-% NCO-Gruppen erhalten. 40 Gew.-Teüe dieses, als festes Harz vorliegenden Produktes werden mit 60 Gewichtsteüen Toluylendiisocyanat-Isomerengemisch (80% 2,4- und 20% 2,6-lsomeres) gelöst; die erhaltene klare Lösung hat einen NCO-Gehalt von 35,5% und eine Viskosität von 140 cP bei 25°C.

Der Schaumstoff ist hochelastisch und hat ein Raumgewicht von 43 kg/m³.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

Man verfährt wie unter A) beschrieben, ersetzt aber die 2,5 Gewichtsteile Wasser durch 18,2 Gewichtsteile des in I unter a) genannten Treibmittels, das aus einem Mol ε-Caprolactam und 1 Mol Wasser besteht. Man verwendet des weiteren 55 Gewichtsteile des unter A) genannten Polyisocyanatgemisches. Man erhält einen hochelastischen Schaumstoff erhöhter Beständigkeit gegen Vergilbung, der gegenüber dem unter A) genannten Raumgewicht von 43 kg/m³ ein um etwa 20% vermindertes Raumgewicht von nur 34,4 kg/m³ aufweist

Beispiel 5 A) Vergleichsversuch

Durch Vermischen der folgenden Komponenten wird ein weicher, elastischer Polyurethanschaumstoff hergestellt

100 Gewichtsteile

verzweigter Polypropylenoxid-Po- lyäthylenoxid-Polyäther auf Basis Trimethylolpropan und Hexantrio! mit 67% endständigen primären OH-Gruppen (OH-Zahl 35)

3.0 Gewichtsteile Wasser

0,5 Gewichtsieile Ν,Ν,Ν''-Pentamethyldiäthylentri-

amin

55 Gewichtsteile rohes Diphenylmethandiisocyanat. das durch Kondensation von Anilin mit Formaldehyd und anschließender Phosgenierung erhalten wurde (Viskosität 20OcP bei 25°C. NCO-Gehalt 32%).

Der Schaumstoff hat gute physikalische Eigenschaften und weist ein Raumgewicht von 64 kg/m^! auf.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

Man veri.ihrt wie unter A) beschrieben, erset/Λ aber die 3.0 Gewichtsteile Wasser durch 21,8 Gewichtsteilc des in 1 unter a) beschriebenen Treibmittels, das aus einem Mol f-Caprolactam und ein Mol Wasser besteht. Insgesamt verwendet man hierbei 76 Gewichtsteile des unter A) grnanntcn technischen Diisocyanatgcmisches. Man crhr'U einen Schaumstoff, der gegenüber dem unter A) genannten ein etwa um 18% vermindertes Raumgewicht von 52,5 kg/m¹ besitzt, während im Vergleichsvcrsuch A) ein mittleres Raumgewicht von 64 kg/m' gefunden wurde.

Beispiel 6

Eine Mischung aus 2~> Gevichtsteilen eines aus Äthylenoxid aufgebauten Polyäthers. bei dessen Herstellung Trimethylolpropan als Starter verwendet wurde (OH-Zahl 520), 15,78 Gewichtsteile des in I unter e) angeführten Treibmittels, das etwa 7 Gewichtsteile Wasser enthält und aus einem Mol f-Caprolactam und 5 Mol Wasser hergestellt wurde, 7 Gewichtsteile I-Methyl-phospholinoxid, 1 Gewichtsteil Siliconstabilisator. 0.3 Gewichtsteile Endoäthylenpipcrazin und 13 Gewichtsteile Monofluortrichlormethan werden mit 380 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden Toluylendiisocyanatgcmisches der Isnnierenverteilung 80/20 Gew.-% 2,4-/2,6-Isomeres (NCO-Gehalt: 33.8%) gut verrührt. Man erhält einen selbstverlöschenden Hartschaumstoff, mit einem sehr niedrigen Raumgewicht von etwa 13.5 kg/m¹, der Urethan-. Harnstoff-. Biuret- und Carbodiimidgruppen enthält.

Beispiel 7

100 Gewichtsteile eines aus 1 Mol Adipinsäure. 2 Mol Phthalsäureanhydrid, 1 Mol Ölsäure sowie 5 Mol Glyzerin hergestellten Polyesters mit einem Hydroxylgehalt von 13,2% werden mit einem Aktivatorgemisch aus 2 Teilen eines aus 2 MoI N.N-Dimethyläthanolamin und 1 Mol Adipinsäure hergestellten Esters. 0.03 Gew.-Teilen des Mangan(H)-Salzes der 2-Äthylencapronsäure sowie 20,6 Gewichtsteilen des in I unter c) angeführten Treibmittels, das 2,5 Gewichtsteile Wasser enthält [aus einem Mol ε-Caprolactam und zwei Mol Wasser hergestellt] und in dem zusätzlich 2,5 Gewichtsteile des Natriumsalzes von Rizinusölsulfat gelöst sind, gut gemischt. Diese Mischung versetzt man unter gutem Rühren mit 112 Gewichtsteilen einer Biuretgruppen aufweisenden Toluylendiisocyanat-Mischung der Isomerenverteilung 80/20 Gew.-% 2,4-/2,6 Isomeres, die einen NCO-Gehalt von 32,4% besitzt Man erhält einen harten Schaumstoff r.:i' einem etwa um 19% verminderten Raumgewicht gegenüber Schaumstoffen üblicher Herstellungsverfahren. Der Schaumstoff ist gegenüber Lichtvergilbung stabilisiert und besitzt ein Raumgewicht von 31 kg/m³.

Beispiel 8

Man verfährt wie in Beispiel 2B) beschrieben, verwendet aber statt des dort genannten Toluyiendiiso-

■-. cyanatgemisches Lösungen von Telomerisationsprodukten in Toluylendiisocyanaten, die gemäß der BE-PS 7 23 640 durch Polymerisation von a) 400 Gewichtsteilen Vinylacetat, b) 400 Gewichtsteilen Acrylsäurebutylcster und c) 400 Gewichtsteilen Styrol in IOC"

κι Gewichtsteilen technischer Toluylendiisocyanate der Isonierenverteilung 80/20 hergestellt wurden. Im Falle von a) verwendet man 80Gewichtsteile( = 32.5% NCO). bei b) 85 Gewichtsteile (31.5% NCO) und bei c) 87 Gewichtsteile ( = 30.2% NCO) der Polvisocvanatmi-

ι ί schlingen zur Verschäumung.

Man erhält halbharte, elastifizicrtc. gegen l.iditvergilbting stabilisierte Schaumstoffe, die gegenüber Verglcichsversuchen mit üblichem Wasser als Treibmittel etwa um 20% verminderte Raumtrevvichte besitzen und

.'" zwar:a)24 kg/m¹, b) 23.6 kg/m'und 24.2 kg/m'.

Beispiel 9

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eurem lichtechter Schaumstoffe:

Zunächst werden im Mittel 3 NCO-Gruppen pro Molekül enthaltende höhermolekulare Polvisocvanatpräpolymere hergestellt, indem man a) 58 Gewichtsteile Hexamcthylcndiisocyanai. b) 75.5 Gewichtsteile l-lsocyanato-3.3.5-tn methyl- 5-isocyanalomethyl-c\clohcxan. in c) 64 Gcvvichtstcile m-Xylylendiisoc\anat. d) 83 Gewichtsteile einer Biuretgruppen aufweisenden Hcxamcthylendiisocyanat-Lösung ( = 36% NCO). e) 91 Gewichtsteile eines Biuretgruppen aufweisenden 1-lsocyanato-3.3.5-trimcthyl-5-isoeyanatomethylcyclohexan ( = 32.8% NCO). f) 103 Gewichtsteile eines mit Vinylacetat gepfropften H e\a methyl end iisocyanats (Polyvinylacetatgehalt ca. 30 Gew.-"'), das in 70 Gcw.-% Hexamethylendiisocyanat gelöst ist ( = 29% NCO) mit 100 Gewichtsteilen eines auf Glyzerin gestarteten Polyäthers 3i Minuten bei I2O~C umgesetzt. Der Polyälher besteht aus 55 Gew.-% Propylenoxid. 45 Gev\.-% Ath\lenoxid und besitzt eine Ihdrowizahl von 56. Man erhält eine Mischung des NCO-Präpolyrneren mit den im Überschuß angewendeten n. 'Homeren Polyisocyanaten. Man läßt die Mischungen auf 40°C erkalten. In die unter a) bis f) hergestellten Präpolymermischungen werden jeweils 1.2 Gewichtsteile eines Polvätherpolysiloxans. 1,6 Gew.-Teilc Triethylendiamin und 1.2 Gewichtsieile des Zmn(ll)-Salzes der 2-Äthylcapronsäure bei 40^r C eingerührt. Hierauf werden zu jeder Mischung 20.1 Gewichtsteile des in I unter a) beschriebenen Treibmittels eingerührt, das aus einem Mol e-Caprolactam und einem Mo! Wasser besteht. Man erhält Schaumstoffe höchster Lichtbeständigkeit mit folgenden Raumgewichten:

a) 24 kg/m³

b) 27 kg/m³

c) 23,8 kg/m³

d) 25 kg/m³

e) 26 kg/m³

f) 27 kg/m³

Beispiel 10

Eine Mischung aus 100 g eines Äthylenoxid-Polyäthers, der zu 50 OH % auf Trimethylolpropan und zu 50 OH% auf Rohrzucker gestartet ist. der OH-Zahl 510. 13 g Silicon-Stabilisator, 0,5 g Endoäthylenpiperazin, 2 g Wasser, 40 g Monofluortrichlormethan wird mit 131g eines gemäß FR-PS 70 17 934. Beispie! IA. hergestellten Biuret-Gruppen enthaltenden Polyisocya-

nats vom NCO-Gehalt 33,5% intensiv vermischt und in ein 2 m langes Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 9,5 cm gegossen. Das Reaktionsgemisch erreicht eine Fließhöhe von 95 cm. Setzt man anstelle von 2 g Wasser 4,5 g einer Mischung aus 5 Mol Wasser und 1 MoI ε-Caprolactam ein, so wird unter sonst gleichen Versuchsbedingungei, eine Fließhöhe von 121 cm erreicht.

Beispiel Π

Man verfährt wie im Beispiel IB) beschrieben, verwendet aber ein Additionsprodukt, das aus 113 Gewichtsteilen e-Caprolactam (=1 Mol), 18 Gewichisteilen Wasser (1 Mol) und 51 Gewichtsteilen 1-Amino-S.S.S-irimeihyl-S-aminomethylcyclohexan (0,3 Mol) (= Isophorondiamin) hergestellt worden ist. Von diesem Additionsprodukt werden 27,3 Gewichtsteile als Treibmittel verwendet, das entsprechend Beispiel IB) 2,7 Gewichtsteile Wasser enthält. Zur Schaumstoffherstellung verwendet man 54J23 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2,4- und 20 Gewichtsprozent 2.6-lsomeres).

Das Rauiiigewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 30 kg/m¹ und ist gegenüber C¹Vm Vergleichsversuch A) des Beispiels I (38 kg/m^J) um 21,1% verkleinert, woraus die hervorragende Treibwirkung des Additionsproduktes ersichtlich ist.

Beispiel 12

M^n verfährt wie im Beispiel IB) beschrieben, verwendet aber ein Additionfprodukt, das aus 113 Gewichisteilen t-CaproIactam (1 Mol), 18 Gewichtsteilen Wasser (! Mol) und 85 Gewichtsleilen Isophorondiamin (0.5 Mol) hergestellt worden ist. Von diesem Additionsprodukt werden 32,4 Gewichisteile als Treibmittel verwendet, das entsprechend Beispiel IB) 2.7 Gcwichistcile Wasser enthält. Zur Schaumstoffherstellung verwendet man 59,45 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2,4- und 20 Gewichtsprozent 2,6-lsomeres).

Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 32 kg/m³ und ist gegenüber dem Vergleichsversuch A) des Beispiels I (38 kg/m¹) um 15,8% verkleinert, woraus die hervorragende Treibwirkung des Additionsproduktes ersichtlich ist.

Beispiel 13

Man verfährt wie im Beispiel IB) beschrieben, verwendet aber ein Additionsprodukt, das aus 113 Gewichtsteilen ε-Caprolactam (1 Mol), 18 Gewichtsteilen Wasser (I Mol) und 9,6 Gewichtsteilen }lydrazin (03 Mol) hergestellt worden ist. Von diesem Additionsprodukt werden 21,09 Gewichtsteile als Treibmittel verwendet, das entsprechend Beispiel I B) 2,7 Gewichtsteile Wasser enthält. Zur Schaumstoffherstellung verwendet man 54,23 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2,4- und 20 Gewichtsprozent 2,6-lsomeres).

Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 295 kg/m^J und ist gegenüber dem

2i) Vergleichsversuch A) des Betspiels 1 (38 kg/m¹) um 213% verkleinert, woraus die sehr gute Treibwirkung des Additionsproduktes zu ersehen ist.

Beispiel 14

2S Man verfährt wie im Beispie! IB) beschrieben, verwendet aber ein Additionsprodukt, das aus 113 Gewichtsteilen ε-Caprolactam (1 Mol). 18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol) und 16 Gewichtsteilen Hydrazin (0.5 Mol) hergestellt worden ist. Von diesem Additions-

Ki produkt werden 22.C5 Gewichtsteile als Treibmittel verwendet, das entsprechend Beispiel IB) 2,7 Gewichtsteile Wasser enthält. Zur Schaumstoffherstellung verwendet man 59,45 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2.4- und 20 Gewichtsprozent

j> 2.6-lsomeres).

Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 30.8 kg/m^J und ist gegenüber dem Vcrgleichsversuch A) des Beispiels I (38 kg/m') um 18.9% verkleinert, woraus die ausgezeichnete Treibwirkung des Additionsproduktes zu ersehen ist.

130 112/18

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit mindestens zwei aktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbindungen in Gegenwart von COj-abspaltenden Treibmitteln und gegebenenfalls anderen Treibmitteln. Aktivatoren, Schaumstabilisatoren und anderen Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als COrabspaltende Treibmittel flüssige, in organischen Lösungsmitteln leichtlösliche Additionsprodukte aus

a) einem Mol ε-Caprolactam und
03 bis 10 Mol Wasser oder

b) einem Mol ε-Caprolactam,
03 bis 10 Mol Wasser und

03 bis 10 MoI zweiwertiger Alkohole oder

c) einem Mol ε-Caprolactam,
03 bis 10 MoI Wasser und

03 bis 4 Mol aliphatischer, cycloaliphatischer oder araliphatischer Diamine oder Hydrazine

verwendet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in geschlossenen Formen durchführt