DE2129198C3

DE2129198C3 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen

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Publication number: DE2129198C3
Application number: DE19712129198
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. 5000 Köln Dietrich; Karl Dr. 5090 Leverkusen Richert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1971-06-12
Filing date: 1971-06-12
Publication date: 1982-01-21
Also published as: ES403736A1; DE2129198A1; DE2129198B2; FR2141842B1; FR2141842A1; NL175628C; NL175628B; BE784735A; GB1367023A; JPS5543004B1; NL7207997A; IT958281B

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 phosgenierten Anilin-Formaldehydkondensaten, ihrer durch Biuretisierung, Allophanatisierung, Urethanisierung und Isoc) anuratbildung hergestellten Modifizierungsprodukte 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 Lichtstabilisierung der Schaumstoffe erzielt werden kann, wenn neuartige CCh-abspaltende Treibmittel mit starker Treibwirkung zum Aufbau der vernetzten Polyadditionsprodukte verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur

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

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

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

03 bis 10 Mol zweiwertiger Alkohole oder

c) einem Mol ε-Caprolactam,
0,3 bis 10 Mol Wasser und

0,3 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 war daher nicht zu erwarten, daß diese Wasser enthaltenden Addiiionsprodukte von ε-Caprolactam bei ihrer Verwendung für den Aufbau von Schaumstoffen eine überragende CO2-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 wird eine bequeme Verwendung dieser niedrigviskosen Addukte als Treibmittel bei NCO/OH-Polyadditionsreaktionen ermöglicht, wobei gewünschtenfalls auf für bei der Schaumstoffherstellung notwendige H20-Emulgatoren verzichtet werden kann.

Die Herstellung der erfindungsgemäß als Treibmittel verwendeten Additionsverbindungen erfolgt z. B. in einfachster Weise durch Vermischung von ε-Caprolactam mit 0,3 bis 10 Mol Wasser, gegebenenfalls unter Mitverwendung von 03 bis 10 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 70° C, wobei dünn viskose 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-MethyUiydrazin,

Ν,Ν-Dimeihyl- und Diäthylhydrazin,

Äthylendiamin.Trimethylendiamin,

1,2-Diaminopropan, Tetramethylendiamin,

N-Methy!propylendiamin-(13),

Pentamethylendiamin,

Trimethylhexamethylendiamin,

Hexamethylendiamin,

Octamethylendiamin,

Undecamethylendiamin,

Diaminomethylcyclobutan,

1,4-Diaminoeyclohexan,

1 ,-t-Diamino-dicydohexylmethan,

1-Methyl 2,4-diamino-cyclohexan,

1 -Methyl-2,6-diaminocyclohexan,

ihihl

cyclohexan,
p-Amino-benzylamin,
3-Chlor-4-aminobenzylamin und
Hexahydrobenzidin.

Besonders bevorzugte Hydrazine und Diamine sind:

Hydrazinhydrat, N,N-Dimethylhydrazin,
l-Amino-SAS-trimethyl-S-aminomethyl-

cyclohexan,
Hexamethylendiamin,
4,4'-Diamino-dicyclohexylmethan,
Trimethylhexamethylendiamin und
1 -Methyl-2,4-diaminocyclohexan.

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 NCO/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 +^V-Werte die prozentualen Volumvergrößerungen, bezogen auf das im Vergleichsbeispiel erreichte Volumen, angeben. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich daher Schaumstoffe mit besonders niedrigen Raumgewichten herstellen. Hierbei ist bemerkenswert, daß auch erhöhte Mengen an eingebauten Lactamen, z. 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 Polyäther besitzen gegenüber Polyisocyanaten eine wesentlich höhere Aktivität als Polyäther mit sekundären OH-Endgruppen. Verwendet man in solchen 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 Polyurethan-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 aliphatischen Polyisocyanaten eine deutlich gesteigerte Aktivität, so daß das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung aliphatischer Polyisocyanate problemloser durchgeführt werden kann.

Überraschend ist ferner die erhöhte Beständigkeit der Schaumstoffe gegen Lichtvergilbung, insbesondere von Schaumstoffen auf der Grundlage von technischen Toluylendiisocyanaten oder ihrer durch Einführung von Urethan-, Biuret-, Allophanat-, Isocyanurat-, Uretdion- und Carbodiimidgruppen erhaltenen NCO-haltigen Modifizierungsprodukte. Diese Lichtstabilisierung erreicht ein Maximum, wenn die Schaumstoffe durch Mitverwendung von an sich bekannten Aktivatoren wie Zinn(H)-, Mangan(II)-, Kupfer(I)- und Kupfer(II)-SaIzen organischer Carbonsäuren, ζ. B. der 2-Äthylcapronsäure, 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

so 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, welches 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, cycloaliphatische^ araliphatischen und aromatischen Polyisocyanate in Betracht, beispielsweise

1,4-Tetramethylendiisocyanat,
1,6-Hexamethyleiidiisocyanat,

1,12-Dodecandiisocyanat,
Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,

1 -

5-isocyanatomethyl-cyclohexan,
13- und 1,4-PhenyIendiisocyanat
2,4- und 2,6-ToIuylendiisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isotierea
2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,

Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat,
Naphthylen-l,5-diisocyanat
Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat.
Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate,

wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kor.densation und anschließende Phosgenierung erhalten werden, Carbodiimidisocyanat-Addukte 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 DE-OS 19 29 034 und 20 04 048 beschrieben werden, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, die in der DE-PS 1 11 01 394, 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 GB-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 Acetaten 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 5000, 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 Startmoieküle sind beliebige, mindestens 2 aktive Wasserstoffatome aufweisende, bevorzugt niedermolekulare Verbindungen, wie z.B. Wasser, Äthylenglykol, 1,2-, 1,3-Propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Pentaerythrit, Sorbit, Rohrzucker, Polyhydroxybenzole, Polyhydroxynaphthaline, Polyhydroxyanthracene und Poly-(hydroxyaryl)-alkane; Addukte von Alkylenoxiden an Hydroxylgruppen aufweisende Phenolharze, z. B. Novolake, sind ebenfalls geeignet. Als weiterhin zur Umsetzung mit Alkylenoxiden geeignete Startmoieküle seien auch primäre Di- und Polyamine, wie Äthylendiamin, 1,3-Propylendiamin, 1,4-Butylendiamin, Diaminobenzole und Triaminobenzole, sowie sekundäre Di- und Polyamine, wie Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin und N,N'-Trimethyltriaminobenzole genannt

Als Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen kommen euch Polyhydroxypolyester, insbesondere solche, die ein Hydroxyäquivalentgewicht von 100 bis 3000 aufweisen, wobei unter Hydroxyäquivalentgewicht die Menge an Polyester in Gramm zu verstehen ist die ein Mol s lydroxylgruppen

ίο enthält in Frage. Die Herstellung der Polyhydroxypolyester geschieht z. B. durch Umsetzung von Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden mit mehrwertigen Hydroxylverbindungen. Geeignete Polycarbonsäuren sind z. B. Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und dimerisierte Fettsäuren. Geeignete mehrwertige Polyhydroxyverbindungen sind z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Polyäthylenglykole, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Butandiol-1,4, Butandiol-1,3, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Ricinusöl, Hydrochinon, 4,4'-Dihydroxydiphenylmethan und 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan. Bevorzugt werden bei der Herstellung der Polyhydroxypolyester Dicarbonsäuren mit zweiwertigen Hydroxylverbindungen zur Reaktion gebracht. Auch Tri- oder Polycarbonsäuren sowie höherwertige Polyhydroxyverbindungen können bei der Herstellung der Polyhydroxylpolyester gegebenenfalls zugesetzt werden.

Erfindungsgetnäß können Aktivatoren mitverwendel werden, z. B. tertiäre Amine, deren Menge im allgemeinen zwischen 0,001 und 10 Gew.-°/o, 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 können dabei gegebenenfalls aktive Wasserstoffatome enthalten.

Typische, mit Isocyanatgruppen praktisch nicht reaktionsfähige tertiäre Amine sind unter anderem

Triäthylamin, Tributylamin,

N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin,

N-Cocosmorpholine,

Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthylendiamin,

1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan,

N-Methyl-N'-dimethylaminoäthylpiperazin,

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

N,N-Dimethylbenzylamin,

Bis-(N,N-diäthylaminoäthyl)-adipat,

N,N-Diäthylbenzylamin,

Pentamethyldiäthylentriamin,

Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin,

N,N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butandiamin,

N,N-Dimethyl-|3-phenyläthylamin,

1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol,

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

Μ 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und

1,3-Diäthylaminomethyltetramethyldisiloxan.

Typische katalytisch wirkende tertiäre Amine, die aktive Wasserstoffatome enthalten, die mit Isocyanatgnippen reaktionsfähig sind, sind z. B.

Triethanolamin, Triisopropanolamin,
N-Methyldiäthanolamin,

N-Äthyldiäthanolamin,
Dimethyläthanolamin,

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

Anstelle der teriä "en Amine können auch stickstoffhaltige Basen, wc Tetraalkylammoniumhydroxide, sowie Alkalien, Alkaliphenolate oder -alkoholate, wie beispielsweise Natriummethylat, und auch Hexahydrotriazine als Katalysatoren verwendet werden.

Als zusätzliche Katalysatoren zur Beschleunigung der Isocyanat-Polyol-Reaktion, insbesondere zur Beschleunigung der Polyätherpolyol-lsocyanat-Reaktion können noch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen verwendet werden.

Besonders zu erwähnende Zinnverbindungen sind die Stannoacylate, wie Zinn(II)-octoat, Zinn(Il)-äthylhexoat, Zinn(U)-versatat, Zinn(II)-acetat und Zinn(II)-laurat oder die Dialkylzinnsalze von Carbonsäuren, wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat oder Dioctylzinndiacetat.

Als Treibmittel können neben den erfindungsgemäß verwendeten Treibmitteln gewünschtenfalls verflüssigte Halogenkohlenwasserstoffverbindungen mitverwendet werden. Die verflüssigten Halogenkohlenwasserstoffverbindungen sind gesättigte, aliphatische, mindestens teilweise halogenierte Kohlenwasserstoffe, die bei oder unterhalb der Temperatur der Schaumbildung verdampfen. Bevorzugte Verbindungen sind Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chlorofom, Trichlorfluormethan und Dichlordifluormethan.

Zusatzstoffe zur Regulierung von 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 Polyurethanschaumstoffe 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 Diisocyanat-Polyadditionsverfahrens durchführen, z.B. die Techniken der DE-AS 10 22 789, 10 27 394, 10 96 033, 11 20 691, 10 91 324 und 12 64 764 und der DE-PS 9 74 371.

Durch Verwendung der crfindungsgcniäB einzusetzenden Treibmittel, gegebenenfalls mit bekannten Kettenverlängerungsmitteln können weiche, halbharte und harte, selbstverlöschende und schwerbrennbare, flammgeschützte, gegebenenfalls Carbodiimidgruppen 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

1,4-Tetramethylendiisocyanat,
1,5-Pentamethylendiisocyanat,
1,6-Hexamethylendiisocyanat,
1,1,2-Dodecamethylendiisocyanat,
1 ^-Diisocyanatomethyl-cyclobutan,

Dicyclohexyl^'-diisocyanat,
Dicyclohexylmethan^^'-diisocyanat,
p- und m-Xylylendiisocyanat,
Lysinmethylesterdiisocyanat,
ίο i-Isocyanato-SAS-trimethyl-S-isocyanato-

methylcyclohexan,
l-Methyl-2,4-diisocyanatocyclohexan,

ihre Additionsprodukte an Polyhydroxyverbindungen und ihre durch Urethanisierung, Biuretisierung, AIIophanatisierung, Trimerisierung und Carbodiimidisierung erhaltenen Modifizierungsprodukte.

Geeignet sind auch NCO-Telomerisate vorgenannter Diisocyanate, wie sie in der BE-PS 7 23 640 beschrieben sind, insbesondere solche des Hexamethylendiisocyanats oder anderen aliphatischen Polyisocyanaten mit Vinylacetat, Vinylchlorid, Styrol, Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester und Acrylsäurebutylester. Geeignet 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 geschlossenen Formen, bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen durch einfaches Mischen der Reaktionskomponenten mit den leichtlöslichen erfindungsgemäß zu verwendenden Treibmitteln. Je 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 4OO°/oigen 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 -Phenyl-3-phospholin,
3-Methyl-l -phenyl 3 phosphoün,
S-Methyl-l-phenyl-S-phospholin-l-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-dimethylaminomethylphenol 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 PölsterelementhersteDung, 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 offenzelligen, 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 Mehrkomponenten-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 erzielt, die irreversibel fixiert bleiben.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

I. Zur Erläuterung der Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Treibmittel sei beispielhaft die Herstellung einiger Treibmittel auf ε-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 80° C 113 Gewichtsteile kristallisiertes e-Caprolactam vom Schmelzpunkt 70° C mit

a) 18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol)

b) 23,4 Gewichtsteilen Wasser (1,3 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
18Gewichtsteilen Wasser(l Mol)

h) 124 Gewichtsteilen Äthylenglykol (2 Mol) und

18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol)
i) 90 Gewichtsteilen 1,4-ButandioI (1 Mol) und

18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mo!)
j) 180 Gewichtsteilen 1,4-Butandiol (2 Mol) und

18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol)
k) 1 22 Gewichtsteilen Thiodiglykol (1 Mol) und

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

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

!!.Beispiele

Beispiel 1 A) Vergleichsversuch

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

100 Gewichtsteile eines aus Propylenoxid und Äthylenoxid aufgebauten Polyäthers, bei dessen Herstellung Trimethylolpropan und 1,2-PropyIengrykol (1:1) als Starter verwendet wurden (OH-Zahl 49), 2,7 Gewichtsteile Wasser, 1,0 Gewichtsteil eines Polyätherpolysiloxans, 0,2 Gewichtsteile Triäthylendiamin und 0,2 Gewichtsteile des Zinn(II)-salzes der 2-Äthylcapronsäure werden miteinander vermischt. Zu dieser Mischung werden 36,3 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80% 2,4- und 20% 2,6-Isomeres) zugesetzt und mit einem hochtourigen Rührer gut vermischt. Nach einer Startzeit von etwa 10 Sekunden beginnt die Schaumbildung, und es entsteht ein weißer, weicnelastischer Polyurethanschaumstoff, der offenporig ist und ein Raumgewicht von 38 kg/m³ besitzt.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

Man verfährt wie unter A) beschrieben, ersetzt aber die verwendeten 2,7 Gewichtsteile Wasser durch 15,72 Gewiuhtsteile 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 ε-Caprolactam-Anteil im Verlaufe der Treibreaktion beim Aufbau des Schaumstoffes chemisch als Kettenabbrecher bzw. als Toluylendiisocyanat 2:1 Additionsprodukt (= Abspalter) zu fixieren. Die Schaumstoffbildung läuft beschleunigt ab,

_>5 die maximale Steighöhe des Schaums wird ca. 30 Sekunden rascher erreicht als beim Vergleichsversuch A). Das ermittelte Raumgewicht des Schaumstoffes ist bei einer vergleichbaren Nachheizzeit von einer Stunde bei 80" C gegenüber dem Vergleichsversuch A) um 22,5% verkleinert; man ermittelt ein durchschnittliches Raumgewicht von 29,4 kg/m³, während bei A) das Raumgewicht 38 kg/m³ 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 erfindungsgemäß verwendeten Treibmittel aus den ermittelten Raumgewichten, so ergibt sich im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens, auf vergleichbar verschäumte Stoffmengen bezogen, eine um etwa 30% bessere Ausnutzung der CO₂-Treibreaktion (+Δ V = 30 Vol.-%).

Führt man ferner die unter B) beschriebene Verschäumung mit der unter A) beschriebenen geringeren Diisocyanatmenge aus, wobei der ε-Caprolactam-

Anteil unberücksichtigt bleibt so erhält man einen Schaumstoff, der eine etwa um 40% verminderte Offenzelligkeit gegenüber dem Schaumstoff A) aufgeschlossenen 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 Polyäthers, der 55 Gewichtsprozent Propylenoxid und 45 Gewichtsprozent Äthylen oxid enthält (Hydroxylzahl 56) mit 4,0 Gewichtsteflen Wasser, _rl,0 Gewichtsteil eines Polyätherpolysiloxans, 0,4 Gewichtsteilen Ν,Ν,Ν''-Pentamethyldiäthylentri-

amin, 0,35 Gewichtsteilen des Zinn(II)-salzes der 2-Äthylcapronsäure und 51,3 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat (65% 2,4- und 35% 2,6-Isomeres) wird ein offenporiger, weichelastischer Polyurethanschaumstoff 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 Gewichtsteile des Treibmittels Id), das aus einem Mol fi-Caprolactam und 3 Mol Wasser besteht. Man verwendet zur Schaumstoffherstellung 57,72 Gewichtsteile des unter A) genannten Diisocyanatgemisches. Das erhaltene Raumgewicht ist gegenüber der unter A) beschriebenen Vergleichsrezeptur um etwa 20% verkleinert. Man findet ein mittleres Raumgewicht von 23,2 kg/m³ gegenüber 29 kg/m³ bei Versuch A), und es wird praktisch die gleiche Stabilisierung gegen Vergilbung am Tageslicht bzw. in Gegenwart von Spuren an 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 2:5 Treibmittel, die zusätzlich 0,3 Gewichtsteile des Mangen(II)-salzes der 2-Äthylcapronsäure und 0,1 Gewichtsteile Kupfer(I)-chlorid enthalten, so erhält mtn, wie unter B) beschrieben, gegen Vergilbung stabilisierte, weiche, elastische Schaumstoffe, die gegenüber dem unter A) im Vergleichsversuch erhaltenen Raumgewicht von 29 kg/m³ die folgenden verminderten Raumgewichte zeigen:

a) 22 kg/m³

e) 22,9 kg/m^{3 3;i}

f) 23,9 kg/m³

g) 22,8 kg/m³
i) 24 kg/m³

p. Beispiel 3

Bj A) Vergleichsversuch

ψ.. Durch Vermischen folgender Komponenten wird ein

Ij offenporiger, weicher Polyesterschaumstoff hergestellt.

ft 100 Gewichtsteile schwach verzweigter Polyester aus

^:0 Adipinsäure, Diäthylenglykol und

f% Trimethylolpropan (Molekularge-

g wicht 2500, OH-Zahl 60),

Il 2,4 Gewichtsteile Wasser,

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

-| Wasser),

1,5 Gewichtsteile benzyliertes Hydroxydiphenyl, das

äthoxyliert ist,

; N.N-Dimethylbenzylamin und
: des Mn(ll)-Salzes der 2-Äthylcapronsäure,
i Paraffinöl,

Toluylendiisocyanat (65% 2,4- und 35% 2,6-Isomeres)

1,4 Gewichtsteile i
Oß Gewichtsteile 1

0,1 Gewichtsteile : 55 Gewichtsteile

50

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

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 1 Mol Wasser besteht Man verwendet insgesamt 66,6 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat der unter A) genann-

60

65 ten Isomerenverteilung. Man erhält einen weichen, elastischen Schaumstoff, der gegen Vergilbung stabilisiert ist und gegenüber dem unter A) angeführten Raumgewicht von 25 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)-salzes der 2-Äthylcapronsäure,

0,1 Gewichtsteile Kupfer(l)-chlorid,

0,3 Gewichtsteile Triäthylendiamin,
41,4 Gewichtsteile eines Urethangruppen enthaltenden Isocyanats, das wie folgt erhalten worden ist.

Durch Umsetzung von 79 Gewichtsteilen einer Mischung aus 70 Gew.-% Trimethylolpropan und 30 Gew.-% Butandiol-1,3 mit 921 Gewichtsteilen eines Toluylendiisocyanat-Isomerengemisches aus 65% 2,4- und 35% 2,6-Isomeren bei 80 bis 100⁰C und anschließender Entfernung des nicht umgesetzten Diisocyanats durch Destillation wird ein Isocyanatgruppen enthaltendes Polyurethan mit ca. 17 Gew.-% NCO-Gruppen erhalten. 40 Gew.-Teile dieses, als festes Harz vorliegender. Produktes werden mit 60 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat-Isomerengemisch (80% 2,4- und 20% 2,6-Isomeres) 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 Raumgewichi von 43 kg/m³ ein urn 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-Polyäthylenoxid-PoIyäther auf Basis Trimethylolpropan und Hexantriol mit 67% endständigen primären OH-Gruppen (OH-Zahl 35)

3,0 Gewichtsteile Wasser

0,5 Gewichtsteile 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/m³ auf.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

Man verfährt wie unter A) beschrieben, ersetzt aber die 3,0 Gewichtsteile Wasser durch 21,8 Gewichtsteile des in ! unter a) beschriebenen Treibmittels, das aus einem Mol ε-Caprolactam und ein Mol Wasser besteht. Insgesamt verwendet man hierbei 76 Gewichtsteile des unter A) genannten technischen Diisocyanatgemisches. Man erhält einen Schaumstoff, der gegenüber dem unter A) genannten ein etwa um 18% vermindertes Raumgewicht von 52,5 kg/m³ besitzt, während im Vergleichsversuch A) ein mittleres Raumgewicht von 64 kg/m³ gefunden wurde.

Beispiel 6

Eine Mischung aus 25 Gewichtsteilen 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 e-Caprolactam und 5 Mol Wasser hergestellt wurde, 7 Gewichtsteile 1-Methyl-phospholinoxid, 1 Gewichtsteil Siliconstabilisator, 0,3 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin und 13 Gewichtsteile Monofluortrichlormethan werden mit 380 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden Toluylendiisocyanatgemisches der Isomerenverteilung 80/20 Gew.-% 2,4-/2,6-lsomeres (NCO-Gehalt: 33,8%) gut verrührt. Man erhält einen selbstverlöschenden Hartschaumstoff, mit einem sehr niedrigen Raumgewicht von etwa 13,5 kg/m³, 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 Mol N,N-Dimethyläthanolamin und 1 Mol Adipinsäure hergestellten Esters, 0,03 Gew.-Teilen des Mangan(II)-Salzes der 2-Äthvlcapronsäure 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^ 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 mit einem etwa um 19% verminderten Raumgewicht gegenübe·- 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 Toluylendiisocyanatgemisches Lösungen von Telomerisationsprodukten in Toluylendiisocyanaten, die gemäß der BE-PS 7 23 640 durch Polymerisation von a) 400 Gewichtsteilen Vinylacetat, b) 400 Gew^:chtsteilen Acrylsäurebutylester und c) 400 Gewichtsteilen Styrol in 1000

lu Gewichtsteilen technischer Toluylendiisocyanate der Isomerenverteilung 80/20 hergestellt wurden. Im Falle von a) verwendet man 80 Gewichtsteile (= 32,5% NCO), bei b) 85 Gewichtsteile (31,5% NCO) und bei c) 87 Gewichtsteile ( = 30,2% NCO) der Polyisocyanatmi^r> schungen zur Verschäumung.

Man erhält halbharte, elastifizierte, gegen Lichtvergilbung stabilisierte Schaumstoffe, die gegenüber Vergleichsversuchen mit üblichem Wasser als Treibmittel etwa um 20% verminderte Raumgewichte besitzen und zwar: a) 24 kg/m³, b) 23,6 kg/m³ und 24,2 kg/m³.

Beispiel 9

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung extrem lichtechter Schaumstoffe:

Zunächst werden im Mittel 3 NCO-Gruppen pro Molekül enthaltende höhermolekulare Polyisocyanatpräpolymere hergestellt, indem man a) 58 Gewichtsteile Hexamethylendiisocyanat, b) 75,5 Gewichtsteile 1-lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan,

c) 64 Gewichtsteile m-Xylylendiisocyanat, d) 83 Gewichtsteile einer Biureigruppen aufweisenden Hexamethylendiisocyanat-Lösung ( = 36% NCO), e) 91 Gewichtsteile eines Biuretgruppen aufweisenden 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan

« ( = 32,8% NCO), f) 103 Gewichtsteile eines mit Vinylacetat gepfropften Hexamethylendiisocyanats (Polyvinylacetatgehait ca. 30 Gew.-%), das in 70 Gew.-% Hexamethylendiisocyanat gelöst ist ( = 29% NCO) mit 100 Gewichtsteilen eines auf Glyzerin gestarteten Polyäthers 30 Minuten bei 120°C umgesetzt. Der Polyether besteht aus 55 Gew.-% Propylenoxid, 45 Gew.-% Äthylenoxid und besitzt eine Hydroxylzahl von 56. Man erhält eine Mischung des NCO-Präpolymeren mit den im Überschuß angewendeten monomeren Polyisocyanaten. Man läßt die Mischungen auf 40°C erkalten. In die unter a) bis f) hergestellten Präpoiymermischungen werden jeweils 1,2 Gewichtsteile eines Polyätherpolysiloxans, 1,6 Gew.-Teile Triäthylendiamin und 1,2 Gewichtsteile des Zinn(II)-Salzes der 2-Äthylcapronsäure bei 40°C eingerührt. Hierauf werden zu jeder Mischung 20,1 Gewichtsteile des in I unter a) beschriebenen Treibmittels eingerührt, das aus einem Mol ε-Caproiactam und einem Mol 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) 27kg/nv»

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, 1,5 g Silicon-Stabilisator, 03 g Endoäthylenpiperazin, 2 g Wasser, 40 g Monofluortrichlormethan wird mit 131g eines gemäß FR-PS 7017 934, Beispiel IA, hergestellten Biuret-Gruppen enthaltenden Polyisocya-

nats vom NCO-Gehalt 33,5% intensiv vermischt und in ein 2 m langes Kunststoffrohr rpit 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 Mol ε-Caprolactam ein, so wird unter sonst gleichen Versuchsbedingungen eine Fließhöhe von 121 cm erreicht

Beispiel 11

Man verfährt wie im Beispiel IB) beschrieben, verwendet aber ein Additionsprodukt, das aus 113 Gewichtsteilen ε-Caprolactam (=1 Mol), 18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol) und 51 Gewichtsteilen 1-Amino-S.S.S-trimeihyl-S-aminomethylcyclohexan (03 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 54,23 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2,4- und 20 Gewichtsprozent 2,6-Isomeres).

Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 30 kg/m³ und ist gegenüber dem Vergleichsversuch A) des Beispiels 1 (38 kg/m³) um 21,1% verkleinert, woraus die hervorragende Treibwirkung des Additionsproduktes ersichtlich ist.

Beispiel 12

Man verfährt wie im Beispiel 1B) beschrieben, verwendet aber ein Additionsprodukt, das aus 113 Gewichtsteilen ε-Caprolactam (1 Mol), 18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol) und 85 Gewichtsteilen Isophorondiamin (0,5 Mol) hergestellt worden ist. Von diesem Additionsprodukt werden 32,4 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 2,6-Isomeres). Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs betragt 32 kg/m³ und ist gegenüber dem Vergleichsversuch A) des Beispiels 1 (Sekg/in³) um 15,8% verkleinert, woraus die hervorragende Treibwirkung des Additionsproduktes ersichtlich isL

Beispiel 13

Man verfährt wie im Beispiel IB) beschrieben, verwendet aber ein Additionsprodukt, das aus 113 Gewichtsteilen ε-Caprolactam (1 Mol), 18 Gewichtsteilen Wasser (1 Mol) und 9,6 Gewichtsteilen Hydrazin (0,3 Mol) hergestellt worden ist. Von diesem Additionsprodukt werden 21,09 Gewichtsteile als Treibmittel verwendet, das entsprechend Beispiel 1 B) 2,7 Gewichtsteile Wasser enthält Zur Schaumstoffherstellung verwendet man 54,23 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2,4- und 20 Gewichtsprozent 2,6-Isomeres).

Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 29,9 kg/m³ und ist gegenüber dem Vergleichsversuch A) des Beispiels 1 (38 kg/m³) um 21,3% verkleinert, woraus die sehr gute Treibwirkung des Additionsproduktes zu ersehen ist

Beispiel 14

Man verfährt wie im Beispiel 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 Additionsprodukt werden 22,05 Gewichtsteile als Treibmittel verwendet, das entsprechend Beispiel 1 B) 2,7 Gewichtsteile Wasser enthält. Zur Schaumstoffherstellung verwendet man 59,45 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gewichtsprozent 2,4- und 20 Gewichtsprozent 2,6-Isomeres).

Das Raumgewicht des erhaltenen hochelastischen Schaumstoffs beträgt 30,8 kg/m³ und ist gegenüber dem Vergleichsversuch A) des Beispiels 1 (38 kg/m³) um 18,9% verkleinert, woraus die ausgezeichnete Treibwirkung des Add itionsproduktes zu ersehen ist

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit mindestens zwei aktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbindungen in Gegenwart von COrabspaltenden Treibmitteln und gegebenenfalls anderen Treibmitteln, Aktivatoren, Schaumstabilisatoren und anderen Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als CO2-abspaltende Treibmittel flüssige, in organischen Lösungsmitteln leichtlösliche Additionsprodukte aus

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

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

03 bis 10 Mol zweiwertiger Alkohole oder

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

0,3 bis 4 Mol aliphatischer, cycloaliphatischer oder araliphatischen Diamine oder Hydrazine

verwendet.

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