DE2260179A1

DE2260179A1 - Polyurethanschaeume

Info

Publication number: DE2260179A1
Application number: DE2260179A
Authority: DE
Inventors: Raymond William Henry Bell; Patrick William Conway; John Fishbein
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1971-12-08
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1973-06-20
Also published as: FR2162490A2; ZA728572B; AU4973872A; GB1396300A; NL7216647A; FR2162490B2

Description

Dr. F, Zündstein san. - Dr E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - DIpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.

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TELEX S29979

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β MÜNCHEN 2.

BRAUHAUSSTRASSE 4/III

PP.5095 12/10/ka

DÜNLOP LIMITED, London'/ England

Polyurethanschäume

Zusatz zu Patent . (Patentanmeldung P 21 29 922.9)

Die Erfindung "betrifft Polyurethanschäume, insbesondere nicht entflammbare Polyurethanschäume und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß ausgezeichnete, nicht entflammbare, flexible Polyurethanschäume nach einem Verfahren erhalten werden können, bei dem eine polymere Polyol- . Komponente mit einem Tolylendiisocyanat in einer schaumbildenden Reaktionsmischung umgesetzt v/ird, die

a) als Schaummodifizierungsmittel einen Katalysator für die Polymerisation von Tolylendiisoeyanat und

b) ein Polyäthylenglykol enthält.

Obwohl Polyurethanschäume mit einer ausgezeichneten Widerstandsfä-

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higkeit gegenüber dem Brennen (Feuerbeständigkeit) ohne Verwendung eines Polyäthylenglykols erhalten werden können, hat es sich gezeigt, daß die bleibende Verformung (Zusammendrückbarkeit) solcher Schäume häufig nicht so gut ist, wie dies erwünscht wäre. Es wurde gefunden, daß die Verwendung von Polyäthylenglykol, selbst in relativ geringen Mengen, zu einer sehr ausgeprägten Verbesserung dieser Eigenschaft führt. Die "bleibende Verformung* ("Compression set") kann als die restliche Verminderung . der Dicke eines Schaum-Probestücks definiert werden, die 30 Minuten nach seiner Entnahme aus einer Presse, in der es einer Druckverformung unterzogen wurde, gemessen wird.

Es wurde gefunden, daß im allgemeinen das Polyäthylenglykol umso wirksamer ist, je höher das Molekulargewicht ist, was aus den nachstehend aufgeführten Beispielen ersichtlich ist. So hängt die bevorzugte Menge des Polyäthylenglykols zu einem großen Ausmaß von seinem Molekulargewicht ab und geeignete Mengen können leicht durch einfaches Probieren ermittelt v/erden. Es sollte jedoch sorgfältig beachtet werden, daß besonders Polyäthylenglykole mit hohem Molekulargewicht nicht in zu großen Mengen verwendet werden, da dies zum Zusammen!"allen des Schaums während der Herstellung führen kann. Beispielsweise wurde gefunden, daß die folgenden Mengen mit den angegebenen Molekulargewichten zu einer wesentlichen Verbesserung der Werte für die bleibende Verformung von Polyurethanschäumen führten:

Molekulargev/icht 4000 - 1 bis 5 Teile Molekulargewicht 1000 - 1 bis 8 Teile und Molekulargev/icht 400 - 3 bis 10 Teile,

wobei sich die Mengen in jedem Falle auf 100 Gew^chtsteile der Poly olkomponente beziehen.

Allgemein wurde gefunden, daß die Verwendung der Polyäthylenglykole gemäß der vorliegenden Erfindung zu weicheren Schäumen führt.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schäume liegt darin, daß sie, wenn sie den Flammen ausgesetzt werden, weniger Rauch entwickeln als dies bei üblichen, nicht entflammbaren Schäumen der Fall ist. Dies ist ein sehr \\rertvoller praktischer Vorteil, da die

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die Abgabe von schädlichem Hauch und Dämpfen eine der wesentlichen Unzulänglichkeiten solcher üblicher nicht entflammbarer Schäume ist, wenn sie Flammen ausgesetzt werden. . ·

Wie vorstehend ausgeführt, ist das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Schaummodifizierungsmittel eine Substanz, die üblicherweise für die Polymerisation von Tolylendiisoeyanat als Katalysator wirkt. Mit "Polymerisation· von Tolylendiisoeyanat" ist insbesondere die Polymerisation von 3 Molekülen T.D.I, gemeint, unter Bildung eines cyclischen Trimeren oder anderen Polymeren, das im allgemeinen eine Isoeyanurat- oder Perhydrotriazinstrulrtur besitzt. Es wird angenommen, daß das Schaummodifizierungsmittel·' bei der vorliegenden Erfindung die Polymerisation von T.D.I, in der Reaktionsmischung bewirkt, mindestens dort, wo reines T.D.I, zu Anfang vorhanden ist.

Substanzen, die die Polymerisation von T.D.I, katalysieren, schliessen die folgenden ein:

Alkali- und Erdalkalimetallsalze von organischen und schwachen anorganischen Säuren, beispielsweise Salze von Carbonsäure, wie Natrium- und Kaliumacetat; andere Metallsalze von Carbonsäuren, beispielsweise Bleiheptan-carboxylat (Bleioctoat) und Calziunnaphthenat; Alkoholate-bzw. Alkoxide oder Phenolate bzw. Phenoxide von Alkali- oder Erdalkalimetallen, beispielsweise ITatriummethylat und iTatriumphenolat; qüaternäre Ammoniumbasen, beispielsweise Tetramethyl- und Tetraäthylammoniumhydroxid und bestimmte tertiäre Amine, beispielsweise Tetramethylguanidin.

Verbindungen von besonderem Interesse sind alkalische Verbindungenj beispielsweise Alkalimetallhydroxide und Alkalimetallsalze oder Derivate sehwacher organischer oder anorganischer Säuren. Beispiele für solche Säuren sind Monocarbonsäuren, wie Essigsäure^ und ■ aromatische Hydroxyverbindungen, wie Phenole, beispielsweise

Phenol selbst (O_CH_COH) und, Borsäure. Somit sind geeignete Modifier j ■■-.-■■ " _y

Zierungsmittel beispielsweise, ITatriumphenoiat, ITatriuiaacetat, Kaliumacetat, Fs.triuntetrabprat .(Borax), ITatriumsesquicarbonat und Natriumcarbonat, natürlich, sollte die besondere Verbindung oder

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die Verbindungen, die als Schaummodifizierungsmittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, keine unerwünschte Wirkung auf die Schaum-bildende Reaktion haben. Schaummodifizierungsmittel, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von besonderem Interesse sind, sind basische Substanzen, vorzugsweise solche, die leicht löslich in Wasser sind und die folgende Beschreibung bezieht sich insbesondere auf solche Schaummodifizierungsmittel. Die Menge an Schaummodifizierungsmittel, die eingearbeitet wird, hängt von dem besonders verwendeten Modifizierungsmittel und der Art der Bestandteile der Schaum-bildenden Reaktionsmischung ab. Obgleich größere Mengen verwendet werden können, ist es im allgemeinen nicht erforderlich, eine Menge zu verwenden, die größer ist als 1 Gew.-$ der Polyolkomponente und die bevorzugte Menge beträgt 0,05 - 1 f°, beispielsweise 0,1 - 0,5 #. Wenn jedoch das Schaummodifizierungsmittel ein tertiäres Amin ist, ist die bevorzugte Menge etwas größer und Mengen bis zu 5 % oder selbst mehr können erforderlich sein, um gute Ergebnisse zu erzielen. Die Schaummodifizierungsmittel werden, wenn sie wasserlöslich sind, zweckmäßig als Lösung in den gesamten oder einen Teil des Wasserbestandteils der Schaum-bildenden Reaktionsmischung eingearbeitet.

Das polymere Polyöl, das zur Herstellung der nicht entflammbaren erfindungsgemäßen Schäume verwendet wird, ist üblicherweise ein Polyätherpolyol mit hoher Reaktivität, obgleich auch andere PoIyäther und Polyester verwendet werden können. Geeignete Polyätherpolyole sind beispielsweise solche, die einen wesentlichen Anteil an primären Hydroxylgruppen als endständige Hydroxylgruppen enthalten, die im allgemeinen als "reaktive" oder "äthylenoxidgetippte Polyole" bzw. als "Polyole, die am Ende mit Äthylenoxid umgesetzt sind" bezeichnet werden. Geeignete äthylenoxidgetippte Polyole sind solche, bei denen die primären Hydroxylgruppen mindestens 10 f°, insbesondere bis zu etwa 70 "p der Gesamtzahl der Hydroxylgruppen in dem Polyol ausmachen. Beispiele für geeignete Polyole sind solche mit 40 - 70 #, insbesondere 50 - 70 # Hydroxylgruppen. Wenn das Polyol ein Triol ist, liegt ein geeignetes Molekulargewicht im Bereich von 3000 - 6000.

Ein geeignetes polymeres ^olyol wird erhalten, wenn man eine Verbindung, die eine Vielzahl von aktiven Wasserstoffatomen aufweist,

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mit einem Alkylenoxid (beispielsweise Propylenoxid oder einer Mischung von Propylenoxid und Äthylenoxid) umsetzt und das so erhaltene Produkt anschließend mit Äthylenoxid umsetzt, um terminale primäre Hydroxylgruppen einzuführen. Beispiele für Polyätherpolyole dieser Art sind Polyäthertriöle mit einer sehr hohen Aktivität mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4500 his 5100 und einer Hydroxylzahl von 33 bis 37.

Die feuerbeständigen erfindungsgemäßen Schäume können beispielsweise Schäume sein mit einer Dichte bis zu 64 kg/m , insbesondere 16-64 kg/m³.

Das T.D.I. kann beispielsweise im'wesentlichen reines T.D.I., rohes 3?.D.I. oder !D.D.I. in polymerer Form sein. Wenn hierin auf T.D.I. Bezug genommen wird, so kann es ein oder mehrere Isomere davon enthalten. Beispielsweise kann es Tolylen-2,4~diisocyanat, To3ylen-5,6-diisoeyanat oder eine Mischung davon sein, beispielsweise in den Verhältnissen 65 : 35 (65 ; 35 T.D.I.) oder vorzugsweise 80 : 20 T.D.I., ausgedrückt durch das Gewicht.

Rohres T.D.I, kann durch Umsetzung des geeigneten Diaminotoluols mit Phosgen ohne wesentliche Reinigung erhalten werden. Es wird angenommen, daß es Materialien mit Polyharnstoff- und Polybiuretstruktur enthält.

Wird eine Mischung von 2,4- und 2,'6-Diaminotoluol verwendet, so enthält das rohe T.D.I, das entsprechende 2,4- und 2,6-Diisocyanat.

Polymeres T.D.I, besitzt üblicherweise üretdion- oder Isocyanuratstruktur. Es kann aus reinem T.D.I, in einer getrennten Vors-tufenreaktion unter Verwendung üblicher Polymerisationsverfahren hergestellt werden, wobei man die hierin beschriebenen Katalysatoren verwendet. . ,

Die erfindungsgemäßen Schäume, in die eine ausreichende Menge an Polyäthylenglykol eingearbeitet wurde, um eine verbesserte bleibende Verformung zu erzielen, neigen dazu, nach

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der Herstellung, wegen der geschlossen Zellen in dem Schaum zu schrumpfen. Biese Schrumpfung kann durch mechanisches Quetschen oder grobes Zerkleinern des Schaums, wie es dem Fachmann bekannt ist, überwunden werden. Jedoch kann die Schrumpfung der nicht entflammbaren erfindungsgemäßen Schäume im wesentlichen vermieden v/erden, ohne daß ein Quetschen notwendig ist, dadurch, daß in die Schaum-bildende Mischung eine weitere Menge eines Polyäthylenglykols aufgenommen wird, die über die zur Erzielung einer verbesserten bleibenden Verformung erforderlichen hinausgeht,oder duaxh Aufnahme eines subsidiären Polyätherglykols (das sich von dem genannten Polyäthylenglykol unterscheidet), das sich teilweise oder gänzlich von Äthylenoxid ableitet, in dem zumindest einige der Oxyäthylengruppen in dem Folyolmolekül sich in nicht endständigen Positionen befinden. Diese subsidiären Polyole können beispielsweise Diole oder Triole sein und können 20-80 Gew.-# (insbesondere 40-70 Gew.%) Oxyäthylengruppen enthalten. Die Menge in der die aubsidiären Polyole verwendet werden können, hängt bis zu einem gewissen Ausmaß von der Menge des verwendeten Polyäthylenglykols ab. Im allgemeinen bewirken sie im wesentlichen die Verhinderung der Bildung von geschlossenen Zellen, wenn die Gesamtmenge des subsidiären Polyols und Polyäthylenglykols von 2-40 (beispielsweise 4-15) Teilen des Gesamtpolyolbestandteils in der Schaum-bildenden Reaktionsmischung beträgt. Bei der Menge an subsidiärem Polyol oder Polyolen, die verwendet werden, muß man vorsichtig sein, da eine zu große Menge dazu führt, daß der Schaum zusammenfällt. Das subsidiäre Polyol ist zweckmäßig ein Polyoxy&thylen-Polyoxypropylen—Polyol dessen Polyoxypropylensegment oder -Segmente ein Gesamtmolekulargewicht im Bereich von 500-2000, beispielsweise 800-1500 besitzen. Es kann beispielsweise ein Triol mit einem Molekulargewicht im Bereich von 2000-3000 sein. Wenn es primäre terminale Hydroxylgruppen enthält, können sie beispielsweise 35-45 f<> der terminalen Gruppen betragen.

Weiterhin wurde gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden, daß die Alterungseigenschaften der Polyurethanschäume verbessert werden können, insbesondere wenn das Schaummodifizierungsmittel eine.Verbindung ist, die ein Alkalimetall enthält, beispielsweise Natriumoder Kaliumsalze von Phenolen oder von anorganischen oder Carbon-

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säuren, oder Alkalimetallhydroxide oder eine andere "basische Substanz, wenn man in die Polyurethanschaum-bildende Reaktioiismischung einen neutralisierend und antialternd wirkenden Zusatzstoff einarbeitet, beispielsweise eine Verbindung, die labiles Halogen enthält. Geeignete Antialterungszusatzstoffe sind halogeniert« aliphatische Phosphatester, wie Chlor- und Bromderivate τοη frialky!orthophosphates, beispielsweise Terbindungen der Pormel IUPO, worin R eine halogenierte, vorzugsweise polyhalogen!erte Älkylgruppe mit 2₉ 3 oder 4 Kohlenstoffatomen bedeutet» Beispiele für geeignete Antialterimgszusatsstoffe sind Tri-ß-chloräthyXphosphat, Tiis-dichlorpropy!phosphat und Tris-dibrompropy!phosphat (T.B.P.P.), was besonders wirksam ist.

Die Menge an Antialterungszusatzstoff, die verwendet wird, hängt natürlich von dem besonderen Zusatzstoff und ebenfalls von der Art des Schaums ab. Jedoch wurde gefunden, daß eine Menge von 0,5-4 Teilen (insbesondere 1,5 - 3 Teilen) pro hundert Teile der Polyolkomponente ausreicht. Solche zugesetzte Mengen' sind wesentlich niedriger als die Mengen, bei denen einige dieser Zusatzstoffe als bekannte Flammschutzstoffe in üblichen Polyurethanschäumen wirken. Beispielsweise wird T.B.P₀P₀ gewöhnlieh als Flämmschutzzusatzstoff in Mengen von etwa 15-20 Teilen pro hundert Teile Polyol zugesetzt.

Wird eine organische Bromverbindung als Zusatzstoff verwendet, so wurde gefunden, daß die wirksamen Mengen so sind, daß sie einer Menge bis zu 0,25 Gew.-$ (beispielsweise 0,05 - 0,1 Gew.-#) Brom pro 100 Teile Polyolkomponente entsprechen. Ist der Zusatzstoff eine Chlorverbindung, so entsprechen die wirksamen Mengen einer Menge von Ms zu 0,5 Gew.-^ (beispielsweise 0,1 - 0,2 Gew.-$) pro 100 Seile aer Polyolkomponente.

Die Antialterungszusatzstoffe sind beispielsweise covalente organische Verb ir düngen, die ein labiles Ilalogenatom oder labile Halogenamine enthalten. Diese Verbindungen können·ihr labiles Halogen abgeben (beispielsweise als Ergebnis der Zwischenwirkung zwischen uam Halogen und Alkaliinetallionen). Die Zusatzstoffe sollten so gewählt werden, daß weder sie noch die Abbauprodukte,, die zurück

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bleiben, wenn das labile Halogen abgegeben wurde, auf die Umsetzungen in der Schaum-bildenden Reaktionsmischung unerwünschte Wirkungen ausüben. Ist der Antialterungszusatzstoff eine Halogenverbindung, wie sie vorstehend erwähnt wurde, so nimmt man an, daß sie ihr Halogen wahrscheinlich nicht abgibt, bis die ersten Stufen der Schaum-bildenden Umsetzung beendet sind, und daß sie dann ihr Halogen durch Umsetzung mit Alkalimetallionen abgibt (vielleicht bedingt durch die exotherme Wärme, die bei der Schaum-bildenden Umsetzung erzeugt wird), und daß dabei eine schädliche Wirkung von restlichen Alkalimetallionen in dem Schaumprodukt ausgeschlossen wird.

Viele der Substanzen, die als Schaummodifizierungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können (insbesondere basische Substanzen, wie Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat) sind wirksame Katalysatoren für die Umsetzung des polymeren Polyols und des aromatiechen Polyisocyanate. Jedoch ist in manchen Fällen das Schaummodifizierungsmittel kein Katalysator für die Schaumbildende Umsetzung (oder es ist dies lediglich in einem ungenügenden Ausmaß) und in solchen Fällen ist es angezeigt, ein Amiη oder andere Katalysatoren zu verwenden. Selbst wenn das Schaummodifizierungsmittel eine starke Base, wie Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat ist und als Katalysator für die Schaum-bildenden Umsetzungen wirkt, kann es notwendig sein, einen ergänzenden Katalysator zu verwenden. Beispielsweise kann dies notwendig sein, wenn die PoIyolkomponente keinen wesentlichen Anteil an endständigen primären Hydroxylgruppen aufweist. Beispiele für solche ergänzende Katalysatoren sind tertiäre Amine, beispielsweise Dimethyläthanolainin, N-Methyl-und N-Äthylmorpholine, Triätliylamin und Triäthylendiamin (das auch als 1,4-Diasobicyclo-2,2,2-octan bekannt ist).

Im allgemeinen werden das Polyisocyanat und das Polyol zur Herstellung der erfindungsgemäßen flexiblen Schäume in Mengen verwendet, so daß der Isocyanatindex, der berechnet wird wie in Polyurethanes: Chemistry and Technology, Band II, Seite 54,Interscience Publishes 1964 beschrieben, beispielsweise im Bereich von 110 130 liegt. Gewünschtenfalls können jedoch auch Isocyanatindexv/erte außerhalb dieses Bereichs verwendet werden, es wurde jedoch gefun-

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den, daß es nicht erforderlich ist, einen Wert von 150 zu überschreiten.

Es wurde gefunden, daß die Verwendung von mehr als sehr geringen Mengen Polysiloxan-oxyalkylen-blockcopolymeren bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden soll, da sie die feuerhemmenden Eigenschaften der erhaltenen Polyurethanschäume beeinträchtigen können. Wird ein Polysiloxanoxyalkylen-Blockcopolymeres verwendet, so sollte es vorzugsweise in einer Menge von weniger als 0,1 i> und bevorzugt nicht mehr als 0,05 # eingesetzt werden. Gegen die Verwendung kleiner Anteile eines Polydimethylsiloxans, wie sie in den folgenden Beispielen verwendet werden, bestehen keine Bedenken, man kann sie beispielsweise bis zu 0,1 Gew.-$, "bezogen auf das Gewicht der Polyolkomponente^ verwenden. Gewünschtenfalls können sogar größere Mengen verwendet werden und zufriedenstellende Schäume wurden erhalten, wenn man die folgenden Mengen verwendete:

Viskosität des Silikons Menge (Teile pro 100 Teile Polyöl)

2 Centistokes 0,5-4

5 " 0,025 - 0,25

10 « 0,05 - 0,1

i)ie erfindungsgemäßen Polyurethanschäume können in geformter Form gemäß einem Formverfahren durch Härten in der Kälte erhalten werden, d.h. gemäß einem Verfahren, bei dem die Schaum-bildende Reaktionsmischung geformt wird und dann ohne Anwendung von Hitze gehärtet wird.

Obwohl nicht beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung auf irgendeine besondere Theorie zu beschränken, nimmt man an, daß das Schaummodifizierungsmittel die Wirkung besitzt, einen Polyurethanschaum zu ergeben, dessen Struktur sich von der Struktur unterscheidet, die man in Abwesenheit des Schaummodifizierungsmittels erhält und zwar dermaßen, daß wenn der Schaum einer Flamme ausgesetzt wird, er dazu neigt, zusammenzufallen und dadurch nur ein verminderter Bereich der Oberfläche der Flamme ausgesetzt wird. Diese Ansicht wird durch die Beobachtung gestützt, die man macht, wenn man einen erfin-

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dungsgemäßen Schaum der Einwirkung einer Flamme aussetzt. Hält man beispielsweise ein angezündetes Streichholz an einen Schaumblock, so schmilzt der Teil, der der Hitze der Flamme ausgesetzt ist leicht oder zersetzt sich und "tritt von der Flamme zurück", ohne daß dabei ein Brennen auftritt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Dabei ist Polyol A ein Polyätherpolyol, das ein PoIyoxypropylen-Poly oxyäthy len-Tri öl mit den folgenden Eigenschaften ist:

Molekulargewicht etwa 5000

Hydroxylzahl 35 - 37

Poly(oxyäthylen)-Gehalt etwa 12-13 Gew.-#

Etwa 60 - 65 % seiner terminalen Hydroxylgruppen sind primäre Hydroxylgruppen.

Polyol B wird in den Beispielen als ein Antischrumpfmittel verwendet und ist ein Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Triol, das sich von Glycerin als "Ausgangsmaterial" ("starter") ableitet und das ein Molekulargewicht von etwa 2800, eine Hydroxylzahl von etwa 59 und einen Polyoxyäthylengehalt im Bereich von 60 bis 65 Gew.-# besitzt. Etwa 40 # seiner terminalen Hydroxylgruppen sind primäre Hydroxylgruppen und die Oxyäthylengruppen liegen zu einem großen Ausmaß in nicht endständigen Positionen vor.

Polyol C ist ein Poly oxypropylen-Pentol, das sich von einem modifizierten Sorbit als "Starter" ableitet und ein Molekulargewicht von etwa 550 und eine Hydroxylzahl von 480 - 510 besitzt. Das Silicon ist ein handelsübliches Siliconöl mit einer Viskosität von 5 Centistokes und man nimmt an, daß es ein Dimethylsiloxanhomopolymerisat ist. Das T.B.P.P. ist Tris-dibrompropylphosphat, das als Antialterungszusatzstoff verwendet wird.

Das T.D.I, war, wenn nicht anders angegeben, ein 80 : 20-T.D.I. Die Werte für die bleibende Verformung unter Druck wurden nach dem Britisch-Standart-Test BS 4443 Methode 6A bestimmt. Die Bezeich-

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nung "Katalysator" in den Beispielen bedeutet einfach das Schaummodifizierungsmittel.

Beispiele 1-6

Flexible, frei steigende ^olyurethanschäume wurden unter Verwendung der nachstehenden Formulierungen erhalten, wobei ein PoIyäthylenglykol mit dem Molekulargewicht 600 verwendet wurde. Abgesehen von der Verwendung des Polyäthylenglykols, waren die Bestandteile, die in den Beispielen 1,2 und 3 verwendet wurden, identisch mit denen der Kontrolle A und die der Beispiele 4, 5 und 6 identisch mit denen der Kontrolle B.

	Kontrolle A	1	2	3	Kontrolle B	4	5	6
Beispiel Hr.
Polyol A	85,5				87,5
Polyol B	12,5				12,5	_	_
Polyol C	2,0	1,0	2,0	-4,0	—	2,0	4,0	4,0
Polyäthylenglykol	-		•
T.B.P.P.	1,5				1,5
Oriphenylphosphit	0,5				0,5
Silicon	0,05				0,05
Wasser	4,45				3,5
Natriumcarbonat	0,15				0,15			53
T.D.I. (80:20)	63	49

In diesen Beispielen und in den nachfolgenden Beispielen 7 bis 13 sind die Mengen der Bestandteile in Gewichtsteilen angegeben. Das Verfahren zur Herstellung des Schaums war das folgende:

Die Polyole A, B und C wurden miteinander vermischt und das SiIi- ' con wurde in 2,5 Teilen der Mischung dispergiert. Das Polyäthylenglykol wurde mit einem Teil des Wassers vermischt und das Natriumcarbonat wurde (getrennt) in dem Rest des Wassers gelöst. Der Rest der Mischung der Polyole wurde dann mit dem T.B.P.P. und der PoIydes Silcions unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit

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vermischt und die erhaltene Mischung wurde zu der wäßrigen Lösung des Natriumcarbonats gefügt und das Ganze gerührt. Bann wurde das T.D.I, zugefügt, wobei weiter gerührt wurde. Venn die erhaltene Schaum-bildende Reaktionsmischung anfing "eine Creme zu bilden" ("to cream") wurde sie sofort in eine offene Form gegossen.

Die physikalischen Eigenschaften der geformten Produkte waren die folgenden:

Beispiel Kontrolle A	20,7	1	2	3	Kontrolle B	4	5	6
Dichte (kg/m³)	16,4	21,5	21,9	22,8	28,2	28,6	31,0	29,6
50 % Einbeulungs formbeständigkeit (kg)	0,58	16,4	15,8	15,0	14,9	14,7	14,5	17,9
Zugfestigkeit (kg/cm^z)	100 40	0,51	0,58	0,56	0,52	0,4	0,53	0,5
Bruchdehnung (%) Rückfederung (%)	10,0	95 40	100 40	95 42	110	90	100	90
75 1» bleibende Verformung	8,0	7,6	6,2	9,2	8,0	7,7	5,8

Die Einbeulungsformbeständigkeit (^indentation load deflection") ist ein Maß für die Härte des Schaums und wurde nach dem britischen Standard BS 3667 gemessen.

Beispiele 7-13

Weitere flexible, frei steigende Polyurethanschäume wurden nach dem in den Beispielen 1 bis 6 beschriebenen Verfahren erhalten, wobei jedoch Polyäthylenglykole mit anderen Molekulargewichten als 600 verwendet wurden und andere Mengen von Polyol B verwendet wurden. Die Formulierung war die folgende:

Polyol A Polyol C Polyol B

85,5 2,0 verschiedene Mengen

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Wasser	4,45
Natriumcarbonat	0,15
T.B.P.P.	2,0
Triphenylphosphit	0,5
Silicon	0,05 ,
Polyäthylen-glykol	verschiedene Mengen
TDI	63

In den Beispielen 7 und 8 wurde ein Polyathylenglykol mit dem lekulargewicht 400 verwendet, in den Beispielen 9, 10 und 11 eines mit dem Molekulargewicht 1000 und in den Beispielen 12 und eines mit dem Molekulargewicht 4000. Diese Beispiele sollen mit den Kontrollen C und D verglichen werden, die kein Polyäthylenglykol enthielten. Die Kontrolle C bezieht sich auf die Beispiele 7 und 8 und die Kontrolle D auf die Beispiele 9 Ms 13.

Die verwendeten Mengen der verschiedenen Polyäthylenglykole und des Polyols B und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Produkte sind im folgenden angegeben.

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Beispiel Nr.	Kontrolle C	7	8	KontroUß D	9	10	11	12	13
Polyäthylen-glykol (Molekulargewicht)	-	400	400	-	1000	1000	1000	4000	4000
Polyathylenglykol (Gewichtsteile)	-	4,0	6,0	-	2,0	4,0	6,0	2,0	4,0
Polyöl B (Gewichts- teile)	12,5	10	10	12,5	8,0	7,0	7,0	7,0	7,0
Dichte (kg/m³)	22,2	22,8	22,4	22,9	22,5	23,4	20,9	20,5	24,0
50 $ ILD (kg)	18,1	16,6	16,3	18,6	17,o	16,2	14,1	13,0	9,3
Zugfestigkeit (kg/cm²)	0,6	0,69	0,53	0,64	0,63	0,57	0,55	0,46	0,44
Bruchdehnung ($)	90	100	90	90	85	85	85	85	90
Rückfederung (#)	35	42	44	40	44	46	49	43	49
75 fo bleibende Verformung	9,8	8,3	6,9	9,0	6,5	5,5	5,1	6,5	5,2

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Die Schaumprodukte der Beispiele waren wie die Kontrollprodukte nicht entflammbar, wenn sie nach dem !Dest der britischen BeschreilaiHig BS 4735 getestet wurden. Beim Vergleich der Beispiele mit den Kontrollen ist jedoch ersichtlich, daß die Verwendung von PoIyäthylenglykolen zu einer "beträchtlichen Verbesserung der "bleibenden Verformungseigenschaften der erhaltenen Schäume führt* Die Verbesserung ist dann besonders ausgeprägt, wenn Polyäthylenglykole mit Molekulargewichten von 1000 und 4000 verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

zur Herstellung eines flexiblen nicht entflammbaren .

Polyurethanschaums, bei dem ein polymeres Polyol mit einem ToIylendiisocyanat in einer Schaum-bildenden Reaktionsmischung umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung enthält:

a) einen Katalysator zur Polymerisation von Tolylendiisocyanat und

b) ein Polyäthylenglykol.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylenglykol ein Molekulargewicht von 400 oder mehr aufweist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß das Polyäthylenglykol in einer Menge von 1-10 Crew.-^ der polymeren Polyolkomponente verwendet wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolkomponente aus einem Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Triol, dessen terminale Hydroxylgruppen zu 40 - 70 $> primäre Hydroxylgruppen sind und das einen Polyoxyäthylengehalt von weniger als 20 Gew.-^ aufweist, besteht oder zu einem großen Anteil daraus besteht.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolkomponente eine geringe Menge eines Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Polyols mit einem Polyoxyäthylengehalt von 20 Gew.-# oder mehr enthält, v/obei wenigstens einige der Oxyäthylengruppen nicht endständig sind.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummodifizierungsmittel ein Alkali ist.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die^N Mischung einen halogenierten aliphatischen Phosphatester enthäl^ _{9 g 2 5},
8. Verfahren gemäß .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Polyol mit einem lolylendiisocyanat in Gegenwart von a) einem Alkalimetallcarbonat oder -hydroxid oder einem Alkalimetallsalz einer schwachen organischen Säure und b) einem Eolyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von mindestens 400 umgesetzt wird.
9. Flexibler, nicht entflammbarer Schaum, hergestellt nach dem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche.

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