DE2263205C2 - Verfahren zur Herstellung von kalthärtenden Polyetherurethanschaumstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von kalthärtenden Polyetherurethanschaumstoffen

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Description

Wasserstoffatomen beim Verschäumungsprozeß beeinträchtigt nämlich die Steighöhe von Polyurethan-Schaumstoffen ungünstig. Auch ist mit erheblichen Geruchsbelästigungen durch Austritt nicht abreagierter Vernetzeranteile zu rechnen. Die Verschäumung in s geschlossenen Formen schließlich führt zu Formteilen mit spröden, mangelhaft haftenden Grenzflächen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß weichelastische und kalthärtende Polyurethanschaumstoffe ohne diese Nachteile erhalten werden können, wenn destilliertes, handelsübliches Tolyulendüsocyanat, wie reines 2,4-ToIuylendiisocyanat, Gemische aus 80 Gew.-% 2,4- und 20 Gew.-% 2,6-Toluylendiisocyanat oder Toluylendiisocyanat mit einem Isomerengehalt von 65 Gew.-% an 2,4- und 35 Gew.-% an 2,6-Isomeren, d. h. ein einfach oder doppelt destilliertes Toluylendiisocyanat, das frei von polymeren Isocyanaten ist, in Kombination mit speziellen Polyetherpolyolen und speziellen Schaumstoffstabilisatoren verwendet wird.
Erfindungsgemättwerden als siliciumhaltige Schaum- 20 stabilisatoren Trialkylsiloxymonoarylsiloxane eingesetzt, die, wie Vergleichsversuche zeigen, bei der R' Herstellung von kalthärtenden Schaumstoffen überra- I
schenderweise gegenüber den Polysiloxan-Oxalkylen- R3SiO SiO-
Blockcopolymeren überlegene Wirkungen haben.
Es zeigt sich ferner, daß die Wirkungsbreite der Trialkylsiloxymonoarylsiloxane in Kaltschaumrezepturen erheblich größer ist als die von handelsüblichen Polydimethylsiloxanen. So ist es z. B. möglich, noch bei in der verhältnismäßig niedrigen Aminkatalysatorkonzentrationen bei Verwendung von Triaikylsiloxymonoarylsiloxanen einwandfreie offenzellige Kaltschaumstoffe herzustellen, während bei Verwendung von handelsüblichen Polydimethylsiloxanen hierbei- sehen weitgehende oder sogar vollkommene Geschlossenzelligkeit des Schaums hervorgerufen wird. Die Trialkylsiloxymonoarylsiloxane erweisen sich daher gegenüber den Polydimethylsiloxanen bei der Herstellung von Kaltschaumstoffen als technisch überlegen.
Die BE-PS 6 55 756 betrifft die Herstellung von nicht kalthärtenden Weichschaumstoffen unter Verwendung von unter anderem sechs- oder achtwertigen Polyethern. Der verfahrenstechnische Unterschied zum erfindungsgemäßen Verfahren liegt hier insbesondere in der Verwendung unterschiedlicher Stabilisatoren auf Basis von Polyether-Polysiloxan-Copolymeren.
Auch die DE-OS 21 53 086 und US-PS 34 33 751 lehren nicht das erfindungsgemäße Verfahren, weil dort nicht zwingend von 6- bis 8-funktionellen Polyethern in Kombination mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Schaumstabilisatoren ausgegangen wird, sondern von einem Polyetherpolyolgemisch, das durch Anlagerung von Alkylenoxiden an ein Gemisch aus Di- und/oder Triolen und Hexolen oder Octolen nach der Co-Initiierungsmethode hergestellt worden ist. Jedoch wird auch dieses Polyetherpolyolgemisch nicht in Anwesenheit der erfindungsgemäß eingesetzen Trialkylsiloxymonoarylsiloxane verschäumt. Vergleichsversuche zeigen darüber hinaus die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den Lehren der DE-OS 21 53 086 und der US-PS 34 33 751.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von kalthärtenden Polyetherurethanschaumstoffen durch Umsetzung von Toluylendiisocyanaten mit einem primäre Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether oder mit Polyethergemischen in Gegenwart von Wasser und/oder organischen Treibmitteln, Aminkatalysatoren und siliciumhaltigen Schaumstabilisatoren, gegebenenfalls unter Mitverwendung von aktive Wasserstoffatome aufweisenden Vernetzungsoder Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 18 bis 1500, Emulgatoren, organischen Metallkatalysatoren, Füllstoffen, flammwidrigen Zusatzstoffen, Farbstoffen und Weichmachern, dadurch gekennzeichnet, daß man als primäre Hydroxylgruppen aufweisende Polyether einen 6 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether mit einem Molekulargewicht von 6000 bis 30 000, in dem mindestens 10 Gew.-% der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre Hydroxylgruppen darstellen, verwendet, gegebenen falls im Gemisch mit einem 2 bis 5 Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 8000, in dem mindestens 10 Gew.-% der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre sind, in einer Menge bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf den 6 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether, und man als siliciumhaltigen Schaumstabilisator ein Trialkylsiloxymonoarylsiloxan der allgemeinen Formel
-SiR,
OSiR3
R einen Alkylrest,
R' einen Arylrest und
π I,2oder3
bedeutet, einsetzt
Erfindungsgemäß ist bevorzugt, daß man ein Trialkylsiloxymonoarylsiloxan einsetzt, in dessen allgemeiner Formel R einen Methylrest darstellt
Bevorzugt ist ferner ein Triaikylsiloxynjonoarylsiloxan, in dessen allgemeiner Formel R' einen Phenylrest darstellt
Als Polyisocyanate werden Toluylendiisocyanate verwendet; oft wird mit den technischen Isomerengemischen, die z. B. aus 80 Gew.-% 2,4- und 20 Gew.-°/o 2,6- oder aus 65 Gew.-% 2,4- und 35 Gew.-% 2,6-Isomeren bestehen, gearbeitet. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, mit reinem 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat bzw. auch mit ihren Gemischen mit den technischen Isomeren-Gemischen zu arbeiten.
Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren sind ferner mindestens sechs bis acht OH-Gruppen aufweisende Polyether mit einem Molekulargewicht von 6000 bis 30 000, vorzugsweise von 10 000 bis 20 000, in denen mindestens 10 Gew.-% der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre Hydroxylgruppen sind. Die primäre OH-Gruppenbestimmung wird durchgeführt entsprechend Gordon Hanna und Sidney Sigga, Journal Polymer Sei. Vol. 56, Seiten 297-304 (1962). Derartige Polyether werden durch Umsetzung von Startverbindungen mit rekationsfähigen Wasserstoffatomen mit Alkylenoxiden, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid oder Epichlorhydrin oder mit beliebigen Mischungen dieser Alkylenoxide, und gegebenenfalls durch nachträgliche Modifizierung der entstandenen Polyether mit Ethylenoxid hergestellt.
Geeignete Startverbindungen sind z. B. Sorbit, Saccharose, Lactose, abgebaute Stärken, ot-Methylgtucosid und Λ-Hydroxyalkylglucosid. Sorbitpolyether sind erfin-
dungsgemäß bevorzugt
Alle diese Polyether sind bevorzugt unter Mitverwendung von Ethylenoxid aufgebaut Die genannten Polyether können auch durch Umsetzung mit weniger als äquivalenten Mengen an Polyisocyanaten modifiziert werden und damit Urethangruppen aufweisen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden sechs bis acht Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether können in Mischungen mit anderen Polyethern, die zwei bis fünf Hydroxylgruppen aufweisen, mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 8000 eingesetzt werden. Auch in diesen sollen mindestens 10 Gew.-°/o der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre OH-Gruppen sein. Deren Anteil kann bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf den sechs bis acht Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether, betragen.
Die für die Abmischung geeigneten Polyether werden durch Umsetzung von Startverbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit Alkylenoxiden, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid oder Epichiorhydrin oder mit beliebigen Mischungen dieser Alkylenoxide, und gegebenenfalls durch nachträgliche Modifizierung der entstandenen Polyether mit Ethylenoxid hergestellt.
Startverbindungen sind z. B. Polyalkohole und Phenole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Polyethylenglykol, Propandiol-1,2, Propandiol-13, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, Decandiol-1,10, Butin-2-diol-l,4, Glycerin, ButandioI-2,4, Hexantriol-1,3,6, Trimethylolpropan, Resorcin, Hydrochinon, 4,6-Di-tert.-Butylbrenzkatechin, 3-Hydroxy-2-naphthol, 6,7-Dihydroxy-l-naphthol,
23-Dihydroxy-l-naphthol, 2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(p-hydroxyphenyl)-methan und atficju-Tns-(hydroxyphenyl)-alkane, wie z.B. l,l,2-Tris-(hydroxyphenyl)-ethan und l,l,4-Tris-(hydroxyphenyl)-propan.
Andere geeignete derartige zusätzliche Polyether sind die 1,2-Alkylenoxid-Addukte von Mono- oder Polyaminen aliphatischef oder aromatischer Natur, wie Ammoniak, Methylamin, Ethylendiamin, N,N-Dimethylethyienuiamin, Tetra- oder Hexamethylendiamin, Diethylentriamin, Ethanolamin, Diethanolamin. Oleyldiethanolamin, Methyldiethanolamin, Triethanolamin, Aminoethylpiperazin, o-, m- und p-Phenylendiamin, 2,4- und 2,6-DiaminotoluoI und 2,6-Diamino-p-xylol oder 'mehrkernigen und kondensierten aromatischen Polyaminen, wie 1,4-Naphthylendiamin, !,5-NaphthyIendiamin, Bcnzidin.Toluidin^'-DichloM^'-diaminodiphenylmethan, 1-Fluorenamin, 9,10-Diaminophenanihren und 4,4'-Diaminoazobenzol. Als Startmedium kommen weiterhin auch harzartige Materialien des Phenol- und Resoltyps in Frage.
Selbstverständlich hat die Mitverwendung von niedermolekularen Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen im Molekulargewichtsbereich von 18 bis 1500 als Vernetzungs- bzw. Kettenverlängerungsmittel keinen negativen Einfluß auf das Verschäumungsverhaiten der erfindungsgemäß zu verwenden höhermolekularen Polyether.
Als niedermolekulare Vernetzungs- bzw. Kettenverlängerungsmittel werden z, B, aüphatische, cycloaliphatische oder aromatische Glykole oder Aminoglykole mit OH- bzw. NH-Gruppen und aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Amine verwendet. Beispiele für solche Verbindungen Sind: Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propandiol-1,2, Propandio'-U. Dipropylenglykol, Thiodiglykol, Butandiol-1,2, -1,3, -2,3 und -1,4, 3-Chlorprof>andioI-1,2, Pentandiol-1,5, 2-Methylpentandiol-2,4, 3-Methylpentandiol-2,4, 2,2-DimethyIpropandiol-1,3, Buten-2-diol-l,4, Butin-2-diol-l,4, Hexandiol-2^5, Cyclohexandiole, Hexandiol-1,6, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, Diethanolamin, Diisopropanolamin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-ethylendiamin, N,N'-Bis-(2-aminopropyl)-ethylendiamin, N,N'-Bis-{2-aminoethyl)-ethylendiamin, 4,4'-Dimethylaminodiphenylmethan, 4,4'-DimethyIamiiio-3,3'-dimethyIdiphenyImethan, Hexantriole, Glycerin, Triethanolamin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Tris-(hydroxyalkyl)-phosphite, Glukose, 2^-Bis-(p-hydroxyphenylj-propan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 2,4- bzw. 2,6-Diaminotoluol oder auch Addukte (Molekulargewichte in der Regel von 200 bis 1500) von Alkylenoxiden, wie Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid an der-
artige niedermolekulare Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen oder an Wasser.
Die Herstellung der Polyurethanschaumstoffe erfolgt nach dem bekannten Einstufen-Verfahren. Nach diesen Verfahren erfolgt die Schaumstoffherstellung bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durch einfaches Vermischen der Polyisocyanate mit den höhermolekularen Polyetherpolyöien, wobei Wasser und/oder organische Treibmittel, gegebenenfalls Emulgatoren und andere Hilfsstoffe mitverwendet werden.
Hierbei bedient man sich vorteilhafterweise maschineller Einrichtungen, wie sie z. B. in der FR-PS 10 74 713 bzw. in der DE-PS 8 81 881 beschrieben sind.
Als Emulgatoren eignen sich z. B. Ethylenoxid- bzw. Ethylenoxid/Propylenoxidaddukte an hydrophobe Hydroxyl-, Hydroxyalkylen- oder -aminogruppen bzw. Aminogruppen enthaltende Substanzen. Als Katalysatoren für die Herstellung von Schaumstoffen werden tertiäre Amine und/oder Silaamine, N-substituierte Aziridine oder Hexahydrotriazine eingesetzt, gegebenenfalls in Kombination mit organischen Metallverbindungen, die einen unterschiedlichen Beitrag zur Beschleunigung der einzelnen bei der Schaumstoffbildung ablaufenden Teilreaktionen liefern. Während Amine bevorzugt die Treibreaktion katalysieren, wirken organische Metallverbindungen vorzugsweise auf die Vernetzungsreaktion ein. Je nach Konstitution der eingesetzten Amine bzw. Silaamine kann dabei der katalytische Wirkungsgrad auf die Treibreaktion, d. h. z. B. die Reaktion zwischen Isocyanaigruppen und Wasser unter Abgabe von Kohlendioxid verschieden stark sein. Zur Erzielung von verschäumungstechnisch günstigen Reaktionszeiten wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Konstitution des gewählten Katalysators oder des Katalysatorgemisches die einzusetzende Menge empirisch ermittelt. Als Amine können solche für die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen wohlbekannten Verbindungen eingesetzt werdtn, wie beispielsweise Dimethylbenzylamin, N-Methylmorpho-Hn, Triethylendiamin, Dimethylpiperazin, 1,2-Dirnethylimidazol, Dim^thylaminoethanol, Diethanolamin, Triethanolamin, Diethylaminoethanol, Diethanolamin. Triethanolamin. Diethylaminoethynol, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyl-13-butandiamin, N-Methyl-N'-dimethylaminoethylpiperazir., Pentamethyldiethylentraiamin, N1N'-Bis-(3-tmincpropyl)-ethylendiamin, N,N'-Bis-(2-aminopropyl)-ethylendiamin und N,N'-Bis-(2-aminoethyl)-ethylendiamin. Die Amine können sowohl in reiner Form als auch im Gemisch mit Epoxiden, wie Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid verwendet werden. Als Silamine kommen Siliciumverbindungen in Frage, die Kohlenstoff-Silicium-Bindungen enthalten, wie sie z. B. in der DE-PS 12 29 290 beschrieben werden. Als Beispiele seien erwähnt: 2,2,4-TrimethyI-2-siIamor-
pholin und 3-Diethylaminomethyltetramethyldisiloxan. Es sei aber auch auf stickstoffhaltige Basen, wie Tetraalkylammoniumhydroxide, sowie Alkalien, Alkaliphenolate oder Alkoholate, wie Natriummethylat, hingewiesen. Die gegebenenfalls in Kombination mit Aminen, Silaaminen und Hexahydrotirazinen gemäß der BE-PS 7 30 356 eingesetzten organischen Metallverbindungen sind bevorzugt organische Zinnverbindungen, z. B. Zinn(ll)-octoatoder Dibutylzinndilaurat.
Zusatzstoffe zur Regulierung von Porengröße und Zellstruktur lassen sich ebenso mitverwenden wie auch Füllstoffe, flammwidrige Zusatzstoffe, Farbstoffe oder Weichmacher der an sich bekannten Art.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumstoffe werden beispielsweise als Polstermaterialien, Matratzen, Verpackungsmaterialien, stoßabsorbierende Automobilteile, Folien für Kaschierzwecke und als Isoliermaterialien verwendet.
3,0 Gew.-Tle.
0,2 Gew.-Tle.
1,5 Gew.-Tle.
10
15 32,2 Gew.-Tle. eines Gemisches aus 80 Gew.-% 2,4- und 20 Gew.-% 2,6-Toluylendiisocyanat (95% der stöchiometrischen Menge).
Wasser
Endoethylenpiperazin
eines Polysiloxans der Formel
C6H5
(CHj)3SiO-Si-O-SKCH3), O
SKCH3),
Der resultierende Schaumstoff hatte bei einem
Die Schaumstoffe können dabei entweder nach dem Rsurngcwich; von 30 kg/m1 eine Siaiichhärtc bei 40%
Formverschäumungsverfahren hergestellt oder durch Konfektionierung aus blockgeschäumten Materialien erhalten werden.
Vorzugsweise wird die Verschäumung in Formen durchgeführt. Dabei wird das Reaktionsgemisch in eine Form eingetragen. Als Formmaterial kommt Metall, z. B. Aluminium, oder Kunststoff, z. B. Epoxidharz, in Frage. In der Form schäumt das schäumfähige Reaktionsgemisch auf und bildet den Formkörper. Die Formverschäumung kann dabei so durchgeführt werden, daß das Formteil an seiner Oberfläche Zellstruktur aufweist, es kann aber auch so durchgeführt werden, daß das Formteil ein kompakte Haut und einen zelligen Kern aufweist. Erfindungsgemäß kann man in diesem Zusammenhang so vorgehen, daß man in die Form so viel schäumfähiges Reaktionsgemisch einträgt, daß der gebildete Schaumstoff die Form gerade ausfüllt Man kann aber auch so arbeiten, daß man mehr schäumfähiges Reaktionsgemisch in die Form einträgt, als zur Ausfüllung des Forminneren mit Schaumstoff notwendig ist. Im letztgenannten Fall wird somit unter -to »Überfüllung« gearbeitet; eine derartige Verfahrensweise ist z. B. aus den US-PS 11 78 490 und 31 82 104 bekannt.
Bei der Formverschäumung werden vielfach an sich bekannte Trennmittel mitverwendet
Erfindungsgemäß werden kalthärtende Schaumstoffe hergestellt vgl. GB-PS 11 62 517 und DE-OS 21 53 086.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Schaumstabilisatoren sind bekannt und können z. B. nach dem Verfahren der DE-PS 10 46 049 bzw. der US-PS so 30 12 052 hergestellt wurden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch folgende Beispiele näher erläutert:
Kompression nach DIN 53 577 von 13 p/cm2 und einen SAG-Faktorvon2.6.
Beispiel 2
Analog Beispiel 1 wurden folgende Komponenten miteinander vermischt:
lOOGew.-T-i des in Beispiel 1 beschriebenen Polyethers,
41,8 Gew.-Tle. des in Beispiel 1 beschriebenen Toluylendiisocyanats (95% der stöchiometrischen Menge)
4,0 Gew.-Tle. Wasser
0,2 Gew.-Tle. Endoethylenpiperazin
1,0 Gew.-Tle. des in Beispiel 1 beschriebenen Polysiloxans.
Der resultierende Schaumstoff hatte bei einem Raumgewicht von 22 kg/m3 eine Stauchhärte bei 40% Kompression nach DIN 53 577 von 14 p/cm2 und einen SAG-Faktorvon2,7.
Beispiel 3
Folgende Komponenten werden in der Mischkammer einer Verschäumungsmaschine unter Zugabe von Luft innig miteinander vermischt:
55
Beispiel 1
Folgende Komponenten werden in der Mischkammer einer handelsüblichen Verschäumungsmaschine unter Zugabe von Luft innig miteinander vermischt:
100 Gew.-Tle. eines Polyethers der OH-Zahl 28, der durch Addition von Propylenoxid und anschließend Ethylenoxid an Sorbit erhalten worden ist und dessen OH-Gruppen zu ca. 60 Gew.-% aus primären Hydroxylgruppen bestehen.
Gew.-Tle. des in Beispiel 1 beschriebenen Polyethers
Gew.-Tle. eines trifunktionellen Polyethers dtr OH-Zahl 28, der durch Addition von Propylenoxid und anschließend Ethylenoxid an Trimethylolpropan erhalten worden ist und dessen OH-Gruppen zu ca. 60 Gew.-% aus primären Hydroxylgruppen bestehen.
32,2 Gew.-Tle. eines Gemisches aus 80 Gew.-% 2,4- und 20 Gew.-% 2,6-ToIuylendiisocyanat (95% der stöchiometrischen Menge),
3,0 Gew.-Tle. Wasser
10,0 Gew.-Tle. Trifluorchlormethan
O^ Gew.-Tle. Endoethylenpiperazin
1,0 Gew.-Tle. eines Polysiloxans gemäß Beispiel 1.
Der resultierende Schaumstoff hatte bei einem Raumgewicht von 24 kg/m3 eine Stauchhärte bei 40%
ίο
Kompression nach DIN 53 577 von 11 p/cm2 und einen SAG-Faktorvon2,7.
Beispiel 4
Lm die Überlegenheit der erfindungsgemäß verwendeten Trialkylsiloxymonoarylsiloxane gegenüber den bekannten Polysiloxan-Oxyalkylen-Blockcopolymeren zu demonstrieren, wurden die nachfolgenden Versuche I (erfindungsgemäß) und 2 (Vergleichsversuch) durchgeführt. Dabei wurden folgende Komponenten analog Beispiel 1 in der Mischkammer einer handelsüblichen Verschäumungsmaschine innig miteinander vermischt:
IO
15
100 Gew.-Tle. eines Polyethers der OH-Zahl 28, der durch Addition von Propylenoxid und anschließend Ethylenoxid an Sorbit erhalten worden ist und dessen OH-Gruppen zu ca. 60 Gew.-% aus primären Hyddroxylgruppen bestehen,
32,2 Gew.-Tle. eines Gemisches aus 80 Gew.-% 2,4-
und 20 Gew.-% 2,6-Toluylendiisocyanat (95) der stöchiometrischen Men-
ge),
3,0 Gew.-Tle. Wasser
0,25 Gew.-Tle. Endoethylenpiperazin,
wobei für den Versuch 1 der Mischung zusätzlich 1,5 Gew.-Tle. des Schaumstabilisators
C6H5
(CHj)5SiO-Si-O-SKCHj)3
O
SKCH3),
hinzugefügt wurden; für den Versuch 2 wurden der Mischung i,3 Gcvv.-Tie. eines Po'ysÜGxan-Gxyaiky'cr! Blockcopolymeren (Stabilisator OS 20 der BAYER AG) als Schaumstabilisator hinzugefügt.
Im Falle des Versuchs 1 resultiert ein Schaumstoff mit einem Raumgewicht von ca. 30 kg/m3, der nicht kollabiert und offenzellig ist. Im Falle des Versuchs 2 resultiert ein Schaumstoff, der Kollaps aufweist.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Kalthärtenden Polyetherurethanschaumstoffen durch Umsetzung von Toluylendiisocyanaten mit einem primäre Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether oder mit Polyethergemischen in Gegenwart von Wasser und/oder organischen Treibmitteln, Aminkatalysatoren und siliciumhaltigen Schaumstabilisatoren, gegebenenfalls unter Mitverwendung von aktive Wasserstoffatome aufweisenden Vernetzungs- oder Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 18 bis 1500, Emulgatoren, organischen Metallkatalysatoren, Füllstoffen, flammwidrigen Zusatzstoffen, Farbstoffen und Weichmachern, dadurch gekennzeichnet, daß man als primäre Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether einen 6 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether mit einem Molekulargewicht von 6000 bis 30 000, in dem mindestens 10 Gew.-% der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre Hydroxylgruppen darstellen, verwendet, gegebenenfalls im Gemisch mit einem 2 bis 5 Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 8000, in dem mindestens 10 Gew.-% der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre sind, in einer Menge bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf den 6 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether, und man als siliciumhaltigen Schaumstabilisator ein Trialkylsiloxymonöarylsiloxan der allgemeinen Formel
R'
-SiR3
R3SiO—[-SiO-OSiR3
in der R einen Alkylrest, R' einen Arylrest und π 1,2 oder 3 bedeutet, einsetzt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Trialkylsiloxymonoarylsiloxan einsetzt, in dessen allgemeiner Formel R einen Methylrest darstellt
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Trialkylsiloxymonoarylsiloxan einsetzt, in dessen allgemeiner Formel R' einen Phenylrest darstellt.
Schaumstoffe mit den verschiedenartigsten physikalischen Eigenschaften werden nach dem Isocyanat-Polyadditions-Verfahren aus Verbindungen mit mehreren aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen, und Polyisocyanaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Wasser, Aktivatoren, Emulgatoren, Schaumstabilisatoren und anderen Zusatzstoffen seit langem im technischen Maßstab hergestellt (vgl. R. Vieweg, A. Höchtlen, Kunststoff-Handbuch, Bd. VII, Polyurethane, Carl-Hanser-Verlag München, 1966). Es ist nach dieser Verfahrensweise möglich, bei geeigneter Wahl der Komponenten sowohl elastische als auch starre Schaumstoffe bzw. alle dazwischenliegenden Varianten herzustellen.
Weichelastische Polyurethanschaumstoffe haben in breitem Umfang in der Polsterindustrie zur Herstellung von Sitz- und Rückenpolsterungen Einsatz gefunden. Von diesen Materialien erwartet man einen hohen Sitzkomfort, der vergleichbar ist mit dem von Schaumstoffen aus Naturlatex. Physikalisch läßt sich die Qualität des Polsterelements wiedergeben durch den Stauchfaktor, der im angelsächsischen Schrifttum auch als SAG-Faktor bezeichnet wird, das in ist der Quotient
ίο aus der Härtezahl bei 65%iger und 25%iger Eindrükkung, wobei die gesamte Verformung während jeweils einer Minute konstant gehalten wird, und den Verlauf der Kraft-Verformungskennlinien. Der Stauchfaktor sollte für die Erzielung guter Polstereigenschaften einen Wert über 2,5 besitzen, und die Kraft-Verformungskennlinien sollten kein Plateau aufweisen, d. L, es sollte bei geringen Kraftänderungen keine grcG^ bis sehr große, sondern nur eine geringe Änderung der Verformung eintreten. Es wurde schon versucht, den Stauchfaktor der Schaumstoffe durch Zugabe inerter Füllstoffe, wie Bariumsulfat oder Calchnncarbonai, zu verbessern, jedoch hat dieses Verfahren große Mängel, da die Zugabe der Füllstoffe sehr schwierig ist und die übrigen Schaumstoffeigenschaften verschlechtert wer den.
Von einem weichelastischen Schaumstoff, der für Polsterzwecke optimal geeignet ist, ist demnach zu fordern, daß er einen Stauchfaktor über 2,5 hat und daß im Kraft-Verformungsdiagramm kein Plateau autritt,
d. h, daß bei Kraftänderungen nur geringe Änderungen in der Verformung eintreten.
Aus den DE-AS 19 29 034 und 20 02 064 ist bekannt, daß sich weichelastische Polyurethanschaumstoffe durch Umsetzung Isocyanuratgruppen bzw. Allopha natgruppen aufweisender Polyisocyanate mit Hydroxyl gruppen aufweisenden Polyethern in Gegenwart von Aminen als Katalysatoren herstellen lassen. Dies bedeutet einen vor dem eigentlichen Verschäumungsprozeß notwendigen Modifizierungsprozeß des Polyiso- cyanats.
Ferner ist aus der DE-OS 20 03 431 bekannt, Polyurethanschaumstoffe durch Umsetzung undestillierter Phosgenierungsprodukte primärer Amine mit Ajninzahlen von 87 bis 168 mit einem Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether in Gegenwart eines nicht polymeren Polyols als Vernetzungsmittel, eines Treibmittels und eines Katalysators, jedoch in Abwesenheit eines Silicon-Schaumstabilisators vom Typ der Polyoxyalkylenetherpolydimethylsiloxan-BlpckmischpoIymere, herzustellen. Dieses Verfahren besitzt ebenfalls erhebliche Nachteile, da das als Ausgangsmaterial verwendete Polyisocyanat praktisch ein Rohprodukt ist, welches Polyisocyanate verschiedener Funktionalität in unterschiedlichen Mengen enthält, und das keine standardi- sierten Eigenschaften hat. Für die Herstellung von Schaumstoffen daraus bedeutet dies, daß laufend, im Extremfalle von Partie zu Partie dieses Polyisocanats, Rezepturveränderungen vorgenommen werden müssen, um die Schwankungen in der Aktivität des
PolyisQcyanats auszugleichen,
Das in der DE-OS 21 10 055 beschriebene Verfahren zur Herstellung von weichelastischen Polyurethanschaumstoffen durch Reaktion von destilliertem Toluylendiisocyanat mit einem Polyethterpolyol in Abmi- schung mit niedermolekularen Vernetzern ist ebenfalls vom anwendungstechnischen Standpunkt noch nicht befriedigend. Die Verwendung niedermolekularer Verbindungen mit zwei und mehr Zerewitino-aktiven
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