DE2319648C2

DE2319648C2 - Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von Schaumstoffen mit vorzüglichen Entformungseigenschaften

Info

Publication number: DE2319648C2
Application number: DE2319648A
Authority: DE
Inventors: Wulf Von Dr. 5090 Leverkusen Bonin; Herbert Dr. 4150 Krefeld Gebauer; Helmut Dr. Kleimann; Heinz-Georg Dr. 5270 Gummersbach Schneider
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1985-08-14
Also published as: CA1025170A; DE2319648A1; US3925527A

Description

Schaumstoffe auf Basis von Polyisocyanaten, z. B. Poiyurethanschaumstoffe mit einer dichten Außenhaut und einem zelligen Kern, wie sie gemäß der Methode der Formverschäumung, vgl. DE-AS 11 96 864 und FR-PS 15 59 325, erhalten werden, eignen sich vorzüglich für die Serienherstellung von Leichtbaukonstruktionen, wie z. B. für den Möbel-, Fahrzeug- und Hausbau.

Die Polyurethanformkörper werden so hergestellt, indem das schaumfähige Reaktionsgemisch, das aus Polyisocyanaten, Verbindungen, die mindestens _\vei mit Isocyanaten reagierende Wasserstoffatome tragen, und Zusatzstoffen besteht, in geschlossene temperierbare Formwerkzeuge gefüllt wird, in denen es aufschäumt und — stark verdichtet — erstarrt. Der Schaumstoff füllt das Werkzeug exakt aus und bildet die Werkzeuginnenflächen genau ab.

Man verwendet vorzugsweise Werkzeuge aus einem Material mit möglichst hoher Wärmekapazität und möglichst hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise aus Metall. Es ist jedoch auch möglich, andere Materialien zu verwenden, wie Kunststoffe, Glas und Holz.

Um beim Entformen ein Haften des Schaumstoffteils an der Werkzeugoberfläche zu verhindern, wird das Werkzeug mit einem Trennmittel versehen. Als derartige Trennmittel sind z. B. Wachse, Seifen oder öle in Gebrauch. Diese Trennmittel bilden einen dünnen Film zwischen Werkzeugoberfläche und Schaumstoffteil, der weder auf dem Werkzeug noch auf dem Schaumstoff haftet und so leichtes Entformen des Schaumstoffes aus dem Werkzeug ermöglicht.

Für eine Serienproduktion weist diese Methode jedoch verschiedene Nachteile auf. In regelmäßigen Abständen muß das Trennmittel aufgetragen werden. Während dieser Zeit fällt das Werkzeug für die Produktion aus. Feine Gravierungen des Werkzeugs — wie z. B. eine imitierte Holzstruktur oder Ledernarbung — werden mit der Zeit von den Trennmittelresten überdeckt. Ein Entfernen dieser fest haftenden Rückstände in den häufig stark konturierten Werkzeugen ist nur mit großem Aufwand möglich. Die Schaumstoffteile sind mit einem dünnen Trennmitielfilm überzogen, auf dem Lacksysteme nicht haften. Die Teile müssen vor der Lackierung geschliffen oder mit Lösungsmitteln abgebeizt werden, um eine ausreichende Haftung des Lacks auf dem Kunstston zu erzielen.

Es ist aus der DE-OS 19 53 637 bereits bekannt, daß man auf das Auftragen eines Trennmittels in dem Werkzeug verzichten kann, wenn man dem schäumfähigen Reaktionsgemisch bestimmte Zusatzstoffe beimischt, die dem fertigen Schaumstoff vorzügliche Trenneigenschaften in Metallformen verleihen und Schaumstoffe mit einwandfreien Oberflächen ergeben. Als derartige Zusatzstoffe wurden mindestens 25 Kohlenstoffatome aufweisende Salze von aliphatischen Carbonsäuren r*it vorzugsweise primären Aminen oder Amid- oder Estergruppen enthaltenden Aminen erkannt.

Aus der DE-OS 21 21 670 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Aufschäumung eines Reaktionsgemischs aus Polyisocyanaten, Verbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, Wasser und/

oder organischen Treibmitteln und Zusatzstoffen in einer geschlossenen Form bekannt, welches darin besteht, daß ζ. B. als Trennmittel ein Gemisch aus a) mindestens 20 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisenden Salzen von aliphatischen Carbonsäuren und gegebenenfalls Amid- und/oder Estergruppen aufweisenden Aminen und b) natürlichen und/oder synthetischen ölen, Fetten oder Wachsen verwendet wird.

Da diese Trennmittel eine innere Schmierung der Schaumstoffmischung bewirken, verleihen sie der Schaumstoffmischung hervorragende Fließeigenschaften in dem Werkzeug und bewirken gleichzeitig verminderte Blasenbildung auf der Schaumstoffoberfläche. Darüber hinaus zeigen diese inneren Trennmittel einen antistatischen Effekt und vorzügliche Trenneigenschaf- is ten auch in Metallformen mit stark strukturierter Oberfläche.

Wenngleich nach den bereits bekannten Verfahren hervorr&gende Trennwirkungen zu erreichen sind, zeigt sich bei der praktischen Anwendung vielfach, daß die oft als synthetische öl? oder Wachse verwendeten Ester höherer Fettsäuren bzw. deren Mischester unzureichend mit den Ausgangskomponenten der Schaumstoffe — seien es nun Polyisocyanat- oder Polyolkomponenten — verträglich sind, d. h. daß eine Mischung dieser Ausgangskomponenten mit den als Trennmittel wirkenden Fettsäureestern in vielen Fällen nicht lagerstabil ist, sondern sich in Einzelphasen trennt Man kann diesen Ausscheidungsprozeß zwar durch Rühren der Lagerbehälter unterbinden, jedoch bedeutet das eine technische Unzulänglichkeit, da vielfach derartige Lagerbehälter kein Rührwerk habe... Teilweise kann es auch schon wahrend des Transports der Ware zu Entmischungen kommen.

Es bestand also die Aufgabe, so!che r neren Trennmittel zu finden, die mit mindestens einer der Schaumstoffausgangskomponenten eine lagerbeständige, d. h. nicht zur Phasentrennung neigende Mischung ergeben.

Gegenstand des Hauptpatents ist ein. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen mit vorzüglichen Entformungseigenschaften durch Umsetzung von Polyisocyanaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen in Gegenwart von Katalysatoren. Treibmitteln, Trennmitteln und gegebenenfalls weiteren Hilfsund Zusatzstoffen, bei dem man als Trennmittel Umsetzungsprodukte von Polyisocyanaten mit Fettsäureestern oder mit Polyestern oder Mischestern mit einem Molekulargewicht zwischen 500 und 5000, welche jeweils in ihrem Molekül mindestens eine aliphatische Fettsäure mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen eingebaut enthalten, Säurezahlen zwischen 0 und 100 sowie Hydroxylzahlen zwischen 0 und 150 aufweisen und in denen mindestens eine der Maßzahlen einen Wert über 0 besitzen, in einem Molverhältnis von aktiven Wasserstoffatomen zu Isocyanatgruppen von 1:1 bis 1 :25 verwendet.

In weiterer Ausarbeitung dieses Verfahrens wurde festgestellt, daß überraschenderweise auch solche Um-Setzungsprodukte, bei deren Herstellung man anstelle von Polyisocyanaten Monoisocyanate einsetzt, Trennmittel darstellen, die in Polyisocyanaten löslich und als Trennmittel geeignet sind, obgleich sie nunmehr wahrscheinlich keine freien Isocyanatgruppen enthalten und wahrscheinlich auch nicht in den Verband des entstehenden Schaumstoffs chemisch fest eingebaut werden, also ein möglicherweise andersartiges Gesamtverhalten im System aufweisen.

Hiermit ergibt sich insofern ein technischer Fortschritt, als es auf diese Weise möglich ist. Trennmittel zur Verfügung zu stellen, die einerseits in der für die Schaumstoffherstellung eingesetzten Polyisocyanatkomponente oder im Polyol löslich sind bzw. sich nicht abscheiden, andererseits aber aufgrund ihrer Feuchtigkeitsunempfindlichkeit gut lagerfähig sind.

Gegenstand der Erfindung ist demnach eine weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von Schaumstoffen mit vorzüglichen Entformungseigenschaften durch Umsetzung von Polyisocyanaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasyerstoffatomen, in Gegenwart von Katalysatoren, Treibmitteln, Trennmitteln und gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen, wobei man als Trennmittel Umsetzungsprodukte von Polyisocyanaten mit Fettsäureestern oder mit Polyestern oder Mischestern mit einem Molekulargewicht zwischen SOO und 5000, welche jeweils in ihrem Molekül mindestens eine aliphatische Fettsäure mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen eingebaut enthalten, Säurezähicil Zwischen 0 und 100 sowie Hydroxylzahlen zwischen 0 und 150 aufweisen, und in denen mindestens eine der beiden Maßzahlen einen Wert über 0 besitzt, in einem Molverhältnis von aktiven Wasserstoffatomen zu Isocyanatgruppen von 1:1 bis 1 :25 verwendet, gemäS Patent 23 07 589, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel solche verwendet, bei deren Herstellung anstelle von Polyisocyanaten Monoisocyanate eingesetzt worden sind.

Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem Schaumstoffe durch Aufschäumen eines Reaktionsgemisches aus Polyisocyanaten, Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 10 000, Wasser und/oder organischen Treibmitteln und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen unter Mitverwendung von Umsetzungsprodukten aus Fettsäureestern und Monoisocyanaten mit 5 bis 50 Kohlenstoffatomen in geschlossenen Formt..: hergestellt werden.

Als Maß für die Trennwirkung kann die Kraft in kp/ r.m² angesehen werden, die nötig ist, um die Werkzeuge beim Entformen zu öffnen, oder man beurteilt die Trennwirkung subjektiv durch manuelles öffnen einer geeigneten Form und Entformen der angeschäumten Schaumstoffplatte (20 χ 20 χ 1 cm). Die Entformungskräfte, die bei den mit den Umsetzungsprodukten erfindungsgemäß ausgerüsteten Schaumstoffen aufgebracht werden müssen, liegen erheblich niedriger als bei den gleichen Schaumstoffen, bn denen das Reaktionsgemisch ohne diese Zusatzstoffe aufgeschäumt wurde.

Im Rahmen der Erfindung werden unter Schaumstoffen auf Basis von Polyisocyanaten sowohl solche Schaumstoffe verstanden, die aus den Polyisocyanaten allein oder unter Mitverwendung von Verbindungen mit mindestens zwei Zerewitinow-aktiven Wasserstoffatomen zugänglich sind, z. B. Polycarbodiimid-, Polyisocyanurat-, Polyharnstoff-, Polybiuret-, Polyamid-, Polyallophanat-, Polyurethanschäume, Mischtypen oder sonstige Schäume auf Polyisocyanatbasis. Besonders geeignet ist das Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen mit Polyurethangruppierungen.

Als erfindungsgemäß für die Schaumstoffherstellung einzusetzende Ausgangskomponenten kommen aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und heterocyclische Polyisocyanate in Betracht, wie sie

ζ. B. von W. Siefgen in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, S. 75—136, beschrieben werden, beispielsweise Ethylendiisocyanat, 1 ,■+-Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-13-dHSOcyanat, CycIohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1 -Isocyanatao^.S-trimethyl-S-isocyanatomethyl-cyclohexan (DE-AS 12 02 785), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylen-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder -1,4-phenylendiisocyanat, Perhydro-2,4'- und/oder -4,4'-diphenylmethandiisocyanat, 13- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Naphthylen-l^-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondrnsation und anschließende Phosgenierung erhalten und z.B. in den GB-PS 8 74 430 und 8 48 671 beschrieben werden, perchlorierte Arylpolyisocyanate, vgl. z.B. DE-AS 11 57 601, Cabodii'nidgruppen aufweisende Polyisocyanate, vgl. DE-PS 10 92 007. Diisocyanate, wie sie in US-PS 34 92 330 beschrieben werden, AlIophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate-, vgl. z. B. GB-PS 9 94 890, BE-PS 7 61626 und veröffentlichte NL-Patentanmeldung 71 02 524, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z. B. in den DE-PS 10 22 789,12 22 067 und 10 27 394 sowie in den DE-OS 19 29 034 und 20 04 048 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, vgl. z. B. BE-PS 7 52 261 oder US-PS 33 94 164, acylierte Harnstoff gruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß der DE-PS 12 30 778, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, vgi. z. B. DE-PS 11 01 394, GB-PS 8 89 050 und FR-PS 70 17 514, durch Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate, wie sie z. B. in der BE-PS 7 23 640 beschrieben werden, Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, vgl. z. B. GB-PS 9 65 474 und 10 72 956, US-PS 35 67 763 und DE-PS 12 31 688, und Umsetzungsprodukte de' genannten Polyisocyanate mit Acetalen gemaß der DE-PS 10 72 385.

Es ist auch möglich, die bei der technischen Polyisocyanatherstellung anfallenden Isocyanatgruppen aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich, beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.

Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2.4- und Zö-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser komeren, Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate, wie sie durch Amlin-Formaidehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellt werden (»rohes Diphenylrr.ethandiisocyanat«), und Carbodiimidgruppen. Urethangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen. Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate.

Für die Schaumstoffherstellung erfiiidungsgemäß einzusetzende Ausgangskomponenten sind ferner gegebenenfalls Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit einem Molekulargewicht in der Regel von 62 bis 10 000. Hierunter versteht man neben Aminogruppen, Thiolgruppen oder Carboxylgruppen aufweisenden Verbindüngen vorzugsweise Polyhydroxyverbindungen, insbesondere 2 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen, speziell solche mit einem Molekulargewicht von 800 bis 10 000, vorzugsweise von 1000 bis 6000, z. B. mindestens 2, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise aber 2 bis 4, Hydroxylgruppen aufweisende Polyester, FoIyether, Polythioether, Polyacetale, Polycarbonate, Polyesteramide, wie sie für die Herstellung von homogenen und von zellförmigen Polyurethanen an sich bekannt sind.

Die in Frage kommenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester sind z. B. Umsetzungsprodukte von mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen und gegebenenfalls zusätzlich dreiwertigen Alkoholen mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen. Carbonsäuren. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niedrigen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyester verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatischer, cycloaliphatischer, aromatischer und/oder heterocyclischer Natur sein und gegebenenfalls, z. B. durch HxJogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiel hierfür seien genv /fit:

Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure,
Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure,
Isophthalsäure, Trimellithsäure,
Phthalsäureanhydrid,
Tetrahydrophthalsäureanhydrid,
Hexahydrophthalsäureanhydrid,
Tetrachlorphthalsäureanhydrid,
Endomethylentetrahydrophthakäureanhydrid,
Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure,
dimere und trimere Fettsäuren, wie Ölsäure.

gegebenenfalls in Mischung mit monomeren

Fettsäuren,

Terephthalsäuredimethylester und
Terephthalsäure-bis-glykolester.

Als mehrwertige Alkohole kommen z. B. Et.^riylenglykol, Propylenglykol-1,2 und -1,3, Butylenglykol-1,4 und -23, HexandioI-1,6 Octandiol-1,8, Neopentylglykol, 1 ^-Bis-ihydroxymethy^-cyclohexan, 2-Methyl-1,3-propandio!, Glycerin. Trimethylolpropan, Hexan trio!-1,2,6, Butantriol-1,2,4, Trimethylolethan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit. Methylglykosid, ferner Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol, und Polybutylenglykol in Frage. Die Polyester können anteilig endständige Carboxylgruppen aufweisen. Auch Polyester aus Lactonen, z. B. f-Caprolacton, oder Hydroxycarbonsäuren, z. B. iy-Hydroxycapronsäure, sind einsetzbar.

Die vorstehend genannten niedermolekularen mehrwertigen Alkohole können auch als solche eingesetzt werden.

Erfindungsgeinäß können auch mindesfens 2, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 3, Hydroxylgruppen aufweisende Polyether eingesetzt werden. Sie sind solche der an sich bekannten Art und werden z. B. durch Polymerisation von Epoxiden, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z. IB. in Gegenwart von BF3, oder durch Anlagerung dieser Epoxide, gegebenenfalls im Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit -eaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Wasser, Alkohole oder Amine, z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol-1,3 oder -1,2, Trimethylolpropan, 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan, Anilin, Ammoniak,

Ethanolamin und Ethylendiamin, hergestellt. Auch Saccharosepolyether, wie sie z. B. in den DE-AS 11 76 358 und 10 64 938 beschrieben werden, kommen erfindungsgemäß in Frage. Vielfach sind solche Polyether bevorzugt, die überwiegend (bis zu 90 Gew.-%, bezogen auf aile vorhandenen OH-Gruppen im Polyether) primäre OH-Gruppen aufweisen. Auch durch Vinylpolymerisate modifizierte Polyether, wie sie z. B. durch Polymerisation von Styrol und Acrylnitril in Gegenwart «on Polyethern entstehen, vgl. US-PS 33 83 351, 33 04 273. 35 23 093 und 3110 695 sowie DE-PS 11 52 536, sind ebenfalls geeignet, ebenso OH-Gruppen aufweisende Polybutadiene.

Unter den Polythioethern seien insbesondere die Kondensationsprodukte von Thiodiglykol mit sich selbst und/oder mit anderen Glykolen, Dicarbonsäuren, Formaldehyd, Aminocarbonsäuren oder Aminoalkoholen angeführt. Ie nach den Co-Komponenten handelt es sich bei den Produkten ύϊπ Föiythiornischcthcr, Poly thioetherester und Polythioetheresteramide.

Als Polyacetale kommen z. B. die aus Glykolen, wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, 4,4'-Dioxyethoxydiphenyldimethylmethan und Hexandiol, und Formaldehyd herstellbaren Verbindungen in Frage. Auch durch Polymerisation cyclischer Acetale lassen sich erfindungsgemäß verwendbare Polyacetale herstellen.

Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen solche der an sich bekannten Art in Betracht, die z. B. durch Umsetzung von Diolen, wie Propandiol-1,3, Butandiol-1,4 und/oi!-r Hexandiol-1,6, Diethylenglykol, Triethylenglykol und Tetraethylenglykol, mit Diarylcarbonaten, z. B. Diphenylcarbonat, oder Phosgen hergestellt werden können.

Zu den Polyesteramiden und Polyamiden zählen z. B. die aus mehrwertigen gesättigten und ungesättigten Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und mehrwertigen gesättigten und ungesättigten Aminoalkoholen, Diaminen. Polyaminen und ihren Mischungen gewonnenen, vorwiegend linearen Kondensate.

Auch bereits Urethan- oder Harnstoffgruppen enthaltende Polyhydroxylverbindungen sowie gegebenenfalls modifizierte natürliche Polyole, wie Rizinusöl, Kohlenhydrate und Stärke, sind verwendbar. Auch Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an Phenol-Formaldehyd-Harze oder auch an Harnstoff-Formaldehydharze sind erfindungsgemäß einsetzbar.

Vertreter dieser erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sind z. B. in High Polymers, Vol. XVI, »Polyurethanes. Chemistry and Technology«, verfaßt von Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York/London, Band I, Q62, S. 32-42 und S. 44-54 und Band II, 1964, S. 5-6 und 198-199, sowie im Kunststoff-Handbuch, Band VII, Vieweg— Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München, 1966, z. B. auf den S. 45—71, beschrieben.

Erfindungsgemäß werden Wasser und/oder leicht flüchtige organische Substanzen als Treibmittel mitverwendet Als organische Treibmittel kommen z. B. Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane, wie Methylenchlorid, Chloroform, Ethylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan und Trichlortrifluorethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diethylether in Frage. Eine Treibwirkung kann durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z. B. Azoverbindungen, wie Azoisobuttersäurenitril. erzielt werden. Weitere Beispiele für Treibmittel

sowie Einzelheiten über die Verwendung von Treibmittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band ViI, herausgegeben von Vieweg—Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den S. 108 und 109. 453-455 und 507—510 beschrieben.

Erfindungsgemäß werden ferner Katalysatoren mitverwendet. Als mitzuverwendende Katalysatoren kommen solche der an sich bekannten Art in Frage, z. B. tertiäre Amine, wie

Triethylamin, Tributylamin, N-Methylmorpholin,

N-Ethylmorpholin. N -Cocosmorpholin,

Ν,Ν,Ν'.Ν'-Tetramethylethylendiamin,

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

N-Methyl-N'-dimethylaminoethyl-piperazin,

N,N-Dimethylbenzylamin,

BiS-(N, N'-diethylaminoethyl)-adipat.

Ν,Ν-Diethylbenzylamin,

h^'lcntriäniin

N.N-Dimethylcyclohexylamin,

N,N,N',N'-Tetramethyl-13-butandiamin.

N,N-Dimethyl-/?-phenylethylamin,

1,2-Dimethylimidazol,2-Methylimidazolund

Tetramethylguanidin.

Gegenüber Isocyanatgruppsn aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine sind z. B. Triethanolamin, Triisoprfpanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethaethanolamin und N,N-Dimethylethanolamin sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxid und/oder Ethylenoxid

Als Katalysatoren kommen ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z. B. in der DE-PS 12 29 290 beschrieben sind, in Frage, z. B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und l^-Diethylaminomethyltstramethyldisüoxan.

Als Katalysatoren kommen auch stickstoffhaltige Basen, wie Tetraalkylammoniumhydroxide, ferner Alkalihydroxide, wie Natriumhydroxid, Alkaiiphenolate, wie Natriumphenolat, oder Alkalialkohole, wie Natriummethylat, in Betracht. Auch Hexahydrotriazine können als Katalysatoren eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen, als Katalysatoren verwendet werden.

Als organische Zinnverbindungen kommen vorzugsweise Zinn(II)-salze von Carbonsäuren, wie Zinn(II)-acetat Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-ethylhexoat und Zinn(II)-laurat und die Dialkylzinnsalze von Carbonsäuren, wie z. B. Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat oder Dioctylzinndiacetat, ir. Betracht

Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren sowie Einzelheiten über die Wirkungsweise der Katalysatoren sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 96—102 beschrieben.
Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen 0,001 und 10Gew.-°/o, bezogen auf die Menge an Verbindungen, mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 10 000, eingesetzt

Erfindungsgemäß können auch oberflächenaktive Zusatzstoffe (Emulgatoren und Schaumstabilisatoren) mitverwendet werden. Als Emulgatoren kommen z. B. die Natriumsalze von Ricinusölsulfonaten oder auch

von Fettsäuren oder Salze von Fettsäuren mit Aminen, wie ölsäures Diethylamin oder stearinsaures Diethanolamin, in Frage. Auch Alkali- oder Ammoniumsalze von Sulfonsäuren, w-^:e etwa von Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphthylmethandisulfonsäure, oder auch von Fettsäuren, wie Ricinolsäure, oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverw-yidet werden.

Als .Schaumstabilisatoren kommen vor allem wasserlösliche Polyethersiloxane in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copolymerisat aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisatoren sind z. B. in der US-PS 71 64 565 beschrieben.

Erfindungsgemäß können ferner auch Reaküonsverzögerer, z. B. sauer reagierende Stoffe, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder organische Säurehalogenide. ferner Zellregler der an sich bekannten Art, wie Paraffine, Fettalkohole, oder Dimethylpolysiloxane. sowie Pigmente, Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich bekannten Art, z. B. Trichlorethylphosphat oder Ammoniumphosphat und -polyphosphat, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen, Füllstoffe, wie Bariumsulfat, Kieselgur. Ruß oder Schlämmkreide, mitverwendet werden.

Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfinclungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoff und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern, Stabilisatoren, flammhemmende Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und oakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und tiochtien, Cari-Hanser-Verlag, München i960, z. B. auf den S. 103-113 beschrieben.

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 schäumfähiße Reaktionsgemisch auf und bildet den Formköper. 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 eine 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 »Oberfüllung« gearbeitet; eine derartige Verfahrensweise ist z. B. aus den US-PS 11 78 490 und 31 82 104 bekannt

Bei der Formverschäumung können auch die! an sich bekannten Trennmittel zusätzlich mitverwenclet werden.

Erfindungsgemäß können auch kalthärtende Schaumstoffe hergestellt werden, vgl. GB-PS 11 62 517 und DE-OS 21 53 086.

Erfindungsgemäß werden ais irennmiuei ümsetzungsprodukte aus Fettsäureestern, Polyestern oder Mischestern mit einem Molekulargewicht zwischen 500 und 5000 und Monoisocyanaten mitverwendet.

Als Monoisocyanate kommen aliphatische, araliphati-

sche, aromatische oder heterocyclische Isocyanate oder Acylisocyanate in Betracht. Bevorzugt werden Monisocyanate mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen im Molekül, obgleich gegebenenfalls auch z. B. Methylisocyanat, Chlorcarbonylisocyanat oder Methoxymethylisocyanat für die Modifizierung in Betracht kommen.

Beispielsweise seien folgende Isocyanate aufgeführt:

Benzyliscyanat, Tosylisocyanat, Phenylisocyanat, Toluylisocyanat, Dimethylphenylisocyanat, Phenoxyphenylisocyanat, Tetradecylisocyanat, Hexadecylisocyanat, Cyclohexylisocyanat, Isopentylisocyanat, Isononylisocyanat und Monisocyanate, die sich von Aminen, die auf Basis von Harzsäuren oder Fettsäuren synthetisch gewinnbar sind, ableiten, etwa Dihydroabietylisocyanat, Oleyl- oder Stearylisocyanat. Ebenfalls geeignet sind Monoisocyanate, die sich z. B. durch Umsetzung von solchen Verbindungen, die Zerewitinow- aktive Wasser-Stoffatome aufweisen, ableiten lassen, wenn man diese Verbindung — die vorzugsweise im Molekül ein derartiges Wasserstoffatom aufweisen — mit Polyisocyanaten, insbesondere Diisocyanaten in der Weise umsetzt, daß eine Additionsverbindung entsteht, die noch eine Isocyanatgruppe im Molekül enthält, vorzugsweise also dabei die Umsetzung im Molverhältnis 1 :1 realisiert wird. Von besonderem Interesse sind solche komplex aufgebauten Monoisocyanate, die auf Basis von Polyestern oder Polyethern, die im wesentlichen pro Molekül nur eine OH-, Amino- oder Carboxylgruppe enthalten, durch Umsetzung mit Diisocyanaten, z. B. solchen, die durch Phosgenierung von Anilin-Formaldehydkondensaten zugänglich sind, erhalten werden. Beispielhaft waren in diesem Zusammenhang zu erwähnen äquimolare Umsetzungsprodukte aus Polyadditionsprodukten von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Monoalkohole und Diphenylmethandiisocyanat, Toluylendiisocyanat, i-isocyanaio-SAS-trimethyi-S-isocyanatomethyicyciohexan oder Hexamethylendiisocyanat, Undecamethylen-diisocyanat und Naphthylen-l,5-diisocyanat bzw. äquimolare Umsetzungsprodukte dieser Isocyanate mit Benzylamin, Cyclohexylamin, Oleylamin oder Monoaminopolyethern.

Prinzipiell sind solche Monoisocyanate auch aus Molekülen, die Isocyanatgruppen enthalten, durch Reaktion von n—\ dieser Isocyanatgruppen mit geeigneten Akzeptoren, z. B. OH- oder NH-Gruppierungen, erhältlich.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind jedoch Umsetzungsprodukte aus Fettsäureestern und Monoisocyanaten, die 5 bis 50 Kohlenstoffatome, insbesondere 5 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten, obgleich prinzipiell die Verwendung von komplex aufgebauten Monoisocyanaten mit höherer Kohlenstoffzahl ebenfalls möglich ist.

Als Fettsäureester kommen solche Fettsäureester in Betracht, die im Molekül mindestens eine aliphatische Fettsäure mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen eingebaut enthalten, und Säurezahlen zwischen 0 und 100. bevorzugt zwischen 0 und 40, sowie OH-Zahlen zwischen 0 und 150, bevorzugt zwischen 0 und 75, aufweisen, wobei mindestens eine der beiden Maßzahlen einen Wert über 0 haben muß.

Die einzusetzenden Fettsäureester können auch den Charakier von Polyestern oder von Mischestern aufweisen, wobei am Aufbau der Fettsäureester sowohl monoais auch poiyfunktioneiie Carbonsäure und/oder Alkohole beteiligt sein können. Bei deren Herstellung können gleichzeitig auch verschiedene Typen von Fettsäu-

ren bzw. Carbonsäuren und/oder Alkoholen Verwendung finden, so daß durch Mischkondensation komplizierte Fettsäureester-Typen entstehen, deren durchschnittliches Molekulargewicht zwischen 500 und 5000, vorzugsweise zwischen 800 und 3000, liegt

Darüber hinaus ist es bei Mitverwendung von Aminen oder Aminoalkoholen auch möglich, basische oder Amidgruppen enthaltende Fettsäuremiscliester herzustellen und erfindungsgemäß einzusetzen. Solche Mischestertypen entstehen beispielsweise bei der Mitverwendung von Ammoniak, Mor.oalkyiaminen oder Diaikylaminen bzw. deren Alkoxylierungsprodukten mit z. B. Ethylenoxid, Propylenoxid oder höheren Epoxiden oder bei der Mitverwendung von Carboxylgruppen bzw. Alkoholgruppen enthaltenden Säureamiden, z. B. erhältlich durch Amidierung von Carbonsäuren mittels Mono- oder Dialkanolaminen, wie Ethanolamin oder Diethanolamin, Propanolamin oder Dipropanolamin.

Vorzugsweise finden solche Fettsäureester für die Umsetzung mit den Monoisocyanaten Verwendung, die durch Veresterung von Fettsäuren mit Alkoholen herstellbar oder aus natürlichen Fetten gewinnbar sind. Als Carbonsäuren und Alkohole seien beispielhaft folgende genannt: Butanol. Hexanol, Octanol-Isomere, Dodecanol, Oleylalkohol, sonstige Fettalkohole, natürliche oder synthetische Steroidalkohole, Rizinoisäure, Eihylenglykol, Propylenglykol, Butandiole, Hexandiole, Glycerin. Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Hexit, verschiedenste Zucker oder Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden, z. B. Ethylenoxid oder Propylenoxid, an diese Alkohole. Bevorzugt zu nennen seien Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaeryhrit und Sorbit.

Als Fettsäuren mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen kommen gesättigte und ungesättigte aliphatische Typen in Betracht, wie Octancarbonsäuren und Dodecansäuren, natürliche Fettsäuren, wie Ricinolsäure, ölsäure. Elaidinsäure. Stearinsäure, Palmitinsäure, Linolsäure,

!-•IllUICIIsaui C, nuictiiisaui^i iieiuv»jaut\,iii [xunvoiv» säuren, Talgfettsäuren oder Fettsäuren, die durch Paraffinoxidation anfallen und Tallölfettsäuren. Ferner können zur Herstellung der Polyester und Mischester Bernsteinsäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Azelainsäure, Adipinsäure oder höhere Di- und Polycarbonsäuren, Oligomerisierungsprodukte von ungesättigten Carbonsäuren und Anlagerungsprodukte von Maleinsäure an natürliche und synthetische öle mitverwendet werden. Vorzugsweise seien zu nennen: ölsäure, Tallölfettsäuren, Linoisäure, Ricinolsäure, Adipinsäure.

Die Herstellung der Fettsäureester erfolgt am zweckmäßigsten durch Cokondensation der zur Verwendung gelangenden Alkohole und Fettsäuren bei Temperaturen über 100⁰C vorzugsweise bei 120 bis 18O⁰C, gegebenenfalls unter Vakuum, wobei die Wasserabspaltung bis zum Erreichen der gewünschten OH- und Säurezahlen bzw. Durchschnittmolekulargewichte durchgeführt wird. Natürlich ist auch eine Katalyse der Veresterung durch saure oder basische Katalysatoren oder azeotrope Entwässerung möglich. Bevorzugt werden OH-Gruppen und/oder COOH-Gruppen aufweisende Umsetzungsprodukte hergestellt und erfindungsgemäß verwendet.

Als erfindungsgemäß besonders gut verwendbare Fettsäureester haben sich Cokondensate von Ölsäure mit einer Dicarbonsäure, z. B. Adipinsäure, und einem polyfunktionellen Alkohol, etwa Pentaerythrit, erwiesen, die ein Molekulargewicht zwischen 900 und 25Q0, eine OH-Zah! zwischen 30 und 70 und eine Säumahl zwischen 3 und 30 aufweisen.

Ebenfalls von besonderem Interesse sind Rizinolsäurepolyester, deren Mo'ekulargewicht zwischen 800 und 2500 liegt.

Ein direkter stöchiometrischer Zusammenhang zwisehen den gefundenen Maßzahlen und dem Molverhältnis der eingesetzten Komponenten ist nicht immer gegeben, da möglicherweise parallel zur Veresterung noch Nebenreaktionen unbekannter Art ablaufen.
Zur Umsetzung mit den Fettsäureestem sind prinzipiell alle an sich bekannten Monoisocyanate geeignet, z. B. die genannten Monoisocyanate.

Die Umsetzung der Fettsäureester oder auch Gemische von Fettsäureestem mit den Monoisocyanaten erfolgt so, daß man den Fettsäureester mit dem Monoisocyanat vermischt und gegebenenfalls unter Rühren bei Temperaturen zwischen 30 und 200⁰C. vorzugsweise zwischen 45 und HO⁰C, zur Umsetzung bringt. Auch geringere Reaktionstemperaturen sind prinzipiell möglich, dann jedoch wird für die Durchreaktion zu den erfindungsgemäß brauchbaren Urnseuuiigspruuukicfi unwirtschaftlich viel Zeit benötigt. Eine Beschleunigung der Reaktion durch Katalysatoren ist zwar möglich, sollte jedoch vermieden werden, um die Reaktivität der Rezeptur bei der späteren Schaumstoffherstellung mögliehst wenig in unerwünschter Weise zu verändern.

Bei der Umsetzung des Fettsäureesters mit dem Monoisocyanat wird ein Molverhältnis von aktiven Wasserstoffatomen zu Isocyanatgruppen von 1 :1 bis I : 25 eingehalten. Die Umsetzungsprodukte werden oft durch Reaktion einer Mischung aus 0,5 bis 70 Gew.-%. bevorzugt aus 1 bis 55 Gew.-%, Fettsäureester und 99.5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 99 bis 45 Gew.-%, Monoisocyanat bei Temperaturen zwischen 30 und 200⁰C hergestellt. Natürlich sind, wenn man bei der Umsetzung von Monoisocyanat mit dem Fettsäureester stöchiometrische Gewichtsverhältnisse einsetzt, die Verbindungen im Sinne der vorliegenden Erfindung auch wirksam. Gegebsnsnfsüs in den Unisetzun^ETodukten enthaltener Monoisocyanatüberschuß kann durch Abdestillieren entfernt werden oder evtl. auch in den Reaktionsmischungen verbleiben, sofern diese z_ B. dem Polyisocyanat beigemischt oder dem Verschäumungspro* :ß direkt zugeführt werden.
Die erfindungsgemäß als Trennmittel zu verwendenden Umsetzungsprodukte können als solche den für die Schaumstoffherstellung verwendeten Ausgangskomponenten, z.B. dem Polyisocyanat oder gegebenenfalls auch dem Polyul, hinzugefügt werden. Es ist oft vorteilhaft, die Umsetzungsprodukte dem Polyisocyanat, welches als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Schaumstoffe eingesetzt wird, beizumischen. Dabei wird man, bezogen auf das Polyisocyanat, in der Regel zwischen 0,5 und 35 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 25 Gew.-%, an Fettsäureester-Umsetzungsprodukt einsetzen. Nach dem Verteilen des Umsetzungsproduktes im überschüssigen Polyisocyanat liegt ein direkt für die Verschäumung einsetzbares Produkt vor, was zu Schaumstoffen mit hervorragendem Trennverhalten führt.

Natürlich ist es auch möglich, wie schon beschrieben, zunächst die Umsetzungsprodukte aus Monoisocyanaten und Fettsäureestem herzustellen und diese später mit weiterem Polyisocyanat, gegebenenfalls einem Isocyanatgemisch, zu verdünnen, oder aber das erfindungsgemäß zu verwendende Umsetzungsprodukt gesondert bei "isr Schaumstoffherstellung einzudosieren.

Natürlich können in den Schaumstoffrezepturen noch weitere Trennmittel oder Trennmittelsysteme Verwen-

dung linden, beispielsweise solche, wie sie in der DE-OS 19 53 637 oder in der BE-PS 7 82 942 beschrieben sind, z. B. das ölsäure- oder Tallölfettsäuresalz des amidgruppenha:tige Amins, das durch Umsetzung von N₁N-Dimethylaminopropylamin mit Ölsäure oder Tallölfettsäure zugänglich ist.

Die Reaktionskomponenten werden erfindungsgemäß nach dem sn sich bekannten Einstufenverfahren, dem Prepolymerverfahren oder dem Semiprepolymerverfahren zur Umsetzung gebracht, wobei man sich oft maschineller Einrichtungen bedient, z. B. solcher, die in der US-PS 27 64 565 beschrieben werden. Einzelheiten über Verarbeitungseinrichtungen, die auch erfindungsgemäß in Frage kommen, werden im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den S. 121—205 beschrieben.

Die Verfahrensprodukte können in harter Einstellung zur Herstellung von Möbelteilen, Karosserieteilen von Fahrzeugen, technischen Geräten und Bauelementen Verwendung finden, sowie in halbharter bis weicher Einstellung ^ur Herstellung von Sicherheitspolsterungen im Automobilbau, elastische Schuhsohlen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft beschrieben. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, sofern nicht anders vermerkt.

Zunächst sei beispielhaft die Darstellung einiger Fettsäureester beschrieben, deren Darstellungsverfahren für nahezu alle Fettsäureestertypen anwendbar sind.

Fettsäureester A

544 Teile Pentaerythrit, 3390 Teile ölsäure, 292 Teile Adipinsäure werden unter N2 8 Stunden bei 140⁰C gerührt. Dann rührt man 24 Stunden unter Vakuum bei 140°C und dann 5 Stunden unter Wasserstrahlvakuum bei 160⁰C Das Endprodukt ist eine klare, viskose Flüssigkeit, durchschnittliches Molekulargewicht 1100 (kryoskopisch), OH-Zahlen 19,5, Säurezahl 25,0.

Fettsäureester B

680 Teile Pentaerythrit, 3390 Teile ölsäure, 292 Teile Adipinsäure werden im Verlauf von 20 Stunden auf 150⁰C unter Wasserstrahlvakuum erhitzt. Dann beläßt man 3 h bei 150⁰C unter Vakuum. Das so erhaltene Kondensationsprodukt hat eine OH-Zahl von 50 und eine Säurezahl von 5,0. Das durchschnittliche Molekulargewicht wird mit 905 gefunden.

Fettsäureester C

300 Teile Ricinolsäure werden im Wasserstrahlvakuum auf 140⁰C gebracht und bei dieser Temperatur 35 Stunden gerührt Anschließend erhält man einen klaren Polyester mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1800, einer OH-Zahl von 303 und einer Säurezahl von 34,6.

Fettsäureester D

Man arbeitet wie bei Fettsäureester C, hält jedoch nur 15 Stunden bei 140⁰C im Wasserstrahlvakuum. Der resultierende Polyester hat ein Molekulargewicht von durchschnittlich 1070.

14
Fettsäureester E

Ester aus 4 Mol Tranölfettsäure (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 285) und 1 Mol Sorbit mit einer Säurezahl von ca. 3 und einer OH-Zahl von ca. 130.

Fettsäureester F

Natürliches Wollfett, OH-Zahl etwa 53, Säurezahl etwa 0,7

Werden die Fettsäureester A bis t· mit einem der in den folgenden Beispielen genannten Monoisocyanate abgemischt, so daß die Mischung 5 bis 10Gew.-% des Fettsäureesters enthält, so trennt sich eine derartige bei Raumtemperatur hergestellte Abmischung nach wenigen Stunden bis Tagen in zwei Phasen auf. Dieser Effekt ist unerwünscht und kann erfindungsgemäß, wie folgenden Beispiele aufzeigen, durch eineTeniperaturbehand-

2c !'«rig unterbunden werdsn, wobei die erfindunfsg^mäß zu verwendenden Umsetzungsprodukte entstehen.

Demgemäß zeigen die in den folgenden Beispielen als Trennmittel eingesetzten Monoisocyanat-Umsetzungsprodukt-Abmischungen den Entmischungseffekt nicht mehr.

Beispiel 1

A) Herstellung des erfindungsgemäß zu verwendenden Umsetzungsproduktes

96 Gew.-Teiie eines Monoisocyanats, das durch Umsetzung von 1 Mol 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat mit 1 Mol eines Polyethers der OH-Zahl 74 (n-Butandiol + 48% Ethylenoxid und 52% Propylenoxid) erhaiten worden ist (NCO-Gehalt = 4%), werden mit 100 Gew.-Teilen des Fettsäureesters B vermischt.

Die Komponenten werden bei 6O⁰C zur Reaktion gebracht. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden unter Rühren bei 6O⁰C gehalten. Nach Beendigung der Reaktion beträgt der NCO-Gehalt des Umsetzungsproduktes 0%.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

100 Gew.-Teile eines Polyolgemisches der CH-Zahl 517 und einer Viskosität bei 25°C von 165OcP, bestehend aus

1. 60 Gew.-Teilen eines Polyethers der OH-Zahl 830, der durch Addition von Propylenoxid an Trimethylolpropan erhalten worden ist, und

2. 40 Gew.-Teilen eines Polyethers der OH-Zahl 42, der durch Addition von Propylenoxid und Ethylenoxid (im Gemisch) an ein Gemisch aus Trimeihylolpropan und Propylenglykol (Mol-Verhältnis 3:1) erhalten worden ist,

1 Gew.-Teil eines Polysiloxanpolyalk.yloxid-Blockcopolymerisats als Schaumstabilisator, 0,7 Gew.-Teile Tetramethylguanidin als Katalysator, 12 Gew.-Teile Monofluoririchiormellhan und 135 Gew.-Teile eines Polyisocyanats, das durch Phosgenierung von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten hergestellt worden ist und eine Viskosität b ei 25° C von 110 cP und einen NCO-Gehalt von 31,1 Gew.-% aufweist, und 6 Gew.-Teile des gemäß 1 A) hergestellten Trennmittels

werden als Ausgangskomponenten verwendet.

Polyolgemisch und Treibmittel werden einem Zweikomponenten-Dosiermischgerät zugeführt und dort zur Herstellung des aufschäumenden Reaktionsgemisches mit dem Polyisocyanat intensiv vermischt und sofort in ein 60° C heißes Metallwerkzeug eingetragen. Die Matritze des Werkzeugs besteht aus Galvano-Nickel, während die Patrize aus Walzaluminium hergestellt wurde. Das Formteil, ein rechteckiger Kasten mit 15 mm Wandstärke, weist folgende Maße auf: Grundfläche =360 χ 250 mm, Seitenhöhe: 40 mm. Das Werkzeug ist auf eine hydraulische Schließeinheit gespannt, die gestattet, die Aufreißkräfte genau zu messen. Ober einen Kraftgeber wird die Aufreißkraft in ein elektrisches Signal verwandelt, in einem Trägerfrequenzmeßverstärker verstärkt und mit einem Kompensationslinienschreiber aufgezeichnet Aus den aufgezeichneten Daten werden erstens die spezifischen Aufreißkräfte errechnet, die nötig sind, um das Werkzeug zu öffnen, und zweitens werden die Kräfte ermittelt, die benötigt werden, um mit Hilfe von Abdrückern das Formteil aus der Matrize zu entformen. Die Entformung geschieht 7 Minuten nach Eintragen des Reaktionsgemisches in das Werkzeug.

Das Werkzeug läßt sich mit einer spezifischen Aufreißkraft von 0,06 kp/cm² öffnen. Die Aufwerfer benötigen eine spezifische Aufreißkraft von 0,20 kp/cm², um das Formteil zu entformen. Analoge Resultate werden erhalten, wenn anstelle des Fettsäureesters B der Fettsäureester A eingesetzt v/ird.

Beispiel 2

A) Herstellung des erfindungsgemäß zu
verwendenden Umsetzungsproduktes

Beispiel 3

A) Herstellung des erfindungsgemäß zu
verwendenden Umsetzungsprodukts
5

174 Gew.-Teile (1 Mol) eines Isomerengemisches aus 80Gew.-°/o ToluyIen-2,4-diisocyanat und 2OGew.-°/o Toluylen-2,6-diisocyanat (Viskosität bei 25'C=3cP, NCO-Gehalt=483 Gew.-%) werden mit 256 g (1 Mol) Fettalkoholgemisch (C 14 bis C 20-Fraktion) zu einem Monoisocyanat umgesetzt Der NCO-Gehalt beträgt 9,7%.

39 Gew.-Teile dieses Monoisocyanate werden mit 100 Gew.- Teilen des Fettsäureesters B bei 70° C 4 Stun- !5 den lang unter Rühren zur Reaktion gebracht Nach Beendigung der Reaktion beträgt der NCO-Gehalt =0%.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

20 100 Gew.-Teile Polyolgemisch von Beispiel 1 B), 1 Gew.-Teil Schaumstabilisator von Beispiel 1 B), 12 Gew.-Teile Monofluortrichlormei:han, 0,7 Gew.-Teile Tetramethylguanidin,135 Gew.-Teile Polyisocyanat gemaß 1 B) und 6 Gew.-Teile des nach 3 A) hergestellten Trennmittels werden analog Beispiel 1 zu einem Formteil verschäumt Nach 7 Minuten wird das Formteil aus dem Werkzeug entnommen. Zum Öffnen des Werkzeugs wird eine spezifische Aufreißkraft von 0,02 kp/ cm² benötigt Die mechanischen Abdrücker entformen das Formteil mit einer spezifischen Kraft von 0,20 kp/ cm².

35

174 Gew.-Teile (1 Mol) eines Isomerengemisches aus 8OGew.-%o Toluylen-2,4-diisocyanat und 20Gew.-% ToluyIen-2,6-diisocyanat (Viskosität bei 25°C=3cP, NCO-Gehalt=483 Gew.-°/o) werden mit 214 g (1 Mol) Tetradekanol zu einem Monoisocyanat umgesetzt (NCO-Gehalt= 10,8%).

36 Gew.-Teile dieses Monoisocyanats werden mit lOOOew.-Teiien des Fettsäureesters B bei 60° C unter Rühren in 8 Stunden zur Reaktion gebracht. Der NCO-Gehalt des Umsetzungsprodukts beträgt 0%.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

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100 Gew.-Teile Polyolgemisch von Beispiel 1 B), 1 Gew.-Teil Schaumstabilisator von Beispiel 1 B), 12 Gew.-Teüe Monofiuortrichlormethan, 0,7 Gew.-Teile Tetramethylguanidin, 3 Gew.-Teile Amidamin-Ölsäuresalz (hergestellt aus 1 Mol 3-Dimethylamino-propylamin-1 und 2 Mol ölsäure), 132 Gew.-Teile Polyisocyanat von Beispiel 1 B) und 6 Gew.-Teile des nach 2 A) hergestellten Trennmittels werden zusammen gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 B) zu einem Formteil aufgeschäumt. Nach einer Formstandzeit von 7 Minuten betragen die Entformungskräfte zum öffnen des Werkzeuges weniger als 0,05 kp/cm². Die Auswerfer drücken das Formteil bei einer spezifischen Kraft von 0,10 kp/cm² aus dem Werkzeug heraus. Analoge Resultate werden auch mit dem Fettsäureester A erhalten.

Beispiel 4

A) Herstellung des erfindungsgemäß zu
verwendenden Umsetzungsprodukts

107 Gew.-Teile Phenylisocyanat werden mit 100 Gew.-Teilen des Fettsäureesters B bei 80° C 3 Stunden lang zur Reaktion gebracht. Der NCO-Gehalt des so modifizierten Monoisocyanates beträgt 0%. 5 kg dieses Trennmittels werden mit 95 Gew.-Teilen eines Polyisocyanats, das durch Phosgenierung von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten und anschließende Umsetzung mit einem Diol der OH-Zahl 580 erhalten worden ist und eine Viskosität bei 25° C von 43OcP und einen NCO-Gehalt von 28 Gew.-% aufweist, in der Kälte abgemischt. Die Viskosiät dieses modifizierten Polyisocyanate beträgt bei 25°C=148cP. Der NCO-Gehalt beträgt 27,4%.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

100 Gew.-Teile eines Polyolgemisches der OH-Zahl 510 und einer Viskosität bei 25° C von 123OcP, bestehend aus

1. 20 Gew.-Teilen eines Polyethers der OH-Zahl 540, der durch Anlagerung von Ethylenoxid an Trimethylolpropan erhalten worden ist, und .

2. 20 Gew.-Teilen eine Polyesters der OH-Zahl 380, der durch Umsetzung von 1 Mol Adipinsäure, 2,6 Mol Phthalsäureanhydrid, 13 Mol ölsäure und 6,9 Mol Trimethylolpropan erhalten worden ist,

1 Gew.-Teil eines Polysiloxan-Polyalkylenoxid-BIockcopolymerisats als Schaumstabilisator,

0,7 Gew.-Teile Tetramethylguanidin als Katalysator,
Gew.-Teile Monofluortrichlormethan und
Gew.-Teile des Polyisocyanats gemäß 4 AJl

werden als Ausgangskomponenten eingesetzt. 5 i

Das Rohstoffgemisch wird analog 1 B) zu einem I

Formteil aufgeschäumt Nach einer Formstandzeit von
Minuten betragen die Entformungskräfte zum Öffnen
des Werkzeugs 0,1 kp/cm². Die Auswerfer drücken das
Formteil bei einer spezifischen Kraft von 03 kp/cm² aus io dem Werkzeug heraus. Analoge Resultate werden auch
mit dem Fettsäureester A erhalten.

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JO

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55

60

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Claims

Patentansprüche:

1. Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von Schaumstoffen mit vorzüglichen Entformungseigenschaften durch Umsetzung von Polyisocyanaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen, in Gegenwart von Katalysatoren, Treibmitteln Trennmitteln und gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen, wobei man als Trennmittel Umsetzungsprodukte von Polyisocyanaten mit Fettsäureestern oder mit Polyestern oder Mischestern mit einem Molekulargewicht jiwischen 500 und 5000, welche jeweils in ihrem Molekül mindestens eine aliphatische Fettsäure mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen eingebaut enthalten, Siäurezahlen zwischen 0 und 100 sowie Hydroxylzahlen zwischen 0 und 150 aufweisen, und in denen mindestens eine der beiden Maßzahlen einen Wert über 0 besitzt, in einem Molverhältnis von aktiven Wasserstoffatomen zu Isocyanatgruppen von 1 :1 bis 1 :25 verwendet, gemäß Patent 23 07 589, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel solche verwendet, bei deren Herstellung anstelle von Polyisocyanaten Monoisocyanate eingesetzt worden sind

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyisocyanate, Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 10 000. Wasser und/oder organische Treibmittel und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe unter Mitverwendting von T"ennmitteln, welche die Umsetzungsprodukte von Fettsäureestern und Monoisocyanaten mit 5 bis 50 Kohlenstoffatomen im Molekül sind, in geschlossenen Formen umsetzt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel solche auf Basis eines Fettsäureesters verwendet, der mindestens eine aliphatische Fettsäure mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen im Molekül eingebaut enthält, Säurezahl zwischen 0 und 100, OH-Zahlen zwischen 0 und 150 aufweist, wobei mindestens eine der beiden Maßzahlen einen Wen über 0 hat, und der ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen 500 und 5000 besitzt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel solche auf Basis eines Fettsäureesters aus ölsäure. Adipinsäure und Pentaerythrit mit einer Säurezahl zwischen 3 und 30. einer OH-Zahl zwischen 30 und 70 sowie einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen 900 und 2500 verwendet.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel solche auf Basis eines Ricinolsäurepolyesters mit einem Molekulargewicht zwischen 800 und 2500 verwendet.

6. Vorfahren nach den Ansprüchen I bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß man als Monoisocyanat äquimulare Additionsprodukte νυη Diisocyanaten und Monohydroxylverbindungen verwendet.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich weitere bekannte Trennmittel mitverwendet.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich als weiteres Trennmittel das ölsäure- oder Tallötfettsiiiuresalz des amidgruppenhaltigen Amins, das durch Umsetzung von N,N-Dimethylaminopropylamin mit ölsäure oder Tallölfettsäure erhalten worden ist, verwendet.