DE2328850A1 - Strahlungsvernetzte polyurethanschaeume - Google Patents

Description

Scott Paper Company, Industrial Highway at Tinicum Island Road, Delaware County, State of Pejinsylvania, V.St.A.

Strahlungsvernetzte Polyurethan-Schäume

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Strahlung-vernetzte Polyurethan-Schäume, eine schaumbildende Masse, die zur Herstellung dieser Schäume verwendbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Schäume.

Schäume, die aus den nachfolgend beschriebenen Massen hergestellt sind, werden einer geeigneten Strahlungsquelle in einer ausreichenden Dosierung und eine hinreichende Zeit lang ausgesetzt, um die Eigenschaften des Schaumes zu modifizieren. Auf diese Weise können Schäume mit verbesserten Eigenschaften, wie erhöhter Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und prozentualer Kompressionsdurchbiegung, hergestellt werden.

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Geschäumte Polyurethan-Materialien, die sich von dem Reaktionsprodukt eines organischen Polyisocyanats und einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung, wie Polyolen, ableiten, einschließlich Polyäther, Polyester, Polyoxycarboxyalkylenen und ähnlichen, sind aus der Technik allgemein bekannt. Für bestimmte Anwendungszwecke würde es jedoch erwünscht sein, einen Schaum mit Eigenschaften zu haben, die von jenen Eigenschaften, welche herkömmliche Polyurethan-Schäume zeigen, verschieden sind. Zu diesen erwünschten Eigenschaften gehört eine verbesserte Abmessungsbeständigkeit sowohl bei Umgebungs- als auch bei erhöhten Temperaturen, eine verbesserte Zähigkeit, erhöhte Lösungsmittelfestigkeit, grössere Festigkeit gegenüber dem Kriechen, dauerhaftere Flammfestigkeit und grössere Schlagfestigkeit.

Die Vernetzung polymerer Materialien durch Belichtung .mit Strahlung hoher Intensität und die Verwendung einerVielzahl von Materialien als Vernetzungspromotoren ist schon vorgeschlagen worden. Bisher wurde jedoch noch nicht vorgeschlagen, dass strahlungsvernetzte Polyurethanschäume hergestellt werden könnten, durch die Verwendung einer speziellen Gruppe von Vernetzungspromotoren oder dass solche Schäume modifizierte Eigenschaften haben würden.

Erfindungsgemäss werden Polyurethanschäume mit modifizierten Eigenschaften, wie erhöhter Zugfestigkeit und Reißfestigkeit sowie verbesserten Kompressionsdurchbiegungs-Eigenschaften, aus einer schaumbildenden Masse hergestellt, welche enthält:

a) ein Polyol, bestehend auseinem Polyesterpolyol, einem PoIyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 1.500 oder weniger oder einem Gemisch aus einem Polyesterpolyol und einem Polyätherpolyol, in welchem das Polyesterpolyol ein Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 5.000 und das Polyätherpolyol ein Molekulargewicht von etwa 250 bis etwa 6.5OO hat,

b) einem organischen Polyisocyanat und

c) mindestens einem Vernetzungspromotor, bestehend aus einem polyfunktionellen, polyungesättigten Acrylat; einem poly-

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funktioneilen, polyungesättigten Methacrylat; Triallylcyanurat; Methylmethacrylat; l^-Cyclooctadien oder Bis( B-chloräthyl)vinylphosphonat.

Figur 1 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Strahlungs*dosis, die für einen der oben erwähnten Vernetzungspromotoren enthaltende Schäume angewendet wird, und der Zugfestigkeit der erhaltenen Schäume veranschaulicht.

Wie oben beschrieben werden erfindungsgemäss Polyurethanschäume mit modifizierten Eigenschaften hergestellt aus einer Masse, vjelche

a) ein Polyöl

b) ein organisches Polyisocyanat und

c) einen Vernetzungspromotor enthält.

Jede dieser Komponenten wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Polyol

Das Polyol, welches zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann aus der Gruppe der Polyesterpolyole, PoIyätherpolyole mit einem Molekulargewicht von etwa 1.500 oder weniger und Gemische von Polyester- und Polyätherpolyo-len, worin das Polyesterpolyol ein Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 5.000 und das Polyätherpolyol ein Molekulargewicht von etwa 250 bis etwa 6.5OO hat, ausgewählt werden.

Jedes Polyesterpolyol, das herkömmlicherweise bei der Herstellung von Polyurethanschäumen verwendet wird, kann zur Herstellung von Schäumen gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Repräsentative Polyesterpolyole, welche verwendet werden können, sind beispielsweise das Reaktionsprodukt aus polyfunktionellen organischen Carbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen. Typische polyfunktionelle organische Carbonsäuren, welche zur Herstellung

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der Polyester benutzt werden können, die bei Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, umfassen beispielsweise aliphatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, Azelainsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure und Korksäure, sowie aromatische Dicarbonsäuren, "wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und ähnliche. Andere Polycarbonsäuren, die verwendet werden können, umfassen "uimere Säuren", wie das Dimer cer Linolsäure. Hydroxylhaltige Monocarbonsäuren, wie Ricinolsäure, können auch verwendet werden. Alternativ können zur Herstellung der Polyester die Anhydride einer dieser Säuren verwendet werden. Typische mehrwertige Alkohole, die mit der Carbonsäure unter Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden können, sina beispielsweise die monomeren mehrwertigen Alkohole, wie Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, Athylenglykol, Diäthylenglykol, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Pentaerythritol, Propylenglykol, 1,3- -Butylenglykol und 1,4—Butylenglykol.

Polyätherpolyole können ebenfalls zur Herstellung der Schäume gemäss vorliegender Erfindung verwendet werden. Es wurde jedoch gefunden, dass nicht alle Polyätherpolyole, die herkömrnlicherweise zur Herstellung von Polyurethan-Schäumen verwendet werden, Verwendung finden können. Wenn ein Polyätherpolyol die einzige Polyol- -Komponente einer schaumbildenden Masse der vorliegenden Erfindung ist, hat sich gezeigt, dass das Polyätherpolyol ein Molekulargewicht haben muss, welches gleich etwa I.500 oder geringer ist. Repräsentative Polyätherpolyole, welche zur Herstellung von Schäumen erfindungsgemäss verwendet werden können, sindbeispielsweise die Polyalkylenoxidäther, wie die Reaktionsprodukte aus Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Hexadecylenoxid, Styroloxid, Picolinoxid oder Methylglucosid, mit einer Verbindung, die zwei oder mehrere reaktive Wasserstoffe enthält, wie Resorcin, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Athylenglykol, Diätliylenglykol, Triäthylenglykol und ähnliche. Zu besonders brauchbaren Polyethern zählen Polyoxypropylenglykol, Polyoxyäthylenglykol, polyoxybutyleixglykol, Polyoxyäthylenoxypropylenglykol, Folyoxyäthylenoxybutylenglykol und Polyoxypropylenaxybutylenglyko.l.

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Wie erwähnt können auch Kombinationen aus Polyesterpolyolen und Polyäther'polyolen in den sehaumbilderiden Mascen der vorliegenden Erfindung verwendet weraen. Wenn Kombinationen verwendet werden, kann eines der allgemein bekannten Polyesterpolyole, die herkömrnlicherweise bei der Herstellung von Polyurethan-Schäumen zur Anwenjung gelangen, verwendet .werden. Hierzu zählen alle oben erwahnten Polyesterpolyole; die meisten von ihnen haben ein Molekular gewicht.im Bereich von etwa 400 bis etwa 3.000. Es ist auch möglich, wenn eine Kombination aus Polyolen verwendet wird, eines aer Polyätherpolyole zu verwenden, das zur Verwendung bei der Herstellung von Polyurethan-Schäumen vorgeschlagen wordenist. Diese Polyätherpolyole haben irn allgemeinen ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 250 bis etwa 6.500.

Beispiele für Polyäther sind Polyoxyalkylenpolyole, die eine oder mehrere Ketten aus verknüpften Oxyalkylengruppen enthalten, welche durch Umsetzung eines oder mehrerer Alkylenoxide tnit acyclischen und Alicyclischen Polyolen hergestellt werden. Beispiele für die Polyoxyalkylenpolyole sind Polyoxyäthylenglykole, die durch Addition von Äthylenoxid an Wasser, Äthylenglykol oder Dipropylenglykol hergestellt werden; Polyoxypropylenglykole, die durch Addition von Propylenoxid an V/asser, Propylenglykol oder Dipropylenglykol hergestellt werden; gemischte Oxyäthylen-Oxypropylenpolyglykole, die in ähnlicher Weise unter Verwendung eines Gemisches aus Äthylenoxid und Propylenoxid hergestellt werden; und die Polyoxybutylenglykole und Copolymere, wie Polyoxyäthylenoxybutylenglykole und Polyoxypropylenoxybutylenglykole. In dem Begriff "Polyoxybutylenglykole" sind Polymere des 1,2-Butylenoxids, 2,3-Butylenoxids und 1,4-Butylenoxids enthalten. Andere acyclische und alicyclische Polyole, welche mit Alkylenoxiden umgesetzt werden können, liefern brauchbare Polyäther, darunter Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Pentaerythritol, Sorbitol, Glucoside, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl- und 2-äthylhexylarabinosid, -xylosid, -fructosid, -glucosid, -rhammosid und ähnliche, sowie Polyäther, die durch Umsetzung von Alkylenoxiden mit Sucrose hergestellt werden.

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Ferner einbezogen sind Polyether, welche durch Umsetzung eines Alkylenoxids mit einem monomolekularen Polyhydroxybenzole wie Resorcin, Pyrogallol, Phloroglucin, Hydrochinon, 4,6-Di-tert,-butylbrenzkatechin, Brenzkatechin, Orcinol, Methy!phloroglucin, 2,5,6-Trimethylresorcin, 4-Äthyl-5,6-dimethylresorcin, n-Hexylresorcin, ^-Chlor^-methylresorcin- und ähnlichen, hergestellt werden; Polyäther, die durch Umsetzung von 1,2-Alkylenoxiden oder Gemischen derselben mit kondensierten Ringsystemen, wie 3-Hydroxy-2-naphthol, 6,7-Dihydroxy-l-naphthol, 2-Hydroxy-l- -naphthol, 2,5-Dihydroxy-l-naphthol, 9,10-Dihydroxyanthracen, 2,3-Dihydroxyphenanthren und ähnlichen, hergestellt v/erden. Andere Polyäther, welche verwendet werden können, sind jene, die durch Umsetzung von Alkylenoxiden oder Gemischen derselben mit mehrkernigen Hydroxybenzolen, wie den verschiedenen Di-, Tri- und Tetraphenylol-Verbindungen, erhalten werden, in Vielehen zwei bis vier Hydroxybenzol-Gruppen mittels einzelner Bindungen oder durch einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, der ein bis zwölf Kohlenstoffatome enthält, gebunden sind. Der Begriff "mehrkernig" ist zu unterscheiden von "einkernig" und wird verwendet, um anzugeben, dass mindestens zwei Benzolkerne in der Verbindung vorliegen.

Beispiele für Diphenylol-Verbindungen sind 2,2-Bis(p-hydroxyphenyl)■ propan; Bis(p-hydroxyphenyl)mehtan und die verschiedenen Diphenole und Diphenylolmethane, welche in den entsprechenden US-PS 2 506 486 und 2 744 882 tfTenbart sind.

Beispiele für Triphenylol-Verbindungen, welche verwendet werden können, sind alpha,alpha,omega-Tris(hydroxyphenyl)alkane, wie

l,l,2-Tris(hydroxyphenyl)äthane; l,l,3-Tris( hydroxy phenyl) propane*' l,l,3-Tris(hydroxy-5-methylphenyl)propane; l,l,3-Tris(dihydroxy-3-methylphenyl)propane; l,l,>-Tr is (hy droxy-2,4-dime thy lphenyl) propan; l,l,3-Tris(hydroxy-2_i5-dimethylphenyl)propane; l,l,3-Tris(hydroxy-2,6-aimethylphenyl)propaney

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1,1,4-Tr is (hydroxy phenyl) butane}? 1,ϊ,4-Tris(hydroxyphenyl)butane; 1,l,4-Tris(hydroxyphenyl)-2-äthy!butane; l,l,4-Tris(dihydroxyphenyl)butane; l,l,5-Tris(hydroxyphenyl)-;3-methylpentane; 1,1,8-Tris(hydroxyphenyl)octane; 1,1,10-Tris(hydroxyphenyl)aecane; und ähnliche.

Tetraphenylol-Verbindungen, welche mit con .-ilkylenoxiuen umgesetzt werden können, umfassen die alpha,alpha,omega,omegayretrakis-(hydroxyphenyl)alkane wie:

1,1,2,2-Tetrakis(hydroxyphenyl)äthane;

1,1,3,3-Tetrakis(hydroxy-3-methylphenyl)propane; 1,1,5* 5-Tetrakis(dihydr oxy-j?-me thy lphenyl) propane;

1,1,4,4-Tetrakis(hydroxyphenyl)butane; l,l,4,4-Tetrakis(hydroxyphenyl)-2-äthylbutane; 1,1*5*5-Tetrakis(hydroxyphenyl)pentane;

1*1*5»5-Tetrakis(hydroxyphenyl)-3-methylpentane;

1,1,5*5-Tetrakis(dihydroxyphenyl)pentane; 1,1,8,8-Tetrakis(hydroxy-3-butylphenyl)octane; 1,1,8,8-Tetrakis(diliydr oxy-3-butyl phenyl) octane;

l,l,3,8-Tetrakis(hydroxy-2,5-dimethylphenyl)octane;

1,1,10,10-Tetrakis(hydroxyphenyl)decane;

sowie die entsprechenden Verbindungen, Vielehe in der Kohlenwasserstoff kette Substituentengruppen enthalten, wie:

l,l,6,6-Tetrakis(hydroxyphenyl)-2-hyäroxyhexane; 1,1,6,6-Tetrakis(hydroxyphenyl)-2-hydroxy-5-methylhexane; 1*1*7,7-Tetrakis(hydroxyphenyl)-3-hydroxyheptane; und ähnliche.

Andere brauchbare Polyäther, welche verwendet werden können, sind die Allcylenoxid-Addiikte von Phenol-For^aldehyd-Kondensationsproäukten, wie den Kovolaken. Novolake sind Gemische aus melirkernigen

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Verbindungen mit einer Diphenylniethanstruktur, wie 4,4'-Dihydroxydipheny!methan und 2,4'-Dihydroxydiphenylmethan. oolche Verbindungen sind frei von Methylölgruppen und werden durch die Bayer-iteaktion von Phenol und Formaldeliyd gebildet. In einer typischen Synthese werden Novolake durch Kondensieren von 1 Mol einer phenolischen Verbindung, wie Phenol oder Kresol, mit 0,S Molen eines Aldehyds, v/ie Formaldehyd oder Furfural, unter sauren Bedingungen "bei einer Temperatur von etwa l60° C bis I70⁰ C hergestellt. Die'mehrkernigen Produkte enthalten häufig 4 bis 8 Einheiten und können 12 oder mehr Einheiten enthalten.

Ferner einbezogen sind Polyäther, die durch Umsetzung eines oo.er mehrerer der oben erwähnten Alkylenoxide mit acyclischen Polyaminen, wie Äthylendiamin, Propylendiamin, Butylendiarnin, Pentylendiamin, Hexylendiamin, Octylendiamin, Nonylendiamin, Decylendiamin; PoIyalkylenpoIyaminen, wie Diäthylentriamin, Triäthylentriamin, Tetraäthylenpentamin, Dipropylentriamin und ähnlichen,hergestellt werden.. Ein besonders geeigneter Polyäther ist das Propylenoxid- «*Additionsprodukt des Di&thylentriamins .

Zu anderen geeigneten Polyäthern zählen die Alkylenoxid-Derivate primärer aromatischer Amine, wie:o-, m- und p-Phenylendiamin; 2,4- und 2,6-Diarninotoluol; 2,6-Diamino-p-xylol; 4,6-Diamino-m- -xylol; 2,4-Diamino-m-xylol; 3,5-Diamino-o-xylol; Isohexyl-p- -phenylendiamin; 3,5-Diaminotoluol und ähnliche; mehrkernige und kondensierte aromatische Polyamine, wie 1,4-Naphthylendiamin; 1,5-Naphthylendiamin; 1,8-Naphthylendiarain; Benzidin, Toluidinj 4,4^f-Methylendianilin;

3_J3^l-Dimethoxy-4,4^l-biphenyldiainini 3,3^!-Dichlor-4,4^f-biphenyldiamin; 3,3^l-Dimethyl-4,4^l-biphenyldiamin; 4,4^I-Äthylendianilin; 4,4^f-Äthylidendianilin; 1-Fluorenamin; 2,5-Flur\oendiaminj 2,7- -Flüorendiamin; 1,4-Anthracendiamin; ^,^'-Biphenyldiaqain; 3,4-Biphenyldiamin; 9,10-Diaminophenanthren; 4,4-Diaminoazobenzol; 2,4,6-Triaminotoluol; 2,3,5-Triaminotoluol; 5,6-Diaminoacenaphthenj 4,4',4^{f f}-Methylidentrianilinj 3,5-Diaminobenzoesäure; Triaminodiphenylather und -sulfide, wie 2,4,4'-Triaminodiphenylather; 2,3* »4-Triamino-4' -methyldiphenylather; 2,3' _T4-Triamino-4^f -me thorcy-

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diphenylether, und Polyamine, welche uurcri aie Umsetzung aromatischer Amine mit Formaldehyd oder anderen Aldehyden erhalten Vi er den.

Die Menge an Polyester und Polyäther in dem Gemisch kann über einen weiten Bereich variiert werden, je nach den in dem Schaumprodukt gewünschten Eigenschaften. Zufriedenstellende Ergebnisse sind Beispielsweise erreicht worden mit einem Verhältnis von PoIyesterpolyol zu Polyätherpolyol von etwa 90 zu 10 bis etwa 10 zu 90.

Organische Polyisocyanate

Der hier benutzte Begriff Polyisocyanat bezieht sich auf eines der bekannten Polyisocyanate der Technik, die zur Herstellung von Polyurethanen verwendet worden sind ouer verwendet werden könnten. Der Begriff schliesst Di- und Polyisocyanate und Vorpolymere von Polyolen und Polyisocyanaten ein, worin aie Isocyanatgruppen im Überschuß^v2?egen, so dass freie Isocyanatgruppen für die Reaktion mit zusätzlichem Polyol zur Verfugung stehen. Die organischen Polyisocyanate, welche für die Herstellung von Polyurethanen verwendet werden können, sind beispielsweise Äthylendiisocyanat, Äthylidendiisocyanat, Propylen-l^-diisocyanat, Butylen-l,3-diisocyanat, Hexylen-ljo-diisocyanat, Cyclohexylen-1,2- -diisocyanat und die aromatischen Polyisocyanate mit 2 bis 3 Isocyanatgruppen je Molekül und 1 bis 3 Phenylenringen als den einzigen aromatischen cyclischen Ringsystemen, wie rn-Phenylendiisocyanat, 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, ^,3'-Dimethy1-ebenso wie verschiedene andere Polyisocyanate, wie 4,4'-Biphenylendiisocyanat, 5,5^l-Dimethoxy-4,4^l-biphenylendilsocyanat, 3,3^!-Diphenyl-4,4^l-biphenylendiisocyanat, 3,3^I-DJLchlor-4,4^f-biphenylendiisocyanat, Triphenylmethantriisocyanät, 1,5-Naphthalindiisocyanat und ähnliche.

Vernetzungspromotoren

Die Vernetzungspromotoren, welche - wie gefunden wurde - erfin-

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dungsgemäss bei der Herstellung von Schäumen brauchbar sind, umfassen polyfunktioneile, polyungesättigte Acrylate; polyfunktionelle, .polyungesättigte Methacrylate; Triallylcyanurat; Methylmethacrylat; 1,5-Cyclooctadien- und Bis(ß-chloräthyl)vinylphosphonat. Gemische dieser Vernetzungspromotoren können bei der Herstellung von Schäumen gemäss der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Bei Definition der Vernetzungspromotoren bezieht sich der Begriff polyfunktionell auf solche Materialien, die eine Funktionalität oder eine Anzahl funktioneller Gruppen aufweisen, die gleich zwei oder mehr ist bzw. sind, undder Begriff polyungesättigt bezieht sich auf jene Materialien, welche zwei oder mehrere Doppel- oder Dreifachbindungen zwischen benachbarten Kohlenstoffatomen aufweisen. Repräsentative polyfunktionelle, polyungesättigte Acrylate, welche als Vernetzungspromotoren verwendet v/erden können, umfassen beispielsweise Trimethylolpropantriacrylat, Pentaery)ithritoltetraacrylat, Tetraäthylenglykoldiacrylat und 1,6-Hexandioldiacrylat. Repräsentative polyfunktionelle, polyungesättigte Methacrylate, welchebei der Durchführung eier vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen beispieLsweise Tetraäthylenglykoldimethacrylat, 1,6-Hexandioläinethacrylat und Äthylengykoldimethacrylat.

Obwohl die Menge des verwendeten Vernetzungspromotors, wie gefunden wurde, für die erfindungsgemässe Herstellung von Schäumen nicht innerhalb enger Grenzen entscheidend ist, wird es bevorzugt, mindestens 2,0 Gewichtsteile des Promotors je 100 Gewichtsteile des Polyols in der schaumbildenden Masse zu verwenden. Es wird besonders bevorzugt, den Vernetzungspromotor in einer Menge anzuwenden, die gleich etwa 4,0 bis etwa 12,0 Gewichtsteilen ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols. Es wird auch besonders bevorzugt, als Vernetzungsprornotor ein polyfunktionelles, polyungesättigtes Methacrylat oder Acrylat zu verwenden.

Neben den oben erläuterten Bestandteilen kann das Reaktionsgemisch auch einen geeigneten Katalysator, ein Treibmittel und gegebenenfalls ein oberflächenaktives Mittel enthalten. Verschiedene andere Zusätze können in dem Gemisch inkorporiert sein, wie znm Beispiel

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Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, l.'eichmaciier unc; ötabilisatoren. Katalysator.

Die Katalysatoren, die zur Beschleunigung oer Jchaurnbiidungsreaktion verwendet werden können, sind jene, eic iterkomrnlicherweise bei der Herstellung von Polyuretiianschäumeri verwendet werden, einschliesslich zum Beispiel tertiärer Amine und Metallsalze.

Repräsentative tertiäre Amine, welche verwendet werden können, umfassen N-Alkylrnorpholine, N-N-Dialky!cyclohexylamine, Triäthylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Trianylamin, Pyridin, Chinolin, Dimethylpiperidin, Dlmethylhexahydroanilin, Diäthylhexahydroanilin, die Reaktionsprodukte von N^'-DiäthylamincLithanol und Phenylisocyanat, Esterimide, 1-Methy 1-4-(dimethylaminoäthyl)piperazin, N-Äthyläthylenimin, N,N,N¹ ,N^!-Tetramethyl-l,j3-butandiamin, Triäthylamin, 2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)phenol, Tetramethylguanidin, 2-Methylpyrazin, Dimethy!anilin und Nicotin. Geeignete metallische Verbindungen umfassen die organischen und anorganischen Salze von Wismut, Blei, Zinn, Tian, Eisen, Antimon, Uran, Cadmium, Kobalt, Thorium, Aluminium, Quecksilber, Zink, Nickel, Ger, Molybdän, Vanadium, Kupfer, Mangan und Zirkon, einschliesslich zum Beispiel Wismutnitrat, Blei-2-äthylhexoat, Bleibenzoat, Bleioleat, Natriumtrichlorphenat, Natriumpropionat, Lithiumacetat, Kaliumoleat, Tetrabutylzinn, Butylzinntrichlorat, Zinn(lV)chlorid, Tributylzinn-1-nonylplienat, Zinn(ll)octoat, Zinn(Il)oleat, Dibutylzinn-di(2-ätliylhexoat), Di(2-äthylhexyl)zinnoxid, Titantetrachlorid, Tetrabutyltitanat, Eisen(lll)chlorid, Antimontrichlorid, Caümiumdiäthyldithiophosphat, Thoriumnitrat, Tripheny!aluminium, Nickelocen, usw.. Die Katalysatorkomponente kann entweder als Sinzelkomponente oder als ein Gemisch aus zwei oder mehreren Verbindungen in üblichen Kengen verwendet werden, die gewöhnlich von etwa '0,05 bis etwa 4 Teile Katalysator je 100 Gewichtsteile Polyol und Isocyanatreaktant reichen.

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Treibmittel

Polyurethane v/erden sowohl in ungeschäumter als auch in der sogenannten "Schaum"-Form verwendet. Im allgemeinen wird ein geschäumtes Polyurethan gebildet, wenn niedrigsiedende Flüssigkeiten, gasförmige Treibmittel oder Blähmittel erzeugt aurch die oder den Polyurethan-bildenden Reaktanten inkorporiert werden. Oft ist die Reaktionswärme Ursache dafür, dass diese niedrigsiedenden flüssigen oder gasförmigen Treibmittel sich verflüchtigen, wodurch die Masse geschäumt wird. In einigen Fällen wird der Siedepunkt des Treibmittels gut unterhalb Raumtemperatur gewählt; die Masse kann zum Schäumen gebracht werden, bevor irgendeine bedeutende Reaktion zv/ischen den Polyol- und PoIyisocyanatreaktanten eingetreten ist oder bevor irgendwelche Wärme entweicht. Die Technik wird manchmal als Ausschäumen bezeichnet. Brauchbare Treibmittel, d.h. Schaum-induzierende Mittel, welche zugegeben werden können, wenn Schäume erwünscht sind, sind Wasser, entweder allein oder im Gemisch mit anderen Komponenten, z.B. als wässrige Lösung eines tertiären Amin-Katalysatorsi und die chlorierten und fluorierten Alkane mit 1 bis etwa 2 Kohlenstoffatomen, wie Chlorfluormethane und Chlorfluoräthane, welche im Handel unter verschiedenen Handelsbezeichnungen erhältlich sind, wie das "Freon" der E.I.DuPont de Nemours & Company Inc.. Das Treibmittel ist gewöhnlich Kohlendioxid, welches durch die Inkorporierung von V/asser in der zur Herstellung des Schaums benutzten Masse gebildet wird. Das Wasser reagiert mit einem Überschuß des organischen Polyisocyanats und erzeugt das notwendige Kohlendioxid.

Oberflächenaktives Mittel

Wenn Treib- oder Schäumungsmittel der Reaktantenmasse einverleibt werden, können auch dem Gemisch verschiedene übliche Schaumstabilisatoren zur Regelung der Menge und Qualität des geschäumten Polyurethans, das erhalten wird, einverleibt werden. Für diesen Zweck werden verschiedene oberflächenaktive Mittel verwendet,

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einschliessllch verschiedener Silikonverbinaungen und üilikonölgemiscne z.B. Siloxan-Oxyalkylen-Blockcοpolymer, öle unter verschiedenen Handelsbezeichnungen angeboten werden, wie "Silicone L-5^0^- der Union Carbide Corporation. Zum Gohäuman und Blühen von folyurethanpolymeren können etv'a 2 bis etwa 15 G-:v;ichtstoile Treibmittel und etwa 0,1 bis 3 Teile ctes Gchaumsta'oil Lcierungsmittcls je 100 Gewichtsteile aer Polyol- und Polyisocyanatreaktanton verwendet v/erden.

Alle Komponenten können gemischt und die Komponenten am Ort polymerisiert v/erden. Das Polyol, Polyisocyanate der Katalysator und Vernetzungspromotor können jeweils abgemessen und in einen üblichen Mischkessel gepumpt una/oder gefüllt und dann das erhaltene Gemisch leicht zur Polyrnerisationsstello zur Verwendung in x-'ormgUij- und Plattenmaterialoperationen usw. bewegt werden. Alternativ kann der Vernetzungspromotor mit einem oaer mit mehreren Reaktanten gemischt werden, d.h. mit dem Polyol, bevor die Mischung mit den restlichen Komponenten erfolgt. Der Vernetzungspromotor· kann mit aeni Polyol zusammengemischt werden, bevor er mit dem Polyisocyanatreaktant kombiniert wird, oder tier Vernetzungspromotor kann mit dem Isocyanat gemischt werden, bevor die Kombination eines solchen Gemisches mit dem Polyolreaktant erfolgt. Es wird bevorzugt, das Polyol, Polyisocyanat und/oder den Katalysator und aen Vernetzungspromotor entweder gleichzeitig zu mischen oder zunächst das Polyol und/oder Polyisocyanat mit dem Vernetzungspromotor zu mischen und dieses Gemisch mit aera Katalysator zu kombinieren.

In der Technik und Technologie zur Herstellung von Polyurethanschäumen ist es auch bekannt, eine Technik zu verwenden, die gewöhnlich als Vorpolymertechnik bezeichnet wird. Dies ist eine Technik, worin ein Teil der zur Herstellung eines Polyurethan enthaltenen Reaktion durchgeführt wird, wobei ein Vorpolymer mit erhöhtem Molekulargewicht und resultierenden Endgruppen, die entweder HydroxyIe oder Isocyanate sind, erhalten wird, je nach der Stochiometrie, die zur Herstellung dieses Vorpolymers angewendet

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wird. Dieses Vorpolymer wird dann verwendet, um das gewünschte Polyurethan-Endprodukt herzustellen, in dem dieses mit entweder einem Polyisocyanat oder einem der gewünschten Polyole umgesetzt wird, je nachdem, wie oben erwähnt worden ist, ob die Endgruppen des Vorpolymers entsprechend HydroxyIe oder Isocyanate sind. Die Vorpolymertechnik kann auch verwendet werden, um Schaume gemass der vorliegenden Verbindung herzustellen.

Nachdem die Schaume aus den oben beschriebenen Massen hergestellt worden sind, werden sie bestrahlt, indem sie einer geeigneten Strahlungsquelle mit einer ausreichenden Dosierung ausgesetzt werden, um die Eigenschaften· des Schaumes zu modifizieren. Obwohl hier nicht beabsichtigt ist, sich durch irgendeine spezielle Theorie festzulegen, wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung besser durch die folgende theoretische Betrachtungsweise hinsichtlich der Strahlungswirkung verstanden werden kann. Es wird angenommen, dass die verbesserten physikalischen Eigenschaften, die genannt worden sind, so erklärt werden können, dass sie durch eine nichtpolare Vernetzung hervorgerufen werden, d.h. durch Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, welche von der polaren Vernetzung verschieden ist, die normalerweise in Polyurethanschäumen erhalten wird.

Zu Strahlungsquellen, welche bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, zählt jede geeignete Quelle, einer ionisierenden Strahlung, wie ein Elektronenbeschleuniger. Mit "ionisierender Strahlung" ist eine Strahlung mit ausreichender Energie gemeint, urn ein Elektron aus einem Gasatom zu entfernen, wobei ein Ionenpaar gebildet wird; dies erfordert eine Energie von etwa ^2 Elektronenvolt (ev) je gebildetes Ionenpaar. Diese Strahlung besitzt genügend Energie, um chemische Bindungen nichtselektiv zu brechen; so ist in runden Zahlenwerten eine Strahlung mit einer Energie von 50 ev und darüber für das erfindungsgemässe Verfahren wirksam. Die für die Bildung freier Radikale dieser Erfindung bevorzugte ionisierende Strahlung ist eine ionisierende Strahlung hoher Energie und besitzt eine Energie gleich mindestens 0,1 Millionen Elektfbnenvolt (mev). Höhere

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Energien (10 - 15 mev) sind sogar wirksamer; uie einzige bekannte obere Grenze wird durch die verfügbare Vorrichtung gesetzt. Diese Strahlung wird allgemein in zwei Typen eingeteilt: Teilchenstrahlung hoher Energie unc ionisierende elektromagnetische Strahlung hoher Energie. DieWirkung, die durch diese beiden Strahlungsarten hervorgerufen wird, ist ähnlich; die wesentliche Bedingung besteht darin, dass die auftreffenden Teilchen oder Photonen genügend Energie haben, urn chemische Bindungen zu brechen und freie Radikale zu erzeugen.

Mit VTelichenstrahlung hoher Energie" ist eine Emission von Elektronen oder Kernteilchen, wie Protonen, Neutronen, ^-Teilchen, Deuteronen oder ähnliche, hoher Energie gemeint, welche so gerichtet ist, dass dieses Teilchen auf den Schaum trifft. Die geladenen Teilchen können auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden mittels eines geeigneten Spannungsgradienten unter Verwendung solcher Vorrichtungen wie eines Resonanzhöhlenbeschleunigers, eines Van de Graaff-Generators, eines Betatrons, eines Synchrotrons, Cyclotrons oder ähnlicher, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind. Neutronenstrahlung kann aurch Beschul von Aufprallflächen ausgewählter Leichtmetalle (z.B. Beryllium) mit positiven Teilchen hoher Energie erzeugt werden. Ausserdem kann Teilchenstrahlung, die zur Durchführung aes erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist, aus einem Atommeiler oder aus radioaktiven Isotopen oder aus anderen natürlichen oder künstlichen radioaktiven Material erhalten werden.

Mit "ionisierender elektromagnetischer Strahlung" hoher Energie ist eine Strahlung gerneint, die erzeugt wird, wenn eine Metall- -Aufprallfläche (z.B. Gold oder Wolfram) durch Elektronen beschossen wird, die die richtige Energie besitzen. Eine solche Energie wird den Elektronen durch Beschleunigungspotentiale im Überschuß von 0,1 Millionen Elektronenvolt (mev) erteilt, wobei 0,5 mev oder mehr bevorzugt sind. Neben Röntgenstrahlen, die wie oben angegeben erzeugt werden, kann ionisierende elektromagnetische Strahlung, welche zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeignet ist, aus einem Kernreaktor ("pile") oaer

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- 16 - 3 1499

aus natürlichem oder künstlichem radioaktive« Material, zum Beispiel Co 60, erhalten werden. In allen diesen letzteren Fällen wird die Strahlung herkömmlicher Weise aiii Gammastrahlung gekennzeichnet.

Die verwendete Strahlungsmenge kann über einen weiten Bereich variiert werden, je nach der Zusammensetzung des Schaums und den Eigenschaften, die in dem erhaltenen ochaumprotaikt angestrebt werden. Strahlungsdosen werden häufig mittels der "Megarade" (Millionen rads) ausgedrückt, wobei ein "rad" die Menge an energiereicher Strahlung eines Typs ist, die zu einer Energieabsorption von 100 erg je Gramm Wasser oder äquivalentes absorbierendes Material führt. Ss wurde gefunden, dass für die meisten Anwendungen eine Bestrahlung des Schaums mit einer Dosierung von etwa 3 bis etwa 12 Megarad angewendet werden kann.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, in welcher die graphische Darstellung die Beziehung zwischen der Strahlungsdosis und Zugfestigkeit des erhaltenen Schaums darstellt, gibt es eine optimale Strahlungsdosis für jeden Schaum, oberhalb welcher keine bedeutende Zunahme in den Eigenschaften des Schaums,vorliegt, und tatsächlich ergibt sich häufig eine Verschlechterung der Schaumeigenschaften.

Ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemäss hergestellten Schäume besteht in den modifizierten Eigenschaften der Schäume. Hierzu gehört eine erhöhte Zugfestigkeit, erhöhte Reißfestigkeit und verbesserte Kompressionsdurchbiegungseigenschaften. Diese Schäume können für Luftfilter, Brennstoffzellen, Lautdämpfer für Automobile, Luftfahrt sowie Büro- und Industrieausstattungen, Zwischenlagen für Schutzbleche, Hilfsmittel für Kosmetika, Seifen und Lotionen, Küchenprodukte, Möbv:elpolster, Teppichunterlagen, Dentalprodukte, Wegwerfprodukte, Erste-Hilfe-Produkte, orthopädische und chirurgische Produkte, dekorative Produkte und poromere Produkte verwendet werden.

309850/1155

- 17 - ~ 14^

Urn die vorliegende Erfindung so zu besenreiben, uuo : oia klarer· vorstanden werden kann, sind aie folgenden Beispiele ,gegeben. Diese Bsi spiele sind in erster Linie zur;i Z..ecke ujt Erläuterung gegeben; jede spezifische Aufzählung eines darin enthaltenen Details sollte nicht als eine Begrenzung dos I.on:;ept.j--; dieser Erfindung ausgelegt weraen. Alle Komponenten Ln den sehaumbildenden Massen sind in Gewichtsteilen gegeben.

Um die Komponenten der in den Beispielen verwendeten schaumbildenden Massen zwecknässiger zu beschreiben, sind die Komponenten durch ihre Händelsnamen oder ein repräsentatives gymbol identifiziert. Die Handelsnamen, oder Symbole, die in den Beispielen verwendet werden, sind wie folgt zu identifizieren:

F-50 ist Fomrez 50, ein Polyester poly el des Gli'i -. oiacipatty os, erhältlich von Witco Chemical Company, N~w York.

F-pOOO ist Fomrez ET ^3000, ein Polyätherpolyol vom Folyoxypropylenglykol-Typ mit einem Molekulargewicht von etwa j>000, erhältlich von V/itco Chemical Company.

L 532 und L 540 sind Polyoxyalkylen-Siloxan-Copolymere, erhältlich von Union Carbide Corporation, New York, New York.

IEM ist N-Äthylmorpholin.

C-ö ist eine 53 1/3-Proz. Lösung von Zinn(ll)octoat in Diocbylphthalat.

T 26 ist hauptsächlich Dibutylzinn-bisstearylmaleat, erhältlich von M & T Chemicals, Inc. Rahway, New Jersey, als Thermolite 26.

T 9 ist Zinn(ll)oetoat.

LHT 112 ist ein Polyätherpolyol vom Polyoxypropylenglykol-Typ mit einem Molekulargewicht von etwa I500 und ist erhältlich von Union Carbide Corporation.

309850/11SS

- 18 - 3 1499

Dabco 33 LV ist«eine 33 1/3-proζ. Lösung von DABCO (1,4-Diazo· bicyclo-^~2,2_i2_y⁷'octan) in Dipropylenglykol.

PAPI ist Pclyrnethylenpolypnenylisocyanat.

TDI bezieht sich auf Hylene TM, ein 3θ :20-Gemisch aus uen 2,4- und 2,6-Isomeren des Toluoldiisocyanats, erhältlich von S.I.DuPont de Nemours & Company, VJilnington, Delav/are.

Der hier benutzte Begriff "Index", wie er auch gewöhnlich in tier Polyurethantechnik verwendet wird, ist das Vernältnis der eigentlichen Menge Isocyanat in dem Reaktionsgemisch zur theoretischen Menge Isocyanat, die für die Reaktion mit alienaktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen benötigt v/ird, die in dem Reaktionsgernisch zugegen sind, multipliziert mit 100.

TMP-TA ist Trimethylolpropan-triacrylat. TEG-DMA ist Tetraäthylenglykol-dirnethacrylat. PER-TRA ist Pentaerythritol-tetraacrylat. TEG-DA ist Tetraäthylenglykol-diacrylat. HD-DA ist 1,6-Hexandiol-dimethacrylat. EG-DMA ist Äthylenglykol-dimethacrylat. MMA ist Methylmethacrylat. COD ist 1,5-Cyclooctadien. HB ist Bis(ß-chloräthyl)vinylphosphonat.

Die Eigenschaften der Strahlung-vernetzten Schäume wurden gemäss den folgenden Standardmethoden gemessen:

309850/115$

- 19 - ■ ■ s 1^99

Zugfestigkeit - ASTM 01564-6¹IT (Guffix T) Reißfestigkeit - ASTH D1564-64T (Guffix G) Kornpressionsdurchbiegung - Λ8ΤΙΊ Ό15ϋ^-6^Τ (Suffix D), üie Kompressionsdurchbiegung ist sowohl als (a) die Belastung in 0,07 kp/cm angegeben, die zum Zusammendrücken des Schaums um 25 ρ erforderlich ist, als auch (b) als aic Belastung, die zum 65 zeigen Zusammendrücken erforderlich ist.

Beispiel 1

Mehrere Polyurethan-Schäume wurden durch das Einschußverfahren aus den in Tabelle I gegebenen Massen hergestellt. Die erhaltenen Schäume sind als "Kontrolle", die kein Vernetzungspromotor enthielt, und als Schäume "i-A" bis "i-X", die jeweils einen Promotor enthielten, identifiziert.

Proben jedes der erhaltenen Schäume wurden dann mit Strahlendosen von 3* 6 und 12 Megarad unter Verwendung eines Drei-Megavolt- -Elektronenbeschleunigers bestrahlt.

Jeder Schaum wurde dann getestet, um seine Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Kompressionsdurchbiegungs-Eigenschal'ten zu messen. Die Kompressionsdurchbiegungs-Eigenschaften Wurden zweimal ge-

2 messen. Die erste Messung ermittelte die Belastung in 0,07 kp/cm , die erforderlich war, um den Schaum um 25 ^ zusammenzupressen, und die zweite ermittelte die Belastung, die zur Kompression einer Probe um 65 % erforderlich war. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle II wiedergegeben. Wie aus diesen Daten ersehen werden kann, erhöhen nicht alle Vernetzungspromotoren sämtliche Eigenschaften aller Schaumsysteme. Jedoch verhindern zumindest alle der Promotoren einen Abbau des Schaums, wie er andererseits eintreten würde bei Einwirkung von ionisierender Strahlung. Durch dierichtige Auswahl von Promotoren ist es möglich, Schäume mit einer gewünschten Kombination von modifizierten Eigenschaften herzustellen. Die verbesserte Zugfestigkeit mehrerer dieser Schlluine ist graphisch in Figo 1 wiedergegeben.

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Tabelle I

	Kon trolle	I-A	I-B	I-C	I-D	I-E	I-P	I-G	I-K	I-I	I-J	I-K	I-L	I-M	I
	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100 .	100	η
P-50	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	ο ι
L532	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4.	3,4	~) 4
H2O	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
NEM	0,45		0,45	0,45	0,45	0,45	0,45 ·							-—
C-6														0,35
T-26	44,8							0,25	—	0,32	0,3	0,32	o,45	44,3
TDI	105	44,8	44,8	44,8	44,8	44,8	44,8	44,8	44,ο	44,8	44,3	44,8	44,8	105
Index		105	105	105	105	105	105	105	105	105	105	105 '	105	KD- DA
Promotor (a) Typ		TEG- DMA	TEG- DMA	TEG- DMA	TMP- TA	TMP- TA	TMP- TA	PER- TRA	PER- TRA	PER- TRA	TSG- DA	TEG- DA	TEG- DA	5,6
(b) Menge		2,3	5,6	11,2	2,8	5,6	11,2	5,6	11,2	16,8	5,6	11,2	Ιό, ü

Tabelle I (Fortsetzung)

	P-50	I-N	1-0	I-P	I-Q	I-R	1-3	100	ΐ-υ	I-V	I-J	100	1 ro l ι	2328850
	L 552	100	100	100	100	100	100	1,0	100	100	100	1,0	I
	H2O	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	3,4	1,0	1,0	1,0	3,4
	NEM C-6	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	2,5	3,4	3,4	3,4	1,3 1,125
	T-26	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	0,45	2,5	1,0	1,5 2,25
30985	TDI	0,45	0,75	0,35	0,55	0,75	0,35	44,8	0,80	1,0	—	44,o
ο *>»	Index	44,8	44,8	44,8	44,8	44,8	44,8	105	44,8	44,c	44,8	105	(: V.) ν"
	Promotor (a) Typ	105	105	105	105	105	105	EG- DMA	105	103	105	BB
cn Vt	(b) Menge	HD- DA	HD- DA	HD- DMA	HD- DMA	HD- DMA	EG- DMA	11,2	EG- DM	MMA	COD	11,2
		11,2	16,8	5,G	11,2	IG,8	5,^6		16 ,ο	11,2	11,2

Tabelle II Zugfestigkeit Reißfestigkeit Kompress ions durch- Kornpre ss ionsäur ch-

Strahlungs-

dosis 036 12 036 12 026 12 0 3 6 12 (Megarad)

Kontrolle 39,0 29,2 30,1 22,0 3,4 3,4 3,7 3,5 .68 .78 .75 .58 .2,19 1,70 1,65 1,24

I-A 32,6 29,7 29,8 30,4 3,9 3,8 4,0 3,5 .82 .78 .91 .83 1,46 1,27 1,50 1,47

w I-B 36,3 28,9 31,0 21,6 3,9 3,3 4,0 3,7 .79 .97 .82 .75 1,54 1,93 1,85 1,57 ο

£ I-C 27,0 30,1 29,9 28,8 3,5 4,1 4,2 3,6 .79 .81 -75 .93 1,71 1,64 1,46 l,9l'.

S I-D 27,0 30,8 30,6 30,0 3,7 4,4 4,0 3,8 .84 .84 .85 .84 2,09 1,84 1,95 2,11^

-* I-E 27,8 33,7 34,6 31,2 3,8 4,3 4,4 4,2 .68 .91 .85 .35 1,71 2,17 2,02 1,96

^m I-P 28,3 45,1 49,8 48,5 4,1 4,8 5,2 4,1 .73 1.04 1.04 1.10 1,80 2,29 2,45 2,39 cn

I-G 35,5 28,2 28,5 25,4 4,4 4,4 3,7 3,6 .96 1,89 1,20 1,16 1,73 4,06 1,78 1,83

CJ

mod

Tabelle II (Fortsetzung)

Zugfestigkeit Reißfestigkeit Kompressionsdurch- KompresGionsc.urcii biegung (25 ;j) bisgung

Strahlungsdosis 0
(Megarad)

12

12

3 6

12

I-H 34,0 30,6 41,8

I-I 34,8 47,1 47,0

I-j 26,8 23,8 25,7

I-K 28,3 32,8 38,0

I-L 37,3 37,6 47,4

I-M 28,2 31,1 34,9

I-N 32,0 33,3 45,4

1-0 24,4 46,7 61,0

35	,7	5,0	4	,2	,2	,6	3,4	2,6
44	,3	4,l'	5	,2	3,3	4,8	3,7
26	,9	2,7	2	,2	4	2,8	3,1
34	,7	3,2	3	,5		3,5
63	,8	3,4	3,2	4,5	4,5
32	,5	2,3	3	3,3	3,3
46	,0	2,5	3,9	4,5
h	,2	2,3	5,2	4,6

.93 2,98 1,66 1,60 1,69 4,99 2,73 2,70

.80 2,98 1,30 1,94 1,39 5,55 2,46 3,56

1,07 2,14 1,11 1,19 1,84 4,12 2,14 2,02

.87 1,83 .99 1,00 1,84 3,41 1,91

.97 2,43 1,13 1,03 1,86 4,96 2,09 1,87

1,00 ' 2,04 .93 1,06 1,92 4,04 1,77 2,10

„84 2,26 1,23 1,01 1,80 4,64 2,45 2,17

.96 2,19 1,23 l,2ij 1,67 3,74 2,10 2,47

T a b e 1' 1 e II (Fortsetzung)

Zugfestigkeit Reißfestigkeit

Kompressionsdurch-
biegung (25 %)

Kompressionsdurchbiegung (65 ff)

Strahlungsdosis 0 (Megarad)

12

I-p

I-Q

I-R
i-s
I-T
I-U

I-X

32,9 29,5 31,4 33,5

32,7 42,9 57,4 51,1

37.6 58,0 63,6 50,3 34,4 36,7 40,8 34,9

33.1 49,0 57,3 48,7 44,0 60,8 49,4 54,3

23.7 — 38,9 —

27.2 — 35,5 -—

22,6 — 26,2 . —

3.0 3,3 3,6
3,5 4,3 4,7
3,5 5,1 5,3

3.1 3,0 3,1
3,7 3,9 5,0
3,5 4,2 5,0

4,4 4,9

5,1 5,0

3,9 — 4,3

3.1 1,08 2,27 1,21 1,10 2,04 4,38 2,23 1,92

4.5 .90 2,04 1,15 1,27 1,63 '3,72 2,01 2,47 5,0 .82 1,92 1,85 1,97 1,58 3,80 3,09 3,40

3.2 1,19 2,13 1,21 1,13 2,22 3,97 2,15 2,17 ■

4.6 .98 2,10 1,22 1,37 2,02 4,63 2,24 2,51 4,4 1,54 3,10 1,94 1,90 3,12 6,17 3,69 3,90

.75 .84 1,81 1,70

.93 — 1,03 1,81 2,14

.66 — .95 1,60 2,10

- 25 - ο 1499

Beispiel 2

100	100
1,0	1,0
3,5
3,0	3,0
0,15	0,15
0,15	-
9,3	9,3
93,3	93,3
(100) .	(100)
——	TMP-TA
	16,2

Polyurothansohäune wurden aus den folgenden Itssen hergestellt, die ein Polyätherpolyol init einem Molekulargewicht von ο tv; a 15OO enthielten.

H-A U-B

LHT-112

L-540

NEM

C-D

DABCO 33LV

Anilin .

PAPI

(Index)

Promotor

Typ

Menge

Eine Probe jeder der erhaltenen Schäume wurde dann einer Strahlen dosis von 8 Megarad ausgesetzt unter Verwendung eines Drei-Megavolt-Elektronenbeschleunigers als Strahlungsquelle.

Jeder Schaum wurde wie in Beispiel 1 getestet, sowohl vor als auch nach Bestrahlung. Die Ergebnisse sind unten wiedergegeben:

H-A H-B

11,7

25,4

0,96 1,2

1,70 2,51

Zugfestigkeit	18,5
anfangs	17,7
Strahlung-vernetzt
Reißfestigkeit	1,6
anfangs	1,5
Strahlung-vernetzt
Kompressionsdurchbiegung (2	2,01
anfangs	2,00
Strahlung-vernetzt

309850/1155

	-	H-A	2328850
- 26 -
	4,19	H-B
Kompressionsdurchbiegung (65?	5,10
anfangs		4,12
Strahlung-vernetzt	5,45
Beispiel 3

Polyurethan-üciiäuiiie wurden aus den folgenden Hassen hergestellt, welche efri Polyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 1500 enthielten.

IH-A IH-B

LHT-IlS L-540 H₂O
C-6

Anilin TDI

(Index) Promotor

Typ

Menge

Eine Probe jedes der erhaltenen Schäume wurde dann einer Strahlungsdosis von 8 Megaräd unter Verwendung eines Drei-Megavolt-Elektronenbeschleunigers als Strahlungsquelle ausgesetzt.

Jeder Schaum wurde wie in Beispiel 1 getestet, sowohl vor als auch nach der Bestrahlung. Die Ergebnisse sind unten wiedergegeben:

IH-A IH-B

100	100
1,5	1,5
3,5	3,5
0,6	0,9
9,3	9,3
70,3	70,3
(115)	(115)
	TMP-TA
— —	14,1

Zugfestigkeit	24,5	22,9
anfangs	24,2	38,5
Strahlung-vernetzt
Reißfestigkeit	2,0	1,5
anfangs	2,4	2,8
Strahlung-vernetzt

309850/1155

- 27 - 3 1499

Kornpressionsdurchbiegung (25-J)

anfangs Ι,υΟ 1,30

Strahlung-vernetzt 1,55 1,90

Kompressionsdurchbiegung (65>ί)

anfangs 3,4θ 2,40

Strahlung-vernetzt 2,78 3,12

Beispiel 4

Polyurethan-Schäume wurden aus den folgenden Massen hergestellt, welche ein Polyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 1500 enthielten.

LHT-112 L 540 H₂O

NEM

C-6

T-9

TDI

(Index)

Promotor

Typ

Menge

Eine Probe jedes der erhaltenen Schäume wurde dann einer Strahlungsdosis von 8 Megarad unter Verwendung eines Drei-Megavolt- -Elektronenbeschleunigers als Strahlungsquelle ausgesetzt.

Jeder Schaum wurde wie in Beispiel 1 getestet, sowohl vor als auch nach der Bestrahlung. Die Ergebnisse sind unten wiedergegeben:

IV-A IV-B Zugfestigkeit

anfangs 19,8 '13,5

Strahlung-vernetzt 18,2 25,9

309850/1155

IV-A	IV-B
100_	100
1,5	1,5
3,5	3,5
2,0	2,0
__	0,75
0,25	--
47,4	47,4
(100)	(100)
·— —	TMP-TA
...	11,7

ι,	9	1	,4
1,	6	2	,8
ο,	46	0	,70
ο,	36	0	,38
0,	79	1	,30
ο,	59	0	,64

- 28 - S 1499

Reißfestigkeit

anfangs

Strahlung-vernetzt Kompressionsdurchbiegung (25;&) anfangs

Strahlung-vernetzt Kompressionsdurchbiegung (ü5/j) anfangs

Strahlung-vernetzt

Beispiel 5

Ein Polyurethan-Schaum wurde aus der folgenden Masse hergestellt, welche ein Geniisch aus einem Polyesterpolyol und einem Polyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa ^000 enthielt.

F-50 ' 80

F-3000 _ 20 L 540 2,5

H₂O 3,4

NEM 1,0

C-6 2,4

TDI 44,8

(Index) (105) Promotor

Typ TMP-TA

Menge 11,2

Eine Probe des Schaums wurde dann einer Strahlungsdosis von 6 Megarad unter Verwendung eines Drei-Megavolt-Elektronenbeschleunigers als Strahlungsquelle ausgesetzt.

Der Schaum wurde wie in Beispiel 1 getestet, sowohl vor als auch 'nach der Bestrahlung. Die Ergebnisse sind unten wiedergegeben.

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S- 3 14 χ;

Zugfestigkeit

anfangs 2Λ,9

Strahiung-vernetzt ic,O

Reißfestigkeit

anfangs 'c, ν

otrahlung-vemet^t J?,0

Kompressionsdurclibiegung (^rd.y,j)

anfangs 0,4c

Strahlung-vernetzt . 0,5p

Korn pres s ions durchbiegung (Cd/o)

anfangs 0,öj>

ot i¹ ah lung-v er netzt 1,10.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentans prücn

   1. Polyurethan-Schaum, dadurch'gekennzeichnet, dass er das Reaktionsprodukt aus

   a) einem Polyol, das aus einen Polyesterpolyol, einem PoIyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von etv/a I50C oaer weniger oder einem Gemisch eines Polyesterpolyols und eines Polyätherpolyols besteht, worin das Polyesterpolyol ein Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 5OOO und das Polyätherpolyöl ein Molekulargewicht von etwa 250 bis etwa 65OO hat,

   b) einem organischen Polyisocyanat und

   c) mindestens einem Vernetzungspromotor enthält, welcher aus einem polyfunktionellen, polyungesättigten Acrylat; einem polyfunktionellen, polyungesättigten Methacrylat; Triallylcyanurat; Methylmethacrylat, 1,5-Cyclooctadien; oder Bis-(ß-chloräthyl)vinylphosphonat besteht.

   2. Polyurethan-Schaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzungspromotor ein poIyfunktionelies, polyungesättigtes Acrylat, vorzugsweise bestehend aus Trimethylolpropan-trlacrylat, Pentaerythritol-tetraacrylat, Tetraäthylenglykol-diacrylat oder 1,6-Hexandiol-diacrylat, ist.

   3. Polyurethan-Schaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzungspromotor ein polyfunktionelles,polyungesättigtes Methacrylat ist, vorzugsweise bestehend aus Tetra-

   309850/115 5

   - 31 - 3 1499

   ätnylenglykol-dimethacrylat, 1,6-Hexaniiiöl-dimethacrylat oder ÄthylengIykol-dimethacrylat.

   4. Polyurethan-Schaum nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Vernetzungspromotors gleich mindestens 2,0 Teilen und vorzugsweise etwa 4,0 bis 12,0 Gewichtsteilen ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols in diesem Schaum.

   3. Polyurethan-Schaum nach einem abr vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol ein Polyesterpolyol ist.

   . 6i Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan-Schaums mit modifizierten Eigenschaften, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

   a) Einverleibung einer schaumbildenden Masse, die ein Polyol enthält, bestehend aus einem Polyesterpolyol, einem PoIyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 1500 oder weniger oder einem Gemisch aus einem Polyesterpolyol und einem Polyätherpolyol, worin das Polyesterpolyol ein Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 5000 und das Polyätherpolyol ein Molekulargewicht von etwa 250 bis etwa 65OO hat, und einem organischen Polyisocyanat, mindestens eines Vernetzungspromotors, bestehend aus einem poIyfunktioneIlen, polyungesattigten Acrylat; einem polyfunktioneilen, polyungesattigten Methacrylat; Triallylcyanurat; Methylmethacrylat; 1,5-Cyclooctadien oder Bis(ß-chloräthyl)vinylphosphonat,

   b) Schäumenlassen der Masse und

   c) Aussetzen dieses Schaums einer ionisierenden Strahlung bei einer ausreichenden Dosierung, um die Eigenschaften dieses Schaums zu modifizieren.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle ein Elektronenbeschleuniger ist.

   309850/1155

   Vorfahren nach Anspruci: C ocx.¹ 7, o.a/iureh ^'TliennZe

   üaco cie angewe-ncet~· JtraIilun;T"..,o3i3 für cien ociiau::i gleich

   etwa 3 OiG e-tv;a I'd. iiecai-aa betrügt.

   Blatt Zeichnungen (L^;'i£· 1)