DE2402690B2 - Cyanalkoxyalkylmodifizierte fluessige polysiloxane und deren verwendung als schaumstabilisatoren - Google Patents

Cyanalkoxyalkylmodifizierte fluessige polysiloxane und deren verwendung als schaumstabilisatoren

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Description

Die Erfindung betrifft flüssige Cyanalkoxy-alkylmodifizierte Siloxane als Schaumstabilisatoren bei der Herstellung von hochelastischen Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffen.
Im allgemeinen werden hochelastische Schaumstoffe hergestellt durch Umsetzung von in hohem Grade mit primären Hydroxylgruppen abgeschlossenen hochmolekularen Polyolen mit Isocyanaten und Wasser. Hochelastische Polyurethan-Schaumstoffe unterscheiden sich zum Teil von üblichen warmhärtenden Polyurethan-Schaumstoffen durch die Anwendung solcher Polyole und der Tatsache, daß die hochelastischen Polyurethan - Schaumstoffe nur geringfügige oder keine Härtung in der Wärme benötigen und damit auch oft als kalthärtende Schaumstoffe bezeichnet werden. Solche Schaumstoffe sind wünschenswert fur Polsterzwecke aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen Eigenschaften, z. B. sehr hoher Nachgiebigkeit oder Elastizität, geringer Entflammbarkeit, offenzelliger Struktur, geringer Biegeermüdung und damit langer Lebenszeit und hoher Lastaufnahme.
Wegen der hohen Reaktivität der Bestandteile von Schäummassen für hochelastische Schaumstoffe und deren schnellem Aufbau einer Gelfestigkeit kann man manchmal auch ohne Stabilisator Schäume erhalten, jedoch ergeben solche Schäume im allgemeinen eine unregelmäßige Zellenstruktur, insbesondere zeigt sich dies durch Oberflächenhohlräume und die Tatsache, daß ein entsprechendes Mittel zur Einstellung der Zellenstruktur noch immer ein Hauptproblem in der Technik darstellt.
Versuche zur Lösung dieses Problems mit oberflächenaktiven Stoffen, die man allgemein zur Stabilisierung von wärmehärtenden Polyurethanschäumen anwendet, sind nicht zufriedenstellend, da diese zu einer gewissen Uberstabilisierung und damit extrem hoher Dichte und Schrumpfen des Schaums führen. Auch läßt sich dieses Problem nicht lösen durch Verringerung der Konzentrationen solcher oberflächenaktiver Mittel, da bei Konzentrationen zur Vermeidung der Schrumpfung die Zellen nicht mehr ausreichend stabilisiert sind und damit die Struktur des Schaumstoffs unregelmäßig und grob wird und er an der Oberfläche Hohlräume auiweist.
Auch die Anwendung niederviskoscr Dimcthylsiloxanöle als Stabilisatoren für hochelastische Schaumstoffe führt z. B. in niederen Konzentrationen zu Problemen bei der Dosierung und Förderung der Schäummasse, während sie bei höheren Konzentrationen sich nachteilig auf die physikalischen Eigenschaften der Schaumstoffe auswirkt. Lösungsmittel für solche Dimethylsiloxanöle, die mit den Schaumkomponenten nicht reagieren, wie Alkane und Hexa-
methyldisiloxan, können einen nachteiligen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffs aufweisen, je nach ihrer Konzentration, und außerdem im allgemeinen die Entflammbarkeit erhöhen. Darüber hinaus sind mit Isocyanat reaklionsfähige Verdünnungsmittel, wie Polyäthertriole, die nicht nennenswert die Eigenschaften der Schaumstoffe verändern, weil sie in das System einreagieren und Teil der Schaumstoffstruktur werden, keine zufriedenstellenden Lösungsmittel für Dimethylsiloxane. Sie lösen nicht genug öl, um eine Schaumstabilisierung bei praktikablen Lösungskonzentrationen zu gewährleisten. Hochelastische Schaumstoffe werden nachteilig beeinflußt von Dimethylsiloxanen mit mehr als etwa 10 Dimethylsiloxyeinheiten je Siloxan. So können beispielsweise schon 5 oder 10Gew.-% solcher Stoffe im Dimethylsiloxanöl nennenswert die physikalischen Eigenschaften der Schaumstoffe herabsetzen und sogar zu einem Schrumpfen des Schaums führen.
Nach zwei älteren Vorschlägen (DT-OS 21 53 086 und DT-OS 23 56 443) werden im Rahmen der Herstellung hochelastischer Polyäther - Polyurethan-Schaumstoffe bestimmte Siloxanoxyalkylen-Blockmischpolymere bzw. aralkylmodifizierte Siloxanpolymere als Schaumstabilisatoren angewandt.
Es wurde nun festgestellt, daß sich hochelastische Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffe herstellen lassen unter Anwendung von neuen flüssigen Polysiloxanen, mit deren Hilfe die Einstellung der Zellengleichmäßigkeit, ohne zu dichte Schäume zu erhalten, möglich ist und darüber hinaus ein Schrumpfen des Schaums oder eine nachteilige Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften der Schaumstoffe, wie der Nachgiebigkeil und der Entflammbarkeit, vermieden werden. Schließlich werden Hohlräume im Schaumstoff vermieden, die Zellenstruktur ist gleichmäßiger und feiner als ohne Stabilisator Dies ist überraschend, da wie oben bereits erwähnt sich nicht alle oberflächenaktiven Mitlei zur Herstellung
is hochelastischer Schaumstoffe eignen. Selbst flüssige Polysiloxane ähnlichen Aufbaus können ein Schrumpfen des Schaums oder Hohlräume im Schaumstoff nicht verhindern.
Die Erfindung betrifft cyanalkoxyalkylmodifizierte Siloxanflüssigkeiten der Formel (CH3)3SiO[Si(CH3)2O];c[NC · CH2CH20(CH2J3Si(CH3)O] ,Si(CH3).,
worin χ 2 bis 4, y ! bis 4 ist und das Siloxan ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 500 bis 1000 besitzt. Sie dienen als Schaumstabilisatoren bei der Herstellung hochelastischer Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffe.
Die Herstellung hochelastischer Polyäther-Polyurethanschaumstoffe geschieht durch Aufschäumen und Härten einer Reaktionsmischung, bestehend aus
1. einer Polyol-Komponente, bestehend aus
a) einem Polyäthertriol enthaltend zumindest 40 Mol-0/«, primäre Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht von etwa 2000 bis 8000, oder
b) einem Gemisch eines solchen Polyäthertriols mit andern Polyäthern mit einem mittleren Hydroxylgruppengehalt von zumindest 2, wobei der Polyäthertriolanteil dieses Gemisches zumindest 40 Gew.-% des Gesamtpolyolgehalts ausmacht;
2. einer Polyisocyanat-Komponente, wobei Polyol und Polyisocyanat in der Reaktionsmischung die Hauptbestandteile sind;
3. einem Treibmittel in geringerer Menge;
4. einem Katalysator für die Urethanreaktion aus Polyol und Polyisocyanat;
5. einer geringeren Menge an Stabilisator nach der Erfindung.
Selbstverständlich kann man für die Schaumstoffherstellung einen oder mehrere der erfindungsgemäßen Stabilisatoren anwenden. Sinngemäß das gleiche gilt für die Reaktionskomponenten Polyol, Polyisocyanat, Treibmittel und Katalysator. So kann z. B. die Polyolkomponente der Reaktionsmischung aus einem einzelnen Triol oder einem Gemisch von Pulyäthern bestehen, aber auch aus einem Gemisch von Triolen oder einem einzelnen Polyäther oder einem Gemisch von zwei oder mehreren Triolen mit zwei oder mehreren Polyäthern.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Siloxane geschieht nach verschiedenen üblichen Verfahren (z. B. US-PS 28 72 435) durch die platinkatalysierte Addition eines cyansubstituierten Äthers (z. B. Allyl-/f-cyanäthyläther) an das entsprechende Hydrogensilan bei etwa 80 bis 90° C.
Die erfindungsgemäßen Siloxanflüssigkeiten können individuelle chemische Verbindungen sein, sind jedoch üblicherweise Gemische davon, zumindest teilweise, weil die Ausgangsmaterialien bereits selbst Gemische sind. Demzufolge stellen die oben angegebenen Formeln für die Siloxanflüssigkeiten Durchschnittsformeln dar und umfassen auch möglicherweise geringe Anteile anderer Siloxaneinheiten wie Methyl - (hydrogen) - siloxyeinheiten aufgrund unvollständiger Reaktion oder der Art der Ausgangsmaterialien, wie sie zur Herstellung der Siloxane angewandt wurden. Im allgemeinen brauchen die Siloxanflüssigkeiten jedoch nicht fraktioniert werden, sondern können durchgeblasen, abgestreift oder unverändert angewandt werden.
Die Anteile an aktivem cyanalkoxyalkylmodifiziertem Siloxan als Schaumstabilisator bei der PoIyurethan-Schaumstoffherstellung liegt zwischen etwa 0.03 und 2 Gew.-Teile oder darüber je 100 Gcw.-Tcile Polyol. Bevorzugt sind Mengenanteile zwischen etwa 0,08 und 0,6%, bezogen auf Polyol.
Als Polyolreaktionskomponente Tür die Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe eignen sich beliebige Polyäthertriole enthaltend zumindest 40 MoI-0Zo primäre Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 2000 und 8000.
Die jeweils anzuwendenden Polyole für die Schaumstoffherstellung hängen ab von dem Verwendungszweck der hochelastischen Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffe. So ergeben beispielsweise Polyäthertriole mit zumindest 40 Mol-% primären Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 2000 bis 8000, vorzugsweise 4000 bis 7000, eine Hydroxylzahl zwischen 84 und 21, vorzugsweise 42 bis 28, und
2o. primär flexible Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffe. Die zusätzlichen Polyäther, die beliebige Verhältnisse von primären zu sekundären Hydroxylgruppen aufweisen können und gemischt sind mit obigen PoIyäthertriolen, können angewandt werden zur Einstellung der Weichheit der Schaumstoffe und zur Veränderung der Lastaufnahmefähigkeit.
Die erhabnen hochelastischen, kaltgehärteten Urethan-Schaumsloffe lassen sich für dieselben Zwecke wie die üblicherweise in der Wärme gehärteten Schaumstoffe anwenden, z. B. als Polstermaterial, insbesondere bei Möbeln, in Transportsysiemen, Automobilen und Flugzeugen, weiters bei der Teppichherstellung und Verpackung.
Bei der großtechnischen Herstellung der hochelastischen Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffe kann es wünschenswert sein, die erfindungsgemäßen cyanalkoxy-alkylmodifiziertcn Siloxanflüssigkeiten in verdünnter Form anzuwenden, das heißt in Form eines Vorgemisches mit dem Lösungsmittel und gegebenenfalls der Katalysatorlösung. Der minimale Anteil an Siloxanflüsaigkeit in dem Vorgemisch soll zumindest etwa 10 bis zumindest etwa 30 Gew-% betragen.
Folgende Beispiele erläutern die Erfindung. Bei der Abkürzung »Me« handelt es sich um die Melhylgruppe. Die Konzentration ,angabe der Siloxanlösung bezieht sich auf 100 Teile Polyolkomponente, wenn nichts anderes angegeben. Der »Index 100« bezeichnet die Anzahl Mol NCO-Gruppen äquivalent der Gesamtanzahl Hydroxylgruppen in der Schäummasse; ein Tropfen Tetramethylammoniumsilanolat entspricht 4,57 ppm Kalium; alle Angaben zu Teilen. Prozenten und dergleichen sind, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1 (Vergleich)
In einen Kolben mit Thermometer, Rührer. Kondensator und Stickstoffdurchleitung wurden 43,8 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Mc3SiO(Mc2SiO)15(McHSiO)111SiMc,
und 31.2 g AHyl-ß-cyanälhyläthcr eingebracht, unter Rühren schnell auf etwa 85 C erwärmt, dann 25 ppm Platin als Platinchlorwasscrstoffsäure zugesetzt: bei exothermer Reaktion wurde die Masse bis /ur Beds endigung der Umsetzung zwischen etwa 85 und 110 C gehalten, dann abgekühlt auf Raumtemperatur, mit Natriumbicarbonat neutralisiert und filtriert. Man erhielt eine klare bräunliche Flüssigkeit
ler Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)15 — (NCC2H4OC3H6SiMeO)10SiMe3
nit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 2980 und einer Viskosität von etwa 116,6 cSt bei 25 C Siloxan A).
Beispiel 2
Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit 44,6 ε einer Hydrosiloxanfiüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)37(MeHSiO)3-2SiMe3
30,4 g AHyl-ß-cyanäthyläther, 50 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure und 1 Tropfen Essigsäure. Man erhielt eine klare bräunliche Flüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)317(NCC2H4OC3H6SiMeO)312SiMe3
mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 987 und einer Viskosität von etwa 35,1 cSl bei 25 C (Siloxan B).
Beispiel 3
Beispiel 2 wurde wiederholt mit 45,4 g Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)3-8 — (MeHSiO)3., SiMe3 und 29,6 g AHyl-ß-cyanäthyläther. Die erhaltene klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)3-8(NCC2H4OC3H6SiMeO)3-1SiMe3 hatte ein mittleres Molekulargewicht von etwa 967 und eine Viskosität von etwa 29,3 cSl (Siloxan C).
Beispiel 4
Beispiel 1 wurde wiederholt mit 43,8 g Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)36(MeHSiO)34SiMe3
31,2g AHyl-ß-cyanäthyläther und 50 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure. Die klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)3-6(NCC2H4OC3H6SiMeO)3-4SiMe3
hatte ein mittleres Molekulargewicht von etwa 998 und eine Viskosität von etwa 31,1 cSt bei 25 C (Siloxan D).
Beispiel 5
Beispiel 2 wurde wiederholt mit 46,5 g Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)39(MeHSiO)29SiMe3
und 28,5 g Allyl-ß-cyanäthyläther. Die klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)3-9(NCC2H4OC3H6SiMeO)29SiMe3
hatte ein mittleres Molekulargewicht von etwa 945 und eine Viskosität von etwa 27,6 cSt bei 25° C (Siloxan E).
Beispiel 6
Beispiel 2 wurde wiederholt mit 45,7 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO^8(McHSiO)30SiMe,
29,3 g AllyU/J-cyanälhyläther und 25 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure. Die klare bräunliche Flüssigkeit der Durchschnittslormel
Me3SiO(Mc-1SiOI18(NCC1H4OCjH6SiMcO)111SiMe, liiuiR ein mittleres Molekulargewicht von etwa 960 und eine Viskosität von etwa 29,3 cSt bei 25 C
Beispiel 7
Beispiel 1 wurde wiederholt mit 31.3 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me,SiO(Mc2SiO)40(MeHSiO)28SiMe,
15,37 g AllyU/i-cyanäthyläther und 10 ppm Platin als Plalinchlorwasserstoffsäurc. Die klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschnitlsformel
Me3SiO(Me2SiO)410(NCC2H4OC3H6OSiMeO)28SiMe3 hatte ein mittleres Molekulargewicht von etwa 935 (Siloxan G).
Beispiel 8
Beispie! 1 wurde wiederholt mit 47,2 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)32(MeHSiO)23SiMe3
27,8 g AHyl-ß-cyanäthyläther und 30 cm3 Xylol als Lösungsmittel. Die klare bräunliche Siloxanfiüssigkeit hatte eine Durchschnittsformel
Mc3SiO(Me2 SiO)3-2(NCC2 H4 OC3 h6SiMe0)2-3 SiMe3 ein mittleres Molekulargewicht von etwa 781 und eine Viskosität von etwa 19.1 cSt bei 25 C (Siloxan H).
Beispiel 9
Beispiel 6 wurde wiederholt mit 49 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)23(MeHSiO)L8SiMe3
und 26 g Allyl-/?-cyanäthvläther. Die erhaltene klare bräunliche Siloxanflüssigkeit halte eine Durchschniltsformel von
Me3SiO(Me2SiO)2-3(NCC2H4OC3H6SiMeO)-8SiMe3
ein mittleres Molekulargewicht von etwa 631 und eine Viskosität von etwa 13,4 cSt bei 25 C (Siloxan 11
Beispiel 10
Beispiel 6 wurde wiederholt mit 61.4 geiner Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)2-5(MeHSiO)15SiMe3
und 28,6 g Allyl-ß-cyanäthyläther. Die klare bräunliche Siloxanflüssigkeit hatte eine Durchschnittsformel von
Me3SiO(Me2SiO)2-5(NCC2H4OC3H6SiMeO)1-5SiMe3
ein mittleres Molekulargewicht von etwa 604 und eine Viskosität von etwa 11,6 cSt bei 25° C (Siloxan J).
Beispiel 11
Beispiel 2 wurde wiederholt mit 54,5 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)2-1 (MeHSiO)SiMe3
20,5 g AHyl-jJ-cyanäthyläther und 30 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure. Die Siloxanflüssigkeit hatte eine Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)2-I(NCC2H4OC3H6SiO)SiMe3
ein mittleres Molekulargewicht von etwa 488 und eine Viskosität von etwa 7,1 cSt bei 25°C (Siloxan K).
Beispiel 12 Beispiel 1 wurde wiederholt mit 49,8 g einer Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)3-3(MeHSiO)2-0SiMe3 25,2 g Allyl-/?-cyanäthyläther und 75 g Toluol. Die klare bräunliche Siloxanflüssigkeit hatte eine Durch-
Schnittsformel von
Me3SiO(Me2SiO)33(NCC2H4OC3H6SiMeO)20SiMc,
und ein mittleres Molekulargewicht von etwa 748 (Siloxan N).
Beispiel 13
Beispiel 1 wurde wiederholt mit 47 g einer Hydrosiloxanflüssigkeil der Durchschnittsformcl
Me3SiO(Me2SiO)30(MeHSiO)24SiMe3 und 28 g Allyl-ß-cyanäthyläther. Die klare bräunliche Siloxanflüssigkeit hatte eine Durchschnittsformel von
Me3SiO(Me2 SiO)3.0(NCC2 H4 OC3 H6SiMeO)24SiMe3 und ein mittleres Molekulargewicht von etwa 786 (Siloxan O).
Für die Herstellung der Schaumstoffe unter Anwendung der erfindungsgemäßen Schaumstabilisa- 2 toren wurden folgende Komponenten angewandt, die der Kürze halber wie folgt definiert sind:
Polyolkomponenten
El: Polyäthertriol, MG etwa 6000, Hydroxylzahl ; etwa 27, enthaltend etwa 85 Mol-% primäre Hydroxylgruppen, hergestellt durch Umsetzung von etwa 89% Propylenoxid und etwa 11% Äthylenoxid mit Glycerin.
E 2: Polyäthertriol, MG etwa 5000, Hydroxylzahl etwa 34, enthaltens etwa 75 Mol-% primäre Hydroxylgruppen, hergestellt durch Umsetzen von etwa 84% Propylenoxid and etwa 16% Äthylenoxid mit Glycerin.
E3: Pfropfpolymer/Polyol; etwa 80% Polyol, 10% Styrol, 10% Acrylnitril; Hydroxylzahl etwa 28, erhalten durch Polymerisieren von Styrol und Acrylnitril in E 2.
Polyisocyanate
C1: Gemisch von etwa 80 Gew.-% 2,4-Tolylendiisocyanat und etwa 20 Gew.-% 2,5-Toluendiisocyanat.
C 2: Polytnethylenpolyphenylisocyanatpolymer enthaltend etwa 2,6 bis 2,9 Mol NCO je Mol Polymer und einem Isocyanatgehalt von etwa 31,4%.
Ein Gemisch von Polyäthertrio! E2 und E 3 wurde bei 20 bis 30° C in einem Papierbecher dispergiert. dann Siloxanflüssigkeit und Katalysator Dibutylzinndilaurat mit Hilfe einer 5-cm3-Injektionsspritze zugesetzt; das Ganze mit einer Spachtel mit einem Vorgemisch aus Wasser, Katalysator, Triäthylendiamin und N-Äthylmorpholin als Katalysator vermischt, die ganze Masse dann noch in einem Mischer etwa 10 s bei 2150 UmM gerührt, während des Rührens Polyisocyanat C 3 schnell zugefügt und anschließend noch weitere sieben Sekunden gerührt. Die Schäummasse wurde dann schnell eingegossen in einen mit Pergaminpapier ausgekleideten Karton 203 χ 233 χ 152 mm in einer Holzform und konnte härten. Der Schaum konnte sich während zumindest 2 Minuten nach vollständigem Anstieg verfestigen, um eine Verdichtung am Boden des Schaumstoffs zu vermeiden. Der Karton mit Inhalt wurde nun in einen Ofen vor. 125°C 10 Minuten eingesetzt, um die Klebrigkeit zu verringern, die Trennung der Papierauskleidung zu erleichtern und anschließend ein Schneiden der Schaumstoffproben zu ermöglichen. Bevor der ganze Schaumstoff zerschnitten wurde, konnte er 1 Stunde stehen und wurde dann mit einer Bandsäge, 38 mm über dem Boden, in Schichten geschnitten.
Alle Schaummassen enthielten in 100 Gewichtsteilen Polyäthergemisch etwa 60 Teile (150 g) Polyäthertriol E 2,40 T°,ile (100 g) Polyäthertriol E 3), etwa 2,6 Teile (6,5 g) Wasser, etwa 0,1 Teil (0.25 g) Aminkatalysator, etwa 1,2 Teile (3 g) N-Äthylmorpholin
C3· Bestehend aus etwa 80 Gew.-% C1 und etwa 50 als Katalysator, etwa 0,12 Teile (0,3 g) festes Triäthy-
lendiamin als Katalysator, etwa 0,015 Teile (0,038 g) Dibutylzinndilaurat als Katalysator und etwa 33,9 Teile (84,8 g) Polyisocyanat C 3 (Index 100). Die erfindungsgemäße cyanalkoxyalkylmodifizierte Siloxanflüssigkeit wurde als 78gew.-%ige Lösung in Lösungsmittel Sl, wenn nicht anders angegeben, zur Anwendung gebracht. Art und Menge der jeweils an-
. , _. _., gewendeten Siloxanflüssigkeit en sind in Tabelle 1 zu-
Lösungsmittel fur Siloxan sammengefaßt.
Polyäthertriol, MG etwa 3000, erhalten durch 60 Die Atmungsfähigkeit (mit Ausnahme der Schaum-Umsetzen von Propylenoxid mit Glycerin, HydroxyJzahl etwa 56.
Al:
20Gew.-%C2.
Katalysator
Etwa 70 Gew.-% bis - (N,N - Dimethylaminoäthyl)-äther und etwa 30 Gew.-% Dipropyl- S5 glykol als Lösungsmittel.
Beispiel 14
Die Herstellung und Bewertung der Schaumstoffe unter Anwendung der erfindungsgeruHßen Schaumstabilisatoren geschah in folgender Weise:
stoffe 28 und 29) wurde mit einem »Gurley« Densometer ermittelt, der die Porosität oder den Luftwiderstand des Schaumstoffs für den Durchtritt eines gegebenen Luftvolumens (300 cm3) durch eine Fläche von 6,45 cm2 Schaumstoff an Hand der Zeit in Sekunden feststellt. Die angegebenen Werte sind Mittelwerte aus 5 Messungen. Bei den Schaumstoffen 28 und 29 gibt die Atmungsfähigkeit die Porosität des
Schaumstoffs an und ist grob proportional der Anzahl der offenen Zellen. Sie wurde ermittelt an einem 50 χ 50 χ 25 mm Stück aus der Mitte des Schaumstoffstücks mit Hilfe eines »Nopco Foam Breathybility Tester, GP-2 Model 40 GD 10«. Luft wurde durch einen Teil von 25 mm bei einem Druckunter-
schied von 12,7 mm WS Unterdruck gesaugt. Sie strömte parallel zu der Richtung des ursprünglichen Schaumanstiegs. Die Offenheit des Schaumstoffs oder Atmungsfähigkeit wurde als Luftstrom ermittelt und in cm3/min angegeben. Es trat mit Ausnahme der Schäume 32 bis 35 kein Schrumpfen auf.
Tabelle 1 Siloxan- Atmungs- Zellen Schrumpfen
Siloxan konz. lähigkeit
(%) (S) (cm I
4,7 6,3
A Vergleich 0,2 9,0 11,8 —
1 A 0,3 8,4 11,4 —
2 A 0,35 — — schwach
3 A 0,75 37,6 13,4 mäßig
4 A 0,3 6,4 9,9 —
5 B 0,75 6,5 10,5
6 B 1,12 8,3 11 —
7 B 0,3 4,6 10,2 —
8 C 0,75 5,7 10,2 —
9 C 1,12 10 11 —
10 C 0,3 5,5 8,7 —
11 D 0,75 5,8 9,5 —
12 D 1,12 8,3 10,2 —
13 D 0,3 4,6 9,5 —
14 E 0,75 8,1 10,2
15 E 1,12 !2,5 11,8
16 E 0,3 4,5 9,5 —
17 F 0,75 7,3 10,2 —
18 F 1,12 11,7 11,8 —
19 F 0,3 6,3 9.5 —
20 H 0,75 8,2 11 —
21 H 1,12 10,2 11,8 —
22 H 0,3 6,3 8,7 —
23 I 0,75 7,3 9,9 —
24 I 1,12 9,1 9,5 —
25 I 0,3 6,1 9,5 —
26 J 0,75 7,7 10,2 —
27 J 1,12 11,0 11 —
28 J 0,75 7,0 10,2 —
29 K 1,12 7,5 9,5 —
30 K 2,50 10,7 11,8 —
31 K
Zellen
viel Hohlräume, ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig geringe Hohlräume, ungleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig mittelmäßige Hohlräume unregelmäßig
mäßige Hohlräume, ungleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig viel Hohlräume, ungleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig geringe Hohlräume, ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig geringe Hohlräume, ungleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig geringe Hohlräume, ungleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig keine Hohlräume, gleichmäßig viel Hohlräume, ungleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßij keine Hohlräume, gleichmäßig
Beispiel
Eine weitere Versuchsreihe hochelastischer PoIyäther-Polyurethan-Schaumstoffe wurde im Sinne des Beispiels 16 hergestellt, jedoch war in der Schäummasse jeweils 100 Teile Polyäther in Form von 50 Teilen (100 g) Polyäthertriol E1 und etwa 50 Teilen (100 g) Polyäthertriol E 3, etwa 2,7 Teile (5,4 g) Wasser, etwa 0,08 Teile (0,16 g) Aminkatalysator A1, etwa 0,8 Teile N-Äthylmorpholin als Katalysator, etwa 0,15 Teile (0,3 g) Triäthylendiarnin als Katalysato etwa 0,033 Teile (0,066 g) Dibutylzinndilaurat a Katalysator, etwa 5,7 Teile (11,4g) Trichlorfluormi than als Treibmittel und etwa 34,1 Teile (58,2 j Polyisocyanat C 3 (Index 100) enthalten. Die erfii dungsgemäße cyanalkoxyalkylmodifizierte Siloxai flüssigkeit wurde in Form einer etwa 10gew.-%ige Lösung in Lösungsmittel S1 angewandt.
24 02 69i
Tabelle 2 Siloxan Siloxankonz. Atmuntis- /eilen
lahigkcit
1"") (S) (cm I
Vergleich 1,9 4.7
A G 0,8 3,9 7,1
1 G 2,0 5,1 9.5
2 G 3,0 5,2 9.5
3 J 0,8 3,9 7.1
4 J 2,0 5,1 9.5
5 J 3,0 5,2 9.5
6 N 0,8 4,3 7.9
11 N 2,0 6,4 9,5
12 N 3,0 9,0 10.2
13 O 0,8 4,7 7.1
14 O 2,0 4,8 8.7
15 O 3.0 6.2 10,2
16
Aus den Beispielen 14 und 15 ergibt sich, daß man die unregelmäßige Zellstruktur und die Hohlräume in den Schaumstoffen des Vergleichs eliminieren oder zumindest weitgehend verringern kann durch Anwendung der erfindungsgemäßen Schaumstabilisatoren, ohne daß diese jedoch ein Schaumschrumpfen J0 bewirken. Siloxan A fällt nicht unter den Erfindungsgegenstand. Damit wird zwar die Zellstruktur durch Verhinderung der Hohlräume verbessert, es kommt jedoch zu neuen Nachteilen, und zwar Schrumpfen des Schaums, so daß dieser Schaumstabilisator nicht zufriedenstellt. Mit den Schaumstabilisatoren D, G. 1 und J werden die Hohlräume vermieden, ohne daß es zu einem Schaumschrumpfen kommt, bei entsprechender Siloxan men ge. Die Werte für den Schaumstabilisator C müssen auf einem Versuchsfehler beruhen, und zwar im Hinblick auf die sehr guten Ergebnisse mit im wesentlichen den gleichen Siloxanen E und F.
Zellen
viel Hohlräume, ungleichmäßig
mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig
mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mittelmäßige Hohlräume, ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig
mäßige Hohlräume, ungleichmäßig
mäßige Hohlräume, ungleichmäßig
keine Hohlräume, gleichmäßig
keine Hohlräume, gleichmäßig
mäßige Hohlräume, ungleichmäßig
keine Hohlräume, gleichmäßig
keine Hohlräume, gleichmäßig
Bei geringem Schaumschrumpfen ist die normalerweise glatte Haut leicht faltig und gerissen. Bei mäßigem Schrumpfen wesentlich gerissen und faltig. Dieses Oberflächenschrumpfen beruht auf einer abnormal großen Menge an geschlossenen Zellen und einem dichten Schaum, was auf die Eigenschaften des Schaumstoffs wie Nachgiebigkeit, Druckverformungsrest und Lastaufnahme, sich als nachteilig erweist.
Bei schwerer Schrumpfung sind obige Nachteile und Fehler gravierender und ausgeprägter. Bei schwerem Schrumpfen hebt sich der Schaumstoff von den Seiten und/oder dem Boden der Form ab. Daraus ist ersichtlich, daß entsprechende Siloxanmengcn nach der Erfindung für die Herstellung hochelastischei Polyäther-Polyurethanschaumstoffe angewandt wer den können, was mit nicht erfindungsgemäßer Schaumstabilisatoren nicht der Fall ist.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Cyanalkoxyalkylipodifizierte Siloxanflüssigkeiten der Formel (CH3)3Si0[Si(CH3)2O]x[NC · CH2CH2O(CH2)3Si(CH3)O] ,Si(CH3J3
    worin χ 2 bis 4, y 1 bis 4 ist und das Siloxan ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 500 bis 1000 besitzt.
    2. Verwendung der Siloxanflüssigkeiten nach Anspruch 1 als Schaumstabilisator bei der Herstellung hochelastischer Polyäther-Polyurethan-Schaumstoffe.
DE19742402690 1973-02-22 1974-01-21 Cyanalkoxyalkylmodifizierte flüssige Polysiloxane und deren Verwendung als Schaumstabilisatoren Expired DE2402690C3 (de)

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Publication Number Publication Date
DE2402690A1 DE2402690A1 (de) 1974-09-12
DE2402690B2 true DE2402690B2 (de) 1977-04-21
DE2402690C3 DE2402690C3 (de) 1977-12-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092700B1 (de) * 1982-04-23 1986-07-16 Th. Goldschmidt AG Verfahren zur Herstellung hochelastischer kalthärtender Polyurethanschaumstoffe

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EP0092700B1 (de) * 1982-04-23 1986-07-16 Th. Goldschmidt AG Verfahren zur Herstellung hochelastischer kalthärtender Polyurethanschaumstoffe

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GB1462066A (en) 1977-01-19
CA1032551A (en) 1978-06-06
FR2219169B1 (de) 1978-03-31
AU6470074A (en) 1975-07-24
DE2402690A1 (de) 1974-09-12
JPS5213836B2 (de) 1977-04-16
FR2219169A1 (de) 1974-09-20
JPS49109499A (de) 1974-10-17
IT1007002B (it) 1976-10-30
ES422477A1 (es) 1976-05-01
BE809979A (fr) 1974-07-22

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