DE2402690C3 - Cyanalkoxyalkylmodifizierte flüssige Polysiloxane und deren Verwendung als Schaumstabilisatoren - Google Patents

Cyanalkoxyalkylmodifizierte flüssige Polysiloxane und deren Verwendung als Schaumstabilisatoren

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DE2402690C3
DE2402690C3 DE19742402690 DE2402690A DE2402690C3 DE 2402690 C3 DE2402690 C3 DE 2402690C3 DE 19742402690 DE19742402690 DE 19742402690 DE 2402690 A DE2402690 A DE 2402690A DE 2402690 C3 DE2402690 C3 DE 2402690C3
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Description

Die Erfindung betrifft cyanalkoxyalkylmodifizierte Siloxanflüssigkeilen der Formel (CH3J3SiO[Si(CH3J2O]x[NC ■ CH2CH2O(CH2)JSi(CHj)O] ,.S1(CH.,).,
orin ν 2 bis 4, y 1 bis 4 ist und das Siloxan ein durch-•hnittliches Molekulargewicht von etwa 500 bis 1000 •sitzt. Sie dienen als Schaumstabilisatoren bei der Erstellung hochelastischer Polyälher-Polyurelhan-ί-haumsloffc.
Die Herstellung hochelastischer Polyälber-PoIyrethanschaumstoiTc geschieht durch Aufschäumen nd Härten einer Reaktionsmischung, bestehend aus
1. einer Polyol-Komponenle, bestehend aus
a) einem Polyälhertriol enthaltend zumindest 40 Mol-% primäre Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht von etwa 2000 bis 8000. oder
b) einem Gemisch eines solchen Polyäthertriols mit andern Polyälhern mit einem mittleren Hydroxylgruppengehall von zumindest 2. wobei der Polyäthertriolanleil dieses Gemisches zumindest 40 Gew.-% des Gcsamtpolyolgehalts ausmacht;
2. einer Polyisocyanat-Komponentc, wobei Polyol und Polyisocyanat in der Reaktionsmischung die Hauptbestandteile sind;
3. einem Treibmittel in geringerer Menge;
4. einem Katalysator Pur die Urcthanrcaklion aus Polyol und Polyisocyanal;
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 Polyäthcrn 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 ueschicht nach verschiedenen üblichen Verfahren (z. B. US-PS 28 72 435) durch die platinkatalysierte Addition eines cyansubstituierlen Äthers (z. B. Allyl-/i-cyanäthyläther) an das entsprechende Hydrogensilan bei etwa 80 bis 90" C.
Die erfindungsgemäßen Siloxanflüssigkeitcn können individuelle chemische Verbindungen sein, sind jedoch üblicherweise Gemische davon, zumindest teilweise, weil die Alisgangsmaterialien bereits selbst Gemische sind. Demzufolge stellen die oben angegebenen Formeln Rir die Siloxanflüssigkeitcn Durchschniltsformeln dar und umfassen auch möglicherweise geringe Anteile anderer Siloxaneinheiten wie Methyl - (hydrogen) - siloxyeinhcitcn aufgrund unvollständiger Reaktion oder der Art der Ausgangsmaterialien, wie sie zur Herstellung der Siloxane angewandt wurden. Im allgemeinen brauchen die Siloxanflüssigkeitcn jedoch nicht fraktioniert werden, sondern können durchgeblascn, abgestreift oder unverändert angewandt werden.
Die Anteile an aktivem cyanaikoxyaikyliiuiüifiZierlem Siloxan als Schaumstabilisator bei der PoIyurethan-Sehaumsloffherstellung liegt zwischen etwa 0 03 und 2 Gew.-Teile oder darüber je 100 Gew.-Teile Polyol. Bevorzugt sind Menuenanteile zwischen etwa 0,08 und 0,6%, bezogen auf Polyol.
Als Polyolreaktionskomponente Tür die Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe eignen sich beliebige Polyälhertriole enthaltend zumindest 40 Mol-% primäre Hydroxylgruppen mil einem Molekulargewicht zwischen etwa 2000 und 8000.
Die jeweils anzuwendenden Polyole für die Schaumstoffherstellung hängen ab von dem Verwendungszweck der hochelastischen Polyälher-Polyurethan-
• 5 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 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 erhaltenen hochelastischen, kaltgehärleten Urethan-Schaumstoffe lassen sich für dieselben Zwecke wie die üblicherweise in der Wärme gehärteten Schaumstoffe anwenden, z. B. als Polstermaterial, insbesondere bei Möbeln, in Transportsvslemen. Automobilen und Flugzeugen, weilers bei der Teppichhcrstellung und Verpackung.
Bei der großtechnischen Herstellung der hoch-
XS elastischen Polyälher-Polyurethan-Schaumstoffe kann es wünschenswert sein, die erfindungsgcmäßen eyanalkoxy-alkylmodifiziertcn Siloxanflüssigkeitcn in verdünnter Form anzuwenden, das heißt in Form eines Vorgemisches mit dem Lösungsmittel und gegebenenfalls der Katalysatorlösung. Der minimale Anteil an Siloxanflüssigkeit in dem Vorgemisch soll zumindest etwa 10 bis zumindest etwa .30 Gew.-% betragen.
Folgende Beispiele erläutern die Erfindung. Bei der Abkürzung »Mc« handelt es sich um die Methylgruppe. Die Konzentralionsangabe 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 Tctramcthylammoniumsilanolal 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 Sticksloffdurchlcilung wurden 43.8 g einer Hydrosiloxanflüssigkeil der Durchschnitlsforme!
Me1SiO(Me2SiO)1SlMeIlSiOi111SiMe,
und 31.2 g AllyU/i'-cyanäthyläiher ,eingebracht, unter Rühren schnell auf etwa 85 C erwärmt, dann 25 ppm Platin als Platinehlorwasserstol'fsäure zugesetzt; bei exothermer Reaktion wurde die Masse ois zur Bett-; cridigimii der Umsetzung /wischen etwa 85 und 110 C gehalten, dann abgekühlt auf Raumtemperatur, mit Natriumbicarbonal neutralisiert und filtriert. Man erhielt eine klare bräunliche Flüssigkeit
5 °
Jcr Durchsehnilisformel
Me1SiO(Mc2SiO)15 - (NCC2H4OC1H6SiMeO)111S1Me,,
mil einem minieren Molekulargewicht von clwa 2980 und einer Viskosität ν· η etwa 116.6 cSl bei 25 C [Siloxan A).
Beispiel 2
Da·· Beispiel 1 wurde wiederholt mit 44.6 g einer Hydrosiloxanflüssigkcit der Durchschniltsformel
Mc,SiO(Me2SiO),.-,(MeHSiO), ,SiMc,
30.4 g AllyU/i-cyanäthylälher. 50 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure und I Tropfen Essigsäure. Man erhielt eine klare bräunliche Flüssigkeit der Durchschniltsformel
Me3SiO(Mc2SiO)3-7(NCC2 H4 OC3H6SiMeO)3-2SiMe.,
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 Hydrosiloxanflüssigkcit der Durchschnittsformel
MCjSiO(Mc2SiO)1S-(MeHSiO)11SiMe, und 29,6 g Allyl-^cyanäthyläthcr. Die erhaltene klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschniltsformel
Me3SiO(Me2SiO)J8(NCC2H4OCjHf1SiMcO)31SiMe3 hatte ein mittleres Molekulargewicht von etwa 967 und eine Viskosität von etwa 29,3 cSt (Siloxan C).
Beispiel 4
Beispiel 1 wurde wiederholt mit 43.8 g Hydrosüoxanflüssigkeil der Durchsehnittsformc!
Me1SiO(Me2SiO)3,,(MeI ISiO)J4SiMe,
31.2 g Allyl-/)-cyanäthylälhcr und 50 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure. Die klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschnittsformel
Mc3SiO(Mc2SiO)3-6(NCC2 H4 OC., H0SiMcO)3-4SiMc3
halte ein minieres Molekulargewicht von etwa 998 und eine Viskosität von elwa 31.1 cSt bei 25 C" (Siloxan D).
Beispiel 5
Beispiel 2 wurde wiederholt mit 46.5 g Hydrosiloxanflüssigkeit der Durchschnitlsformcl
MCjSiO(Mc2SiO)J1)(McHSiO)24SiMc1
und 28.5 g AllvU/j-cyanäthyläther. Die klare bräunliche Flüssigkeit mit der Durchschnittsformcl
MCjSiO(Me2SiO)Jg(NCC2H4OC3H6SiMeO)2-9SiMc1
hatte ein mittleres Molekulargewicht von etwa 945 und eine Viskosität von elwa 27,6 cSt bei 25 C (Siloxan F).
Beispiel 6
Beispiel 2 wurde wiederholt mit 45.7 g einer Hydrosiloxanflüssigkcit der Duichschnittsformcl
Mc3SiO(Me2SiO), „(MeHSiO), ,,SiMe1
29.3 μ Allyl-/>'-cyaηäthyläther und 25 ppm Platin als Platinchlorwasserstoffsäure. Die klare bräunliche Flüssigkeit der Durchschniltsformel
halle ein mittleres Molekulargewicht von clwa 960 und eine Viskosität von elwa 29,3 cSl bei 25 C iSiloxan F).
H e i s ρ i e I 7 Beispiel I wurde wiederholt mil 31.3 μ einer 1 l\.drosilo\nntlüssigkeil der Durchschnitlsloi nid
Me1SiO(Me2SiO)411(MeHSiO)1xSiMe,
\37 μ All_\l-/;-cyanälhvlälher und 10 ppm Platin als Plalinchlorwasserslolfsäure. Die klare bräunliehe lliispkeil mil der Durehschnillsfoimel
alle ein minieres Molekulargewicht von etwa lJ35 (Siloxan Ci).
Beispiel S Beispiel 1 wurde wiederholt mit 47.2 μ einer 1 lsdrosiloxanlliissiükeil der Durchschnitlsfoi mel
Me1SiO(Me2SiOl12(MeIlSiO), ,SiMe,
-7.Su Allyl-/i-cyanäth\iälhci i.nd 30 env1 Xylol als Lösungsmittel. Die klare bräunliche Siloxantlüssiükeil halle eine Durchschnittsformel
Me3SiO(Me2SiO)1 ,(NCC ,H4OC111,,SiMeO)2 (SiMe, ein mittleres Molekulargewicht von elwa 7Sl und eine Viskosität von etwa I1J1I cSl bei 25 C iSiloxan 11|.
Beispiel 9
Beispiel d wurde wiederholt mil 41J μ einer Hydrosiloxanflüssigkeil der Durehsehnittsformel
Mc1SiO(Me2SiO), ,(McIlSiO)1 KSiMc,
und 2(i ü /Mhl-.i-cvanälhyläther. Die erhaltene klare bräunliche Siloxanlliissi^keit hatte eine Durchschnitts·
formel von
Me1SiO(Me2SiO)2 ,(NCC2H4OC1H^SiMcO)11SiMe,
ein mittleres Molekulargewicht \on etwa d3l und eine Viskosität \ou ei« a 13.4 eS! bei 25 CiSiloxanll.
Beispiel 10
Beispiel (i wurde wiederholt mit 61.4 μ einer Ilydrosiloxanflüssiiikeil der Durchseh η illsfornie!
Me1SiO(Me2SiO). ,(McHSiO)1 ,SiMe,
und 2S.(i U Allyl-,i-cyanäthyläthei". Die klare bräunliche Siloxanlliissiukeit halle eine Durchschnitlsfoi ni von
Me1SiO(Me2SiO)2 ,(NCC 2 H4OC., H11SiMeO),,SiMe1
ein mittleres Molekularuewichl von etwa WM und eine Viskosität von etwa 1 l.fi cSl bei 25 C (Siloxan .1).
Beispiel 11 Beispiel 2 wurde wiederholt mit 54.5 μ einer 1 l\diosi!i>\anfliissiükeil der Durchschnitlsformel
Me1SiO(Me2SiO), ,!MeIlSiO)SiMe1
20.5 s: Allyl-/i-e\anäihyläther und 30 ppm Platin als PhIUnChIoIWaSSeISn)ITsUUIf Die Siloxanlliissiükeit ha eine Durehsehnittsformel
Me1SiO(Me2SiOl, ,(NCC2II4OC1Il11SiO)SiMe1
ein mittleres Molekulargewicht von elwa 4SX und eine Viskosität von elwa 7.1 cSl bei 25 ClSiloxankl.
Beispiel 12 Beispiel I wuiile wiederholt mit 4l).X ;■ cinci I l>diosiln\anlliissiükeil dei Duiehseluiiilsf'orniel
Me1SiOlMcSiO)1 ,IMeIISiOi111SiMe1 "'s"1.. \1|\| .; ixanällnlii'hei und 75'.· I oluol Die klare bräunliche Silovanlliissirkeil hatte eine Dui
ίο
schnittsformel von
MCjSiO(Mc2SiO)1 ,(NCC2 H4OC, 11,,SiMeO)2,,SiMe, und ein mittleres Molekulargewicht von etwa 74K (Siloxun N).
Beispiel 13 Beispiel I wurde wiederholt mit 47 μ einer Hydrosiloxanflüssigkeil der Durchschnillsformel
Me1SiO(Me2SiO), ,,(MeHSiO)24SiMe, und 28 μ AIIyl-/>'-cyanälhyiülher. Die klare bräunliche Siloxaniliissigkeit hatte eine Durchschnillsformel von
Me1SiO(Me2SiO)51)(NCC2H4OC1H11SiMeO)24SiMe, und ein mittleres Molekulargewicht von etwa 786 (Siloxan O).
Für die Her.-.teilung der Schaumstoffe unter Anwendung der erlindiingsgemäßen Schaumstabilisatorcn wurden folgende Komponenten angewandt, die der Kürze halber wie folgt definiert sind:
Polyolkomponenlen
Polyäthertriol, MG etwa 6(K)O, Hydroxylzahl etwa 27. enthaltend etwa 85 Mol-% primäre Hydroxylgruppen, hergestellt durch Umsetzung von etwa 89% Propylenoxid und etwa 11% Äthylenoxid mit Glycerin.
Polyälhertriol, MCi etwa 5(KM), Hydroxylzahl etwa 34, enthaltens etwa 75 Mol-% primäre Hydroxylgruppen, hergestellt durch Umsetzen von etwa 84% Propylenoxid und etwa 16% Athylcnoxid rnil Glycerin.
Pfropfpolymer/Polyol; etwa 80% Polyol, 10% Styrol. 10% Acrylnitril; Hydroxylzahl etwa 28. erhalten durch Polymerisieren von Styrol und Acrylnitril in Ii 2.
25
35
40
Polyisocyanate
Gemisch von etwa 80 Gew.-% 2,4-Tolylendiisocyanat und etwa 20 Gew.-% 2,5-Toluendiisocyanal.
Poly melhylen poly phenylisocyanat polymer enthaltend etwa 2,6 bis 2,9 Mol NCO je Mol Polymer und einem Isocyanatgehall von etwa 31.4%.
Bestehend aus etwa 80 Gew.-% Cl und etwa so 2OGew.-%C2.
Katalysator
Llwa 70 Gew.-% bis - IN.N - Dimelhylaminoälhyl)-äther und etwa 30 Gew.-% Dipropyl- ^ glykol als Lösungsmittel.
l.ösungsmillel für Siloxan
Polyälhertriol, MG etwa 3000. erhalten durch (,„ Umielzen von Propylenoxid mit Glycerin. Hydroxyl/ahl etwa 56.
Beispiel 14
Die Herstellung und Bewertung der Schaumstoffe unter Anwendung der erlindiingsgemäßen Schaumstabilisaloren geschah in folgender Weise:
Ein Gemisch von Polyäthertriol L 2 und 1:3 wurde bei 20 bis 30 C in einem Papierbechei dispeigierl, dann Siloxanflüssigkeit und Katalysator Dibutylzinndilaurat mit Hilfe einer 5-em3-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 von 125 C K) Minuten eingesetzt, um die Klebrigkeit zu verringern, die Trennung der Papicrauskleidung 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 einei Bandsäge. 38 mm über dem Boden, in Schichten ge schnitten.
Alle Schaummassen enthielten in 100 Gewichtsteilen Polyäthcrgemisch etwa 60 Teile (150 g) Poly äthertriol E2,40 Teile (HX) g) Polyäthertriol E3), etwa 2.6 Teile (6.5g) Wasser, etwa 0.Γ Teil (0,25g) Aniinkatalysator, etwa 1,2 Teile (3 g) N-Äthylmorpholir 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.·; Teile (84,8 g) Polyisocyanat C3 (Index 100). Die erfin dungsgemäße cyanalkoxyalky!modifizierte Siloxan flüssigkeit wurde als 78gew.-%ige Lösung in Lo sungsmittel Sl, wenn nicht anders angegeben, zui Anwendung gebracht. Art und Menge der jeweils an gewendeten Siloxanflüssigkeilen sind in Tabelle I zu sammenuefaßt.
Die AlmiMigslahigkeit (mit Ausnahme der Schaum stoffe 28 und 29) wurde mit einem »Gurlcy« Denso meter ermittelt, der die Porosität oder den Luft widerstand des Schaumstorfs für den Durchtritt eine: gegebenen Luftvolumens (300 cm1) durch eine Fläcln von 6,45 cnr Schaumstoff an Hand der /eil in Se· künden feststellt. Die angegebenen Werte sind Mittel werte aus 5 Messungen. Bei den Schaumstoffen 2i und 29 gibl die Almungsfähigkeil die Porosität de:
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 Schaumsioffslücks mit Hilfe eines »Nopco Foam Breathybility Tester, GP-2 Model 40 GD 10«. Luft wurde durch einen Teil von 25 mm bei einem Druckuntcr-
schied von 12,7 mm WS Unterdruck gesaugt. Sie strömte parallel zu der Richtung des ursprünglichen Schaumanstiegs. Die Offenheit des Schaumstoffs oder Atmungsfähigkeil wurde als Luftstrom ermittelt und in enr'/min angegeben. Es trat mil Ausnahme der Schäume 32 bis 35 kein Schrumpfen auf.
Tabelle 1 1 Silox.in SiIdXiIIi- Alnuinus- /vllcn Schrumpfen
1 kon/. I'iiliiukcit
3 ("») (cm)
4 Vergleich 4,7 6,3
A 5 A 0,2 9,0 11.8
6 A 0,3 8,4 11,4
7 A 0,35 schwach
8 A 0,75 37,6 13,4 mäßig
9 B 0,3 6,4 9,9
H) B 0,75 6,5 10,5
11 B 1,12 8,3 11
12 C 0,3 4,6 10,2
13 C" 0,75 5,7 10,2
14 C 1,12 10 11
15 D 0,3 5,5 8,7
16 D 0,75 5,8 9,5
17 D 1,12 8.3 10,2
IS L 0,3 4.6 9,5
10 L 0,75 8,1 10,2
20 I 1,12 12,5 11,8
21 1 0,3 4.5 9,5
22 1- 0,75 7.3 10,2
23 1' 1,12 11.7 11,8
24 Il 0,3 6.3 9,5
25 H 0,75 8,2 Il
2(i Π 1,12 10.2 11.8
27 1 0,3 6,3 8,7
28 1 0,75 7,3 9,9
29 1 1,12 9,1 9,5
30 J 0,3 6,1 9.5
31 .1 0.75 7,7 10.2
J 1.12 11,0 11
K 0,75 7,0 10,2
K 1.12 7,5 9.5
K 2.50 10,7 11,8
/eilen
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 1 lohlräuine, ungleichmäßig viel 1 !ohlräume, 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 I lohlräuine. ungleichinäßij keine Hohlräume, uleichmäßii!
Beispiel
Line 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) l'olyäthertriol Ii I und etwa 50 Teilen (100 g) Polyäthertriol F3, etwa 2.7 Teile (5,4 g) Wasser, etwa 0,08 Teile (0,16 g) Aminkatalysalor A 1. etwa 0.8 Teile N-Älhvlmorpholin als Katalysator, elwa 0,15 Teile (0,3 g) Triüthylcndiamin als Kaiahsato elwa 0,033 Teile (0,066 g) Dibutyl/inndilaurai a Katalysator, etwa 5,7 Teile (11,4 g) Triehlorfluoi m than als Treibmittel und elwa 34.1 Teile (58.2 Polyisocyanal C'3 (Index 100) enthalten. Die ert'i dungsgemäße cyanalko\\alkylmodili/ierle Si Ion a llüssigkeil wurde in Form einer etwa !0gew.-"uig< Losung in Lösungsmittel S I angewandt.
I libelle 2
Silovin SMov.nk... i/. Aliminus- /eilen
Is) lan)
\ Vergleich 1.9 4.7
1 (i 0.N 3 9 7.!
2 (1 2.0 5.1 9.5
3 C. 3.0 5.2 9.5
4 .1 o.x 3,9 7.1
5 .1 2.0 5.1 9.5
6 .1 3.0 5.2 9.5
Il N O.S 4.3 7.9
12 N 2.0 (1.4 9.5
13 N 3.0 9.0 10.2
14 O O.X 4.7 7.1
15 O 2.0 4.K S.7
Ki O 3.0 6.2 10.2
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 crfindiingsgcmäßcn Schaumstabilisatorcn. ohne daß diese jedoch ein Schaumschrumpren bewirken. Siloxan A Rillt nicht unter den Erlindungsgegensland. Damit wird /war die Zellstruktur durch Vcihinderung der Hohlräume verbessert, es kommt jedoch /u neuen Nachteilen, und /war Schrumpfen des Schaums, so daß dieser Schaumstabilisator nicht /ufriedcnstcllt. Mit den Schaumstabilisatoren D. G. 1 und .1 werden die Hohlräume vermieden, ohne daß es /u einem Schaumschrumpfen kommt, bei entsprechender Siloxanmcnge. Die Werte für den Schaumstabilisator C müssen auf einem Versuchsfelder beiiihen. und /war im Hinblick auf die sehr guten Ergebnisse mit im wesentlichen den gleichen Siloxanen E und I·.
.15
40 /eilen
viel 1 lohlriiume. ungleichmäßig
mittelmäßige I lohlriiume. ungleichmäßig mäßige Hohlräume, ungleichmäßig
mittelmäßige 1 lohlräume. ungleichmiiüig mittelmäßige 1 lohlriiume. 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
Hei geringem Schaunischrumpfen ist die normalerweise glatte Haut leicht faltig und gerissen. Hei mäßigem Schrumpfen wesentlich gerissen und fällig. Dieses Obcrflächcnschrumpfen beruht auf einer abnormal großen Menge an geschlossenen Zellen und einem dichten Schaum, was auf die Eigenschaften des Schaumstoffs wie Nachgiebigkeit. Druckvcrformungsrest und l.astaufnahmc. sieh als nachteilig erweist.
Bei schwerer Schrumpfung sind obige Nachteile 1 nd Fehler gravierender und ausgeprägter. Bei schwerein Schrumpfen hebt sich der Schaumstoff von den Seiten und/oder dem Boden der Form ab. Daraus ist ersichtlich, daß entsprechende Siloxanmcngcn nach der Erfindung für die Herstellung hochelastischer Polyälhcr-I'olvurethansehaumstoffe angewandt wcrden können, was mit nicht erfindungsgemäßen Schaumstabilisatoren nicht der Fall ist.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Cyanalkoxyalkylmodifizierte Süoxanflüssigkeiten der Formel
(CH3USiO[Si(CH3),O],[NC ■ CH2CH2O(CH,).,Si(CH3)O],,Si(CH.,).,
worin χ 2 bis 4, ν 1 bis 4 ist und das Siloxan ein Anspruch 1 als Schaumstabilisator bei der Herdurchschnittliches Molekulargewicht von etwa io stellung hochelastischer Polyäthcr-Polyurelhan-500 bis 1000 besitzt. " Schaumstoffe.
2. Verwendung der Siloxanflüssigkeiten nach
Die Erfindung betrifft flüssige Cyanalkoxy-alkylniodifizierte Siloxane als Schaumstabilisatoren bei der Herstellung von hochelastischen Polyäther-Polyurelhan-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 Polyolc und der Talsache, daß die hochelastischen Polyurethan - Schaumstoffe nur geringfügige oder keine Härtung in der Wärme benötigen und damit auch oft als kalthärtcnde Schaumstoffe bezeichnet werden. Solche Schaumstoffe sind wünschenswert für 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 erhallen, jedoch ergeben solche Schäume im allgemeinen eine unregelmäßige Zellenstruktur, insbesondere zeigt sich dies durch Oberflächenhohlräume und die Tatsuche, 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 Polyurelhanschäuinen anwendet, sind nicht zufriedenstellend, da diese zu einer gewissen überstabilisierimg und damit ex-Irein hoher Dichte und Schrumpfen des Schaums führen. Auch läßt sich dieses Problem nicht lösen durch Verringerung der Konzentrationen soldier oberflächenaktiver Mittel, da bei Konzentralionen 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 aufweist.
Auch die Anwendung nicdeiviskoser Dimelhylsiloxanöle als Stabilisatoren für hochelastische Schaumstoffe führt z. B. in niederen Konzentrationen /u Problemen hei der Dosieruni: und l'öidcrunü der
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(H) 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 Hexamethyldisiloxan, 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 lsocyanat reaktionsfähige Verdünnungsmittel, wie Polyäthertriole. die nicht nennenswert die Eigenschaften der Schaumstoffe verändern, weil sie in das System einreagicren 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 Dimelhylsiloxanen mit mehr als etwa IO Dimcthylsiloxyeinheiten je Siloxan. So können beispielsweise schon 5 oder 10 Gew.-% solcher Stoffe im Dimelhylsiloxanöl nennenswert die physikalischen Eigenschaften der Schaumstoffe herabsetzen und sogar zu einem Schrumpfen des Schaums führen.
Nach zwei älteren Vorschlägen (DT-OS 21 53 0X6 und DT-OS 23 56 443) werden im Rahmen der Herstellung hochelastischer Polyäther - Polyurethan-Schaumstoffe bestimmte Siloxanoxyalkylen-Blockmischpolymere bzw. aralkylmodifizierte Siloxanpolymerc 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 Zellcnglcichmäßigkeit, 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 dor Nachgiebigkeit 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 aiie oberflächenaktiven Mitte! zur Herslellum' hochelastischer Schaumstoffe eignen. Selbst flüssige Polysiloxane ähnlichen Aufbaus können ein Schrumpfen des Schaums oder Hohlräume im Schaumstoff nicht verhindern.
DE19742402690 1973-02-22 1974-01-21 Cyanalkoxyalkylmodifizierte flüssige Polysiloxane und deren Verwendung als Schaumstabilisatoren Expired DE2402690C3 (de)

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