DE2425707A1 - Hydrophile polyurethanschaeume - Google Patents

Hydrophile polyurethanschaeume

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DE2425707A1
DE2425707A1 DE19742425707 DE2425707A DE2425707A1 DE 2425707 A1 DE2425707 A1 DE 2425707A1 DE 19742425707 DE19742425707 DE 19742425707 DE 2425707 A DE2425707 A DE 2425707A DE 2425707 A1 DE2425707 A1 DE 2425707A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DipL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DlpL-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
281134 β FRANKFURT AM MAIN
TELEFON (Oein 2a70J4 GR ESCHENHEIMER STBASSE
Case PM.1867
Wd/Sch
MONTEDISON S.p.A. Foro Buonaparte, Mailand Italien
Hydrophile Polyurethanschäume.
409881/1102
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf offenzellige, hydrophile Polyurethanschäume.
Verfahren, um Polyurethanschäume hydrophil zu machen, sind bekannt und bestehen darin , daß man den polymeren Materialien während der /leaktion zwischen der Polyolkomponente und der Isocyankompoiiente fremde Substanzen zugibt, die den Schäumen hydrophile Eigenschaften verleihen. Für diesen Zweck sind verschiedene Arten von Materialien vorgeschlagen worden, darunter beispielsweise Holzpulver, Pflanzenfasern, Zellulose und deren Derivate, wie Carboxymethylzellulose und dergleichen.
Dieses Verfahren bringt jedoch gewisse Nachteile mit sich, die darin bestehen, daß einmal Verarbeitungsschwierigkeiten beim Gießen auftreten und die erhaltenen Schäume zum anderen eine geringe Homogenität besitzen.
Außerdem kann, wenn der Polyolkomponente bereits zu Beginn solche fremden Materialien zugegeben werden, ein Absetzen während der Lagerung auftreten, wodurch ein erfolgreiches Formpressen inirage gestellt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von hydrophilen Polyurethanschäumen, die frei von den oben aufgezählten Nachteilen sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind offenzellige, hydrophile Polyurethanschäume, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Umsetzen einer Mischung, die:
etwa 50 - 90 Gew.-Teile von einem oder mehreren dreifunktionellen Polyol(en) mit einem Molekulargewicht von etwa 500 3000, vorzugsweise etwa 1000;
etwa 10 - 50 Gew.-Teile von einem oder mehreren dreifunktionellen Polyol(en) mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 500; gegebenenfalls und vorzugsweise
409881/1102
- bis zu etwa 10 Gew.-Teile von einem oder mehreren Polyol(en) mit einer Funktionalität von etwa 2-6 und einem Molekulargewicht bis zu etwa 1000;
- etwa 1-5 Gew.-Teile Wasser ;
- etwa 0,1 -2 Gew.-Teile oberflächenaktive Mittel vom Silikontyp;
- etwa 0,1 - 5 Gew.-Teile eines Katalysators vom Aminotyp;
und schließlich gegebenenfalls und vorzugsweise bis zu etwa 50 Gew.-Teile von einem oder mehreren Treibmittelin) , die aus Halogenderivaten von gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit einer niedrigen Anzahl von Kohlenstoffatomen bestehen;
enthält,
mit einem oder mehreren organischen Isocyanat(en) erhalten worden sind, wobei erfindungsgemäß das dreifunktionelle Polyol, das ein Molekulargewicht von weniger als etwa 500 hat, vom Aminotyp ist und vorzugsweise aus Trialkanol-minen besteht, worin das Alkyl etwa 2-4 Kohlenstoffatome aufweist und die Menge an Äquivalenten an NCO-Gruppen (Isocyanat-Index) zwischen etwa 40 und 80 % der theoretischen Menge liegt, die notwendig ist, um die gesamten aktiven Wasserstoffatome der Polyole und des V/assers umzusetzen.
Die erfindungsgemäßen Schäume haben eine Dichte zwischen etwa 1,2 und 100 kg/m , je nach dem Gehalt an V/asser und Treibmittel; sie sind offenzellig, halbsteif und stark hydrophil, wie aus dem hohen Wasserabsorptionswert, der nach einem zehnminütigen Eintauchen in Wasser im allgemeinen mehr als 0,500 g/cm beträgt, zu ersehen ist.
Die erfindungsgemäßen hydrophilen Schäume können in vielen Bereichen verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist ihre Verwendung als Wachstumssubstrat in einem sehr warmen und
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trockenen Klima, da diese Schäume aufgrund ihrer "besonderen hydrophilen Eigenschaften ein zu rasches Verdunsten des Wassers, das zum Befeuchten der Kulturen verwendet wird, verhindern.
Die Polyole mit einem Molekulargewicht von etwa 500 - 3000, die erfindungsgemäß als Komponenten der Polyurethanschäume verwendet werden, können aus einer Vielzahl von Produkten ausgewählt werden. Besonders zufriedenstellende Ergebnisse erhält man mit Polyolen, die aus Glycerin und/oder Trimethyolpropan und/oder Triäthanolamin mit niederen Alkylenoxyden, wie Äthylenoxyd und Propylenoxyd, hergestellt worden sind. Auch die Polyole mit einer Funktionalität von etwa 2-6 können aus einer Vielzahl von Produkten ausgewählt werden.
Besonders günstige Ergebnisse erzielt man bei Verwendung von Polyolen, die aus Sorbit und niederen Alkylenoxyden, wie Äthylenoxyd und Propylenoxyd, hergestellt worden sind.
Auch die organischen Isocyanate können aus vielen verschiedenen cycloaliphatischen, aliphatischen und/oder aromatischen dioder polyfunktionellen Derivaten, auch vom polymeren Typ, ausgewählt werden. Insbesondere eignen sich 2,4- und/oder 2,6-Toluol-diisocyanat, 4,4-Diphenylmethan-diisocyanat und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate.
Als Treibmittel können ebenfalls viele verschiedene Verbindungen verwendet werden.
Sehr günstige Ergebnisse erhält man bei Verwendung von Chlorfluormethanen und Chlorfluoräthanen, wobei insbesondere Trichlorfluormethan bevorzugt wird.
Die Reaktion zwischen der Mischung, die aus den Polyolen, Wasser und gegebenenfalls dem halogenhaltigen Treibmittel besteht, und der Isocyanatkomponente in Anwesenheit des Katalysators vom Aminotyp und den oberflächenaktiven Mitteln vom Silikontyp
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wird vorzugsweise bei Zimmertemperatur nach bekannten Verfahren und mit bekannten Vorrichtungen durchgeführt.
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der
vorliegenden Erfindung, ohne diese jedoch zu beschränken.
Beispiel 1
a) Eine Mischung, die sich wie folgt zusammensetzte:
*- Polyol'mit einem Molekulargewicht
von etwa 1000, hergestellt aus
Glycerin und Propylenoxyd mit einer
Hydroxylzahl = 170 83,00 Gew.-Teile
- dreifunktionelles Aminopolyol aus
Triäthanolamin 12,70 Gew.-Teile
- Wasser 4,30 Gew.-Teile
- oberflächenaktives Mittel vom Silikontyp (Silicone DC 190 von Dow Corning,
U.S.A.) 0,85 Gew.-Teile
- Amino-Katalysator, bestehend aus
Triäthylamin 0,60 Gew.-Teile
- halogenhaltiges Treibmittel, bestehend
aus CFCl3 10,00 Gew.-Teile
wurde mit einem polymeren organischen Isocyanat, das aus Polyphenyl -polymethylen-polyisocyanat bestand, in solchen Mengen
umgesetzt, daß der Isocyanat-Index, bezogen auf die Polyole und das V/asser, 76 betrug.
Die Reaktion wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt.
. 409881/1102
Man erhielt einen offenzelligen, halbsteifen ürethanschaura mit einer Dichte von 20 kg/m und von hydrophiler Natur, was aus einem Absorptionswert von 0,620 g Wasser pro car Harz nach einem Eintauchen von 10 Minuten Dauer ersichtlich war.
b) Zu Vergleichszwecken wurde der vorhergehende Versuch wiederholt, wobei jedoch Glycerin anstelle von Triethanolamin (in der gleichen Menge) verwendet wurde. Man erhielt einen Polyurethanschaum mit einer Dichte-von 20 kg/m , jedoch mit hydrophilen Eigenschaften, die viel schlechter waren als diejenigen des gemäß a) hergestellten Schaums, was aus dem Wasser&bsorptionswert von 0,250 g/m nach einer Eintauchdauer von 10 Minuten erkennbar ist.
c) Zu Vergleichszwecken wurde noch ein v/eiterer Versuch gemäß Versuch a) durchgeführt, wobei jedoch anstelle des aus Glycerin und Propylenoxyd erhaltenen Polyols eine identische Menge eines hexafunktionalen Polyols verwendet wurde, das aus Sorbit und Propylenoxyd hergestellt worden war und'ein Molekulargewicht von 1000 und eine Hydroxylzahl von 490 hatte.
Man erhielt einen Polyurethanschaum mit einer Dichte von 20 kg/m , der praktisch hydrophob war, was aus dem sehr niedrigen Wasserabsorptionswert (0,05 g/m ) nach einer Eintauchdauer von 10 Minuten hervorgeht.
Beispiel 2
Unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde eine Mischung, die sich wie folgt zusammensetzte:
- Polyol mit einem Molekulargewicht von 1000, hergestellt aus Glycerin und Propylenoxyd
mit einer Hydroxylzahl von 170 60,0 Gew.-Teile
- dreifunktionelles Aminopolyol, bestehend
aus Triethanolamin 20,0 Gew.-Teile
409881/1102
- hexafunktionelles Polyol, hergestellt aus Sorbit und Propylenoxyd, mit einem Molekulargewicht von 700 und einer Hydroxylzahl von 490
- Wasser
20,0 Gew.-Teile 4,0 Gew.-Teilv
- oberflächenaktives. Mittel vom Silikontyp (Silicone DC 190)
1,0 Gew.-Teile
- Aminokatalysator, Triäthylamin
0,6 Gew.-Teile
bei Zimmertemperatur mit Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanat in einer solchen Menge umgesetzt, daß ein Isocyanat-Index von 50 erhalten wurde.
Man erhielt einen offenzelligen Polyurethansehaum mit einer Dichte von 49 kg/m mit stark hydrophilen Eigenschaften, was aus dem hohen Wass er ab sorptionswert (0,930 g/nP) nach einer Eintauchdauer von 10 Minuten erkennbar ist.
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Claims (2)

Patentansprüche :
1. Offenzellige, hydrophile Polyurethanschäunie, die durch Umsetzen einer Mischung, welche
- etwa 50 - 90 Gew. -Teile von ein<:m oder mehreren dreifunkticnellen Polyol(en) mit einem Molekulargewicht von etwa 500 - 3000, vorzugsweise etwa 1000;
-- etwa 10 - 50 Gew.-Teile von einem oder mehreren dreifunktionellen Polyol(en) mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 500; gegebenenfalls und vorzugsweise
- bis zu etwa 10 Gew.-Teile von einem oder mehreren Polyol(en) mit einer Funktionalität von etwa 2-6 und einem Molekulargewicht bis zu etwa 1000;
- etwa 1-5 Gew.-Teile V/asser;
- etwa 0,1 -2 Gew.-Teile oberflächenaktive Mittel vom Silikontyp;
- etwa 0,1 - 5 Gew.-Teile eines Katalysators vom Aminotyp;
und schließlich gegebenenfalls und vorzugsweise bis zu etwa 50 Gew.-Teile von einem oder mehreren Treibmittel(η), die sich von Halogenderivaten von gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit einer niedrigen Anzahl von Kohlenstoffatomen ableiten;
enthält,
mit einem oder mehreren organischen Isocyanateen) erhalten worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das dreifunktionelle Polyol, das ein Molekulargewicht von weniger als etwa
/1102
hat, ein solches vom Aminotyp ist und vorzugsweise aus Trialkanolamin(en) besteht, worin das Alkyl etwa 2-4 Kohlenstoffatome aufweist, und die Menge an Äquivalenten an NCO-Gruppen (Isocyanat-Index) zwischen etwa 40 und 80 % der theoretischen Menge liegt, die notwendig ist, um die gesamten aktiven Wasserstoffatome der Polyole und des Wassers umzusetzen.
2. Verwendung'der hydrophilen Polyurethanschäume gemäß Anspruch 1 als Wachstums substrat.
409881/1102
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