DE2460834A1 - Nichtentflammbare organomineralschaeume und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Nichtentflammbare organomineralschaeume und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
- Nichtentflammbare Organomineralschäume und Verfahren zu ihrer Herstellung Es sind die verschiedensten Verfahren zur Herstellung von geschäumten, mineralische Füllstoffe enthaltenden Kunststoffen bekannt, die zusätzlich auch noch flammhemmende Zusätze aufweisen können. Zwar gelingt es auf diese Weise, Schaumkunststoffe mit schwer entflammbaren Eigenschaften herzustellen, doch genügen diese Schaumkunststoffe in vielen Fällen nicht den Brandvorschriften. Außerdem sind diese Schaumkunststoffe relativ teuer, so daß ein echtes Bedürfnis nach Schaumstoffen besteht, die nichtentflammbar sind, preiswert hergestellt werden können und die gewünschten physikalischen Werte aufweisen, insbesondere hinsichtlich der Druckfestigkeit bei verschiedenen Dichten.
- Aufgabe der Erfindung war es daher, einen solchen nichtentflammbaren Schaumstoff zu schaffen.
- Gelöst wurde diese Aufgabe dadurch, daß man eine Wasserglaslösung, insbesondere eine wässrige Natrium- und/oder Kaliumsilicatlösung, mit einer mindestens zwei Isocyanatgruppen enthaltenden Verbindung zur Umsetzung bringt.
- Gegenstand der Erfindung ist daher ein nichtentflammbarer Organomineralschaum, der im wesentlichen aus dem Reaktionsprodukt von Wasserglas und einer mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisenden Verbindung besteht, sowie das Verfahren zu seiner Herstellung. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der nichtentflammbaren Organomineralschäume ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wasserglaslösung mit einer mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisenden Verbindung in Gegenwart eines oder mehrerer Katalysatoren und einer oder mehrerer flüchtiger Substanzen als Treibmittel zur Umsetzung bringt.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle in Lösung befindlichen Wasserglassorten eingesetzt werden, z.B. die wässrigen Lösungen von Natron- und Kali-Wassergläsern von 28 bis 600 Be, einem Molverhältnis von Na2O : SiO2 bzw.
- von K20 : SiO2 von 1 bis 4 und einer Trockensubstanz von 35 bis 60 Gew Die Dichten der Wasserglaslösungen wurden traditionsgemäß in ° Baume angegeben.
- Die erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten Wasserglaslösungen sind farblose, wasserklare und mehr oder minder viscose wässrige Lösungen von Natrium- und/oder Kaliumsilicaten mit einem Verhältnis von SiO2 zu Me2O = 2. Die Viscosität steigt mit der Konzentration und bei gleichem Kieselsäuregehalt mit dem Verhältnis. Nach Erreichen einer kritischen Konzentration nimmt die Viscosität mit dem Verhältnis zu. Für jedes Verhältnis gibt es eine Maximalkonzentration, bei deren Uberschreitung die Lösung für eine technische Handhabung zu viscos oder instabil wird.
- In den Wasserglaslösungen ist die Anwesenheit von Me-, OH-- und H3SiO4 -Ionen neben H4SiO4-MolekUlen anzunehmen. Die Vernetzung der H4SiO4-Moleküle zu linearen Ketten und dreidimensionalen Netzen erfo~t unter Wasseraustritt und ist für die viskosität der Wasserglaslösungen verantwortlich.
- Bei Luftzutritt zersetzen sich die stark alkalischen- Wasserglaslösungen allmählich, weil das Kohlendioxyd der Luft unter Bildung von Soda (Na2CO2) -Kieselsäure freimacht.
- Zweckmäßigerweise bewahrt man daher die Wasserglaslösungen unter Luftabschluß auf. Eine entsprechende gallertartige Abscheidung von Kieselsäure erhält man, wenn-man zu der Wasserglaslösung in geringen Mengen eine andere Säure zusetzt, z.B. Salzsäure.
- Zu Wasserglaslösungen, die gemäß der Erfindung eingesetzt werden können, gehören unter anderem die aus der nachfolgenden Zusammenstellung ersichtlichen, im Handel erhältlichen Natrium- und Kaliumsilicatld-sungen.
- Gew.-% Gew.-% pH ViscooBé Na2O bzw. K2O SiO2 sität 20° 20°cp Hochkieselsaures Glas 35 7,0 - 26,1 10,8 ~200 "Wasserglas" 37 bis 40'Be (deutsch) 38 7,7 - 25,8 11,2 ~60 "Wasserglas" 41°Bé (amerikanisch) 41 9,0 - 28,7 11,3 ~200 alkalisches Sodaglas 58-60°Bé 59 18,0 - 36,0 12,2 ~60000 Glas v.Verh.1,6 amerikanisch - 19,7 - 31,4 - ~7000 KaligAas 28-30 Bé 30 - 8,2 rJ50 Kaliglas 410Be 41 - 12,8 26-,9 11,6 N1090 (25 ) Da die Lösungen mit den in der Polyurethan-Chemie üblichen Maschinen verarbeitet werden sollen und auf diesen Maschinen Lösungen bis zu 1500 cp vorzugsweise verarbeitet werden, werden die vorstehend erhältlichen Lösungen entweder mit den später hier noch genannten Zuschlagstoffen oder hochviscosen Polyestern bzw. Polyäthern zwecks Erhöhung der Viscosität oder mit Wasser zwecks Erniedrigung der Viscosität gemischt.
- Zu den erfindungsgemäß eingesetzten Isocyanaten gehören solche Isocyanatverbindungen, die mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisen. Vorzugsweise werden gemäß'der Erfindung Isocyanatgemische eingesetzt, die in überwiegender Menge Polyisocyanatverbindungen mit mindestens drei Isocyanatgruppen aufweisen. Beispiele hierfür sind die im Handel unter den geschützten Bezeichnungen Desmodur 44 V" und "PAPI" erhältlichen Isocyanate. Zu den besonders bevorzugt eingesetzten Polyisocyanatgemischen gehören die Gemische von Polyisocyanaten, in denen praktisch keine Diisocyanate und Monoisocyanate enthalten sind, und wie sie gemäß dem in der deutschen Offenlegungsschrift 2 105 193 (mein Zeichen: El-58) beschriebenen Verfahren erhalten werden. Bei diesem Verfahren wird ein durch Phosgenierung von rohen Anilin-Formaldehyd-Harzen erhaltenes organisches Polyisocyanatgemisch, das in überwiegender Menge die Diphenylmethandiisocyanatisomeren und höherfunktionelle Polyisocyanate mit mehr als zwei Benzolringen im Molekül enthält, in die Diphenylmethandiisocyanatisomere und in die höherfunktionellen Polyisocyanate getrennt.
- Zu geeigneten organischen Diisocyanaten gehören beispielsweise aliphatische Diisocyanate, aromatische Diisocyanate, aliicyclische Diisocyanate und heterocyclische Diisocyanate, beispielsweise Methylendiisocyanat, Äthylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Butylendiisocyanat, Cyclohexylen-1 ,4-diisocyanat, Cyclohexylen-1 , 2-diisocyanat, Tetra- oder Hexamethylendiisocyanat, Arylendiisocyanate oder ihre Alkylierungs produkte, wie die Phenylendiisocyanate, Naphthylendiisocyanate, Diphenylmethandiisocyanate, Toluylendiisocyanate, Di-oder Triisopropylbenzoldiisocyanate, Aralkyldiisocyanate, wie die Xylylendiisocyanate, Fluor-substituierte Isocyanate' Athylenglykoldiphenyläther-2,2'-diisocyanat, Naphthalin-1 , 4-diisocyanat, Naphthalin-1 , 1' -diisocyanat, Biphenyl-2,4' -diisocyanat, Biphenyl-4,4'-diisocyanat, Benzophenon-3,3' -diisocyanat, Fluoren-2,7-diisocyanat, Anthrachinon-2,6-diisocyanat, Pyren-3,8-diisocyanat, Chrysen-2,8-diisocyanat, 3'-Methoxyhexan-diisocyanat, Octan-diisocyanat, , rJc -Diisocyanat-i ,4-diäthylbenzol, w, w' -Diisocyanat-l ,4-dimethylnaphthalin, Cyclohexan-1 , 3-diisocyanat, 1-Isopropylbenzol -2,4-diisocyanat, 1-Chlorbenzol-2 ,4-diisocyanat, 1-Fluorbenzol-2,4-diisocyanat, 1-Nitrobenzol-2,4-diisocyanat, 1-Chlor-4-methoxybenzol-2,5-diisocyanat, Benzolazonaphthalin-4,4'-diisocyanat, Diphenyläther-2,4-diisocyanat, Diphenyläther-4,4-diisocyanat, sowie Isocyanurat-Gruppen enthaltende Polyisocyanate.
- Bevorzugt werden von diesen Diisocyanaten 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder dessen 2,4- und/oder dessen 2,2'-Isomeren, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 2,4-Toluylen-und/oder 2,5-Toluylendiisocyanat und m-Xylylendiisocyanat.
- Gemäß der Erfindung können selbstverständlich auch die bei der Herstellung von Polyurethanen eingesetzten NCO-Voraddukte verwandt werden. Bei den NCO-Voraddukten handelt es sich um höhermolekulare Verbindungen mit mindestens zwei endständigen NCO-Gruppen, die vorzugsweise ein MoQekulargewicht von 500 bis 10 000, insbesondere zwischen 800 und 2 500, aufweisen. Vorzugsweise weisen diese NCO-Voraddukte einen Gehalt an NCO-Gruppen von 1,5 bis 5 %0 auf. Die Herstellung dieser NCO-Voraddukte erfolgt in bekannter Weise durch Umsetzung höhermolekularer OH-Gruppen enthaltender Verbindungen mit einem Uberschuß an Polyisocyanat. Die Herstellung solcher NCO-Voraddukte ist beispielsweise beschrieben in Angewandte Chemie 64, 523 bis 531 (1952), Kunststoffe 42, 303 bis 310 (1952), DT-PS 831 772, DT-PS 897 014, DT-PS 929 507 und US-Patent 3 000 757.
- Als geeignete höhermolekulare OH-Gruppen enthaltende Verbindungen, die zur Herstellung der NCO-Voraddukte geeignet sind, seien beispielsweise erwähnt: Polyester, Polyäther, Polyesteramide, Polythioäther und Polyacetale.
- Als Polyole zur -Herstellung der NCO-Voraddukte-können-z.B.
- lineare Hydroxylpolyester eingesetzt werden, die endständige Hydroxylgruppen enthalten und die man entweder durch Polykondensation von e -Caprolacton oder 6-Hydroxycaprdnsäure oder Copolymerisation von £ -Caprolacton mit zweiwertigen Alkoholen oder durch Polykondensation von Dicar--bonsäuren mit zweiwertigen Alkoholen erhalten hat.
- Die zur Herstellung der NCO-Voraddukte eingesetzten Hydroxylpolyester können auch aus Di carbonsäuren oder Mischungen von Dicarbonsäuren mit zwei9-ertigen Alkoholen hergestellt sein. Zu geeigneten Dicarbonsäuren gehören beispielsweise Adipinsäure, Bernsteinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Oxalsäure, Methyladipinsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, -Isophthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure. Zu geeigneten zweiwertigen Alkoholen oder deren Gemische, die mit den Dicarbonsäuren oder S Caproiacton zu den gewünschten Hydroxypolyestern umgesetzt werden, gehören beispielsweise Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykole, z.B.
- 1 , 4-Butandiol; Butendiol, Butindiol, Bis-(hydroxymethylcyclohexan), Diäthylenglykol, 2,2-DimethylpropYlenglykol, 1,3-Propylenglykol.
- Zu den zur Herstellung der NCO-Voraddukte bevorzugt eingesetzten Polyolen gehören Polyester auf Basis Adipinsäure, 1,6-Hexandiol und Neopentylglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ca. 2000 (Polyol 2002, Hersteller: Polyol-Chemie in Osnabrück, Hydroxylzahl -56, Säurezahl 1>, Polyester auf Polycaprolactonbasis mit einem. durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 (Niax Polyoi D 560, Hersteller: Union Carbide Corporation) und Polyäther der Handelsbezeichnung "Polyol PTMG" der BASF mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000.
- Weiterhin sind auch höhermolekulare Verbindungen mit endständigen Carboxyl-, Amino- und Mercapto-Gruppen geeignet.
- Polysiloxane, die gegenüber Isocyanaten reaktionsfähige Gruppen aufweisen, seien ebenfalls erwähnt. Weitere gebräuchliche Verbindungen sind zum Beispiel in J.H. Saunders, K.C. Frisch "Polyurethanes" Part 1, New York, 1962, Seiten 33 bis 61 und in der dort zitierten Literatur beschrieben.
- Zur Herstellung der NCO-Voraddukte kann jedes geeignete organische Diisocyanat verwendet werden, beispielsweise die vorstehend erwähnten Diisocyanate.
- Die Umsetzung der Wasserglaslösung mit der mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisenden Verbindung findet in Gegenwart einer oder mehrerer Katalysatoren und in Gegenwart einer oder mehrerer flüchtiger Substanzen als Treibmittel statt.
- Zu geeigneten Katalysatoren gehören die Reaktionsbeschleuniger, die auch in der Polyurethan-Chemie als Reaktionsbeschleuniger dienen, vorzugsweise die Amine und Aminoalkohole. Insbesondere werden solche Katalysatoren bevorzugt, die reaktionsfähige Gruppen besitzen, wie Hydroxyl- und Aminoreste, die mit Isocyanaten zu reagieren vermögen und während der Schaumbildung in das Polymergerüst mit eingebaut werden. Beispiele hierfür sind 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl) -phenol, Methyldiäthanolamin, N-Methyldipropyldiamin, Dibutylaminoäthanol, Dimethylamino-2-propanol, Diäthylaminoäthoxyäthanol und o-Tolylpropanolamin. Zu weiteren geeigneten Katalysatoren gehören 1,4-Diaza(2,2,2)bicyclooctan (DABCO@ , auch mit Triäthylendiamin bezeichnet), N,N'-Bisdimethyldiäthyl-piperazin, Hexamethyltriäthylentetramin, Dimethylbenzylamin, Katalysator A=1 (UCC), Dimethylcetylamin, 1 1,8-Diazabicyclo ß ,4,07undecent7), Tetramethyl-1,3-Butandiamin.
- Vorzugsweise setzt man von den vorstehend aufgeführten Verbindungen 2,4,6-Tris(diemthylaminomethyl)-phenyl als Katalysator.
- Außerdem kann man zusätzlich zu den vorstehend genannten Katalysatoren als Cokatalysatoren Organometallverbindungen verwenden. Beispiele hierfür sind Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Zinn( II) Zinn(II)-octoat, Dibutylzinndioctoat und Di-n-butylzinncarboxylat.
- Die als Treibmittel dienenden flüchtigen Substanzen sind vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssig und verdampfen erst während der Umsetzung des Wasserglases mit den Isocyanaten, bedingt durch die bei der Reaktion auftretenden Temperaturen. Beispiele für solche Substanzen sind Monofluortrichlormethan (im Handel erhältlich unter den geschützten Warenzeichen Frigen 11 und Kaltron 11), Dichlordifluormethan und Trichlortrifluoräthan. Als zusätzliches Treibmittel kann eingerührte Luft dienen.
- Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung als Treibmittel Monofluortrichlormethan eingesetzt.
- Zwecks Bildung einer besonders feinen Zell struktur empfiehlt es sich, keimbildende und zellregelnde Substanzen mit einzumischen. Geeignet als keimbildende Substanz sind viele Verbindungen, beispielsweise feinzerteilte inerte Feststoffe, z.B. Siliciumdioxyd oder Aluminiumoxyd, gegebenenfalls zusammen mit Zinkstearat, oder amorphe Kieselsäuren oder Metallsilicate. Hiervon werden als Keimbildner das aus der kolloidalen Lösung ausfallende Siliciumdioxyd bevorzugt.
- Zu geeigneten Zellreglern gehören Siliconöle auf Basis von Polysiloxanen, z.B. die Öle der Firma Union Carbide Corporation: DC-193, DC-194, DC-195, L-532, L-5340, die der Firma General Electric: SF 1066, SF 1109, die der DC-Marken der Firma Wacker, Tegiloxan der Firma Goldschmidt und Eumulgin 286 der Firma Henkel. Hiervon werden bevorzugt DC-195, L-5340 und Eumulgin 286.
- Vorzugsweise verwendet man bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Organomineralschäume auch oberflächenaktive Zusatzstoffe, um durch eine Verminderung der Oberflächenspannung des Systems die Verschäumung zu erleichtern. Darüber hinaus verleihen sie den Organomineralschäumen durch eine zusätzliche Beeinflussung der Zell struktur bestimmte erwünschte Eigenscliaften. Zu geeigneten Verbindungen zählen beispielsweise Tenside (im Handel erhältlich unter der Bezeichnung Eumulgin 286, Hersteller: Henkel) sowie die nichtionogenen Alkylphenoloxäthylate mit einem Oxäthylierungsgrad von ca. 6 bis 20. Bevorzugt eingesetzt werden Eumulgin 286 und Alkylphenoloxäthylate mit einem Oxäthylierungsgrad von 9 bis 10.
- Die oberflächenaktiven Zusatzstoffe können auch gleichzeitig als Schaumstabilisatoren wirken. Zusätzlich kann man als Schaumstabilisatoren einsetzen: Siliconöl (im Handel erhältlich unter der Bezeichnung Si L 5340, Hersteller: Union Carbide Corporation) und Eumulgin 286 der Firma Henkel.
- Um die Entflammbarkeit der erfindungsgemäßen Organomineralschäume weiterhin zu erhöhen, gibt man dem System, vorzugsweise der Wasserglaslösung, flammhemmende Substanzen zu.
- Diese Substanzen können entweder in der Wasserglaslösung gelöst oder dispergiert sein. Zu den in Wasserglaslösungen löslichen flammhemmenden Substanzen gehören beispielsweise Trinatriumphosphat .12 H20 und Natriummetaborat . 4 H20. Zu den nicht in Wasserglaslösungen löslichen Zuschlagstoffen, die im übrigen gleichzeitig auch Verstärkungsfunktionen übernehmen, gehören beispielsweise Kieselgur (Diatomeenerde), Aluminiumhydrat, Magnesiumsilicat, Asbestpulver, Kreide, Asbestfasern und Glasfasern.
- Die zugegebene Menge an Zuschlagstoffen -richtet sich in erster Linie nach der Viscosität der Mischung. Vorzugsweise liegt die Menge an zugesetzten Zuschlagstoffen zwischen 0,1 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der eingesetztem Wasserglaslösung. Neben diesen flammhemmenden Zuschlagstoffen bzw. Füllstoffen kann man selbstverständlich der zu verschäumenden Mischung auch noch Pigmente oder Farbstoffe zugeben, wenn man gefärbte Produkte haben will.
- Je nachdem, was die erfindungsgemäßen Organomineralschäume für Eigenschaften aufweisen sollen, kann man als Reaktionskomponente zusätzlich Polyester und Polyäther einsetzen; wie sie in der Polyurethan-Chemie Anwendung finden und wie sie zum Teil vorstehend bereits in Verbindung mit der Herstellung der erfindungsgemäß einsetzbaren NCO-Voraddukte beschrieben wurden. Da die Polyole, d.h. die Polyester und Polyäther, in der Polyurethan--Literatur ausführlichst beschrieben sind, wird an dieser Stelle auf die nähere Beschreibung dieser Verbindungen verzichtet.
- Die Mischung der vorstehend-genannten Komponenten zu dem verschäumbaren Gemisch erfolgt in der aus der Polyurethan-Chemie bekannten Weise. Wie üblich stellt man zunächst eine Komponente A und eine Komponente B her, die dann nach Zugabe entsprechender Zuschläge und Katalysatoren gemischt werden. Die Startzeit der so hergestellten Gemische liegt im allgemeinen zwischen 5 und mehr als 100 Sekunden und ist je nach Wunsch regelbar. Gegebenenfalls können die Komponenten erwärmt werden, um die Startzeit zu verkürzen. Das Raumgewicht der erhaltenen Organomineralschäume liegt wegen des hohen spezifischen Gewichtes des Wasserglases um diesen Faktor höher als bei vergleichbaren Polyurethanschäumen.
- Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Organomineralschäu me eine Dichte zwischen 15 und 750 kg/m3 auf.
- Das Verhältnis der Feststoffe der Natrium- und/oder Kaliumsilicatlösung zu den eingesetzten Isocyanatgruppen liegt in einem Bereich von 0,1 bis 6, bezogen auf den prozentualen Anteil der NCO-Gruppen und dem Trockengewicht des Wasserglases. Beispielsweise ergeben 50 Gew.-Teile PAPI (28 O/o NCO) und 70 Gew.-Teile Natronwasserglas (56,4 % Feststoffe) ein Verhältnis von Wasserglas (trocken) zu Isocyanatgruppen von 39,5 : 14 = 2.
- Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie jedoch darauf einzuschränken. Prozent- und Teilangaben beziehen sich, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht.
- Beispiel 1 In einem Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Wasserglas von 48 bis 500 Be und einem Mol.-Verhältnis von Na20 : SiO2 = 2,68 mit 1,5 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol vermischt, bis eine deutliche Gelbfärbung eintritt.
- In einem zweiten Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Polyphenolpolymethylenpolyisocyanat (PAPI), 1,2 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung DC-195 als Schaumstabilisator und 10 Gew.-Teile Trichlorfluormethan vermischt.
- Die beiden Gemische werden 10 Sekunden zusammengerührt. Es entsteht ein feinporiger, nichtentflammbarer Schaum vom Raumgewicht 34 kg/m3.
- BeisPiel 2 In einem Rührgefäß werden 64 Gew.-Teile Wasserglas von 48 bis 500 Be und einem Mol.-Verhältnis von Na20 : SiO2 - 2,68 mit 2,0 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol und 7 Gew.-Teilen Diatomeenerde (Celatom MW 31, Chemag) vermischt, bis eine deutliche Gelbfärbung eintritt.
- In einem zweiten Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Polyphenolpolymethylenpolyisocyanat (gemäß der DOS 2 105 193), 0,5 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung DC 193 als Schaumstabilisator und 6 Gew.-Teile Trichlorfluormethan vermischt.
- Die beiden Gemische werden 10 Sekunden zusammengerührt. Es entsteht ein feinporiger, nichtentflammbarer Schaum, der auch nicht glimmt oder tropft und ein Raumgewicht von 95 kg/m3 aufweist.
- Beispiel 3 In einem Rührgefäß werden 64 Gew.-Teile Natronwasserglas von 48 bis 500 Be und einem Mol.-Verhältnis von Na2O : SiO2 = 2,68 mit 2,0 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol und 22 Gew.-Teilen Diatomeenerde (Celatom MW 31, Chemag) vermischt, bis eine deutliche Gelbfärbung eintritt.
- In einem zweiten Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Polyphenolpolymethylenpolyisocyanat, 0,5 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung L-5340 als Schaumstabilisator und 8 Gew.-Teile Trichlorfluormethan vermischt.
- Die beiden Gemische werden 10 Sekunden zusammengerührt. Es entsteht ein feinporiger, nichtentflammbarer, harter, Schaum, der auch nicht glimmt oder tropft und ein Raumgewicht von 560 kg/m3 aufweist.
- Beispiel 4 In einem Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Natronwasserglas von 58 bis 600 Be und einem Mol.-Verhältnis von Na2O : SiO2 = 2,17 mit 3,0 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol vermischt, bis eine deutliche Gelbfärbung eintritt.
- In einem zweiten Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Polyphenolpolymethylenpolyisocyanat, 1,5 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung DC-195 als Schaumstabilisator und 10 Gew.-Teile Trichlorfluormethan vermischt.
- Die beiden Gemische werden 10 Sekunden zusammengerührt. Es entsteht ein feinporiger, nichtentflammbarer Schaum mit einem Raumgewicht von 35 kg/m3.
- Beispiel 5 In einem Rührgefäß werden 49 Gew.-Teile Kali-Wasserglas von 28 bis 300 Be mit 9,8 Gew.-Teilen Bentone 27 und 1,0 Gew.-Teilen eines Alkylphenoloxäthylats mit einem Oxäthylierungsgrad von 10 (Handelsbezeichnung Lutensol AP 10 der BASF) vermischt.
- In einem zweiten Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Polyphenolpolymethylenpolyisocyanat, 1,0 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung L-5340 als Schaumstabilisator, 9,0 Gew.-Teile Dibutylbenzolamin, 0,2 Gew.-Teile Dibutylzinndilaurat und 8 Gew.-Teile Trichlorfluormethan vermischt.
- Die beiden Gemische werden 10 Sekunden zusammengerührt. Es entsteht ein feinporiger, nichtentflammbarer, harter Schaum vom Raumgewicht 190 kg/m3.
- Beispiel 6 In einem Rührgefäß werden 64 Gew.-Teile Natronwasserglas von 48 bis 500 Be und einem Mol.-Verhältnis von Na20 : SiO2 = 2,68 mit 2,0 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol vermischt, bis eine deutliche Gelbfärbung eintritt.
- In einem zweiten Rührgefäß- werden 50 Gew. -Teile eines modifizierten, verflüssigten MDI (Desmodur P 90 - Handelsprodukt der Firma Bayer), 0,5 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung DC-193 als Schaumstabilisator und 6 Gew.-Teile Trichlorfluormethan vermischt.
- Die beiden Gemische werden 10 Sekunden zusammengerührt. Es entsteht ein feinporiger, nichtentflammbarer, harter Schaum mit einem Raumgewicht von 740 kbg/m3.
- Beispiel 7 In einem Rührgefäß werden 50 Gew.-Teile Natronwasserglas von 58 bis 600 Be und einem Mol.-Verhältnis von Na2O : SiO2 " 2,17 mit 1 Gew.-Teil 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol und 3 Gew.-Teilen Eumulgin 286 vermischt, bis eine deutliche Gelbfärbung eintritt.
- In einem zweiten Rührgefäß werden 10 Gew.-Teile Toluylendiisocyanat (TDI) und 0,5 Gew.-Teile Siliconöl der Firma UCC mit der Bezeichnung L-5340 als Schaumstabilisator vermischt.
- Die beiden Gemische werden ca. 5 Sekunden zusammengerührt.
- Es entsteht ein weißer, nichtentflammbarer Füllschaum mit einem Raumgewicht von 200 kg/m3.
Claims (16)
1. Nichtentflammbare Organomineralschäume, bestehend im wesentlichen
aus dem Reaktionsprodukt von Wasserglas und einer mindestens zwei Isocyanatgruppen
aufweisen den Verbindung.
2. Organomineralschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wasserglaskomponente ein Natron-und/oder Kaliwasserglas ist, vorzugsweise ein
solches, das sich von einer Natriumsilicatlösung von 48 bis 600 Be ableitet.
3. Organomineralschaum nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isocyanatkomponente ein undestilliertes Isocyanatrohprodukt ist, wie es
nach der Phosgenierung von rohen Anilin-Formaldehyd-Harzen anfällt und im Handel
unter den Handelsbezeichnungen Desmodur 44 V zu und PAPI zu erhältlich ist.
4. Organomineralschaum nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isocyanatkomponente ein Gemisch von höherfunktionellen Polyisocyanaten mit
mehr als zwei Benzolringen im Molekül ist, wie man es gemäß der deutschen Offenlegungsschrift
2 105 193 erhält.
5. Organomineraischaum nach einem oder mehreren der AnsprU-che 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich Füllstoffe und/oder Flammschutzmittel
und/oder Pigmente enthält.
6. Organomineralschaum nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Dichte von 15 bis 750 kg/m³
aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung der Organomineralschäume nach Anspruch
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wasserglaslösung mit einer mindestens
zwei Isocyanatgruppen aufweisenden Verbindung in Gegenwart eines oder mehrerer Katalysatoren
und einer oder mehrerer flüchtiger Substanzen als Treibmittel zur Umsetzung bringt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Silicatlösung eine wässrige Natrium- und/oder Kaliumsilicatlösung, vorzugsweise
eine wässrige Natriumsilicatlösung von 48 bis 600 Be, einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Isocyanatkomponente ein undestilliertes Isocyanatrohprodukt einsetzt, wie man
es nach der Phosgenierung von rohen Anilin-Formaldehyd-Harzen erhält und wie es
im Handel unter den Handelsbezeichnungen Desmodur 44 und PAPI » erhältlich ist.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Isocyanatkomponente ein Gemisch von höherfunktionellen
Polyisocyanaten mit mehr als zwei Benzolringen im Molekül einsetzt, wie man es gemäß
der deutschen Offenlegungsschrift 2 105.193 erhält.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines einbaubaren Aminokatalysators,
vorzugsweise in
Gegenwart von 2,4,6-(Dimethylaminomethyl)-phenol
und gegebenenfalls Dibutylzinndilaurat, durchführt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines oder mehrerer Emulgatoren,
vorzugsweise in Gegenwart von Alkylphenoloxäthylaten mit einem Oxäthylierungsgrad
von 10, durchführt.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart des Treibmittels Monofluortrichlormethan,
wie es im Handel unter den Bezeichnungen Frigen 11 und Kaltron 11 erhältlich ist,
durchführt.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart von Füllstoffen und/oder Pigmenten
durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Polyesters und/oder Polyäthers
durchführt.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verhältnis der eingesetzten Feststoffe der Natrium- und/oder
Kaliumsilicatlösung zu den eingesetzten Isocyanatgruppen in einem Bereich von 0,1
bis 6 liegt, bezogen auf den So-Anteil.der NCO-Gruppen und das Trockengewicht des
Wasserglases.
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