DE2506657A1

DE2506657A1 - Verfahren zur herstellung von zellfoermigen schaumstoffen

Info

Publication number: DE2506657A1
Application number: DE19752506657
Authority: DE
Inventors: Moses Cenker; Thirumurti Lakshmi Narayan
Original assignee: BASF Wyandotte Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 1974-02-25
Filing date: 1975-02-17
Publication date: 1975-09-04
Also published as: FR2262057B1; FR2262057A1; NL7502244A; JPS50124997A; GB1488096A; AU7816275A; IT1029834B; BE825911A; US3928256A; ZA75893B; CA1023097A

Description

BASF Wyandotte Corporation, Wyandotte, Michigan / USA

Verfahren zur Herstellung von zellförmigen Schaumstoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zellförmigen Schaumstoffen, die durch Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen charakterisiert sind.

Die Herstellung von Schaumstoffen mit Carbodiimidbindungen bzw. -Verknüpfungen ist bekannt. Im allgemeinen werden die Schaumstoffe in der Weise hergestellt, daß man ein organisches Polyisocyanat mit einem Katalysator, der Carbodiimidbindungen fördert, gegebenenfalls in Gegenwart eines Treibmittels kondensiert. Derartige Verfahren werden z.B. in den US-Patentschriften 2 941 966 und

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ORIGINAL JNSPECTED

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3 645 923 beschrieben. Es ist auch schon bekannt, Schaumstoffe, die sowohl Carbodiimid- als auch Isocyanuratbindungen enthalten, in der Weise herzustellen, daß man ein · organisches Polyisocyanat mit einem Katalysator, der sowohl Carbodiimid- als auch Isocyanuratbindungen fördert, oder mit einem Cokatalysatorsystem, wobei ein Katalysator Carbodiimidbindungen und der andere Katalysator die Isocyanuratbindungen fördert, kondensiert. Dies wird z.B. in den US-Patentschriften 3 645 923, 3 657 161, 3 717 596,-3 723 366 und 3 746 709 beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung von zellförmigen Schaumstoffen mit Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen, bei dem man ein organisches Polyisocyanat in Gegenwart eines Katalysatorsystems, enthaltend einen tertiären Amintrimerisationskatalysator und gegebenenfalls ein oder mehrere von 0,01 bis 0,5 Äquivalenten eines Polyols mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 2 bis 8 und einem durchschnittlichen Hydroxyäquivalent von 100 bis 3000, eines Katalysators, um Urethanbindungen zu fördern, eines Fluorkohlenstofftreibmittels oder eines organischen Chlorphosphats kondensiert.

Somit wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von zellförmigen Schaumstoffen, die durch Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen gekennzeichnet sind, zur Verfügung gestellt, bei dem man ein organisches Polyisocyanat in Gegenwart einer katalytisch ausreichenden Menge eines Katalysatorsystems kondensiert, welches einen tertiären Amintrimerisationskatalysator und einen Aminoalkohol, mit einem Molekulargewicht von 89 bis 300 enthält, der 1 bis 3 tertiäre Aminogruppen enthält, wobei jedes Stickstoffatom durch mindestens eine ß-Hydroxyalkylgruppe

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substituiert ist, worin die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoff a tome enthält.

Die Feststellung, daß die Verwendung eines Cokatalysatorsystems aus tertiären Aminoalkoholen und einem tertiären Amin Schaumstoffe ergibt, die durch Carbodiimidbindungen charakterisiert sind, ist überraschend und unerwartet, da bislang Katalysatoren, wie s-Triazine und Phospholenoxide, für diesen Zweck verwendet wurden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind starre zellförmige Schaumkunststoffe, welche Carbodiimidbindungen und Isocyanuratbindungen enthalten. Es sind die Carbodiimidbindungen, deren Bildung das Kohlendioxidtreibmittel ergibt und die zusammen mit den Isocyanuratbindungen den Produkten ausgezeichnete Flammeigenschaften verleihen. Aminoalkohole, die bei der Erfindung verwendet werden können, sind diejenigen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 89 bis 300, die 1 bis 3 tertiäre Aminogruppen enthalten, wobei jedes Stickstoffatom durch mindestens eine ß-Hydroxyalkylgruppe substituiert ist, worin die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. Repräsentative Aminoalkohole für die Verwendung gemäß der Erfindung sind z.B. aliphatisehe Alkohole, wie Diäthylaminoäthanol, Dimethylaminoäthanol, Dipropylaminoäthanol, Di-t-butylaminoäthanol, Methyliminodiäthanol, Äthyliminodiäthanol, Propyliminodipropanol, Propyliminodiäthanol, Triäthanolamin, Tripropanolamin und Tri-t-butanolamin, hydroxyalkylierte Alkylenpolamine, wie N,N,N¹,N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)äthylendiamin, Ν,Ν,Ν¹,N¹-Tetrakis(2-hydroxyäthyl)äthylendiamin, Ν,Ν,Ν¹,N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)-hexamethylendiamin, und Ν,Ν,Ν¹,Ν¹-Tetrakis(2-hydroxypropyl propylendiamin, N-(2-Hydroxyalkylpiperidine, wie N-

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(2-Hydroxyäthyl)piperidin und N-(2-Hydroxypropylpiperidin, N-(2-Hydroxyalkyl)morpholine, wie N-(2-Hydroxyäthyl)-raorpholin, N-(2-Hydroxypropyl)raorpholin und N-(2-Hydroxybutyl)morpholin, N-(2-Hydroxyalkyl)piperazine, wie N-Methyl-N'-2-hydroxyäthylpiperazin, N,N'-Di(2-hydroxyäthyl)-piperazin, N,N'-Di(2-hydroxypropyl)piperazin und N-Propyl-N'-(2-hydroxyäthyl)piperazin, und 2-hydroxyalkylsubstituierte s-Hexahydrotriazine, wie 1,3,5-Tris(2-hydroxyäthyl)· s-hexahydrotriazin und 1,3,5-Tris(2-hydroxypropyl)-s-hexahydrotriazin. Im allgemeinen werden gemäß der Erfindung 0,1 bis 10 Teile Aminoalkohol pro 100 Teilen des organischen Polyisocyanats verwendet.

Tertiäre Amintrimerisationskatalysatoren, die bei der Erfindung verwendet werden, sind z.B. 1,3,5-Tris(N,N-dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, die Alkylenoxid- und Wasseraddukte von 1,3,5-Tris(N,N-dialkylaminoalkyl)-shexahydrotriazinen, 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, o-, p- oder ein Gemisch aus o- und p-Dimethylaminomethylphenol und Triäthylendiamin sowie die Alkylenoxid- und Wasseraddukte hiervon. Diese Verbindungen und ihre Verwendung als Katalysatoren für die Förderung von Isocyanuratbindungen sind bekannt.

1,3,5-Tris(N,N-dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazinverbindungen werden z.B. in der US-PS 3 723 366 als geeignete Isocyanattrimerisationskatalysatoren beschrieben. Innerhalb dieser Gruppe von Hexahydrotriazinverbindungen wird 1,3,5-Tris(N,N-dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin bevorzugt.

Die Alkylenoxid- und Wasseraddukte von 1,3,5-Tris(N,N-dialkylaminoalkyl )-s-hexahydrotriazinen sind vermutlich qua-

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ternäre Ammoniumhydroxidverbindungen. Diese Verbindungen werden im allgemeinen in der Weise hergestellt, daß man äquimolare Mengen des Hexahydrotriazins, des Alkylenoxide und von Wasser bei Temperaturen von 10 bis 80⁰C über Zeiträume von 5 min bis 2 h miteinander umsetzt. Innerhalb dieser Verbindungsgruppe wird das Propylenoxid- und Wasseraddukt von 1,3,5-Tris(N,N-dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin bevorzugt, das z.B. in den US-PS 3 746 709 und 3 766 103 beschrieben wird.

2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol sowie o-, p- und ein Gemisch aus o- und p-(Dimethylaminomethyl)phenol sind bekannte und im Handel erhältliche Produkte. Auch Triäthylendiamin und die Alkylenoxid- und ¥asseraddukte hiervon sind bekannt.

Die Menge des Trimerisierungskatalysators, die erfindungsgemäß verwendet werden kann, beträgt im allgemeinen 0,1 bis 20 Teile PCatalysator pro 100 Teilen des organischen Polyisocyanats.

Das organische Polyisocyanat, das bei der Herstellung der Schaumstoffe gemäß der Erfindung verwendet wird, entspricht der allgemeinen Formel:

R"(NCO)₂,

worin R" einen mehrwertigen organischen Rest bedeutet, der entweder ein aliphatischer, ein Aralkylrest, ein Alkarylrest, ein aromatischer Rest oder ein Gemisch davon ist, und worin ζ eine ganze Zahl ist, die der Wertigkeit von R" entspricht und die mindestens 2 ist. Repräsentative Beispiele für hierin in Betracht gezogene organische Polyisocyanate sind z.B. aromatische Diisocyanate, wie 2,4-

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Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, Gemische aus 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat, rohes Toluoldiisocyanat, Methylendiphenyldiisocyanat und rohes Methylendiphenyl- · diisocyanat, aromatische Triisocyanate, wie 4,4',4"-Triphenylmethantriisocyanat, 2,4,6-Toluoltriisocyanate, aromatische Tetraisocyanate, wie 4,4'-Dimethyldiphenylmethan-2,2',5,5'-tetraisocyanat, Arylalky!polyisocyanate, wie Xylylendiisocyanat, aliphatische Polyisocyanate, wie Hexamethylen-1,6-diisocyanat und Lysindiisocyanatmethylester -. und Gemische davon. Weitere geeignete organische Polyisocyanate sind z.B. Polymethylenpolyphenylisocyanat, hydriertes Methylendiphenylisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, 1-Methoxyphenyl-2,4-diisocyanat, 4,4'-Biphenylendiisocyanat, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenyldiisocyanat und 3,3'-Dimethyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat.

Diese Polyisocyanate werden nach herkömmlichen Methoden, z.B. durch Phosgenierung des entsprechenden organischen Amins, hergestellt.

Eine weitere Klasse von organischen Polyisocyanaten, die hierin in Betracht gezogen wird, sind die sogenannten quasi-Präpolymeren. Diese quasi-Präpolymeren werden hergestellt, indem man einen Überschuß eines organischen Polyisocyanate oder von Gemischen davon mit einer geringeren Menge einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung, bestimmt durch den bekannten Zerewitinoff-Test, wie er von Kohler in Journal of the American Chemical Society, 49, 3181 (1927) beschrieben wird, umsetzt. Diese Verbindungen und ihre Herstellung sind bekannt. Die Verwendung einer beliebigen spezifischen aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung ist hierin nicht kritisch, vielmehr kann jede beliebige solche Verbindung verwendet werden.

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Geeignete aktiven Wasserstoff enthaltende Gruppen, bestimmt durch den Zerewitinoff-Test, die mit einer Isocyanatgruppe reaktiv sind, sind z.B. die Gruppen -OH, -NH-, -COOH und -SH. Beispiele für geeignete Typen von organischen Verbindungen, die mindestens zwei aktiven Wasserstoff enthaltende Gruppen, die mit einer Isocyanatgruppe reaktiv sind, enthalten, sind hydroxylterminierte Polyester, Polyalkylenätherpolyole, hydroxylterminierte Polyurethanpolymere, mehrwertige Polythioäther, Alkylenoxidaddukte von phosphorhaltigen Säuren, Polyacetale, aliphatische Polyole, aliphatische Thiole mit Einschluß von Alkan-, Alken- und Alkinthiolen mit 2 oder mehr -SH-Gruppen, Diamine mit Einschluß sowohl von aromatischen, aliphatischen als auch heterocyclischen Diaminen, und Gemische davon. Verbindungen, die 2 oder mehrere unterschiedliche Gruppen innerhalb der oben definierten Klassen enthalten, können ebenfalls bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, wie z.B. Aminoalkohole, die eine Aminogruppe und eine Hydroxylgruppe enthalten. Es können auch Verbindungen verwendet werden," die eine -SH-Gruppe und eine -OH-Gruppe enthalten, sowie solche, die eine Aminogruppe und eine -SH-Gruppe enthalten.

Geeignete hydroxylterminierte Polyester, die verwendet werden können, werden z.B. aus Polycarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen erhalten. Geeignete Polycarbonsäuren, die verwendet werden können, sind z.B. Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Brassylsäure, Thapsiasäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Glutaconsäure, Qü -Hydromuconsäure, ß-Hydromuconsäure, oO -ButyloC-äthylglutarsäure, <*/,ß-Diäthy!bernsteinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Hemimellitsäure, und 1,4-

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Cyclohexandicarbonsäure. Geeignete mehrwertige Alkohole mit Einschluß sowohl von aliphatischen als auch aromatischen Alkoholen, die verwendet werden können, sind z.B. Äthylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 1,2-Butylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,4-Pentandiol, 1,3-Pentandiol, 1,6-Hexan-¹· diol, 1,7-Heptandiol, Glyzerin, 1,1,1-Trimethylolpropan, 1,1,1-Trimethyloläthan, Hexan-1,2,6-triol, d/ -Methylglucosid, Pentaerythrit und Sorbit. Unter die Bezeichnung "mehrwertige Alkohole" sollen auch Verbindungen, die sich von Phenolen herleiten, verstanden werden, wie z.B. 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, das üblicherweise als Bisphenol A bekannt ist.

Der hydroxylterminierte Polyester kann auch ein Polyesteramid sein, wie es z.B. erhalten wird, wenn man etwas Amin oder Aminoalkohol den Ausgangsstoffen für die Herstellung der Polyester zusetzt. Somit können Polyesteramide in der Weise erhalten werden, daß man einen Aminoalkohol, wie Äthanolamin, mit den oben angegebenen Polycarbonsäuren kondensiert, oder sie können unter Verwendung der gleichen Komponenten, wie sie den hydroxylterminierten Polyester bilden, hergestellt werden, wobei aber nur■ein Teil der Komponenten ein Diamin, wie Äthylendiamin, ist.

Geeignete Polyalkylenatherpolyole können verwendet werden, z.B. das Polymerisationsprodukt eines Alkylenoxids oder eines Alkylenoxids mit einem mehrwertigen Alkohol. Geeignete mehrwertige Alkohole können verwendet werden, z.B. diejenigen, wie sie oben im Zusammenhang mit der Herstellung der hydroxylterminierten Polyester beschrieben wurden. Geeignete Alkylenoxide können verwendet werden, wie z.B. Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Amylen-

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oxid -und heterische oder Blockcopolyrnere dieser Oxide. Die Polyalkylenpolyätherpolyole können auch aus anderen Ausgangsmaterialien hergestellt werden, wie z.B. aus Tetrahydrofuran und Alkylenoxid/Tetrahydrofuran-Copolymeren, Epihalogenhydrinen, wie Epichlorhydrin, und Aralkylenoxiden, wie Styroloxid. Die Polyalkylenpolyätherpolyole können entweder primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen haben und sie sind vorzugsweise Polyäther, die aus Alkylenoxiden mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen hergestellt worden sind, wie Polyäthylenätherglykole, Polypropylenätherglykole und Polybutylenätherglykole. Die Polyalkylenpolyätherpolyole können nach bekannten Verfahren hergestellt v/erden, z.B, nach dem Wurtz im Jahre 1859 beschriebenen Verfahren und nach dem Verfahren ^mäß Encyclopedia of Chemical Technology, Band 7, Seiten 257 bis 262, veröffentlicht von Interscience Publishers, Inc. (1951) oder nach dem Verfahren gemäß der US-PS 1 922 459. Für die Erfindung sind auch Alkylenoxidaddukte von Mannich-Kondensationsprodukten geeignet.

Alkylenoxidaddukte von Säuren des Phosphors, die verwendet werden können, sind z.B. die neutralen Addukte, die aus den Alkylenoxiden hergestellt worden sind, die oben hinsichtlich der Herstellung der Polyalkylenpolyätherpo!|7ole genannt worden sind. Säuren des Phosphors, die verwendet werden können, sind Säuren mit einem PpO₁--Äquivalent von 72 bis 95%. Die Phosphorsäuren werden bevorzugt.

Geeignete hydroxylterminierte Polyacetale können verwendet werden, z.B. Reaktionsprodukte aus Formaldehyd oder anderen geeigneten Aldehyden mit einem zweiwertigen Alkohol oder einem Alkylenoxid, wie es oben beschrieben wurde.

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Geeignete aliphatische Thiole mit Einschluß von Alkanthiolen, die mindestens zwei -SH-Gruppen enthalten, können verwendet werden, wie z.B. 1,2-Äthandithiol, 1,2-Propandithiol, 1,3-Propandithiol und 1,6-Hexandithiol, Alkenthiole, wie 2-Buten-1,4-dithio], und Alkinthiole, wie 3-Hexyn-1,6-dithiol.

Geeignete Polyamine können verwendet werden mit Einschluß von aromatischen Polyaminen, wie Methylendianilin, Polyarylpolyalkylenpolyamin (rohes Methylendianilin), p-Aminoanilin, 1,5-Diaminonaphthalin und 2,4-Diaminotoluol, aliphatische Polyamine, wie Äthylendiamin, 1,3-Propylendiamin, 1,4-Butylendiamin und 1,3-Butylendiamin, sowie substituierte sekundäre Derivate hiervon.

Zusätzlich zu den obengenannten hydroxylhaltigen Verbindungen sind weitere Verbindungen, die verwendet werden können, z.B. Pfropfpolyole. Diese Polyole werden aus dem in-situ-Polymerisationsprodukt eines Vinylmonomeren in einem reaktiven Polyolmedium und in Gegenwart eines freien Radikalinitiators hergestellt. Die Umsetzung wird im allgemeinen bei Temperaturen von 40 bis 150⁰C durchgeführt.

Das reaktive Polyolmedium hat im allgemeinen Molekulargewichte von mindestens 500 und eine Hydroxylzahl von 30 bis 600. Das Pfropfpolyol hat oin Molekulargewicht von mindestens 1500 und eine Viskosität von weniger als 40000 cps bei einer Polymerkonzentration von 10%.

Nähere Einzelheiten über Pfropfpolyole und ihre Herstellungsmethode finden sich z.B. in den US-Patentschriften 3 383 351, 3 304 273 und 3 652 639.

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Bei der Erfindung können auch Polyole verwendet werden, die Estergruppen enthalten. Diese Polyole werden durch Umsetzung eines Alkylenoxids mit einem Anhydrid einer organischen Dicarbonsäure und einer Verbindung, die ein reaktives Wasserstoffatom enthält, hergestellt. Eine genauere Erläuterung dieser Polyole und ihrer Herstellung findet sich z.B. in den US-Patentschriften 3 585 185, 5 639 541 und 3 639 542. Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich wird, ist der Jeweilige Polyolbestand-' teil, der bei der Herstellung des quasi-Präpolymeren verwendet wird, kein kritischer Aspekt der Erfindung. Es können viele Verbindungen verwendet werden, die mindestens zwei reaktive Wasserstoffatome enthalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kondensation des organischen Polyisocyanats in Gegenwart eines Polyols durchgeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene der Polyole verwendet werden, die oben hinsichtlich der Herstellung der quasi-Präpolymeren genannt wurden." Im allgemeinen werden 0,01 bis 0,5 Äquivalente eines Polyols mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 2 bis 8 und einem mittleren Hydroxyläquivalent von 100 bis 3000 bei dem Verfahren der Erfindung verwendet. Die Verwendung eines Polyols ergibt im allgemeinen Schaumstoffe mit verminderter Brüchigkeit, ohne daß ein Verlust der flammfesten Eigenschaften erfolgt. Wenn bei der Erfindung ein Polyol verwendet wird, dann kann auch eine katalytische Menge eines urethanfördernden Katalysators verwendet werden. Diese Katalysatoren sind bekannt. Beispiele hierfür sind die Metall- oder Organometallsalze von Carbonsäuren und tertiäre Amine. Repräsentative Beispiele für solche Verbindungen sind Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Zinn(Il)octoat,

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Bleioctoat, Kobaltnaphthenat und andere Metall- oder Organometallsalze von Carbonsäuren, bei denen das Metall Wismuth, Titan, Eisen, Antimon, Uran, Cadmium, Aluminium, Quecksilber, Zink oder Nickel ist. Weitere Beispiele sind organometallische Verbindungen, wie sie z.B. in der US-PS 2 846 408 beschrieben werden. Es können auch tertiäre Amine, wie Triäthylendiamin, Triethylamin, Diäthylcyclohexylamin, Methylmorpholin, Trimethylpiperazin und N-Athylmorpholin, verwendet werden, sowie Gemische aus diesen Sub- stanzen. Bevorzugte urethanfördernde Katalysatoren sind die Zinnsalze von Carbonsäuren, wie z.B. Dibutylzinnlaurat und Dibutylzinndiacetat. Im allgemeinen beträgt die Menge des verwendeten urethanfordernden Katalysators 0,01 bis 10 Teile pro 100 Teilen des organischen Polyisocyanats.

Die kohlendioxidgetriebenen Schäume gemäß der Erfindung werden hergestellt, indem man das organische Polyisocyanat und den Katalysator bei einer Initiierungstemperatur miteinander vermischt, welche je nach dem Katalysator von 0 bis 50⁰C sich erstreckt. Bei solchen Bedingungen entwickelt sich im Reaktionssystem fast unmittelbar eine exotherme Reaktion, wobei Kohlendioxid erzeugt wird und die Schaumbildung beginnt. Alternativ können die Schaumstoffe auch hergestellt werden, indem man den Katalysator zu dem Gemisch aus Polyisocyanat und einem Hilfstreibmittel gibt. Gegebenenfalls wird ein Polyol mit dem Katalysator vermischt und zu dem Gemisch aus Polyisocyanat und dem Hilfstreibmittel gegeben.

Durch die Erfindung wird auch die Einarbeitung von weiteren Bestandteilen in die Schaumstofformulierung in Betracht gezogen, um die Eigenschaften maßgerecht einzustellen. Somit können Weichmacher, wie Tris(2-chloräthyl)-phosphat, Netzmittel, wie Silikonnetzmittel, z.B. Alkyl-

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polysiloxane und Polyalkylsiloxane, verwendet werden. Weitere zusätzliche Bestandteile sind z.B. Hilfs- oder Ergänzungstreibmittel, wie Wasser oder Halogenkohlenwasserstoffe. Auch können anorganische Füllstoffe, Pigmente und dergleichen verwendet werden.

In jedem Fall sind die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe starre zellförmige Produkte, welche eine Dichte von etwa 0,01602 bis 0,64080 g/cnr haben. Sie haben im allge-■ meinen ein ausgezeichnetes Flammverhalten, z.B. hinsichtlich der Feuerbeständigkeit, einer niedrigen Rauchentwicklung und einer ausgezeichneten Gewichtsretention.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Dabei sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen. In den Beispielen wurde die Druckfestigkeit nach der ASTM-Norm 1621, die Flammverzogerungseigenschaften nach der ASTM-Norm D-3014 und die Brüchigkeit nach der ASTM-Norm C-421 bestimmt.

Beispiele 1 bis 12

Es wurde eine Reihe von Schaumstoffen hergestellt, indem gleichzeitig ein Cokatalysatorsystem in ein Reaktionsgefäß gegeben wurde, das mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer ausgerüstet war und in das ein Polyisocyanat und in bestimmten Fällen ein Netzmittel, ein Weichmacher und ein Treibmittel gegeben worden waren. Es bildete sich eine exotherme Reaktion aus, an die sich bald danach eine Schaumbildung anschloß. In der untenstehenden Tabelle I sind Einzelheiten der Herstellungen zusammengestellt. In allen Fällen deuten die spektroskopischen Infrarotanalysen darauf hin, daß die Schaumstoffe Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen enthalten. In Tabelle I werden

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die folgenden Abkürzungen verwendet:

TDI ein Gemisch aus 80/20 (Gewicht) 2,4-, 2,6-

ToIyIendiisοcyanat

PAPI ein Polymethylenpolyphenylisocyanat
TDH 1,3,5-Tris (Ν,ΙΙ-dimethylaminopropyl )hexahydro-

triazin

FTH Monofluortrichlormethan
Silikon Polyalkylsiloxan/Polyoxyalkylen-Copolyraeres,

als Schaumstabilisator

Chlorphosphat Tris(2-chloräthyl)phosphat

THH 1,3,5-Tris(2-hydroxyäthyl)-s-hexahydrotriazin

TEA Triäthanolamin DMP 2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)phenol NHM N-(2-Hydroxyäthyl)morpho1in NHP N-(2-Hydroxyäthylpiperidin TKEA Ν,Ν,Ν¹,N^f-Tetrakis(2-hydroxypropyl)äthylen-

diamin

DHPMP Bis-1-(2-hydroxypropyl)-2-methylpiperazin DMAE N,N-Dimethylaminoäthanol.

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Tabelle I

Bei- Gewichtsteile

spiel PAPI TDI TDH DMP THH DMAE TEA NHM NHP TKEA DHPMP Silikon Chlorphosphat FTM

	1	0	100	3,3	0	1,7	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	2	60	40	3,0	0	0	0	0	0	3,0	0	0	0	0	15
	3	0	100	1,5	0	0	0	0	0	1,5	0	0	0	0	0
	4	70	30	2,3	0	0	0	0	4,7	0	0	0	0	0	15
	5	0	100	1,7	0	0	0	0	3,3	0	0	0	0	0	0
Wl ο	6	50	50	1,2	0	0	0	2,4	0	0	0	0	0,6	1,8	10
to OO	7	50	50	2,6	0	0	0	0	0	0	5,4	0	1,4	2,6	15
co	8	90	10	2,6	0	0	0	0	0	0	0	5,4	1,4	2,6	15
	9	80	20	2,2	0	0	0	d	0	0	0	4,4	1,4	2,2	15
OO	10	70	30	1,8	0	0	0	0	0	0	0	3,3	0,9	1,8	S? 15
•ο	11	0	100	0	6	0	0	0	0	2	0	0	1,0	0	0
	12	50	50	0	8	0	3	0	0	0	0	0	1,0	0	15

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Beispiele 15 bis 20

Eine Reihe von Schaumstoffen wurde hergestellt, indem gleichzeitig ein Cokatalysatorsystem zu einem Reaktionsgefäß gegeben wurde, das mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer ausgerüstet war und in das ein Polyiso.cyanat und verschiedene fakultative Bestandteile, z.B. ein Weichmacher, ein Netzmittel und ein Treibmittel, gegeben worden waren. Es bildete sich eine exotherme Reaktion aus, an die sich bald eine Schaumbildung anschloß. In der untenstehenden Tabelle II sind Einzelheiten der Herstellungen sowie die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Schaumstoffe zusammengestellt. In allen Fällen deuten spektroskopische Infrarotanalysen darauf hin, daß die Schaumstoffe Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen haben.

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Beispiele 21 bis 29

Eine Reihe von Schaumstoffen wurde hergestellt, indem gleichzeitig ein Cokatalysatorsystem zu einem Reaktionsgefäß gegeben wurde, das mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer versehen war und in das ein Polyisocyanat und verschiedene fakultative Bestandteile, wie ein Polyol, ein Urethankatalysator, ein Weichmacher, ein Netzmittel und ein Treibmittel, gegeben worden waren. Es bildete sich eine exotherme Reaktion aus, an die sich bald danach eine Schaumbildung anschloß. In der untenstehenden Tabelle III sind die Einzelheiten der Herstellung sowie die physikalischen Eigenschaften einiger der resultierenden Schaumstoffe zusammengestellt. In allen Fällen deuten spektroskopische Infrarotanalysen darauf hin, daß die Schaumstoffe Carbodiimid-, Isocyanurat- und Urethanbindungen zeigen. Zusätzlich zu den obengenannten Abkürzungen werden in Tabelle III die folgenden Abkürzungen verwendet:

DBTDL Dibutylzinndilaurat

Polyol I ein Acrylnitril-Pfropfcopolymeres, hergestellt durch in-situ-Polymerisation von Acrylnitril in einem Polyol, erhalten durch Umsetzung von 5 Mol Propylenoxid mit einem Reaktionsprodukt aus 1,5 Hol Maleinsäureanhydrid und 1,0 Mol eines Propylenoxidaddukts von Glyzerin mit einem Molekulargewicht von 3000 (Hydroxylzahl

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Polyol II Propylenoxidaddukt des Mannich-Kondensationsprodukts von 1 Mol Phenol, Diäthanolamin und Formaldehyd (Hydroxylzahl 530).

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Bestandteile

PAPI, Gewichtsteile

TDI, Gewichtsteile DMAE, Gewichtsteile

TDH, Gewichtsteile <n DBTDL, Gewichtsteile ^₃ Chlorphosphat, Gewichtsteile ⁰⁰ Silikon, Gewichtsteile in Polyol I
ο Polyol II 2 FTM, Gewichtsteile

	22	Tabelle III	Beispiele	24	25	26	27	28	29
	300		270	270	270	300	300	300
21	-	23	30	30	30	-	-	—
300	15	300	18	18	18	11	11	11
-	2,5	-	3,0	3,0	3,0	4,5	4,5	4,5
15	5,0	15	6,0	6,0	6,0	3,6	3,6	3,6
2,5	5,0	2,5	6,0	6,0	6,0	7,1	7,1	7,1
5,0	2,5	5,0	3,0	3,0	3,0	3,6	3,6	3,6
5,0	66	5,0	60	66	72	-	-	—
2,5	-	2,5	-	-	—	60	66	72
60	65	72	60	60	60	60	60	60
-	-
60	65

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Claims

Fortsetzung Tabelle III

Physikalische Eigenschaften

21

22 Beispiele
24 25

26

27

28

Dichte, g/cm 0,0304 0,0288 0,027 Druckfestigkeit, 10% Ablenkung, kg/crn² 1,41 1,12 0,98 Trommelbruchigkeit, Λ0% Ge wichtsverlust 55 49 67 Korrektur der geschlossenen Zellen, % 99 99 98 Butler-Chimney-Test Gewichtsbeibehaltung, % 96 91 86 Flarnmhöhe, cm 17,73 20,32 20,32 Zeit bis zur Selbstauslö schung, S 10 10 10

48

99

43

100

43

17

100

15

98

10

87 88 91 82

22,86 25,40 25,40 15,24 22,86 25,40

10

(Ji -ΡΙΟ

CD
CO

cn

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von zellförmigen Schaumstoffen mit Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen durch Kondensation eines organischen Polyisocyanats in Gegenwart eines Katalysatorsystems, welches einen tertiären Amintrimerisationskatalysator und gegebenenfalls ein oder mehrere von 0,01 bis 0,5 Äquivalenten eines Polyols mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 2 bis 8 und einem durchschnittlichen Hydroxyläquivalent von 100 bis 3000, einen Katalysator zur Förderung von Urethsnbindungen, ein Fluorkohlenstofftreibmittel oder ein organisches Chlorphosphat enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorsystem einen Aminoalkohol mit einem Molekulargewicht von 89 bis 300 enthält, welcher 1 bis 3 tertiäre Aminogruppen aufweist, wobei jeder Stickstoff durch mindestens eine ß-Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aminoalkohol ein ΪΤ,Ν-Dialkylaminoalkanol ist.
3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Aminoalkohol N,N-Dimethylaminoäthanol ist.
4. Zellförmiger Schaumstoff, gekennzeichnet durch Carbodiimid- und Isocyanuratbindungen, hergestellt durch Kondensation eines organischen Polyisocyanats in Gegenwart einer katalytisch ausreichenden Menge eines tertiären Amintrimerisationskatalysators und eines

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Aminoalkohols mit einem Molekulargewicht von 89 bis 300, welcher 1 bis 3 tertiäre Aminogruppen enthält, wobei jedes Stickstoffatom durch mindestens eine ß-Hydroxyalkylgruppe substituiert ist, in welcher die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoff atome enthält.

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