DE2540071A1 - Verfahren zur herstellung von polyurethan-hartschaumstoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polyurethan-hartschaumstoffen

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Description

Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen durch Polyaddition von Polyhydroxyverbindungen an Polyisocyanate unter Zusatz von Treibmitteln und Katalysatoren.
Nach dem Polyadditionsverfahren können aus höhermolelcularen Polyhydroxyverbindungen, Polyisocyanaten und Treibmitteln Hartschaumstoffe mit gleichmäßiger Porenstruktur bzw. sog. Integral-Hartschaumstoffe mit porösen Innenbereichen und dichten Oberflächen hergestellt v/erden. Als Treibmittel dienen beispielsweise inerte und niedrigsiedende Halogenalkane, wie Trichlorfluormethan, welche bei der exothermen Polyurethanbildung verdampfen und das Aufschäumen bewirken. Die Aufbaureaktioiien zum Polyurethan und der Treibvorgang sind hierbei durch entsprechende Katalysatoren so aufeinander abzustimmen, daß weder ein Schaumkollaps noch ein Aufreißen des Schaumes eintritt. Die Yfirkung der Katalysatoren beschränkt sich dabei nicht nur auf die Isocyanat/Hydroxy1-Reaktion, sondern erstreckt sich auch auf zur Verzweigung oder Vernetzung führende Nebenreaktionen der Isocyanate.
Bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen werden vor allen niedermolekulare tertiäre Amine wie Trimethylamin und Triäthylamin als Katalysatoren bevorzugt. Durch Kombination von Katalysatoren kann auch eine Synergistisehe Steigerung der Wirkung erreicht werden. So wurde beispielsweise die Herstellung von Hartschaumstoffen durch Polyaddition von Polypropylenglykolen an Polyisocyanate erst durch
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die Auffindung geeigneter Aktivatorsysteme, insbesondere Mischungen aus niedermolekularen tertiären Aminen und Zinn-Verbindungen ermöglicht.
Die für die Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen "bekannten Katalysatoren bzw. Aktivatorsysteme haben den Nachteil, daß sie bereits bei Temperaturen zwischen 70 und 800C zumindest teilweise ausschv/itzen. Durch diese Ausscheidungen werden die Einsatzmöglichkeiten von Polyurethan-Hartschaumstoffen eingeschränkt. So ist beispielsweise der Einsatz in elektrischen oder elektronischen Geräten mit höheren Betriebstemperaturen nicht möglich, da die Ausscheidungen eine Beschädigung der Kontakte bewirken.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator bzw. ein Aktivatorsystem für die Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen zu finden, die auch bei höheren Temperaturen ausscheidungsfrei sind.
Es wurde nun gefunden, daß der Zusatz eines Katalysators der Formel
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der auch als Iris-(dimethylaminomethyl)-Phenol "bezeichnet werden kann zur Polyurethan-Hartschaumstoffen führt, die "bis zu einer Temperatur von 1250C ausscheidungsfrei "bleiben. Das Tris-(dimethylaminomethyl)-Phenol kann hierbei als alleiniger Katalysator oder als Komponente eines Aktivatorsystems eingesetzt werden, wobei in letzterem Fall die übrigen Komponenten ebenfalls bis zu einer Temperatur von mindestens 1250C nicht ausschwitzen dürfen. Derartige Komponenten können beispielsweise primäre oder sekundäre Amine sein, welche die Isocyanat/Hydroxyl-Reaktion rasch in Gang bringen, aber ohne den Zusatz v/eiterer Komponenten für die Katalyse der gesamten Reaktion nicht geeignet sind.
Es wird vermutet, daß die reaktionsfähige Hydroxyl-Gruppe des Tris-(dimethylaminomethyl)-Phenols mit Isocyanaten reagiert, der Katalysator hierdurch in die Schaumstoffstruktur eingebaut wird und die entstandene Bindung erst bei Temperaturen oberhalb 1250C einer thermischen Spaltung unterliegt. Ein weiterer Vofteil des Tris-(dimethylaminomethyl-)Phenols ist, daß es eine Trimerisierung der Isocyanate zu Isocyanaten gemäß folgender Gleichung
R -A/ = C =0
in starkem Maße katalysiert. Derartige Isocyanat-trimere sind praktisch thermostabil und erhöhen somit auch die Thermo-
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-4-stabilität des Polyurethan-Hartschaumstoffes.
Die mit Tris-(dimethylaminomethyl)-Phenol als Katalysator hergestellten Polyurethan-Hartschaumstoffe können vorteilhaft als Umhüllung für elektrische und elektronische Bauteile verwendet werden, da Betriebstemperaturen über 125°C nicht auftreten und die Kontakte somit nicht durch Ausscheidungen beschädigt werden. Bislang wurden derartige Umhüllungen aus Epoxidharzen hergestellt, die beispielsweise Aushärtezeiten von 10 bis 20 Stunden bei Aushärte-Temperatüren von ca. 900C benötigen. Demgegenüber benötigen Umhüllungen aus Polyurethan-Hartschaumstoffen nur Aushärtezeiten von beispielsweise 15 Minuten bei Raumtemperatur.
Beispiel
Zur Herstellung eines Polyurethan-Integral-Hartschaumstoffes wurde zunächst ein Aus gangs gemisch aus 100 Teilen Polyäibherpolyol (OH-Zahl 420, Funktionalität 3), 10 Teilen Trichlorfluormethan, 1 Teil Zeil-Stabilisator und 3 Teilen Tr is-(dimethylanii^nomethyl)-rPhenol hergestellt. Dieses Ausgangsgemisch wurde dann zur Bildung eines Reaktionsgemisches in einem Mischkopf mit 117 Teilen 4.4T-Diisocyanato-Diphenylmethan (Funktionalität 2,0 -2,9) verrührt. Das auf diese Weise hergestellte Reaktionsgemisch wurde dann in eine mit einem Trennmittel bestrichene und auf eine Temperatur von ca. 500C vorgeheizte Form gespritzt, in welcher ein Kondensator angeordnet war. Innerhalb von 15 Minuten konnte dann der in einen festen Polyurethan-Integral-Hartschaum eingebettete Kondensator aus der Form entnommen werden.
Um eine Beschädigung von Kontakten auszuschließen muß der verwendete Zeil-Stabilisator bis zu einer Temperatur von
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125°C ebenfalls ausscheidungsfrei sein. Ein geeigneter Zeil-Stabilisator ist beispielsweise das Handelsprodukt IK 221 der Firma Air Products and Chemicals Inc., Vfeyne/USA.
Gegebenenfalls kann zur Beschleunigung der Reaktion dem Ausgangsgemisch in geringen Mengen (0,1 bis 0,3 Teile) Wasser zugesetzt v/erden. Die Zugabe geeigneter Flammschutzmittel und Füllstoffe zum Ausgangsgemisch ist ebenfalls möglich.
2 Patentansprüche
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Claims (2)

P..,a tentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen ~" durch Polyaddition von Polyhydroxyverbindungen an Polyisocyanate unter Zusatz von Treibmitteln und Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet , daß als Katalysator Tris-( dimethylaininome thyl) -Phenol zugesetzt v;ird.
2. Verwendung eines nach Anspruch 1 hergestellten Polyurethan-Hartschaumstoffes als Umhüllung für elektrische und elektronische Bauteile.
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