DE2606562A1 - Fasern enthaltende polyurethanschaumstoffe und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Fasern enthaltende polyurethanschaumstoffe und verfahren zu ihrer herstellung

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DE2606562A1
DE2606562A1 DE19762606562 DE2606562A DE2606562A1 DE 2606562 A1 DE2606562 A1 DE 2606562A1 DE 19762606562 DE19762606562 DE 19762606562 DE 2606562 A DE2606562 A DE 2606562A DE 2606562 A1 DE2606562 A1 DE 2606562A1
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Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Aktenzeichen: HOE 76/F 025
Datum: 18. Februar 1976 Dr.DA/L
Fasern enthaltende Polyurethanschaumstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
Seit längerer Zeit ist es bekannt, pulverfÖrmige und faserige Füllstoffe in Polyurethanschaumstoffen einzuarbeiten (vgl. GB-Patentschrift 788 062). Polyurethanschaumstoffe mit pulverförraigen Füllstoffen sind jedoch bei geringer Stauchbelastung relativ hart und damit beispielsweise für die Herstellung von Polstermöbeln ungeeignet. Das gleiche gilt für faserige Füllstoffe mit hoher Steifigkeit, die nur in speziellen Anwendungen als Füllstoff in Polyurethanschaumstoffen Verwendung finden, zum Beispiel zur Herstellung von feuerfesten und kugelsicheren Schaumstoffen, wobei Glasfasern vorgeschlagen werden (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 2 439 195).
Als sehr vorteilhaft wird die Verwendung von sehr fein gemahlener Holzcellulose als Füllstoff in Polyurethanschaumstoffen beschrieben (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 224 482). Ein recht hoher Anteil von 5 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die reaktiven Komponenten, bewirkt eine Verbesserung der Elastizitätseigenschaften. Allerdings führt dieser hohe Feststoffanteil in praxisnahen Apparaturen zu beträchtlichen Schwierigkeiten und ist daher kommerziell nicht anwendbar. Ferner hat Cellulose die unangenehme Eigenschaft, mit dem
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als Treibmittel notwendigen Wasser zu quellen, so daß das Treibmittel nicht gleichmäßig verteilt ist und die Schaumherstellung schwer zu kontrollieren ist. Ferner ist die Feinmahlung des Hclzzellstoffes, die seiner Einarbeitung zwingend vorgeschaltet ist, ein aufwendiger Verfahrensschritt.
Es wurde nun gefunden, daß Polyurethanschaumstoffe, welche Polyolefinfasern enthalten, hervorragende Eigenschaften besitzen. Gleichzeitig wurde ein Verfahren zur Herstellung dieser Schaumstoffe gefunden.
Gegenstand der Erfindung sind somit Fasern enthaltende Polyurethanschaumstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den fertigen Schaum, Polyolefinfasern, welche mit Isocyanaten reagierende Gruppen besitzen, enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Fasern enthaltenden Polyurethanschaumstoffen durch Zusammenbringen einer Polyhydroxylkoraponente und einer Polyisocyanatkomponente, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Zusammenbringen in Gegenwart von 0,1 bis lO-Gewichtsprozent, bezogen auf den fertigen Schaum, Polyolefinfasern, welche mit Isocyanaten reagierende Gruppen besitzen, geschieht.
Nahezu alle bekannten Polyurethanschaumstoffe können Polyolefinfasern enthalten.
Besondere Vorteile zeigen sich bei offenzelligen weiche-elastischen und bei halbharten Schaumstoffen. Es ist praktisch unerheblich, ob solche Schäume in Blöcken (Blockschaum) oder in beheizten oder unbeheizten Gießformen (Heiß. bzw. Kaltschaum) hergestellt werden. Die geeigneten Schäume werden unter Verwendung von Hilfsstoffen aus einer Polyhydroxylkompo-
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nente mit Polyester— oder Polyätherstruktur und einer PoIyisocya na t komponente siit vorwiegend 2 bis 3 Isocyanatgruppen pro Molekül hergestellt. Die Polyhydroxy lkomponent e (nachfolgend auch als PoXyol bezeichnet) mit Polyesterstruktur besteht aus einer oder mehreren Dicarbonsäuren und einer oder mehreren Verbindungen mit 2 bis 4 Hydroxylgruppen und/oder aus Hydroxycarbonsäuren, beispielsweise Kondensationsprodukte aus Adipinsäure und Diäthylenglykol mit oder ohne Trimethylolpropan, aus Adipinsäure, Phthalsäure, 1,3-Butandiol und 1,2,6-Hexantriol oder aus Terephthalsäure, Ä'thylenglykol und Glycerin. Die Polyhydroxylkomponenten mit Polyätherstruktur sind Polyadditionsprodukte von Epoxiden oder von Tetrahydrofuran, deren Polyaddition meist in Gegenwart von Alkali mit Polyhydroxy !verbindungen, wie Wasser, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Pentaerythrit, Sorbit oder mit aliphatischen oder aromatischen Aminen gestartet wurde, beispielsweise Polyadditionsprodukte aus Äthylenoxid, 1,2-Propyleaoxid und Glycerin oder aus Propylenoxid und Propylenglykol. Je nach Wahl der Komponenten zur Herstellung können Polyester- und Polyätherpolyole linear oder verzweigt sein. Ferner eignen sich natürliche oder synthetische Polymere mit Hydroxylgruppen als Polyole.
Die Polyisocyanate sind vorwiegend aromatische Isocyanatverbindungen, die häufig in o-Stellung zu einer Isocyanatgruppe substituiert sind, beispielsweise 4,4'-Diisocyanato-diphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3*-diehlor-diphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3f-dimethoxy-diphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-diroethyl-diphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3 '-diphenyl-diphenyl, 4,4*-Diisoqanato-diphenylmethan (MDI), 1,5-Diisocyanato-naphthalin, Diisoeyanato-toluol Czum Beispiel 80 % 2,4-Diisocyanato- und 20 % 2,6-Diisocyanato-toluol = TDI), 2,4,4'-Triisocyanato-diphenylather und 4,4*,4"-Triisocyanato-triphenylmethan, und die einzeln oder als Mischung verwendet werden,
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Als Hilfsstoffe zur Polyurethanherstellung dienen Treibmittel, wie Wasser und/oder Fluorkohlenwasserstoffe als Katalysatoren, zum Beispiel Triäthylamin, N-Methylmorpholin, 2,2—Bis-dimethylainino-diäthyläther, Dimethylbenzylamin, Diäthylentriamin, Triäthanolamin und/oder Zink(II)-octoat, Schaumstabilisatoren, wie beispielsweise Polysiloxanverbindungen und Additive, wie beispielsweise Flammschutzstoffe, Pigmente etc.
Diese Polyolefinfasern bestehen zu 90 bis 99,9 Gewichtsprozent, vorzugsweise zu 95 bis 99,8 Gewichtsprozent, insbesondere zu 97 bis 99,5 Gewichtsprozent, aus einem Polyolefin und zu 0,1 bis 10 Gewichtsprozent aus einer polyfunktionellen Reaktivkomponente für isocyanate. Unter Polyolefin sollen Homo- und Copolymerisate des Xthylens, des Propylene, des Buten-(l), des Isobutens, des Styrols und des oi-Methylstyrols verstanden werden. Die Polymerisate des Xthylens umfassen solche mit einer Dichte von 0,91 bis 0,97 g/cm , die durch das Herstellungsverfahren und durch Comonomere, wie zum Beispiel Propylen, Buten-(l) oder Hexen-(1) eingestellt wird. Die Polymerisate des Propylens umfassen zum Beispiel Homopolymerisate mit 0,1 bis maximal 25 % ataktischen Anteilen, statistische Copolymerisate mit bis zu 5 Gewichtsprozent Äthylen oder Buten-(1) und Blockpolymei'isate mit bis zu 25 Gewichtsprozent Äthylen. Die Polymerisate des Styrols umfassen ataktische und isotaktische Homopolymere und statistische Copolymere mit beispielsweise bis zu 20 Gewichtsprozent an o6-Methylstyrol oder bis zu 30 Gewichtsprozent Acrylnitril. Unter Polyolefinfasern sollen auch Fasern verstanden werden, die aus Gemischen der obigen Polymeren bestehen. Vorzugsweise werden Fasern verwendet, bei denen das Polyolefin ein Polymeres des Xthylens oder Propylens mit einem Comonomer-
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gehalt von weniger als 5 % ist. Für Schäume von sehr großem Volumen sowie für Heißschäume werden bevorzugt Polypropylenfasern eingesetzt. An der Oberfläche der Fasern ist eine polyfunkticnelle Realstivkomponente für Isocyanate fixiert. Als polyfunktioneile Reaktivkomponente dienen Verbindungen, die mit Isocyanaten reagieren können und mindestens zwei OH-, >NH- oder -CQOH-Gruppen aufweisen, wobei diese Gruppen auch zusammen in einer Verbindung vorkommen können. Bevorzugt werden dabei Verbindungen mit mindestens zwei OH-Gruppen, dieentweder niedermolekular oder insbesondere hochmolekular sein können. Beispiele sind Stärke, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Saccharin, Polyglykole, Polyvinylalkohol, hydroxylgruppenhaltxge Blockcopolymere oder völlig verseifte Copolymere aus Xthylen und Vinylacetat oder Oxidationsprodukte eines Polyolefins. Besonders bevorzugt sind Polyvinylalkohole mit einem Verseifungsgrad von 30 bis 99,9 % und einer tösungsviskosität (4 % in Wasser bei 20 C) von 4 bis 90 Centipoise.
Der Anteil der polyfunktionellen Reaktivkomponente am Fasergev/icht beträgt 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gewichtsprozent.
Die Reaktivkomponente für Isocyanate kann absorptiv oder chemisch oder durch mechanische Molekülverknäulung an den Kern der Polyolefinfaser fixiert sein. Wichtig ist die Festigkeit der Fixierung. Die Reaktivkomponente darf sich bei 24-stündigem Dispergieren der Faser in Wasser bei 500C in 1 %iger Konzentration nicht zu mehr als 10 % ablösen. Die polyfunktionelle Reaktivkomponente für die Isocyanate kann entweder mehr oder weniger gleichmäßig nur an der Oberfläche fixiert sein, sie kann aber auch als separate Phase teils an der Oberfläche und teils im Inneren der Faser vorliegen, wobei ein Teil der Oberfläche nicht von der Komponente bedeckt zu
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werden braucht. Es ist allerdings vorteilhaft, wenn der Oberflächenanteil der Faser, der mit der polyfunktionellen Reaktivkomponente bedeckt ist, möglichst hoch ist.
Die Länge der Polyolefinfasern beträgt vorteilhafterweise 0,3 bis IO mm, wobei wegen der leichteren Einmischbarkeit Faserlängen von 0,3 bis 3 mm bevorzugt werden. Die Fasern können einen gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Querschnitt haben und brauchen nicht, aber können durchaus fibrilliert sein, wobei die fibrillierte Form bevorzugt wird. Dadurch können die Faserquerschnitte in weitem Bereich zwischen 0,5 und 500 .um schwanken. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Fasern erhalten, die eine spezifische Oberfläche nach der
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BET-Methode von mehr als 1 m /g haben.
Der Orientierungsgrad der Fasern spielt nur eine untergeordnete Rolle. Es werden beispielsweise auch gute Ergebnisse erhalten, wenn im Fall einer Polyäthylenfaser mehr als 90 % des Polyäthylens sphärolithisch kristallisiert ist. Als Fasern werden Polymergebilde verstanden, deren Verhältnis Länge zu Durchmesser größer als 5 ist.
Für die Herstellung der Polyolefinfasern sind heute verschiedene Verfahren bekannt, zum Beispiel die Schmelzextrusion von Polyolefinen mit Polyvinylalkohol, die nachträgliche Oberflächenoxidation von Polyolefinfasern oder die nachträgliche Adsorption von polyfunktionellen Reaktivkoraponenten an Polyolefinfasern, die beispielsweise durch Verdüsung einer überhitzten Polymerlösung erhalten werden, oder die Verdüsung einer überhitzten Emulsion aus einer Polyolefinlösung und einer wäßrigen Lösung der Reaktivkomponente. Die besonders bevorzugten Fasern mit einer spezifischen Oberfläche von
mehr als 1 m /g werden vorwiegend durch Verdüsen einer überhitzten losungsraittelhaltigen Polymermischung erhalten.
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Die Fasern kommen nicht als Netzwerk zur Anwendung, sondern sind im resultierenden Schaum gleichmäßig verteilt. Um dieses zu erreichen, ist es empfehlenswert, die Fasern zunächst in der Rcaktivkoiaponente für das Isocyanat der Schaummischuug zu dispergieren und danach die Verschäumung in üblicher Weise durchzuführen. Das Dispergieren der Fasern in der Reaktivkomponente für das Isocyanat kann entweder mit Maschinen erfolgen, die aus der Papierindustrie zum Dispergieren von Cellulosefasern in Wasser bekannt sind, wie beispielsweise Dynapulper, Hydropulper, Holländer, Fluidmischer oder Refiner, oder die Fasern können nach bekannten Verfahren mechanisch oder aerodynamisch ohne Flüssigkeit aufgelockert und dann in die Reaktivkomponente eingerührt werden. In beiden Fällen können die Fasern in wasserfeuchter Form verwendet werden, wobei die mit den Fasern eingebrachte Wassermenge bei der Berechnung des gewünschten Treibmittelgehaltes berücksichtigt werden muß und diesen nicht überschreiten darf. Die Verwendung wasserfeuchter reaktiver Polyolefinfasern erspart in manchen Herstellungsverfahren einen aufwendigen Trocknungsschritt, verlängert allerdings die Mischzeit zur gleichmäßigen Verteilung des eingebrachten Wassers. Daherjkann es manchmal auch vorteilhaft sein, die reaktiven Polyolefinfasern in trockener Form zu verwenden.
Das Dispergieren hat einmal die Aufgabe, die Fasern gleichmäßig in der Reaktivkomponente für das Isocyanat zu verteilen und ferner eventuell anwesende Faserbündel bis zu dem Grad desintegrieren, daß keine durch mechanische Prüfung feststellbaren Fehlstellen im resultierenden faserhaltigen Schaum entstehen. Das gleichmäßige Dispergieren bewirkt ferner, daß das schnelle Einmischen der anderen Schaumkomponenten, wie zum Beispiel Diisocyanat, Katalysator, Treibmittel und Hilfsstoffe nicht behindert wird und sich die Fasern so in der gesamten Schaummischung gleichmäßig verteilen.
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Die eingesetzte Fasermenge kann je nach Faserlänge und Fasermorphologie von 0,1 bis 10 %, bezogen auf den fertigen Schaum, variieren und muß auf das jeweilige konkrete Beispiel abgestimmt v/erden. In den weitaus meisten Fällen wird man nur 0,3 bis 5 %, bezogen auf den fertigen Schaum, einsetzen. Nach oben wird die eingesetzte Fasermenge durch den Preis und durch den Viskositätsanstieg der erhaltenen Fasersuspension in der Reaktivkomponente für das Isocyanat und nach unten durch die zu erzielenden Vorteile begrenzt.
Durch die Polyreaktion in Gegenwart der reaktiven Polyolefinfasern haben die resultierenden Schäume ein verbessertes Stauchungsverhalten. Im Bereich von mehr als 50 % Stauchung können diese Schäume eine höhere Druckbelastung aufnehmen als Schäume ohne reaktive Polyolefinfasern und können auch eine höhere Druckbelastung aufnehmen, als Schäume mit Polyolef infasern, die nicht reaktiv sind, d. h. nicht mit einer Reaktivkomponente für das Isocyanat ausgerüstet sind. Im Gegensatz zu Schäumen, die mit nichtfaserigen Füllstoffen versehen sind, behalten die erfindungsgemäßen Schäume ihren weichen Griff. Bei geringer Kompression lassen sie sich praktisch genauso leicht eindrücken wie Schäume ohne Füllmaterial.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß man diesen Effekt bereits mit einem niedrigen Faseranteil erreichen kann und daß man dadurch keine Mischschwierigkeiten hat und die Schäume mit den technisch üblichen Mischköpfen herstellen kann. Viele andere reaktive Fasern, wie beispielsweise Polyamidfasern bereiten Misch- oder Benetzungsschwierigkeiten, da die bekannten Fasertypen zu steif und zu lang sind.
Ein anderer Vorteil der Erfindung ist, daß die verwendeten Polyolefinfasern im Gegensatz zu Cellulosefasern Wasser, das als Treibmittel benötigt wird, nicht durch Quellung binden und keine Konzentrationsunterschiede des Wassers hervorrufen.
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Dadurch besteht keine Gefahr, daß durch den Quellvorgang das Raumgewicht verändert wird und daß die Porenstruktur inhomogen wird. Weiterhin wurde beobachtet, daß durch Einarbeitung der reaktiven Polyolefinfasern das Reaktionsgemische in. der Phase der Aufschäumung eine größere Stabilität aufweist und so in dieser kritischen Phase besser zu handhaben ist«
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Ein 250 1-Kessel, versehen mit einem Rührer und einem Auslaßventil, welches über eine Leitung mit einer Düse verbunden ist, die in ein Entspannungsgefäß führt, wird mit 3,6 kg Polyäthylen (RSV 1,4 dl/g, MFI 5,58), 120 1 Wasser, 290 g Polyvinylalkohol (Viskosität 4,6 bis 6 cP 4 %ig in Wasser bei 20°C, Verseifungsgrad 98,5 bis.100 Mol-%) und 120 1 Hexan beschickt. Danach wird der Kessel verschlossen und der Kesselinhalt unter Rühren auf 150°C erhitzt und ca. 2 1/2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dabei wird ein Druck von
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12,3 kg/cn erreicht. Nachdem das Polyäthylen sich aufgelöst hat und der Kesselinhalt in eine Dispersion übergegangen ist, wird das Auslaßventil geöffnet und die Dispersion in das Entspannungsgefäß entlassen im gleichen Maße, wie eine an diesem Gefäß angeschlossene Vakuumpumpe die freiwerdenden Dämpfe absaugen und einen Druck von etwa 200 mm Hg aufrechterhalten kann. Die entstandenen Fasern werden mit Wasser angeteigt, siebenmal durch einen Scheibenrefiner gegeben und danach durch Zentrifugieren vom Wasser getrennt. Die Fasern haben
ο eine spezifische Oberfläche nach der BET-Methode von 8,2 m /g und eine mittlere statische Faserlänge nach TAPPI-Norm T 233 SU 64 von 0,9 mm.
In einem zylindrischen Gefäß von ca. 1,5 1 Inhalt werden Gewichtsteile einer Glycerin/Propylenoxid-Äthylenoxid-Additionsverbindung mit einem Molekulargewicht von ca. 3000, einer OH-Zahl von 56 und einem Anteil an primären OH-Gruppen von ca. 6O Mol-% (= Polyol zur Herstellung von vorzugsweise heiß härtenden Formteilen) sowie 2,8 Gewichtsteile Wasser und 1,0 Gewichtsteile der obigen Fasern, die in einem Fluidmischer gleichmäßig mechanisch aufgelockert und bei 70°C im Vakuumtrockenschrank getrocknet worden sind und die aus 97 Gewichtsprozent Polyäthylen und 3 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol bestehen, mittels einer an einem Rührer angebrachten Mischscheibe von 63 mm Durchmesser bei 1400 Upm 2 Minuten lang verrührt. Anschließend werden 1,0 Gewichtsteile eines
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handelsüblichen Schaumregulators auf Polysiloxanbasis, 0,1 Gewichtsteile N-Methylmorpholin, 0,1 Gewichtsteile 2,3-Bisdimethylamino-diäthyläther und 0,12 Gewichtsteile Zinn(II)-octoat zugegehen und nochmals für 15 Sekunden vermischt. Danach werden 38 Gewichtsteile TDI (technisches Gemisch aus 80 Gewichtsprozent Toluylen-2,4-diisocyanat (= Diisocyanatotoluol) und 20 Gewichtsprozent Toluylen-2,6-diisocyanat) zugegeben, 6 bis 8 Sekunden intensiv vermischt und die Mischung in eine vorbereitete Papierform gegossen. Nach Beendigung der Aufschäumung wird der Schaum in einem Ofen eine Stunde lang bei 70°C gehärtet. Es resultiert bei diesem und auch bei allen anderen Beispielen und Vergleichsbeispielen ein offenporiger und feinzelliger Schaumstoff. Seine Dichte und seine Stauchhärte, die nach DIN 53 577 ermittelt wird, sind in.Tabelle 1 zusammengefaßt.
Beispiel 2
Es wird die gleiche Mischung aus Polyol, Wasser und Fasern wie in Beispiel 1 in gleicher Weise hergestellt. Danach werden zunächst 2 Gewichtsteile Triäthanolamin (chemisch rein), 5 Gewichtsteile Trichlorfluormethan, 1 Gewichtsteil eines handelsüblichen Zellregulators, 0,2 Gewichtsteile Triäthylamin und 0,6 Gewichtsteile einer 33 %igen Lösung von Triäthylendiamin im Dipropylenglykol und danach 43 Gewichtsteile TDI wie in Beispiel 1 zugegeben, verrührt und ausgeschäumt. Die Eigenschaften des entstandenen Schaumes sind in Tabelle zusammengefaßt.
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Beispiel 3
In diesem Beispiel werden 100 Gewichtsteile einer Glycerin/ Propylenoxid-Xthylenoxid-Additionsyerbindung mit einem Molekulargewicht von ca. 48OO, einer OH-Zahl von 35 und einem Anteil primärer OH-Gruppen von 70 % (= Polyol für kalthärtende Schaumstoff-Forinteile) in Kombination mit 2 Gewicht st eilen Triäthanolamin, 2,8 Gewichtsteilen Wasser, 5 Gewichtsteilen Trichlorfluormethan, 1 Gewichtsteil eines handelsüblichen Schaumstabilisators auf Polysiloxanbasis, 0,2 Gewichtsteilen Triäthylarain, 0,6 Gewichtsteilen einer 33 %igen Lösung von Dipropylenglykol in Triäthylendiamin und 51 Gewichtsteilen einer Mischung aus TDI und MDI (4,4-Diphenylmethan-diisocyanat) im Verhältnis 40 : 60 verwendet. Die Fasern bestehen zu 98,8 % aus Polypropylen und 1,2 % Polyvinylalkohol, haben
ο eine spezifische Oberfläche nach der BET-Methode von 6 m /g und eine mittlere statistische Faserlänge nach TAPPI-Norm T 233 SU 64 von 1,2 mm und werden analog der Polyäthylenfasern gemäß Beispiel 1 hergestellt und vorbereitet. Die Schaumstoffherstellung vollzieht sich in analoger Weise wie in Beispiel 1. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 festgehalten.
Beispiel 4
Beispiel 3 wird in der Weise abgeändert, daß als Polyol ein handelsübliches Polymerpolyol (mit Acrylnitril modifiziertes Polyäther-Polyol, OH-Zahl 28) sowie 45 anstelle von 51 Gewichtsprozent der gleichen TDI/MDI-Mischung verwendet werden. Die Eigenschaften des resultierenden Schaumes sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
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Beispiel 5 »- /lfm
In einem 60 1-Behälter werden ca. 40 kg (100 Gewichtsteile) einer Glycerin/Propylcncxid-Ä'thyienoxid-Additionsverbindung mit einem Molekulargewicht von 3500, einer OH-Zahl von 47 und einem Anteil primärer Hydroxylgruppen von 20 % (=* Polyol für Blockschäume), 3,8 Gewichtsteile Wasser und 2 Gewichtsteile der in Beispiel 1 verwendeten Polyäthylenfaser, die jedoch mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50 % zur Anwendung kommt, durch Umwälzen über eine Urapumpleitung mit Hilfe einer
+) eine Stunde lang homogenisiert. Die Pumpe ist dabei auf einen Durchsatz von 20 kg/min, eingestellt. Zur Verschäumung wird die Mischung über die Leitung einer großtechnisch üblichen Rührwerksmischkammer (Leistung ca. 30 kg/h) zugeführt. Gleichzeitig werden über getrennte Leitungen aus getrennten Vorratsgefäßen über getrennte Präzisions-Kolbenpumpen pro 100 Gewichtsteile Polyol, 1 Gewichtsteil Schaumstabilisator auf Polysiloxanbasis, 0,5 Gewichtsteile Dimethylbenzylamin, 0,6 Gewichtsteile Triäthylendiamin gelöst in Dipropylenglykol (33 %ig), 0,25 Gewichtsteile Zinn(II)-octoat und 48 Gewichtsteile TDI in konstantem Mischungsverhältnis in die Rührwerksmischkainmer gepumpt und dort mit einem Stiftrührer mit 2100 Upm intensiv vermischt. Im gleichen Maße wie die Komponenten eingespeist werden, verläßt die fertige Mischung die Rührwerksmischkammer durch eine bodenseitige Düse. Nach Entnahme eines Vorlaufes, der verworfen wird, wird das Gemisch während einer Zeit von ca. 8 Sekunden in eine vorbereitete Blockform von 50 cm χ 50 cm χ 70 cm eingetragen, worin das Reaktionsgemisch aufschäumt und aushärtet. Die Eigenschaften des Schaumes sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Schraubenspindelpumpe
/14
709834/0811
HOE 7C/F 025
.Μ* 2606&62
Vergleichsbeispiele A bis E
Die Beispiele 1 bis 5 werden ohne Faserzusatz unter sonst gleichen Bedingungen wiederholt, wobei auch der Wassergehalt der Gesamtrezeptur konstant bleibt. Die Eigenschaften der Schäume sind in Tabelle 2 zusammengefaßt, wobei die Buchstaben der Vergleichsbeispiele mit den Nummern der Beispiele korrespondieren (d. h. A mit 1, B mit 2, C mit 3 usw.).
Vergleichsbeispiel F
Beispiel 3 wird in der Weise wiederholt, daß anstelle der Polyvinylalkohol-haltigen Polypropylenfasern Stapelfasern von 6 mm Länge, die zu 100 % aus Polypropylen bestehen und nicht mit einer polyfunktionellen Reaktivkomponente für Isocyanate ausgerüstet sind, verwendet werden. Die Zeit zum Vermischen der Fasern mit dem Polyol beträgt 10 Minuten statt 2 Minuten. Der Rührer wird dabei mehrmals in der Höhe verstellt, um eine gleichmäßige Vermischung zu erreichen. Die Eigenschaften des resultierenden Schaumes sind in Tabelle zusammengefaßt.
709834/0811
- 3ΚΓ- HOE 76/F 025
Tabelle 1
Eigenschaften der Polyurethanschäume aus Beispielen 1 bis 5
Beispiel - 1 0 2 3 4 5
Raumgewicht (Kern) kg/m3 34 1 28 31 35 26
Stauchhärte kPa 7
bei IO % Stauchung 3, 9 0,8 1,0 1,4 2,2
bei 25 % Stauchung 3, 1,1 1,3 1,9 2,8
bei 40 % Stauchung 3, 1,4 2,0 2,7 3,1
bei 65 % Stauchung 7, 4,0 4,8 7,7 6,5
Tabelle 2
Eigenschaften der Schäume aus Vergleichsbeispielen A bis F
Vergleichsbeispiel (Kern) kg/m3 A B C D E F
Raumgewicht kPa 34 28 31 35 25 31
Stauchhärte Stauchung
bei 10 % Stauchung 2,8 0,7 0,8 1,3 2,1 0,8
bei 25 % Stauchung 2,9 1,0 1,1 1,8 2,6 1,2
bei 40 % Stauchung 3,5 1,3 1,3 2,3 2,9 1,4
bei 65 % 6,5 3,3 3,2 5,6 5,4 3,5
/16
709834/0811

Claims (3)

- 16 - HOE 76/F 025 2606^62 Patentansprüche
1. Fasern enthaltende Polyurethanschaunistoffe, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezögen auf den fertigen Schaum, Polyolefinfasern, welche mit Isocyanaten reagierende Gruppen besitzen, enthalten.
2. Fasern enthaltende Polyurethanschaumstoffe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefinfasern zu 90 bis 99,9 Gewichtsprozent aus einem Polyolefin und zu 0,1 bis 10 Gewichtsprozent aus einer polyf unkt ioneilen Reaktivkomponente für Isocyanate bestehen.
3. Fasern enthaltende Polyurethanschaumstoffe gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefin-
2 fasern eine spezifische Oberfläche von mehr als 1 m /g und eine mittlere Faserlänge von 0,3 bis 5 mm besitzen.
Verfahren zur Herstellung von Fasern enthaltenden Polyurethanschaumstoffen durch Zusammenbringen einer Polyhydroxylkomponente und einer Polyisocyanatkomponente, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenbringen in Gegenwart von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den fertigen Schaum, Polyolefinfasern, welche mit Isocyanaten reagierende Gruppen besitzen, geschieht.
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