DE2734691A1

DE2734691A1 - Verfahren zur herstellung anorganisch-organischer kunststoffe

Info

Publication number: DE2734691A1
Application number: DE19772734691
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Dieterich; Peter Dr Markusch; Hans-Joachim Dr Scholl
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-08-02
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1979-02-08
Also published as: US4276404A; JPS5428398A; IT1105389B; JPS5519929B2; EP0000579B1; EP0000579A1; IT7850543A0; DE2860257D1

Description

Bayer Aktiengesellschaft ι *m β ^cj ι

Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen

5090 Leverkusen, Bayerwerk GM/Th

1. AUG. 197/

Verfahren zur Herstellung anorganisch-organischer Kunststoffe

Anorganisch-organische Kunststoffe auf Basis von Polyisocyanaten und wäßrigen Alkalisilikatlösungen sind bekannt; vergl. z.B. DT-OS 1 77Ο 384, 2 227 147, 2 359 606, 2 359 607, 2 359 606, 2 359 6Ο9, 2 359 61O, 2 359 611, 2 359 612, DT-AS 2 325 090 und 2 310 559.

Auf diese Weise lassen sich Kunststoffe herstellen, die aufgrund der anorganischen Anteile gegenüber rein organischen Stoffen vor allem verbesserte Brandwidrigkeit aufweisen und die je nach Zusammensetzung und Reaktionsbedingungen geschäumt oder ungeschäumt, hart oder weich, spröde oder flexibel sein können. Durch die große Variabilität der Eigenschaften bieten diese anorganisch-organischen Kunststoffe ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten.

niesen Kombinationskunststoffen ist gemeinsam, daß zu ihrer Herstellung die organische und die anorganische Phase miteinander vermischt werden müssen. Hierbei entstehen Dispersionen vom Typ W/0 (Wasser in öl) oder 0/W (öl- in-Wasser).

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809; ■; '.-i

Die aus einer Dispersion vom Typ W/0 hervorgegangenen Kunststoffe sind besonders interessant. Sie weisen, auch unter Feuchteinwirkung, hohe mechanische Festigkeiten auf, weil die gehärtete kohärente organische Phase die ebenfalls gehärtete wäßrige anorganische inkohärente Phase umhüllt und damit fixiert. Von der perfekten kohärenten organischen Phase dieser Kunststoffe hängt aber auch, bedingt durch die eingeschlossene Wassermenge, die verbesserte Brandwidrigkeit derartiger Systeme ab.

Man hat versucht, zur Herstellung der beschriebenen Kunststoffe die Reaktionskomponenten in einer diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung einstufig oder in mehreren Stufen miteinander zu vermischen und die entstandene Dispersion anschließend erstarren zu lassen.

Man erhält auf diese Weise indessen in der Regel Produkte, die mit zunehmendem Anteil an anorganischer Komponente in steigendem Maße ihre mechanische Festigkeit verlieren und im Extremfall sogar sandartigen Charakter und Hohlräume aufweisen. Gerade diese Produkte mit hohen anorganischen Anteilen sind jedoch aus wirtschaftlichen Gründen und wegen ihrer erhöhten Brandwidgrigkeit besonders interessant.

Der Erfindunq liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden und anorganisch-organische Kunststoffe, auch bei hohen Mengen an anorganischen Anteilen, problemlos herzustellen.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst.

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung anorganisch-organischer Kunststoffe hoher Festigkeit, Elastizität, Wärmeformbeständigkeit und Schwerentflammbarkeit_/bestehend aus einem als kolloides Xerosol vorliegenden Polymer-Polykieselsäuregel-Verbundmaterial durch Vermischen von

a) einem organischen Polyisocyanat

b) einer wäßrigen basischen Lösung und/oder einer wäßrigen basischen Suspension mit Gehalten an anorganischem Feststoff von 20-80 Gew.-%, vorzugsweise 30-70 Gew.-%,

c) einer fließfähigen anorganischen Verbindung, und gegebenenfalls

d) Katalysatoren und weiteren Zusatzmitteln

und Ausreaqicronlassen des so erhaltenen Gemischs, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung in der Weise vorgenommen wird, daß zunächst die Komponenten a) und b), gegebenenfalls unter Zusatz der ganzen Menge oder eines Teils der Komponente d), zu einer stabilen Primärdispersion umgesetzt und anschließend die Komponente c), gegebenenfalls unter Zusatz der ganzen Menge oder eines Teils der Komponente d), unter Ausbildung einer Enddispersion zugegeben wird.

Erfindungsgemäß ist bevorzugt, daß die Enddispersion vor Beginn des Aushärtens bei Raumtemperatur einen Viskositätsbereich von 6OO-6OOO cP aufweist und aus 50-90 Ges.-% anorganisch wäßriger Phase und 10-50 Gew.-% organischer Phase besteht.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder vorzugsweise diskontinuierlich durchgeführt werden. Nach der diskontinuierlichen Arbeitsweise wird zuerst die stabile Primärdispersion aus Polyisocyanat, wäßriger basischer Lösung oder Suspension und gegebenenfalls weiteren Zusatzmitteln wie Aktivatoren, Emulgatoren und Treibmitteln hergestellt und dann die Zugabe der anorganischen Verbindung (Komponente c) ) vorgenommen. Nach der kontinuierlichen Arbeitsweise wird entsprechend der diskontinuierlichen Arbeitsweise durch eine spezielle maschinelle Anordnung vorab die Primärdispersion in einer Vorkammer erzeugt, die Vermischung mit der anorganischen Verbindung (Komponente c)) erfolgt kontinuierlich in einem nachgelagerten Mischkopf.

Erfindungsgemäß wird eine Vermischung der einzelnen Komponenten z.B. in der Reihenfolge vorgenommen, daß räumlich und zeitlich zuerst aus den Komponenten a) und b), gegebenenfalls unter Zusatz der ganzen Menge oder eines Teils der Komponente d), eine Dispersion mit Hilfe eines Mischaggregats hergestellt wird und zu dieser Dispersion in einem räumlich und zeitlich danach angeordneten Misch^aggregat die Komponente c)_/ geget nenfalls unter Zusatz der ganzen Menge oder eines .l-»ils der Komponente d), zugegeben wird.

Zur technischen Durchführung dieser nacheinander erfolgenden Vermischung ergeben sich verschiedene Möglichkeiten:

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1) Es werden zwei RUhrwerksmischköpfe benutzt.

2J Es werden zwei Mischaggregate benutzt, die aus zwei nacheinander auf einer angetriebenen Achse angebrachten Mischorganen bestehen, wobei die Komponenten a) und b) fund ggf. d)3 am oberen Teil der angetriebenen Achse eindosiert werden, die Komponente c)[und ggf. J dagegen im unteren Teil der Achse.

3) Die Mischaggregate bestehen aus zwei nacheinander angeordneten statischen Mischvorrichtungen, wobei die Komponenten a) und b) fund ggf. d)J am ersten statischen Mischer eindosiert werden und nach dem Passieren der ersten Mischstrecke im zweiten statischen Mischer mit der Komponente c) [und ggf. d)J vermischt werden.

4) Als erstes Mischaggregat wird ein RUhrwerksmischkopf benutzt und als zweites Mischaggregat ein statischer Mischer.

5) Als erstes Mischaggregat wird ein statischer Mischer und als zweites Mischaggregat ein RUhrwerksmischkopf benutzt.

Die diskontinuierliche Variante empfiehlt sich bei der Mitverwendung von solchen anorganischen Verbindungen als Komponente c), die z.B. wäßrige Alkalisilikatlösungen spontan gelieren. Hierbei wird vorzugsweise zunächst aus Polyisocyanat und z.B. wäßrigem Alkalisilikat eine stabile Primärdispersion hergestellt und anschließend die Komponente c) zudosiert.

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Oftmals erwünschte, längere Mischzeiten lassen sich nach dem diskontinuierlichen Verfahren dadurch realisieren, daß der zur Aushärtung benötigte Aktivator erst nach Herstellung der stabilen Primärdispersion zugegeben wird.

Anorganisch Verbindungen gemäß Komponente c), die wäßrige Alkalisilikate nicht oder nur sehr langsam gelieren, können sowohl nach der kontinuierlichen als auch nach dem diskontinuierlichen Verfahren eingesetzt werden.

Als erfindungsgemäß einzusetzende Ausgangskomponenten (Komponente a) kommen aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und heterocyclische Polyisocyanate in Betracht, wie sie z.B. von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise Äthylen-diisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanto-3,3,S-trimethyl-S-isocyantomethylcyclohexan (DT-AS 1 202 785, US-PS 3 401 190), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder -1,4-phenylen-diisocyanat, Perhydro-2,4'- und/oder -4,4'-diphenylmethan-diisocyant, 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4', 4"-triisocyanat, Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z.B. in den

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GB-PS 874 430 und 848 671 beschrieben werden, m- und p-Isocyanatophenylsulfonyl-isocyanate gemäß der US-PS 3 454 606, perchlorierte Arylpolyisocyanate, wie sie z.B. in der DT-AS 1 157 6O1 (US-PS 3 227 138) beschrieben werden, Carbodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der DT-PS 1 092 007 (US-PS 3 152 162) beschrieben werden, Diisocyanate, wie sie in der US-PS 3 492 330 beschrieben werden, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift 994 890, der BE-PS 761 626 und der veröffentlichen holländischen Patentanmeldung 7 102 524 beschrieben werden, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der US-PS 3 001 973, in den DT-PS 1 022, 789, 1 222 067 und 1 027 394 sowie in den DT-OS 1 929 034 und 2 004 048 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der belgischen Patentschrift 752 261 oder in der amerikanischen Patentschrift 3 394 beschrieben werden, acylierte Harnstoffgruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß Polyisocyanate gemäß der DT-PS 1 778, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B.

in der DT-PS 1 101 394 (US-PS 3 124 605 und 3 201 372) sowie in der GB-PS 889 O5O beschrieben werden, durch Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate, wie sie z.B. in der US-PS 3 654 106 beschrieben werden, Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie zum Beispiel in den GB-PS 965 474 und 1 072 956, in der US-PS 3 567 763 und in der DT-PS 1 231 688 genannt werden, Umsetzungsprodukte der obengenannten Isocyanate mit Acetalen gemäß der DT-PS 1 072 385, polymere Fettsäurereste enthaltende Polyisocyanate gemäß der US-PS 3 4 55 883.

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Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung anfallenden Isocyanatgruppen aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich, beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.

Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z.B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellt werden ("rohes MDI") und Carbodiimidgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate ("modifizierte Polyisocyanate").

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind ionische Gruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der DT-OS 2 227 147 beschrieben werden, beispielsweise sulfonierte Polyisocyanate (DT-OS 2 227 111, 2 359 614, 2 359 615), Carboxylatgruppen aufweisende Polyisocyanate (DT-OS 2 359 613). Erfindungsgemäß bevorzugt sind auch nicht ionisch-hydrophile Polyisocyanate, wie sie in der DT-OS 2 325 909 beschrieben werden, ferner polare Gruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß der DT-OS 2 3 59 6O8 und phenolisehe OH-Gruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der DT-OS 2 359 616 genannt werden.

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Die obengenannten, besonders bevorzugten Polyisocyanate werden vorzugsweise aus Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanatcn, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellt werden ('rohes MDI¹) sowie aus den daraus durch Abdestillation von Zweikernprodukten erhältlichen Destillationsrückständen, die im allgemeinen eine Viskosität zwischen 50 und 50 0OO P/25°C, einen NCO-Gehalt von 28-33 Gewichtsprozent sowie eine Funktionalität » 2 aufweisen, hergestellt.

Erfindungsgemäß werden ferner als Ausgangskomponenten (Komponente b)) wäßrige basische Lösungen oder Suspensionen mit einem Gehalt an anorganischem Feststoff von 20-80 Gew.-%, vorzugsweise 30-70 Gew.-%, vor allem wäßrige Alkalisilikatlösungen oder alkalisch stabilisierte Kieselsole, aber auch flüssig-fließfähige basische Suspensionen feinteiliger Füllstoffe, eingesetzt. Oftmals werden die vorgenannten wäßrigen basischen Lösungen oder Suspensionen auch in Kombination eingesetzt.

Unter wäßrigen Lösungen von Alkalisilikaten sind die üblicherweise als "Wasserglas" bezeichneten Lösungen von Natrium- und/oder Kaliumsilikat in Wasser zu verstehen. Es können auch rohe technische Lösungen, welche zusätzlich z.B. Calciumsilikat, Magnesiumsilikat, Borate und Aluminate erhalten können, Verwendung finden.

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Das molare Verhältnis Me₂O/SiO₂ (Me = Alkalimetall, z.B. Na,K.) ist nicht kritisch und kann in den üblichen Grenzen schwanken; vorzugsweise beträgt es 1 : 1,6 bis 1 : 3,3. Spielt der Wassergehalt des durch Umsetzung mit dem Polyisocyanat zunächst erhaltenen Kunststoffs eine untergeordnete Rolle, weil es nicht stört oder weil es leicht durch Trocknen entfernt werden kann, so kann unbedenklich nur schwach alkalisches Natriumsilikat eingesetzt werden, von welchem sich z.B. 20-35 Gew.-%ige Lösungen herstellen lassen. Vorzugsweise werden indessen 32-54 Gew.-%ige Silikatlösungen eingesetzt, die nur bei hinreichender Alkalität die für eine problemlose Verarbeitung erforderliche Viskosität von unter 500 Poise aufweisen. Auch Ammoniumsilikatlösungen, z.B. Lösungen von Guanidiniumsilikat, können verwendet werden, allerdings sind diese weniger bevorzugt. Es kann sich um echte oder auch um kolloide Lösungen handeln.

Die Wahl der Konzentration hängt vor allem vom gewünschten Endprodukt ab. Kompakte oder geschlossenzellige Materialien werden vorzugsweise mit konzentrierten Silikatlösungen hergestellt, die erforderlichenfalls durch Zusatz von Alkalihydroxid auf niedrige Viskosität eingestellt werden. Auf diese Weise lassen sich 40 - 70 Gew.-%ige Lösungen herstellen. Andererseits werden zur Herstellung offenporiger Leichtschaumstoffe Silikatlösungen mit 30 - 35 Gew.-%igem Gehalt bevorzugt, um niedrige Viskositäten, ausreichend lange Reaktionszeiten und niedere Raumgewichte zu erzielen. Auch bei Einsatz feinteiliger anorganischer Füllstoffe in größeren Mengen sind Silikatlösungen von 30 - 35%igem Gehalt bevorzugt.

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Weitere ausführliche Angaben über erfindungsgemäß brauchbare Alkalisilikatlösungen findet man bei James G. Vail 'Soluble Silicates, their properties and uses'. Reinhold Publishing Corporation, New York 19 52.

Als Komponente c) sind fließfähige anorganische Verbindungen zu verstehen, z.B. - im Extremfall - Wasser oder in Wasser unlösliche oder schwer lösliche anorganische Verbindungen, die in einen fließfähigen Zustand gebracht werden und die zu mindestens 50 Gew.-% eine Teilchengröße von unter 50 Mikron (vorzugsweise 50 Gew.-% unter 10 Mikron) aufweisen. Vorzugsweise kommen hier inerte mineralische Füllstoffe oder auch hydraulische mineralische Bindemittel in Frage, insbesondere wäßrige Suspensionen von Füllstoffen, welche einen Feststoffgehalt zwischen 20 und 80 Gew.-% aufweisen. Sofern die trockenen Füllstoffe bereits die erfindungsgemäßen Kriterien hinsichtlich der Teilchengröße erfüllen (mindestens 50 Gew.-% kleiner als 50 Mikron), können sie unmittelbar mit Wasser zu einer Suspension angerührt werden. Sind die Teilchen gröber, so kann auch eine wäßrige Grobsuspension der Füllstoffe durch bekannte Verfahren der Naßmahlung in einer erfindungsgemäß brauchbare Feinsuspension übergeführt werden.

Besonders bevorzugte wäßrige Suspensionen sind solche, welche sedimentationsstabil sind und ein viskoses zügiges Fließverhalten zeigen, wie es beispielsweise von Papierstreichmassen bekannt ist. Zur Herstellung solcher Füllstoffsuspensionen bedient man sich daher vorteilhaft der zur Herstellung solcher Streichmassen bekannten Methoden.

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Erfindungsgemäß bevorzugte stabilisierte Suspensionen sind solche, welche innerhalb von einem Tag nicht nennenswert sedimentieren und ein zügiges viskoses Fließverhalten zeigen. Im Rahmen vorliegender Erfindung gelten wäßrige Füllstoff-Suspensionen dann als 'stabilisiert¹, wenn die dispergierten Füllstoffe durch eine oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Maßnahmen überwiegend agglomeratfrei als Einzelteilchen dispergiert sind:

1. Verwendung extrem feinteiliger Füllstoffe kleiner als 20 Mikron, mindestens 50 Gew.-% kleiner als 2 Mikron. Ganz besonders günstig sind Füllstoffe, deren Teilchengröße zu 80% zwischen 0,5 und 2 Mikron liegt, wie dies z.B. bei einer Reihe von Calciumcarbonat-Typen der Fall ist.

2. Verwendung oberflächenmodifizierter Füllstoffe, die durch die Modifizierung hydrophiliert und dadurch besser dispergierbar sind.

3. Herstellung der Dispersion unter Anwendung agglomeratzerstörender Scherkräfte, wie dies z.B. bei der Herstellung von Pigmentpasten und bei pigmentierten Lacksystem üblich ist, z.B. Abreiben auf dem Dreiwalzenstuhl, einer Sandmühle oder dergleichen.

4. Mitverwendung von Dispergierhilfsmitteln und Dispersionsstabilisatoren, wie z.B. Salzen der Phosphorsäure, Pyrophosphorsäure, Metaphosphorsäure, Polyphosphorsäuren,phosphor igen Säuren, Oligokieselsäuren, Polykieselsäuren, organischen hochmolekularer Polysäuren, wie z.B. Poly (meth)

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acrylsäuren, copolymeren Poly (meth) acrylsäuren, PoIymaleinsäuren, copolymere Polymaleinsäuren, wasserlösliche Derivate, der Zellulose, Stärke, Alginsäuren sowie Pflanzengummen. Auch die üblichen oberflächenaktiven Verbindungen, wie Emulgatoren, Netzmittel und Tenside kommen in Betracht.

5. Mitverwendung von Verdickungsmitteln, wie Zellulosederivaten, Polyacrylamid, Alginaten, Pflanzengummen, wasserlöslichen Polymeren, z.B. Polyäthylenoxid.

6. Mitverwendung von hoch- und niedermolekularen Di- oder Polyalkoholen oder Di- bzw. Polyaminen.

Besonders bevorzugt werden Suspensionen, die unter Zusatz von 0,05 bis 20 Gew.-% bezogen auf Füllstoff, von einer oder mehreren der unter 4,5 und 6 aufgeführten Zusatzmitteln hergestellt sind. Gleichzeitig, wenn auch unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit weniger günstig, ist der Einsatz oberflächenmodifizierter und dadurch hydrophilierter Füllstoffe, wodurch die Notwendigkeit von Zusatzmitteln sich im Regelfalle erübrigt.

Sofern die Stabilisierung der Füllstoff-Suspension durch organische Zusatzmittel erfolgt, soll deren Menge 5 %, bezogen auf Füllstoff, nicht überschreiten, um das Brandverhalten der anorganisch-organischen Kunststoffe nicht zu verschlechtern.

Insbesondere wenn Suspensionen Zusatzmittel gemäß 4 und/oder und/oder 6 enthalten und zusätzlich nach den unter 1 und 3 genannten Kriterien hergestellt werden, erhält man hervor-

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ragend sedimentationsstabile Suspensionen mit für den Verarbeitungsprozeß abgestimmtem Fließverhalten.

Sofern durch Zusatzmittel stabilisierte Füllstoff-Suspensionen eingesetzt werden, finden vorzugsweise solche Füllstoffe Verwendung, die mindestens zu 90 Gew.-% eine Teilchengröße kleiner 20 Mikron und zu mindestens 50 Gew.-% eine Teilchengröße kleiner 10 Mikron aufweisen.

Selbstverständlich kann die Füllstoff-Suspension auch unmittelbar vor der Zumischung hergestellt werden, z.B. indem in eine Zuleitung zum Mischraum, in dem die Vermischung des Polyisocyanats mit wäßrigem Alkalisilikat stattfindet, trockene Füllstoffe und Wasser eindosiert werden und durch eine Mischvorrichtung, z.B. eine Schnecke innerhalb dieser Zuleitung die wäßrige Füllstoff-Suspension in situ erzeugt wird.

Die Verwendung hydraulischer Bindemittel, insbesondere Zement, erfordert im allgemeinen die Suspendierung im Wasser oder wäßrigem Alkalisilikat unmittelbar vor der Verarbeitung mit der Isocyanatkomponente, damit der Abbindeprozeß und ein gegebenenfalls durch Zement verursachter Gelierungsprozeß zweckmäßigerweise im fertigen Kunststoff stattfindet.

Die eingesetzten Füllstoffsuspensionen weisen vorzugsweise eine Viskosität über 100 cP auf, um ein für die Verarbeitung günstiges rheologisches Verhalten zu gewährleisten. Sie sollen andererseits gut fließfähig sein und keinesfalls krümelige Konsistenz aufweisen. Vorzugsweise wird eine Viskosität von 10.000 cP nicht überschritten. Eine gute und sehr innige Ver-

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mischung mit dem Polyisocyanat in üblichen Verarbeitungsapparaturen sollte gewährleistet sein. Andererseits sollt der Gehalt der wäßrigen Suspension an Füllstoffen möglichst hoch sein, um nicht mehr Wasser als unumgänglich in den Kunststoff einzubringen. In Abhängigkeit von der Teilchengröße und der Gestalt der Füllstoffteilchen beträgt die Füllstoffkonzentration zwischen 2O und 80 %. Bevorzugt ist ein Gehalt von 30 - 70 %. Niedere Konzentrationen müssen im allgemeinen dann gewählt werden, wenn nicht kugelige Füllstoffe mitverwendet werden, wie z.B. Asbest, Talk, Tone oder spezielle Eisenoxide. Die Komponente c) kann auch in einigen Fällen mit der Komponente b) identisch werden.

Erfindungsgemäß werden gegebenenfalls leicht flüchtige organische Substanzen als Treibmittel mitverwendet. Als organische Treibmittel kommen z.B. Aceton, Äthylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform, Äthyliden-chlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diäthyläther in Frage. Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z.B. Azoverbindungen wie Azoisobuttersaurenitril, erzielt werden.

Auch das in der wäßrigen basischen Lösung oder Suspension enthaltene Wasser kann die Funktion des Treibmittels übernehmen. Ferner können feine Metallpulver, z.B. Calcium, Magnesium, Aluminium oder Zink durch Wasserstoffentwicklung mit ausreichend alkalischem Wasserglas als Treibmittel dienen, wobei sie gleichzeitig eine härtende und verstärkende Wirkung ausüben.

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Erfindungsgemäß werden ferner oft Katalysatoren mitverwendet. Als mitzuverwendende Katalysatoren kommen solche der an sich bekannten Art in Frage, z.B. tertiäre Amine, wie Triäthylamin, Tributylamin, N-Methyl-morpholin, N-Äthyl-morpholin, N-Cocomorpholin, N,N,N¹,N'-Tetramethyl-äthylendiamin, 1,4-Diazabicyclo-(2, 2, 2) -octan, N-Methyl-N'-dimethylaminoäthylpiperazin, Ν,Ν-Dimethylbenzylamin, Bis-(Ν,Ν-diäthylaminoäthyl) -adipat, Ν,Ν-Diäthylbenzylamin, Bentamethyldiäthylentriamin, Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-ß-phenyläthylamin, 1 ,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol sowie insbesondere auch Hexahydrotriazin-derivate.

Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Nasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine sind z.B. Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl-diäthanolamin, N-Äthyl-diäthanolamin, Ν,Ν-Dimethyläthanolamin sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxid und/oder Äthylenoxid.

Als Katalysatoren kommen ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 229 290 beschrieben sind, in Frage, z.B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin, 1,3-Diäthylaminomethyl-tetramethyldisiloxan.

Als Katalysatoren kommen auch stickstoffhaltige Basen wie Tetraalkylammoniumhydroxide, ferner Alkalihydroxide wie Natriumhydroxid, Alkaliphenolate wie Natriumphenolat oder Alkalialkoholate wie Natriummethylat in Betracht. Auch Hexahydrotriazine können als Katalysatoren eingesetzt werden.

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Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen, als Katalysatoren verwendet werden.

Als organische Zinnverbindungen kommen vorzugsweise Zinn(II)-salze von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-ocetat, Zinn(II)-äthylhexoat und Zinn(II)-laurat und die Dialkylzinnsalze von Carbonsäuren, wie z.B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinn-maleat oder Dioctylzinn-diacetat in Betracht.

Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren sowie Einzelheiten über die Wirkungsweise der Katalysatoren sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München, 1966, z.B. auf den S.96 bis 102, beschrieben.

Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa 0,001 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Isocyanat, eingesetzt.

Erfindungsgemäß können auch oberflächenaktive Zusatzstoffe (Emulgatoren und Schaumstabilisatoren) mitverwendet werden. Als Emulgatoren kommen z.B. die Natriumsalze von Ricinusölsulfonaten, Natriumsalze sulfonierte Paraffine oder auch von Fettsäuren oder Salze von Fettsäuren mit Aminen wie ölsaures Diäthylamin oder stearinsaures Diäthanolamin in Frage. Auch Alkali- oder Ammoniumsalze von Sulfonsäuren wie etwa von Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphthylmethansulfonsäure oder auch von Fettsäuren wie Ricinolsäure oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverwendet werden.

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Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem wasserlösliche Polyethersiloxane in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufqebaut, daß ein Copolymerisat aus Äthylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisatoren sind z.B. in der USA-Patentschrift 2 764 565 beschrieben.

Erfindungsgemäß können ferner auch Reaktionsverzögerer, z.B. sauer reagierende Stoffe wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide, ferner Zellregler der an sich bekannten Art wie Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich bekannten Art, z.B. Tris-chloräthylphosphat oder Ammoniumphosphat und Polyphosphat, anorganische Salze der Phosphorsäure, chlorierte Paraffine, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen, Füllstoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlämmkreide mitverwendet werden.

Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern, Stabilisatoren, flammhemmende Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band VTI, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den S. 103 bis 113, beschrieben. Die Vermischung der Reaktionskomponenten erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur.

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Die Wahl des Mischverfahrens hängt weitgehend von der Art der verwendeten Füllstoffe ab. Beispiele für Füllstoffe, die vorzugsweise nach dem erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Verfahren als wäßrige Suspensionen eingesetzt werden, da sie wäßrige Alkalisilikate z.T. spontan gelieren, sind: Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kreide, Kalk, Dolomit, Calciumsulfat, Gips und Anhydrid. Beispiele für Füllstoffe, die sowohl nach dem diskontinuierlichen als auch dem kontinuierlichen Verfahren vermischt werden können, sind solche, die wäßrige Alkalisilikate nicht oder nur langsam gelieren und die daher als wäßrige Suspension oder in wäßrigem Alkalisilikat suspendiert, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Beispielhaft seien genannt: Eisenoxide, Aluminiumoxide, Quarzmehl, Tone, Asbest, Gläser in Pulverform, Silikatmineralien, und Wasserzemente wie Rotbandzement, schnellbindender Zement oder Tonerdeschmelzzement. Aus den angeführten Mengenverhältnissen von 50-90 Gew.-% anorganisch-wäßrige Phase und 10-50 Gew.-% organische Phase geht hervor, daß für die erfindungsgemäße Herstellung derartiger Kunststoffe das Mengenverhältnis nicht kritisch ist.

Zur Deutung der technischen Vorteile gemäß der Erfindung wird angenommen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischenzeitlich hergestellte Primärdispersion außerordentlich stabil ist und auch weitere Zusätze diesen stabilen Zustand über die Reaktions- und Aushärtungszeit hinaus nicht gefährden.

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Nach dem bisherigen Stand der Technik erhält man hingegen in der Regel Dispersionen, die bei zunehmend höherem Anteil an anorganischen Komponenten unter Veränderung der W/O-Phasenstruktur instabile Dispergierungszustände durchlaufen, die nach Aushärtung Störungen im Aufbau des anorganisch-organischen Kunststoffs ergeben können.

Denn anorganische Substanzen können, nach herkömmlichen Mischtechniken eingebracht, Entmischungsvorgänge einleiten und dadurch die Herstellung technisch brauchbarer anorganisch-organischer Kunststoffe verhindern. Es wird als wahrscheinlich angenommen, daß derartige Zusätze die anorganische Phase gelieren und/oder daß durch vorzeitige Vernetzungsreaktion mit dem Polyisocyanat eine ausreichende Vermischung der organischen und anorganischen Phase ausbleibt.

Die erfindungsgemäßen Kunststoffe einschließlich Schaumstoffe eröffnen neue Möglichkeiten im Hoch- und Tiefbau sowie bei der Herstellung von Fertigteilen und Elementen.

Beispielhaft seien als Anwendungsmöglichkeiten die Herstellung von Wandelelementen im Fertigbau, verlorene Schalungen, Rolladenkästen, Fensterbänken, Eisenbahn- und U-Bahn-Schwellen, Bordsteinen, Treppen, die Ausschäumung von Fugen sowie die Hinterschäumung von Keramikfliesen genannt.

Vorteilhaft läßt sich der Schaumbeton auch zum Binden von Kies, Marmorstücken usw. einsetzen. Man kann so dekorative Platten erhalten, wie sie beispielsweise als Fassadenelemente Verwendung finden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert:

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Beispiele

(%-Angaben sind, falls nicht anders vermerkt, Gew.-%-Angaben) Ausgangsmaterialien:
a) Polyisocyanatkomponente

A,: Von rohem Phosgenierungsprodukt eines Anilin/Formaldehyd-Kondensats wird soviel Diisocyanato-diphenylmethan abdestilliert, daß der Destillationsrückstand bei 25°C eine Viskosität von 400 cP aufweist. (2-Kernanteil: 45,1 Gew.-%, 3-Kernanteil:, 22,3 Gew.-%, Anteil an höherkernigen Polyisocyanaten: 32,6 Gew.-%) NCO-Gehalt: 30-31 Gew.-%.

A₁: Mit gasförmigem Schwefeltrioxid sulfoniertes A, (Schwefelgehalt: 0,96 %, NCO-Gehalt: 30,5 %, Viskosität bei 25°C: 24000 cP, Herstellung s. DT-OS 2 227 111).

A-: Entsprechend mit Chlorsulfonsäure sulfoniertes A, (Schwefelgehalt: 0,9 %, NCO-Gehalt: 30,2 % Viskosität bei 20°C: 20OO cP).

b) Silikatkomponente

B₁: Natriumwasserglas, 44 % Feststoff, Molgewichtverhältnis Na₂O: SiO₂= 1:2

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B : Natriumwasserglas, 48,6 % Feststoff, Molgewichtverhältnis Na₂O : SiO- =1:2

c) Polyäther

C-: Auf n-Butanol gestarteter Polyäthylenoxid-monoalkohol OH-Zahl: 49,2

C₁: Auf Äthylendiamin gestarteter Polypropylentetraalkohol OH-Zahl: 63o

d) Suspensionen

D₁: In 1000 g einer 54 %igen Natriumsilikatlösung mit einem SiO-/Na_O-Verhältnis von 2,0 werden bei Raumtemperatur 1000 g eines Filterschlamms des Typs Eisenoxidschwarz 32o der Firma Bayer AG mit einem Feststoffgehalt von 62% unter einer vorherrschenden Teilchengröße von 0,2 .u (das Pigment beseitzt Kugelform) eingerührt. Die entstandene sedimentationsstabile Suspension hat folgende Zusammensetzung:

31 Gew.-% Eisenoxid
27 Gew.-% Natriumsilikat
42 Gew.-% Wasser

D-: In 2,5 kg Wasser, 1oo g einer 30%igen wäßrigen Lösung eines hochmolekularen Di-Kaliumsalzes eines Maleinsäure-

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Styrol-Copolymerisats mit Carboxylat- und Sulfonatgruppen und 209 g 30 %ige wäßrige Eisen (III)-chlorid-Lösung wurden 2,5 kg Weißkalkhydrat (Teilchengröße: 80 % (30,u; Weißkalkhydrat der Firma Arminia-Hydroka) suspendiert. Feststoffgehalt: 47 %

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Beispiel 1 l

4 5Og Polyisocyanat A₁

85 g Trichlorfluormethan I _R

0,2 g Stabilisator L 5340 (Polyätherpolysiloxan derf nente I Fa. Union Carbide Corp.)

rf I

600 g Silikatkomponente B₁ ~J

1 g Emulgator (Natriumsalz eines sulfo- > Komponente II chlorierten Paraffingemisches C._Q "C₁₄ I (50 %ige wäßrige Lösung)

300 g Wasser \ _Komponente _Ιΐτ

7 g Triäthylamin J

Komponente I und II wurden 10 see. mit einem Schnellrührer vorgemischt, Komponente III wurde anschließend innerhalb von 10 see. unter Rühren zugegeben. Nach t =30 see. Gesamtmischzeit wurde das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen ausgegossen, begann nach t_T= 40 see. aufzuschäumen und war nach

Lt

t_A=58 see. erstarrt. Man erhielt einen harten anorganischorganischen Schwerschaum mit den Werten: Rohdichte £kg/m³j : 152
Druckfestigkeit /MPa? : 0,77

Vergleichsbeispiel 1a)

Gemäß Beispiel 1 wurden Komponente II und III vorgemischt. Die Mischung wurde langsam innerhalb von 20 see. in Komponente I eingerührt. Man erhielt einen harten anorganisch-organischen Schwerschaum mit den Werten:

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t_D : 30 sec, t_T : 43 sec, t. : 60 sec

K _J_i A

Rohdichte £kg/mj : 22 3

Vergleichsbeispiel 1b)

Gemäß Beispiel 1 wurden Komponente II und III vorgemischt und schnell innerhalb von 5 see. in Komponente I eingerührt. Nach t_o = 30 see. Mischzeit wurde das Gemisch in ein Papierpäckchen ausgegossen begann nach t_L = 44 see aufzuschäumen und war nach t. = 68 see. unter Ausbildung eines Hohlraums erstarrt. Man erhielt einen sandigen, inhomogenen, hohlraumhalt igen Kunststoff ohne vergleichbare Druckfestigkeit.

Beispiel 2

400 g Polyisocyanat A₁ L „ . _ ^ ^J * 1 p> Komponente I

80 g Trichlorfluormethan J

2OO g Silikatkomponente B₁ Ί _Komponente „ 1 g Emulgator gemäß Beispiel 1|

10OO g Silikatkomponente B₁ L „ ^ _TTT

I [ Komponente III 8 g Triäthylamin J

Die Verschäumung wurde gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Man erhielt einen harten anorganisch-organischen Schwerschaum mit den Werten:

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t_D : 30 sec., t_T : 37 sec., t. : 54 sec. Rohdichte /kg/rn J : 241
Druckfestigkeit /MPa7 : 0,3

Vergleichsbeispiel 2a)

Vermischte man die Komponenten I, II und III aus Beispiel 2 gleichzeitig, so erhielt man innerhalb von 30 see. Rührzeit ein hochviskoses, nicht gießbares Reaktionsgemisch ohne Aufschäumtendenz.

Vergleichsboispiel 2b)

Vermischte man die Komponenten I, II und III aus Beispiel 2 gleichzeitig mit der Maßgabe, daß der Aktivator Triethylamin aus Komponente III von 8 g auf 6 g reduziert wurde, so entstand nach t„ = 20 see. ein gießfähiges Reaktionsgemisch, daß nach t_T = 36 see. aufschäumte und nach t_R =72 see. erstarrte. Man erhielt ein sandiges, inhomogenes, wenig festes Produkt mit Hohlräumen.

Vergleichsbeispiel 2c)

Komponente II und III aus obigem Vergleichsbeispiel 2b) wurden vorgemischt und nachfolgend langsam innerhalb von 20 sec. in Komponente I eingerührt. Man erhielt einen harten anorganischorganischen Schwerschaum mit den Werten:

t_D : 30 see, t_T : 34 see, t_R : 56 see.

K ^ Li A

Rohdichte /Tcg/m 7 : 268

Druckfestigkeit /MPa/ : 0,41

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Beispiel 3

4OO g Polyisocyanat A₁ 80 g Trichlorfluormethan

200 g Silikatkomponente

Komponente I

1 g Emulgator gemäß Beispiel 1 J

600 g Silikatkomponente 6 g Triäthylamin

_Komponente „

Komponente III

Die Verschäumung wurde gemäß Beispiel 1 durchgeführt.. Man erhielt einen harten Schwerschaum mit den Werten:

t_o : 3O see, t, : 35 see, Rohdichte £kq/m³j : 213 Druckfestigkeit ^HPaJ : 0,48

Beispiel 4

see,

4OO g Polyisocyanat A. 90 g Trichlorfluormethan Komponente I

2OO g Silikatkomponente B₁ \ _Komponente 1 g Emulgator gemäß Beispiel 1 I

6OO g Silikatkomponente

8 g Triäthylamin 40 g Wasser

g Tonerdeschmelzzement "Lafarge Fondu" > Komponente III

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Die Verschäumung erfolgte gemäß Beispiel 1. Man erhielt einen harten Schwerschaum mit den Werten:

t„ : 3o see, t. : 36 see, t,. : 52 see. Rohdichte Z^g/™ J : 406 Druckfestigkeit ß\PaJ : 1,37

Beispiel 5

Polyisocyanat A₁ wurde durch Polyisocyanat A„ ersetzt. Die Verschäumung erfolgte ansonsten mit den Komponenten aus Beispiel 4 gemäß Beispiel 1 .

t_D : 30 see, t_T : 37 see, t- : 67 see Rohdichte £kg/mj : 242 Druckfestigkeit ßWaJ : 0,42

Beispiel 6

Beispiel 5 wurde mit 75 g Trichlorfluormethan wiederholt. t_D : 30 see, t_T : 34 sec, T. : 52 see

K tL· A

Rohdichte /£g/m~7 : 383 Druckfestigkeit /J\PaJ : 1,09

Beispiel 7

400 g Polyisocyanat A_ I „ . _ ^ ^{J J} 2 ^Komponente I

90 g Trichlorfluormethan J

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	g	Silikatkomponente B₁	2734691
200	g	Emulgator gemäß Beispiel 1	p· Komponente II
1	g	Silikatkomponente B₁
6OO	g	Triäthylamin
8	g	Wasser
4O	g	Tonerdeschmelzzement	^> Komponente III
12OO		"Lafarge Fondu"

Komponente II und III wurden vorgemischt und nachfolgend langsam innerhalb von 20 see. in Komponente I eingerührt. Man erhielt einen harten Schwerschaum mit den Werten:

t_n : 30 see, t. : 32 see, t : 49 see. Rohdichte fiq/mj : 39 5
Druckfestigkeit ^MPa7 : 0,80

Vergleichsbeispiel 7a)

Komponente II und III wurden entsprechend Beispiel 5 vorgemischt und nachfolgend schnell innerhalb von 5 see. in Komponente I eingerührt. Nach 20 see. Rührzeit erhielt man ein hochviskoses nicht gießbares Reaktionsgemisch, das nicht aufschäumte. Das erstarrte Produkt war sandig-mürbe.

Beispiel 8

4OO g Polyisocyanat A₁ L _T, _ ^ * * 1 > Komponente I

65 g Trichlorfluormethan J

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200 g Silikatkomponente B₁ 1 _Komponente „ 1 g Emulgator gemäß Beispiel 1 |

700 g Suspension D₁ ! -r-^-r

^ * 1 > Komponente III

7 g Triethylamin I

Die Verschäumung erfolgte gemäß Beispiel 1 t_ : 30 see, t_T : 34 see, t. : 46 see.

K -j Jj A

Rohdichte /kg/m J : 273
Druckfestigkeit fllPaJ : 1,02

Vergleichsbeispiel 8a)

Komponente II und III wurden vorgemischt und nachfolgend langsam innerhalb von 20 see. in Komponente I eingerührt.

t_D : 30 see., t_T : 33 see., t_A : 40 see Rohdichte /\q/mj : 280
Druckfestigkeit ß\PaJ : 1,17

Vergleichsbeispiel 8b)

Vermischte man die Komponenten aus Beispiel 8 gleichzeitig, so erhielt man nach 30 see. Rührzeit ein hochviskoses, nicht gießbares Reaktionsgemisch ohne Aufschäumtendenz.

Beispiel 9

400 g Polyisocyanat A₁ L „ _ ^{J J} 1 1> Komponente I

80 g Trichlorfluormethan J

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9 8 86/0474

200 g Silikatkomponente B₁ "Loinponente II 1 g Emulgator gemäß Beispiel 1 I

300 g Silikatkomponente B₁ j

7OO g Suspension D₁ > Komponente III

7 g Triäthylamin I

Die Verschäumung erfolgte gemäß Beispiel 1· t_ : 3O see, t_T : 38 see, t. : 52 see

K -jJj A

Rohdichte /lcg/m J : 370 Druckfestigkeit /JAPa/ : 1,21

Vergleichsbeispiel· 9a)

Vermischte man die Komponenten aus Beispiel 9 gleichzeitig, so erhielt man nach t = 20 see. Rührzeit ein gießfähiges Reaktionsgemisch, das nach t_L = 32 see. und nach t. = see. erstarrte. Das Produkt wies Hohlräume auf und war sandig, inhomogen und wenig fest.

Beispiel 1O

400 g Polyisocyanat A₁ L „. _T ^ ^J ^J 1 > Komponente I

80 g Trichlorfluormethan J

400 g Silikatkomponente B₁ _> _Komponente _ιτ 1 g Emulgator gemäß Beispiel 1

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8 0 9 °. fc ft / 0 4 7

400 g Suspension D₂ ^ Komponente III 3,5 g Triethylamin

t_n : 30 see, t_T : 37 see, t- : 51 see. Raumgewicht /\q/mj : 245

Vergleichsbeispiel 10a)

Versuchte man die Komponenten aus Beispiel 10 gleichzeitig zu vermischen, so trat schlagartig Gelierung des Reaktionsgemisches ein.

Beispiel 11

100 g Polyisocyanat A₁ \ ,, . _T ^ ^J * 3 p> Komponente I

300 g Silikatkomponente

Komponente II

50 g Trichlorfluormethan

25 g Tris (ß-chloräthyl)phosphat

10 g Polyäther C.
5 g Polyäther ΟΙ g Stabilisator L 5340 (Polysiloxan

der Fa. Union Carbide Corp.)

1 g Dimethylbenzylamin

200 g Silikatkomponente B_ J> Komponente III

Komponente I wurde 5 see. mit einem Schnellrührer vorgemischt und anschließend 10 see. mit Komponenente II zur Primär-

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8 0 ⁽J ti B ii / Π /♦ 7 4

273AC91

dispersion verrührt. Nach 15 sec. Gesamtrührzeit wurde Komponente III eingerührt. Nach t_o = 30 see. wurde das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen gegossen, begann nach t_L = 36 see. aufzuschäumen und war nach t. = 130 see. erstarrt. Man erhielt einen zäh-elastischen anorganisch-organischen Leichtschaum mit einer Rohdichte von 78 kg/m .

Vergleichsbeispiel 11a)

Vermischte man die Komponenten gemäß Beispiel 11 gleichzeitig, so erhielt man nach 30 see. Rührzeit ein Reaktionsgemisch, das

nach t_T = 32 see. aufschäumte und nach t» = 75 see. erstarrte. L A

Man erhielt einen stark gestörten Schaum mit einem großen Hohlraum.

Beispiel 12

100 g Polyisocyanat A-, I₁, . _
^ ■* ·* 3 S- Komponente I

200 g Silikatkomponente B- j

40 g Trichlorfluormethan

25 g Tris-(ß-chloräthyl)phosphat

11 g Polyether C₁

1 g Stabilisator gemäß Beispiel 11

1 g Dimethylbenzylamin

100 g Silikatkomponente B₂ -*■ Komponente III

Komponente II

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Die Verschäumung erfolgte gemäß Beispiel 11.Man erhielt einen zäh-elastischen Leichtschaum mit den Werten:

t_D : 30 see, t_T : 36 see, t. : 90 see.

3^
Rohdichte £kq/m Ji 70

Vergleichsbeispiel 12a)

Vermischte man die Komponenten gemäß Beispiel 12 gleichzeitig,

so erhielt man nach t_D = 30 see. Rührzeit ein Reaktionsgemisch,

ti.

das nach 35 see aufschäumte und während des AufSchäumens kollabierte.

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Claims

Patentansprüche' ' ν ♦O J I

1. Verfahren zur Herstellung anorganisch-organischer Kunststoffe hoher Festigkeit, Elastizität, Wärmeformbeständigkeit und Schwerentflammbarkeit bestehend aus einem als kolloides Xerosol vorliegenden Polymer-Polykieselsäuregel-Verbundmaterial durch Vermischen von

a) einem organischen Polyisocyanat

c) einer fließfähigen anorganischen Verbindung enthält,

und gegebenenfalls

d) Katalysatoren und weiteren Zusatzmitteln

und Ausreagierenlassen des so erhaltenen Gemischs, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung in der Weise: vorgenommen wird, daß zunächst die Komponente a) und b) , gegebenenfalls unter Zusatz der ganzen Menge oder eines Teils der Komponente d), zu einer stabilen Primärdispension umgesetzt und anschließend Komponente c), gegebenenfalls unter Zusatz der ganzen Menge oder eines Teils der Komponente d), unter Ausbildung einer Enddispersion zugegeben wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wäßrige, basische Lösung oder Suspension wäßrige Alkalisilikatlösungen oder wäßrige Kieselsole verwendet.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalisilikat Natriumsilikat mit einem Na₂O : Si0₂-Molverhältnis im Bereich von 1:1,6 bis 3,3 verwendet.

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4 273Λ691

4. Verfahren gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Polyisocyanate Phosgenierungsprodukte der Anilin/Formaldehyd-Kondensation eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyisocyanat ein Ionengruppen aufweisendes Polyisocyanat verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionengruppen aufweisende Polyisocyanat ein Sulfonsäure- und/oder Sulfonatgruppen aufweisendes Polyisocyanat ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein endständige Isocyanatgruppen aufweisendes nicht-ionisch hydrophile Gruppen enthaltendes Präpolymer eingesetzt wird.

8. Anorganisch-organische Kunststoffe erhältlich gemäß Anspruch 1 aus 5O-9O Gew.-% anorganisch wäßriger Phase und 10-50 Gew.-% organischer Phase.

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