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Verfahren zur Herstellung anorganisch-organischer Kunststoffe
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Anorganisch-organische Kunststoffe auf Basis von Polyisocyanaten und
wäßrigen Alkalisilikatlösungen sind bekannt; vergl. z.B. DT-OS 1 770 384, 2 227
147, 2 359 606, 2 359 607, 2 359 606, 2 359 609, 2 359 610, 2 359 611, 2 359 612,
DT-AS 2 325 090 und 2 310 559.
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Auf diese Weise lassen sich Kunststoffe herstellen, die aufgrund der
anorganischen Anteile gegenüber rein organischen Stoffen vor allem verbesserte Brandwidrigkeit
aufweiseL und die je nach Zusammensetzung und ReaktionsbedingungEn ge-) schäumt
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.
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niesen Kombinationskunststoffen ist gemeinsam, daß zu ihrer Herstellung
die organische und die anorganische Phase miteinander vermischt werden müssen.Es
hat sich gezeiqt, daß die erwünschte Durchdringun der anorganischen und der orsaLischen
Phase, von der auch das Brandverhalten des Kunststoffs beeinflußt wird, nicht immer
ausreichend gelingt.
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Es wurde nun gefunden, daß die sehr gut und wirtschatjih zugängliche,
zuckerähnliche Formose als ein neues Ausgangsmaterial für die Herstellung von anorganisch-organischen
Kunststoffen einerseits ein sehr gutes Durchdringen der anorganischen und organischen
Phase bewirkt und darüber hinaus das Brandverhalten derartig hergestellter Kunststoffe
vorteilhaft beeinflußt. Dieser Vorteil zeigt sich bereits äußerlich in der verstärkten
Tendenz zur Carbonisierung der Kunststoffoberfläche im Brandfalle.
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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 organischen Polyhydroxylverbindung, und gegebenenfalls d)
Katalysatoren und weiteren Zusatzmitteln und Ausreagierenlassen des so erhaltenen
Gemischs, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Polyhydroxylverbindung Formose
verwendet wird.
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Vorzugsweise wird die Vermischung in der Weise vorgenommen, daß zunächst
die Komponentara) 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 Ausbildtmg einer Enddispersion zugegeben wird.
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Diese Verfahrensweise 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 Komponente c) vorgenommen.
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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 Komponente c) erfolgt kontinuierlich
in einem nachgelagerten Mischkopf.
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Eine Vermischung der einzelnen Komponenten wird z.B. in der Reihenfolge
vorgenommen, daß räumlich und zeitlich zuerst aus der 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 una zeitlich danach angeordneten Mischaggregat die Komponente c), gegebenenfalls
unter Zusatz der ganzen Menge oder eines Teils der Komponente d), zugegeben wird.
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Zur technischen Durchführung dieser nacheinander erfolgenden Vermischung
ergeben sich verschiedene Möglichkeiten: 1) Es werden zwei Rührwerksaischköpfe benutzt.
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4 Es werden zwei Mischaggregate benutzt, die aus zwei nacheinander
auf einer angetriebenen Achse angebrachten Mischorganen bestehen, wobei die Komponenten
a) und b) (und ggf. d)) am oberen Teil der angetriebenen Achse eindosiert werden,
die Komponente C)pund ggf.
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d)J dagegen im unteren Teil der Achse.
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5)Die Mischaggregate bestehen aus zwei nacheinander angeordneten statischen
Mischvorrichtungen, wobei die Komponenten a) und b) Lund ggf. d) am ersten statischen
Mischer eindosiert werden und nach dem Passieren der ersten Mischstrecke im zweiten
statischen Mischer mit der Komponente c) tund ggf. d)] vermischt werden.
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4)Als erstes Mischaggregat wird ein Rührwerksmischkopf benutzt und
als zweites Mischaggregat ein statischer Mischer.
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5) Als erstes Mischaggregat wird ein statischer Mischer und als zweites
Mischaggregat ein Rührwerksmischkopf benutzt.
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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.
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Es kann aber auch so gearbeitet werden, daß zunächst die Komponenten
b) und c) und gegebenenfalls Komponente d) vorgemischt werden und dann Komponente
a) und gegebenenfalls Komponente d) zugegeben wird oder daß alle Komponenten gleichzeitig
vermischt werden.
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Vorzugsweise enthält das Reaktionsgemisch a) 20-70 Gew.-%, bez. auf
die Gesamtmischung, organisches Polyisocyanat, b) 10-70 Gew.-%, bez. auf die Gesamtmischung,
wäßrige basische Lösung und/oder Suspension c) 20-70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung,
Formose.
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Die quasi emulgierende Wirkung der Formose und ihre gute Verträglichkeit
sowohl mit der wäßrigen Alkalisilikatlösung als auch mit dem hydrophoben Polyisocyanat
ist insofern überraschend, als Formose keine Emulgatorstruktur aufweist und mit
hydrophoben Substanzen meist unverträglich ist.
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Als erfindungsgemäß einzusetzende Ausgangskomponenten (Komponente
a) kommen aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und heterocyclische
Pclyisocyanate 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-3,3,5-trimethyl-5-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 GB-PS 874 430 und 848 671 beschrieben
werden, m- und p-Isocyanatophenylsulfonyl-isocyanate gemäß der US-PS 3 45 606, perchlorierte
Arylpolyisocyanate, wie sie z.B. in der DT-AS 1 157 601 (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 3 394 164 beschrieben werden, acylierte
Harnstoffgruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß Polyisocyanate gemäß der DT-PS
1 230 778, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B.
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in der DT-PS 1 101 394 (US-PS 3 124 605 und 3 201 372) sowie in der
GB-PS 889 050 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 3 455 883.
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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.
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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").
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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).
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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 2 359 608 und phenolische 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-polyisocyanaten, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation
und anschließende Phosgenierung hergestellt werden ('rohes MDI') sowie aus den daraus
durch Abdestillation von Zweikernprodukten erhältlichen Destillationsruckständen,
die im allgemeinen eine Viskosität zwischen 50 und 50 000 P/250C, einen NCO-Gehalt
von 28-33 Gewichtsprozent sowie eine Funktionalität > 2 aufweisen, hergestellt.
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Erfindungsgemäß werden ferner als Ausgangskomponenten (Kcmponente
b)) wäßrige basische Lösungen oder Suspensionen nit 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.
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Unter wäßrigen Lösungen von Alkalisilikaten kommen erfindungsgemäß
die üblicherweise als "Wasserglas" bezeichneten bekannten Lösungen von Natrium-
und/oder Kaliumsilikat in Wasser in Frage. Es können auch rohe technische Lösungen,
welche zusätzlich z.B. Calciumsilikat, Magnesiumsilikat, Borate und Aluminate enthalten,
Verwendung finden. Das Molverhältnis von Me20/SiO2 (Me = Na, K, NH4) ist nicht kritisch
und kann in weiten Grenzen schwanken; vorzugsweise beträgt es 4 - 0,2.
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Es kann jedoch auch unbedenklich neutrales Na-Silikat eingesetzt werden,
von welchem sich 25 - 40 Gew.-%ige Lösungen herstellen lassen.
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Vorzugsweise werden indessen 32 - 54 Gew.-Fige Silikatlösungen eingesetzt,
die nur bei hinreichender Alkalität die für eine problemlose Verarbeitung erforderliche
Viskosität von unter 500 Poise aufweisen. Auch Ammoniumsilikatlösungen können verwendet
werden, allerdings sind diese weniger bevorzugt.
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Unter den erfindungsgemäß einzusetzenden wäßrigen Lösungen von Alkalisilikaten
versteht man sowohl echte Lösungen als auch kolloidale Lösungen. Die echten Lösungen
sind indessen erfindungsgemäß bevorzugt.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, daß man als Alkalisilil;at Natriumsilikat
mit einem Na20:Si02-Molverhältnis im Bereich von 1:1,6 bis 3,3 verwendet.
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Als Komponente c) kommt die an sich bekannte Formose in Frage, die
z.B. nach einem Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus niedermolekularen Polyhydroxylverbindungen
sowie gegebenenfalls Hydroxyaldehyden und Hydroxyketonen durch Kondensation von
Formaldehyd in Gegenwart von Verbindungen des zweiwertigen Bleis als Katalysatoren
sowie von Co-Katalysatoren, enthaltend ein Gemisch aus Hydroxyaldehyden und Hydroxyketonen,
bei einer Reaktionstemperatur von 70-1100C, hergestellt werden kann, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man 20-65 Gew.-% Formaldehyd enthaltende wäßrige Formal
in lösungen und/oder Paraformaldehyddispersionen in Gegenwart A) von löslichen oder
unlöslichen Blei-(II)-salzen bzw. an einen hochmolekularen Träger gebundenem zweiwertigem
Blei und B) eines Co-Katalysators, bestehend aus einem Gemisch von Hydroxyaldehyden
und Hydroxyketonen, wie es bei der Kondensation von Formaldehyd entsteht, welches
mindestens 75 Gew.-a an C3-C6-Verbindungen enthält und welches durch folgende Molverhältnisse
charakterisiert ist: Verbindungen mit 3 C-Atomen/Verbindungen mit 4 C-Atomen: 0,5
- 2,0 Verbindungen mit 4 C-Atomen/Verbindungen mit 5 C-Atomen: 0,2 - 2,0 Verbindungen
mit 5 C-Atomen/Verbindungen mit 6 C-Atomen: 0,5 - 5,0
kondensiert,
wobei man den pH-Wert der Reaktionslösung durch kontrollierte Zugabe einer anorganischen
oder organischen Base bis zu einem Umsatz von 10-60 % auf einen Wert von 6,0-7,0
und anschließend auf einen Wert von 4,0 - 6,0 einstellt , die Selbstkondensation
des Formaldehydhydrats bei einem Restformaldehydgehalt im Reaktionsgemisch von 0-10
Gew.-% Formaldehyd durch Kühlen und/oder durch Desaktivierung des bleihaltigen Katalysators
mittels Säuren unterbricht, anschließend den Katalysator in an sich bekannter Weise
entfernt und gegebenenfalls die im Reaktionsprodukt vorhandenen Aldehyd- und Ketogruppen
zu Hydroxylgruppen reduziert (DT-OS 2 639 084). Ein anderes Verfahren besteht darin,
daß ein oder mehrere Alkylenoxyde, gegebenenfalls nacheinander, mit einem durch
Selbstkondensation von Formaldehydhydrat und anschließende Reduktion der Kondensationprodukte
hergestellten Gemisch mehrwertiger Alkohole, welches gegebenenfalls mit zweiwertigen
und/oder dreiwertigen Alkoholen und/oder Mono- oder Polyaminen abqemischt wurde,
zur Reaktion qebracht werden (DT-OS 2 639 083). Formose läßt sich aber auch herstellen
durch Kondensation von Formaldehyd in Gegenwart von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen
auf Formaldehyd, an Metallverbindungen als Katalysator sowie von 0,1 bis 10 Gew.-%,
bezogen auf Formaldehyd, an Co-Katalysatoren auf Basis von zur Endiolbildung befähigten
Verbindungen, indem man 20-65 Gew.-% Formaldehyd enthaltende wäßrige Formalinlösungen
undtoder Paraformaldehyd-Dispersionen bei einer Reaktionstemperatur von 70-1100C
in Gegenwart (1) einer l5slichen oder unl5slichen Verbindung eines Metalls der 2.-4.
Haupt- oder Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente, gegebenenfalls gebunden
an einen hochmolekularen Träger, und
(II) eines durch teilweise
Oxidation eines 2- oder mehrwertigen, mindestens 2 benachbarte Hydroxylgruppen aufweisenden
Alkohols mit einem Molekulargewicht zwischen 62 und 242 bzw. eines Gemisches derartiger
Alkohole dargestellten Co-Katalysators kondensiert, wobei man den pH-Wert der Reaktionslösung
durch gesteuerte Zufuhr einer anorganischen und oder organischen Base bis zu einem
Umsatz von 5 bis 40 % zwischen 6,0 und 9,0 hält und anschließend bis zum Abbruch
der Kondensationsreaktion auf 4,5 bis 8,0 einstellt, so daß er um 1,0 bis 2,0 Einheiten
tiefer liegt als in der ersten Reaktionsphase, dann die Reaktion bei einem Restgehalt
von 0 bis 10 Gew.-% Formaldehyd durch Desaktivierung des Katalysators in an sich
bekannter Weise unterbricht, den Katalysator.entfernt und gegebenenfalls die im
Reaktionsprodukt vorhandenen Aldehyd- und Ketogruppen zu Hydroxylgruppen reduziert
(DT-OS 2 714 084), oder indem man 20-65 Gew.-% Formaldehyd enthaltende wäßrige Formalinlösungen
und/oder Paraformaldehyd-Dispersionen bei einer Reaktionstemperatur von 70-120°C
in Gegenwart von I. einer löslichen oder unlöslichen Verbindung eines Metalls der
1. Nebengruppe oder 2. - 4. Haupt- oder Nebengruppe des Periodischen Systems der
Elemente, gegebenenfalls gebunden an hochmolekulare Träger, und II. mehr als 10
Gew.-O, bezogen auf Formaldehyd, eines oder mehrerer zwei- oder mehrwertiger niedermolekularer
Alkohole und/oder höhermolekularer Polyhydroxylverbindungen kondensiert, wobei man
den pH-Wert der Reaktionslösung durch gesteuerte Zufuhr einer oder mehrerer anorganischer
und/oder organischer Basen bis zu einem Umsatz von 5 - 40
Gew.-%
zwischen 5,5 und 9,0 hält und anschließend bis zum Abbruch der Kondensationsreaktion
auf 4,0 - 8,5 einstellt, so daß er um 0,5 - 2,0 Einheiten tiefer liegt al in der
ersten Reaktionsphase, dann die Reaktion bei einem Restgehalt von 0 - 10 Gew.-%
Formaldehyd durch Desaktivierung des Katalysators in an sich bekannter Weise unterbricht,
den Katalysator entfernt und gegebenenfalls die im Reaktionsprodukt vorhandenen
Aldehyd- und Ketogruppen zu Hydroxylgruppen reduziert (DT-OS 2 714 104). Ein weiteres
Verfahren zur Herstellung von Formose beruht darauf, daß man Formaldehyd enthaltende
Synthesegase bei Temperaturen zwischen 10 und 1500C kontinuierlich oder diskontinuierlich
in eine Absorptionsflüssigkeit einleitet, welche a) 5 bis 99 Gew.-% Wasser, b) 0,1
bis 90 Gew.-% an zur Endiolbildung befähigten Verbindungen als Cokatalysator, c)
O bis 20 Gew.-% an löslichen oder unlöslichen Metallverbindungen, welche gegebenenfalls
an hochmolekulare Träger gebunden sind, als Katalysator und d) O bis 60 Gew.-% eines
oder mehrerer ein- oder mehrwertiger niedermolekularer Alkohole und/oder höhermolekularer
Pclyhydroxylverbindungen enthält und einen pH-Wert von 3 bis 10 aufweist, den Formaldehyd
gleichzeitig oder - falls die Absorptionslösung keinen Katalysator enthält - anschließend
durch Zusatz von Katalysator zur Kondensation bringt, die Selbstkondensation des
Formaldehyds bei einem Restformaldehydgehalt im Reaktionsgemisch von 0 bis 10 Gew.-%
durch Kühlen und/oder durch Desaktivierung des Katalysators mittels Säuren in an
sich bekannter Weise unterbricht, anschließend den Katalysator in an sich bekannter
Weise entfernt und gegebenenfalls die im Reaktionsprodukt vorhandenen Aldheyd- und
Ketogruppen zu Hydroxylgruppen reduziert (DT-OS 2 721 186).
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Als Formaldehydquelle können auch Formaldehyd enthaltende Synthesegase
eingesetzt werden (DT-OS 2 721 093).
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Erfindungsgemäß können gegebenenfalls in Mengen bis zu 50 % Gew.-$,
bezogen auf die Gesamtmischung, die an sich bekannten organischen Verbindungen mit
mindestens zwei Hydroxylgruppen vom Molekulargewicht 62 - 12 000 mitverwendet werden,
z.B. niedermolekulare Polyole wie Xthylenglykol, Glycerin oder Hexandiol-1,6 oder
höhermolekulare Polyole wie Polyäther, Polyester, Polyacetale oder Polycarbonate.
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Erfindungsgemäß werden gegebenenfalls leicht flüchtige organische
Substanzen als Treibmittel mitverwendet. Als organische Treibmittel kommen z.B.
Aceton, Xthylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform,
Xthyliden-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 Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden.
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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.
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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,N',N'-Tetramethyl-äthylendiamin, 1 ,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan,
N-Methyl-N'-dimethylaminoäthylpiperazin, N,N-Dimethylbenzylamin, Bis-(N,N-diäthylaminoäthyl)-adipat,
N,N-Diäthylbenzylamin, Bentamethyldiäthylentriamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin,
N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-B-phenyläthylamin, 1,2-Dimethylimidazol,
2-Methylimidazol sowie insbesondere auch Hexahydrotriazin-derivate.
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Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre
Amine sind z.B. Triäthanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl-diäthanolamin, N-Xthyl-diäthanolamin,
N,N-Dimethyläthanolamin sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxid
und/oder Xthylenoxid.
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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.
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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.
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Als organische Zinnverbindungen kommen vorzugsweise Zinn(II)-salze
von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-oceat, 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.
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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.
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Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa
0,001 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Isocyanat, eingesetzt.
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Erfindungsgemäß können auch oberflächenaktive Zusatzstoffe (Emulgatoren
und Schaumstabilisatoren) mitverwendet werden.
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Als Emulgatoren kommen z.B. die Natriumsalze von Ricinusölsulfonaten,
Natriumsalze sulfonierlerparaffine oder auch von Fettsäuren oder Salze von Fettsäuren
mit Aminen wie öl saures 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 Polyäthersiloxane
in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copolymerisat
aus Xthylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist.
Derartige Schaumstabilisatoren sind z.B. in der USA-Patentschrift 2 764 565 beschrieben.
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Erfindungsgemäß können ferner auch Reaktionsverzögerer, ,.B.
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sauer reagierende Stoffe wie Salzsäure oder organische Siurehalogenide,
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.
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Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden
oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern,
Stabilisatoren, flammhemmcnde Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen
sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten
über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch,
Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966,
z.B. auf den S. 103 bis 113, beschrieben.
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Die Vermischung der Reaktionskomponenten erfolgt vorzugsweise bei
Raumtemperatur.
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Für viele Anwendungsgebiete werden Füllstoffe in Form von teilchen-
oder pulverförmigem Material mitverwendet.
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Als Füllstoffe können feste anorganische oder organische Substanzen
Verwendung finden, die z.B. als Pulver, Granulat, Draht, Fasern, Hanteln, Kristallite,
Spiralen, Stäbchen, Perlchen, Hohlperlen, Schaumstoffteilchen, Vliese, Gewebestücke,
Gewirke, Bändchen, Folienstückchen usw. vorliegen, beispielsweise Dolomit, Kreide
Tonerde, Asbest, basisch eingestellte
Kieselsäuren, Sand, Talkum,
Eisenoxid, Aluminiumoxid und -oxidhydrate, Alkalisilikate, Zeolithe, Mischsilikate,
Calciumsilikate, Calciumsulfate, Alumosilikate, Zemente, Basaltwolle oder -pulver,
Glasfasern, C-Fasern, Graphit, Ruß, Al-, Fe-, Cu-, Ag-Pulver, Molybdänsulfid, Stahlwolle,
Bronze- oder Kupfergewebe, Siliciumpulver, Blähtonteilchen, Glashohlkugeln, Glaspulver,
Lava- und Bimsteilchen, Holzspäne, Holzmehl, Kork, Baumwolle, Stroh, Popkorn, Koks,
Teilchen aus gefüllten oder ungefüllten, geschäumten oder ungeschäumten, gereckten
oder ungereckten organischen Polymeren. Beispielhaft seien aus der Vielzahl der
in Betracht kommenden organischen Polymeren einige aufgeführt, wobei diese z.B.
als Pulver, Granulat, Schaumstoffteilchen, Perlen, Hohlperlen, schaumfähiges aber
noch ungeschäumtes Teilchen, als Faser, Bändchen, Gewebe, Vlies usw. vorliegen können:
Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polyacrylnitril, Polybutadien, Polyisopren,
Polytetrafluoräthylen, aliphatische und aromatische Polyester, Melamin-Harnstoff-
oder Phenol harze, Polyacetalharze, Polyepoxide, Polyhydantoine, Polyharnstoffe,
Polyäther, Polyurethane, Polyimide, Polyamide, Polysulfone, Polycarbonate, selbstverständlich
auch beliebige tsischpolymerisate.
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Besonders bevorzugte Füllstoffe sind Zement, Kreide, Talkum, Dolomit,
Gips, Ton, Anhydrit, Glas, Kohlenstoff sowie übliche Kunststoff- und Gummiabfälle.
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Die Herstellung der anorganisch-organischen Kunststoffe gemäß Erfindung
ist einfach. Es ist lediglich erforderlich, die drei Ausgangskomponenten homogen
zu vermischen, worauf meist sofort die Aushärtung der Mischung stattfindet. Die
Mischungen sind typische feinteilige Emulsionen bzw. Sole.
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Bei der Vermischung erfolgt in situ zumindest teilweise durch Reaktion
der Isocyanatkomponente mit der Formose c) die Bildung eines Präpolymeren, welche
durch seine hydrophilen Gruppen in der Lage ist, mit der eingesetzten wäßrigen Silikatlosung
feinteilige Emulsionen bzw. Sole zu bilden. Dabei dürfte, insbesondere bei der Verwendung
alkalischer Silikatlösungen, die Reaktion des Isocyanats mit den gegenüber Isocyanat
reaktionsfähigen Wasserstoffatomen der Formose noch katalytisch unterstützt werden.
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Bei der Vermischung kann das Gewichts-Verhältnis zwischen dem gesamten
organischen Anteil und dem Silikatanteil in weiten Grenzen schwanken, z.B. zwischen
99 zu 1 bis 1 zu 99. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen organischem Anteil
und Silikatanteil zwischen 98 zu 2 und 5 zu 95. Optimale Gebrauchseigenschaften,
insbesondere hohe Festigkeit, Elastizität, Wärmeformbeständigkeit und Schwerentflammbarkeit
erhält man bei einem Mischungsverhältnis von 95 zu 5 bis 30 zu 70. Dieser Bereich
ist ganz besonders bevorzugt.
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Aus den angeführten Mengenverhältnissen geht hervor, daß das Mengenverhältnis
des gesamten organischen Anteils und der Silikatlösung nicht kritisch ist. Dies
ist besonders vorteilhaft, da bei der kontinuierlichen Herstellung über Fördergeräte
und Mischkammer nicht auf exakte Dosierung geachtet zu werden braucht. So lassen
sich robuste Fördereinrichtungen, wie Zahnrad-Pumpen, einsetzen.
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Die Herstellung von Schaumstoffen erfolgt in an sich bekannter Weise
und grundsätzlich so, daß man in einer diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeitenden
Mischvorrichtung die beschriebenen Reaktionskomponenten einstufig oder in mehreren
Stufen
miteinander vermischt und das entstandene Gemisch zumeist außerhalb der Mischvorrichtung
in Formen oder auf geeigneten Unterlagen auf schäumen und erstarren läßt. Hierbei
kann die zwischen ca. OOC und 2000C, bevorzugt zwischen 300C und 1600C, liegende
Reaktionstemperatur entweder so erreicht werden, daß man eine oder mehrere Reaktionskomponenten
bereits vor dem Mischprozeß vorwärmt oder die Mischapparatur selbst beheizt oder
das hergestellte Reaktionsgemisch nach dem Mischen aufheizt. Selbstverständlich
sind auch Kombinationen dieser oder anderer Verfahrensweisen zum Einstellen der
Reaktionstemperatur geeignet.
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In den meisten Fällen entwickelt sich während der Reaktion selbst
genügend Wärme, so daß die Reaktionstemperatur nach Beginn der Reaktion bzw. des
Auschäumens auf Werte über 50°C ansteigen kann.
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Bei der llmeeFzung der Reaktionskomponenten bedient man sich oft maschineller
Einrichtungen, z.B. solcher, die in der amerikanischen Patentschrift 2 764 565 beschrieben
werden.
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Einzelheiten über Verarbeitungseinrichtungen, die auch erfindungsgemäß
infrage kommen, werden im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg
und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 121 bis 205
beschrieben.
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Die Art des einzusetzenden Polyisocyanats und die Gewichtsverhältnisse
der Komponenten a:b:c bestimmen im wesentlichen die Eigenschaften des hergestellten
Schaumstoffs, wie den Beispielen zu entnehmen ist. Polyisocyanate mit
Sulfosäuregruppen
ergeben in aller Regel Schaumstoffe hoher Druckfestugkeit bei Raumgewichten über
80 kg/m³.
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Das Verhältnis Komponente b:Komponente c ist vorzugsweise 1.
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Leichtschäume geringerer Druckfestigkeit und einem Raumgewicht unter
80 kg/m3 entstehen bevorzugt bei Verwendung unmodifizierter Polyisocyanate. Das
Verhältnis Silikatkomponente b: Komponente c ist vorzugsweise kleiner als 1.
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Selbst Produkte mit sehr geringem Silikatgehalt, z.B. 1 - 5 % bezogen
auf die Gesamtmischung : unmodifiziertes Polyisocyanat/Alkalisilikat/Formose, bei
denen die organischen Polymereigenschaften im Vordergrund stehen, zeigen hohe Brandwidrigkeit,
bedingt durch die carbonisierenden Eigenschaften der Formose.
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Die neuen Kunststoffe eignen sich als Konstruktionsmaterial, da sie
zug- und druckfest, zäh, steif und doch elastisch sind, sowie eine hohe Dauerformbeständigkeit
in der Wärme und Schwerentflammbarkeit,bedingt durch ihre Carbonisierungstendenz,aufweisen.
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Hervorzuheben ist weiterhin das ausgezeichnete Wärmedämm-und Schallabsorptionsvermögen
derartiger Schaumstoffe, was zusammen mit der hervorragenden Feuer- und Wärmebeständigkeit
Einsatzmöglichkieten auf dem Isoliersektor eröffnet.
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So lassen sich z.B. hochwertige Leichtbauplatten herstellen, indem
entweder kontinuierlich geschäumte Blöcke zu entsprechenden Platten geschnitten
bzw. gesägt werden oder indem solche Platten sowie insbesondere kompliziertere Formkörper
in Form geschäumt werden, gegebenenfalls unter Druck. Auch
lassen
sich durch geeignete Verfahrensweise Formteile mit geschlossener Außenhaut herstellen.
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Insbesondere eignet sich jedoch auch das Verfahren der Erfindung zur
in situ-Ausschäumung auf der Baustelle.
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So lassen sich beliebige Hohlformen, wie sie nach der üblichen Methode
durch Verschalung gebildet werden, ausgießen bzw. ausschäumen.
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Auch können Hohlräume, Fugen, Risse einfach mit dem Reaktionsgemisch
gefüllt werden, wobei sich eine sehr feste Haftung zwischen den verbundenen Materialien
ergibt.
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Auch lassen sich isolierende Innenputze einfach durch Aufsprühen herstellen.
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In vielen Fällen lassen sich die erhaltenen Materialien anstelle von
Holz oder Hartfaserplatten einsetzen. Sie lassen sich sägen, schleifen, hobeln,
nageln, bohren, fräsen und ermöglichen so vielseitige Bearbeitungs- und Anwendungsmöglichkeiten.
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Die Eigenschaften der Schaumstoffez.B. ihre Dichte im feuchten Zustand,
ist bei gegebener Rezeptur von den Einzelheiten des Mischprozesses, z.B. Gestalt
und Tourenzahl des Rührers, Gestaltung der Mischkammer usw. sowie von der gewählten
Reaktionstemperatur beim Einleiten der Verschäumung etwas abhängig. Sie kann ungefähr
zwischen 10 und 100 kg/m³ variieren, zumeist erhält man Dichten des feuchten frischen
Schaumes zwischen 20 und 500 kg/m3.
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Die getrockneten Schäume können geschlossen- oder offenporigen Charakter
haben, zumeist sind sie weitgehend offenporig und weisen Dichten zwischen 15 und
400 kg/m³ auf.
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Beispiele: (%-Angaben sind, falls nicht anders vermerkt Gew.-%-Angaben)
Ausgangsmaterialien: Komponente a) (Polyisocyanat) A1: Mit gasförmige.n Schwefeltrioxid
sulfoniertes A3 (Schwefelgehalt: 0,96 %, NCO-Gehalt: 30,5 %, Viskosität bei 250C:
2400 cP, Herstellung s. DT-OS 2 227 111).
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A2: Entsprechend mit Chlorsulfonsäure sulfoniertes A3 (Schwefelgehalt:
0,9 %, NCO-Gehalt: 30,2 %, Viskosität bei 20°C: 2000cP).
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A3: Vom rohen Phosgenierungsproaukteines Anilin/Formaldehyd-Kondensats
wird soviel Diisocyanatodiphenylmethan abdestilliert, daß der Destillationsrückstand
bei 25°C eine Viskosität von 400 cP aufweist.
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(2-Kernanteil: 45,1 Gew.-%, 3-Kernanteil: 22,3 Gew.-%, Anteil an
höherkernigen Polyisocyanaten: 32,6 Gew.-%) NCO-Gehalt: 30-31 Gew.-%.
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A4: Vom rohen Phosgenierungsprodukt eines Anilin-Formaldehyd-Kondensates
wird soviel Diisocyanato-diphenylmethan abdestilliert, daß der Destillationsrückstand
bei 250C eine Viskosität von 200 cP aufweist. (2-Kernanteil: 44,3 Gew.-%, 3-Kernanteil:
23,5 Gew.-%, Anteil an höherkernigen Polyisocyanaten: 32,2 Gew.-%, NCO-Gehalt, 31,1
Gew.-%).
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A5: Zu 9500 g Polyisocyant A3 werden unter Rühren bei 50CC 500 g
eines auf n-Butanol gestarteten Polyäthylenoxidmonoalkohols vom Molekulargewicht
1131 innerhalb von 30 Minuten zugetropft. 1 Stunde Nachrühren bei 500C lieferte
das Polyisocyanat-Semipräpolymer A5, NCO-Gehalt: 0 28,6 %, Viskosität 400 cP bei
25 C.
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Komponente b) B1: Natriumwasserglas, 44 % Feststoff, Molgewichtsverhältnis
Na2O:SiO2 = 1 : 2 B2: Natriumwasserglas, 34 % Feststoff, Molgewichtsverhältnis Na20:SiO2
= 1 : 3 B3: Natriumwasserglas, 51 % Feststoff, Molgewichtsverhältnis Na20:SiO2 =
1 : 2 Komponente c)(Formose) C1 01. 14,5 % H20; Säurezahl: 9,7; OH-Zahl: 724 C2
: 14,0 % H20; Säurezahl: 5,5; OH-Zahl: 795 C3 . 9,2 % H20; Säurezahl: 2,4; OH-Zahl:
669 C4 : C1 mit insgesamt 30 % H20 (hergestellt gemäß DT-OS 2 721 186) (hergestellt
gemäß DT-OS 2 639 084)
Beispiel 1
| 400 g Polyisocyanat A1 l |
| 100 g Trichlorfluormethan Komponente 1 |
| 0,2 g Stabilisator L 5340 |
| (Polyätherpolysiloxan |
der Fa. Union Carbide Corp.)
| 600 g Silikatkomponente B |
| 0,2 g Emulgator (Natriumsalz eines Komponente II |
| sulfochlorierten Proffingemisches |
C10-C14
| 120 g Formose C1 RKomponente III |
| 3 g Triäthylamin |
Komponente I und II wurden 5 sek. mit einem Schnellrührer vorgemischt, Komponente
III wurde anschließend innerhalb von 5 sek. unter Rühren zugegeben. Nach 20 sek.
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intensiver Vermischung wurde das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen
ausgegossen, begann nach 30 sek. aufzuschäumen und war 53 sek. später erstarrt.
Man erhielt einen harten anorganisch-organischen Schaumstoff der nach Trocknung
(3 h/ 1200C) eine Rohdichte von 170 kg/m3 und eine Druckfestigkeit von 0,57 MPa
aufwies.
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Die entsprechend Herstellungsbeispiel 1 erhaltenen anorganisch-organischen
Kunststoffe sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
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Es bedeuten: Stabilisator OS 710: Polyätherpolysiloxan der Fa. Bayer
AG, Leverkusen TAA : Triäthylamin
DB: Dimethylbenzylamin TCAP:
Tris-(ß-chloräthyl)phosphat tR : Rührzeit, Mischzeit der MIschung aus Komponente
I, Komponente II und Komponente III tL : Liegezeit, Zeitraum von Beginn des Mischens
bis zum Beginn des Aufschäumens tA : Abbindezeit, Zeitraum von Beginn des Mischens
bis zur Erhärtung.
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T a b e l l e 1
| Beispiel Polyiso- Trichlor- Silikat- Formose Emulga- Aminkata-
TCAP tR tL tA Raumge- Durck- |
| Nr. cyanat fluor- L 5340 OS-710 komponente Typ (g) tor (g)
(sek) (sek) (sek) wicht festig- |
| Tpy (g) methan (g) (g) Typ (g) (g) TÄA DB [kg/m³] keit |
| (g) (g) (g) frisch [MPa] |
| frisch |
| 2 A2 400 85 0,2 - B1 600 C1 120 0,2 3,0 - - 20 30 50 225 0,58 |
| 3 A2 100 15 0,1 - B1 80 C2 20 0,1 1,5 - - 15 22 28 - - |
| 4 A2 100 15 0,1 - B1 70 C2 30 0,1 1,5 - - 15 22 29 - - |
| 5 A2 100 15 0,1 - B1 60 C2 40 0,1 1,5 - - 15 18 25 - - |
| 6 A1 450 30 0,2 - B1 120 C3 300 0,2 12,0 - 20 20 28 58 130
0,60 |
| 7 A3 100 15 - 1,0 B2 20 C1 80 - - 4,0 15 20 36 75 14 (15,1+) |
| 8 A3 100 15 - 1,0 B1 20 C1 120 - - 4,0 15 20 36 80 21 (31,7+) |
| 9 A4 100 15 - 1,0 B1 20 C1 80 - - 4,0 15 20 37 85 14 18,8+) |
| 10 A3 100 15 - 1,0 B1 20 C2 120 - - 4,0 15 20 30 120 24 0,03 |
(+ Durckspannung in KPa)
Beispiel 11
| 400 g Polyisocyanat A1 #Komponente I |
| 0,2 g Stabilisator L 5340 gemäß Beispiel 1 |
| 120 g Silikatkomponente B1 |
| 0,2 g Emulgator gemäß Beispiel 1 Komponente II |
| 300 g Formose C3 |
| 10 g Triäthylamin |
| 40 g Trichlorfluormethan Komponente III |
| 30 g Tris-(ß-chloräthyl)phosphat |
Komponente I + II wurden 5 sek. mit einem Schnellrührer vorgemischt, Komponente
III wurde anschließend innerhalb von 5 sek unter Rühren zugegeben. Nach 20 sek.
intensiver Vermischung wurde das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen ausgegossen,
begann 35 sek. später aufzuschäumen und war 45 sek. danach erstarrt. Man erhielt
einen harten anorganischorganischen Schaumstoff, der eine Rohdichte von 101 kg/m3
und eine Druckfestigkeit von 0,32 MPa aufwies.
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Beispiel 12
| 4000 g Polyisocyanat A1 |
| J g Stabilisator L 5340 gemäß Beispiel 1 wRomponente I |
| 800 g Trichlorfluormethan |
| 6000 g Silikatkomponente B1 #Komponente II |
| 1 g Emulgator gemäß Beispiel t |
| 1200 g Formose C1 # Komponente III |
| 27 g Triäthylamin J |
Gemäß Beispiel 1 wurden die Komponente I + II 5 sek. mit einem Schnellrührer vorgemischt,
Komponente III wurde anschließend innerhalb von 5 sek. unter Rühren zugegeben.
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Nach 30 sek. intensiver Vermischung wurde das Reaktionsgemisch in
eine Holzkastenform von ca. 55 cm3 Inhalt ausgegossen, begann nach 38 sek. aufzuschäumen
und war 60 sek.
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später erstarrt. Man erhielt einen harten anorganisch-organischen
Schaumstoff, der nach Temperung (3h/120°) eine Rohdiche von 170 kg/m³ und eine Druckfestigkeit
von 0,57 MPa aufwies.
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Beispiel 13
| 80 g Formose C1 l Komponente I |
| 20 g Silikatkomponente B1 |
| 100 g Polyisocyanat A |
| 1 g Stabilisator OS-710 |
| 4 g Dimethylbenzylamin Komponente II |
| 15 g Trichlorfluormethan |
| 15 g Tris-(ß-chloräthyl)- |
| phcRphat |
Komponente I wurde 5 sek. mit einem Schnellrührer vorgemischt, Komponente II wurde
anschließend innerhalb von 5 sek.
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unter Rühren zugegeben. Nach 20 sek. intensiver Vermischung wurde
das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen ausgegossen, begann nach 36 sek. aufzuschäumen
und war 95 sek später erstarrt. Man erhielt einen zäh elastischen anorganischorganischen
Leichtschaumstoff, der nach Trocknung (3 h/1200C) eine Rohdichte von 15 kg/m3 und
eine Druckspannung von 11,3 KPa aufwies.
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Beispiel 14
| 840 g Formose C2 1 Komponente 1 |
| 140 g Silikatkomponente B1 |
| 105 g Tris(-ß-chloräthyl)phosphat |
| 105 g Trichlorfluormethan |
| 20 g Dimethylbenzylamin Komponente II |
| 700 g Polyisocyanat A3 |
| 5 g Stabilisator OS-710 |
Komponente I wurde mit einem Schnellrührer vorgemischt, Komponente II wurde anschließend
innerhalb von 5 sek. unter Rühren zugegeben. Nach 25 sek. intensiver Vermischung
wurde das Reaktionsgemisch in eine Holzkastenform mit ca.
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55 dm3 Inhalt ausgegossen, begann nachca. 35 sek. aufzuschäumen und
war ca. 130 sek später erstarrt. Man erhielt einen zäh-elastischen anorganisch-organischen
Leichtschaumstoff, der eine Rohdichte von 24 kg/m3 und eine Druckfestigkeit von
0,03 MPa aufwies.
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Beispiel 15
| 100 g Formose C3 |
| 20 g Silikatkomponente B1 |
| # Komponente I |
| 20 g Wasser |
| 100 g Polyisocyanat A5 |
| 15 g Tris(-ß-chloräthyl)phosphat |
| 15 g Trischlorfluormethan |
| #Komponente II |
| 4 g Dimethylbenzylamin |
| 1 g Stabilisator L 5340 |
| gemäß Beispiel 1 |
Komponente I wurde 5 sek. mit einem Schnellrührer vorgemischt,
Komponente II wurde anschließend innerhalb von 5 sek. unter Rühren zugegeben. Nach
20 sek. intensiver Vermischung wurde das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen
ausgegossen, begann nach 30 sek, aufzuschäumen und war 85 sek.
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später erstarrt. Man erhielt einen zäh-elastischen anorganischorganischen
Leichtschaumstoff.
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Beispiel 16
| 400 g Polyisocyanat A1 |
| 100 g Trichlorfluormethan Komponente I |
| 0,2 g Stabilisator L 5340 gemäß Beispiel 1 ~ |
| 600 g Silikatkomponente B1 |
| 0,2 g Emulgator gemäß Beispiel 1 Komponente II |
| 300 g Tonerdeschmelzzement zLafarge Fondu" |
| 120 g Formose C1 rKomponente III |
| 3 g Triäthylamin - |
Komponente I und II wurden 5 sek. mit einem Schnellrührer vorgemischt, Komponente
III wurde anschließend innerhalb von 5 sek. unter Rühren zugegeben. Nach 20 sek.
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intensiver Vermischung wurde das Reaktionsgemisch in ein Papiersäckchen
ausgegossen, es begann nach 29 sek. aufzuschäumen und war nach 55 sek. erstarrt.
Man erhielt einen harten anorganisch-organischen Schaumstoff der eine Rohdichte
von 229 kg/m3 und eine Druckfestigkeit von 0,42 MPa aufwies.
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Beispiel 17 a) Herstellung einer Kreidesuspension
240
g einer Kreide (spez. Gewicht: 2,7, 90 % der Teilchen < 2/u, Omyalite 90 der
Fa. Omya GmbH) wurden in 80 g Wasser und 5 g einer 30 %igen wäßrigen Lösung eines
hochmolekularen Di-Kaliumsalzes eines Maleinsäure-Styrol-Copolymerisats mit Carboxylat-
und Sulfonatgruppen suspendiert. Feststoffgehalt: 75 %. Eine derartig hergestellte
Kreide-Suspension wurde in nachfolgender Rezeptur mitverwendet:
| 400 g Polyisocyanat A1 |
| 100 g Trichlorfluormethan Komponente I |
| 0,2 g Stabilisator L 5340 gemäß |
| Beispiel 1 |
| 600 g Silikatkomponente B1 |
| 0,2 g Emulgator gemäß Beispiel 1 Komponente II |
| 120 g Formose C1 |
| 300 g Kreide-Suspension Komponente III |
| 3 g Triäthylamin |
Entsprechend Beispiel 19 wurden die drei Komponente verarbeitet. Das Reaktionsgemisch
begann nach 31 sek.
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aufzuschäumen und war nach 65 sek erstarrt. Man erhielt einen harten
anorganisch-organischen Schaumstoff, der eine Rohdichte von 166 kg/m³ und eine Druckfestigkeit
von 0,37 MPa aufwies.
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Beispiel 18
| 80 g Formose C1 |
| 20 g Silikatkomponente B1 Komponene 1 |
| 100 g Polyisocyanat A3 |
| 1 g Stabilisator OS-710 |
| 4 g Dimethylbenzylamin |
| 15 g Trichlorfluormethan Komponente II |
| 15 g Tris-(ß-chloräthyl)phos- |
| phat |
| 100 g Tonerdeschmelzzement Lafarge Fondu" |
Entsprechend Beispiel 16 wurden die beiden Komponenten verarbeitet. Das Reaktionsgemisch
begann nach 30 sek.
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aufzuschäumen und war nach 120 sek. erstarrt. Man erhielt einen zäh-elastischen
anorganisch-organischen Leichtschaumstoff, der eine Rohdichte von 26 kg/m3 und eine
Druckspannung von 6,4 KPa aufwies.
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Beispiel 19
| 100 g Polyisocyant A3 el |
| 0,8 g Stabilisator L 5340 gemäß Beispiel |
| 25 g Tris(ß-chloräthyl)phosphat Komponente I |
| 30 g Formose C4 |
| 30 g Trichlorfluormethan j |
| 100 g Silikatkomponente B3 Komponente II |
| 4 g Dimethylbenzylamin |
| 1,5 g Dimethyläthanolamin Komponente III |
(Komponente I wurde 15 sek mit einem SchnellrUhrer vorgemischt, nachfolgend wurden
Komponente II und 15 sek. später Komponente III unter Rühren zugegeben. Nach einer
Gesamtmischzeit von 45 sek. wurde das Reaktionsgemisch in ein Papierpäckchen ausgegossen,
begann nach 50 sek. aufzuschäumen und war nach 90 sek. erstarrt. Man erhielt einen
zäh-elastischen Leichtschaumstoff mit einer Rohdichte von 20 kg/m3.