DE2743126C2 - - Google Patents
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- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
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Description
Polyurethanschäume werden heutzutage weit verbreitet in der
Chirurgie und auf anderen Anwendungsgebieten verwendet, wo
ein Kontakt mit dem menschlichen Körper stattfindet. Im allgemeinen
haben derartige Schäume durch den Einschluß eines
separaten hydrophilen Zusatzes in ein hydrophobes Polyisocyanat
einen gewissen hydrophilen Charakter. Der hydrophile Zusatz
kann während oder nach dem Schäumen zugesetzt werden. Derartige
Schäume sind ebenfalls hergestellt worden, indem Polyoxyethylenpolyole
mit einem Polyisocyanat und geringen, d. h.
nahezu stöchiometrischen Mengen Wasser umgesetzt worden sind.
Bei derartigen Reaktionen wird im allgemeinen ein Katalysator
eingesetzt. Auch auf nicht katalytischen Reaktionen basierende
Schäume sind hergestellt worden, wobei lineare
Polyoxyethylenpolyole, Diisocyanat und variierende Mengen
an Wasser verwendet worden sind. Hydrophile vernetzte Polyurethanschäume
können in einfacher Weise hergestellt werden,
indem man ein Polyoxyethylenpolyol mit endständigen Isocyanatgruppen
mit großen Mengen Wasser, das gegenüber der zum Härten
erforderlichen stöchiometrischen Menge in großem Überschuß
eingesetzt wird, umsetzt. Diese Schäume enthalten im
allgemeinen zurückbleibende Nebenprodukte, die nur lose im
Schaum gebunden sind und während der Verwendung des Schaums
leicht extrahiert werden.
Es wurde gefunden, daß Polyurethanschäume aromatische Aminrückstände
enthalten, von denen man annimmt, daß sie aus der
Hydrolyse von Polyisocyanaten während und im Anschluß an das
Schäumverfahren resultieren. So wurde z. B. gefunden,
daß nach dem Vorpolymer-Verfahren hergestellte Schäume, die
unter Verwendung von Toluoldiisocyanat hergestellt worden sind,
das entsprechende Amin, nämlich Toluoldiamin (TDA) enthalten.
Es wird angenommen, daß aus anderen aromatischen Polyisocyanaten
hergestellte Schäume die entsprechenden Polyamine enthalten.
Die Bezeichnung "aromatisches Amin" bezieht sich
hauptsächlich auf TDA, umfaßt aber auch andere von den entsprechenden
Polyisocyanaten gebildete aromatische Amine. Erfindungsgemäß
wurde nun gefunden, daß die Menge an aromatischem
Amin verringert werden kann, indem man beim
Verschäumen ein "Bindemittel" zusetzt, wobei dieses "Bindemittel"
ein Material ist, das die Schaumbildungsreaktion überlebt,
um mit den aromatischen Aminen zu reagieren, wenn diese gebildet
werden.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung
eines permeablen Polyurethanschaums, der einen verminderten
Gehalt an aromatischen Aminen aufweist, durch Umsetzung einer
Mischung aus Polyethereinheiten aufweisenden Urethanvorpolymeren
mit endständigen aromatischen Isocyanatgruppen mit Wasser und
gegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man der Mischung ein aliphatisches oder cycloaliphatisches
Mono- oder Polyisocyanat in einer Menge von nicht
mehr als 8 Gew.-%, bezogen auf das Vorpolymere, zusetzt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die verwendeten "Bindemittel" sind aliphatische oder cycloaliphatische
Mono- oder Polyisocyanate, insbesondere Diisocyanate,
wie 4,4′-Methylen-bis-(cyclohexylisocyanat) und Isophorondiisocyanat,
sowie Tris-(6-isocyanathexamethylen)-biuret und Isocyanatderivate
von kondensierten Fettsäuren. Die aliphatischen oder
cycloaliphatischen Mono- oder Polyisocyanate reagieren langsamer
oder überhaupt nicht mit Wasser als das verwendete aromatische
Polyisocyanat. Natürlich können, falls gewünscht, auch "Bindemittel"-
Mischungen verwendet werden. Das bevorzugte "Bindemittel"
reagiert nur langsam oder gar nicht mit Wasser, Polyolen
oder Isocyanatgruppen, so daß es die anfängliche Additionsreaktion
übersteht. Andererseits ist es aber in der Lage, ziemlich
schnell mit dem als Nebenprodukt anfallenden aromatischen Amin
während der Trocknung und/oder der Lagerung des Polyurethanschaums
zu reagieren.
Das optimale "Bindemittel" für ein bestimmtes aromatisches Polyisocyanat
kann bestimmt werden, indem man das dem aromatischen
Polyisocyanat entsprechende
aromatische Amin und das "Bindemittel" in äquivalenten (oder größeren)
stöchiometrischen Mengen in einem gewöhnlichen inerten
Lösungsmittel auflöst, d. h. genug "Bindemittel" für die
Reaktion mit einem Wasserstoffatom in jeder vorhandenen
NH₂-Gruppe verwendet. Bei Raumtemperatur sollen das "Bindemittel"
und das aromatische Amin innerhalb von 16 Stunden eine Reaktion
eingehen, die im wesentlichen irreversibel und vollständig
ist. Außerdem soll das in Wasser dispergierte "Bindemittel"
eine Reaktionsgeschwindigkeit mit dem Wasser bei
25°C zeigen, die mehr als 100mal, vorzugsweise 10³- bis
10⁵mal kleiner ist als die Reaktionsgeschwindigkeit des
aromatischen Polyisocyanats mit Wasser. Bei der Durchführung
dieses Tests werden getrennte wäßrige Lösungen oder Dispersionen
des aromatischen Polyisocyanats und des "Bindemittels"
mit einer Konzentration von z. B. 10-2 Mol/l hergestellt.
Die Reaktionsgeschwindigkeit kann bei z. B. 25°C gemessen
werden, wobei fortlaufend gerührt werden kann und geeignete
Tenside oder ein geeignetes gemeinsames wassermischbares
Colösungsmittel verwendet werden können, wenn das "Bindemittel"
oder das aromatische Polyisocyanat in Wasser unlöslich ist.
Ein solcher Test ergibt nützliche Hinweise, d. h. einen groben
Anhaltspunkt für die Auswahl der geeigneten "Bindemittel".
Aufgrund der Komplexität des Schäumverfahrens soll die Bestimmung
der Nützlichkeit eines bestimmten "Bindemittels" jedoch
vorzugsweise auf praktischen Anwendungsversuchen basieren.
Wenngleich die Bildung der aromatischen Amine sowie die Aktivität
des "Bindemittels" noch nicht geklärt sind, scheint
es, daß aromatische Polyisocyanate und möglicherweise deren
Reaktionsprodukte, die Harnstoff- und Urethanbindungen enthalten,
zu freien aromatischen Aminen hydrolysiert werden,
die aus dem Polyurethanschaum herauslösbar sind. Man nimmt
an, daß das aliphatische oder cycloaliphatische Mono- oder Polyisocyanat
während der Additionsreaktion nicht erfolgreich
mit dem aromatischen Polyisocyanat um die funktionellen Gruppen
konkurriert. Deshalb übersteht das aliphatische oder cycloaliphatische Mono- oder Polyisocyanat
die Addition, und man nimmt an, daß es Harnstoffadditionsprodukte
mit aromatischen Aminen bildet, wenn diese
gebildet werden. Diese Produkte scheinen schwieriger aus
dem Polyurethanschaum herauslösbar zu sein und gelten nicht
als potentielle Gesundheitsgefährdung. Es wurde weiterhin
gefunden, daß die resultierenden Polyurethanschäume untergeordnete
Mengen an aliphatischen Aminen enthalten, die Hydrolyseprodukte
der aliphatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polyisocyanate sind. Man glaubt jedoch
nicht, daß die aliphatischen Amine die potentielle Gesundheitsprobleme
wie die aromatischen Amine mit sich bringen.
Für die Verringerung des Gehalts an TDA und für die Optimierung
der Wirkung des "Bindemittels" sind eine Reihe von Faktoren
von Bedeutung. Im allgemeinen soll der Rückstandsgehalt
an aromatischem Amin auf weniger als 500 ppm verringert werden.
Schäume, die im noch nassen Zustand gelagert werden,
weisen z. B. einen höheren Gehalt an TDA auf als entsprechende
im Anschluß an die Trocknung gelagerte Schäume.
Bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren werden nicht mehr als
8 Gew.-% "Bindemittel" verwendet. 4 Gew.-% oder weniger sind
aber häufig ebenfalls zufriedenstellend. Im allgemeinen
beträgt die Menge an "Bindemittel" 0,1 bis 8 Gew.-% und
vorzugsweise 0,1 bis 4 Gew.-%. Ganz allgemein sollten nicht weniger
als 0,01 Gew.-% verwendet werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polyurethanschäume können fest, halbfest
oder elastisch sein und besitzen
eine permeable Haut. Mit der Bezeichnung "permeabel" ist
gemeint, daß ein parallel zur Oberfläche in einer Dicke von
2,54 cm geschnittener Bereich, der die Schaumoberfläche darstellt,
bei einer Druckdifferenz von 0,002 Atmosphären eine
Durchlässigkeit für Luft von mindestens etwa 75 l/min/m²
Schaum aufweist. Entsprechende Testbedingungen für die Messung
der Durchlässigkeit von Stoffen sind in ASTM D-737 beschrieben.
Schäume mit einer ziemlich dichten Haut ergeben
demgegenüber bei dem diesem Test Durchlässigkeiten von weniger
als etwa 0,3 l/min/m² Schaum.
Geeignete aliphatische oder cycloaliphatische Mono-
oder Polyisocyanate sind z. B.
n-Dodecylisocyanat, Ethylendiisocyanat, n-Butylisocyanat,
Cyclohexylisocyanat, Trimethylendiisocyanat, Dicyclohexylmethan-
4,4′-diisocyanat, Isophorondiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat,
2,2,4-Trimethyl-1,6-hexandiisocyanat und Bis-(3)-
methyl-4-isocyanatcyclohexyl)-methan und Mischungen derselben.
Beim Vorpolymerverfahren
wird das Vorpolymere mit einem geeigneten Treibmittel,
z. B. Wasser, und gegebenenfalls einem Katalysator und
anderen Zusätzen, z. B. Flammschutzmittel, in Abhängigkeit der
gewünschten Eigenschaften des fertigen Polyurethanschaums vermischt. Die
als Treibmittel verwendete Menge an Wasser beträgt im allgemeinen
6,5 Mol H₂O/Mol NCO-Gruppen bis 1000 Mol/Mol NCO-
Gruppen, z. B. 6,5 Mol bis 390 Mol. Bei der Bestimmung der Wassermenge
oder des wäßrigen Reaktanten, z. B. in Form einer
wäßrigen Aufschlämmungssuspension oder -emulsion oder einer
wasserlösliches Material enthaltenden wäßrigen Lösung beziehen
sich die "Mol NCO-Gruppen" auf die aliphatischen NCO-Gruppen
des "Bindemittels" und die NCO-Gruppen, die von dem Vorpolymeren
beigesteuert werden.
Das verwendete Urethanvorpolymere besteht aus Polyethergerüstsegmenten
mit endständigen aromatischen Isocyanatgruppen,
z. B. von Toluoldiisocyanat (TDI). Geeignete Polyethervorpolymere
sind u. a. Polyalkylenoxidether,
wie die Reaktionsprodukte von Ethylenoxid, Propylenoxid,
Butylenoxid, Styroloxid oder Picolinoxid
mit einer zwei oder mehrere reaktive Wasserstoffe enthaltenden
Verbindung, wie Wasser, Resorcin, Glycerin, Trimethylolpropan,
1,2,6-Hexantriol, Pentaerythrit, Sorbit, Ethylenglykol,
Diethylenglykol und Triethylenglykol. Typischerweise ist das
Vorpolymere das Reaktionsprodukt aus einem Polyoxyethylenpolyol,
insbesondere einem Glykol und einem monomeren Alkohol
mit mindestens drei Hydroxylgruppen je Molekül, insbesondere
einem aliphatischen Alkohol mit drei Hydroxylgruppen je Molekül,
wobei dieses Reaktionsprodukt dann mit endständigen aromatischen
Isocyanatgruppen versehen wird. Weitere Polyether
sind beispielsweise Polyoxypropylenglykol, Polyoxyethylenglykol,
Polyoxybutylenglykol, Polyoxyethylenoxypropylenglykol,
Polyoxyethylenoxybutylenglykol und Polyoxypropylenoxybutylenglykol.
Hydrophile Polyether sind bevorzugt.
Vorzugsweise sind die verwendeten Polyetherurethanvorpolymere
hydrophil, d. h. mindestens 40 Mol-% der Oxyalkyleneinheiten in
dem Vorpolymergerüst sind Oxyethyleneinheiten, wobei der Rest
aus Oxypropylen- oder Oxybutylen-Einheiten besteht.
Bei den resultierenden Polyurethanschäumen sind die Verzweigungspunkte
der Polymerketten durch im wesentlichen lineare
mindestens 40 Mol-% Oxyethyleneinheiten (ausgenommen Initiatoren
an Verzweigungspunkten) enthaltende Polyoxyalkylenketten
verbunden. Vorzugsweise beträgt der Oxyethylengehalt 55
bis 75 Mol-%. Bei Oxyethylengehalten von 40 bis 60
Mol-% kann es erwünscht sein, ein Tensid zu verwenden, um
das Dispergieren des Vorpolymeren in Wasser vor dem Schäumen
zu fördern. Für diesen Zweck können herkömmliche Tenside verwendet
werden, z. B. nichtionische Tenside, insbesondere auf
Polyethern basierende Tenside wie solche, die unter dem
Warenzeichen Pluronic® bekannt sind und von der Firma Wyandotte
Chemicals vertrieben werden, sowie solche, die sich von einem
höheren aliphatischen Alkohol, wie Stearylalkohol, und einem
Polyetheralkohol ableiten, sowie ferner Silikontenside, die
sich beispielsweise von einem Silikonester und einem Polyetheralkohol
ableiten.
Geeignete Vorpolymere können hergestellt werden, indem man ein
Polyoxyalkylenpolyol mit einem Überschuß, im allgemeinen zwischen
1 bis 4, vorzugsweise zwischen 2 bis 3 Isocyanatgruppen
je Hydroxylgruppe, eines aromatischen Polyisocyanats in herkömmlicher
Weise umsetzt, was in typischer Weise in einer
inerten feuchtigkeitsfreien Atmosphäre bei 0 bis 120°C über
einen Zeitraum von z. B. 20 Stunden geschieht und zu einem
Produkt mit endständigen aromatischen Isocyanatgruppen
führt. Vor dem Einbringen der endständigen Isocyanatgruppen
hat das Polyol geeigneterweise ein Molekulargewicht von
200 bis 20 000 und vorzugsweise von 300 bis 6000. Die
Hydroxylfunktionalität des Polyols und die entsprechende
Isocyanatfunktionalität nach dem Einbringen der endständigen
Isocyanatgruppen beträgt im allgemeinen 2 oder 3 und kann bis z. B. 8 sein. Wenn Schäume
aus Vorpolymeren mit einer Isocyanatfunktionalität von etwa
2 hergestellt werden, ist der resultierende Schaum im wesentlichen
linear und besitzt nicht eine solch große Zugfestigkeit
wie vernetzte Schäume. Wenn die Isocyanatfunktionalität
etwa 2 beträgt, können dementsprechend Vernetzungsmittel, z. B.
durch Zusatz zum Wasser, in dem das Vorpolymere dispergiert
ist, verwendet werden, wenngleich auch die linearen nicht
vernetzten Schäume hergestellt werden können. Um unerwünschte
negative Reaktionen des aliphatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polyisocyanats auf ein Minimum
zu beschränken, sollen gegebenenfalls verwendete Vernetzungsmittel
vorzugsweise aliphatische Polyole, z. B.
Trimethylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit und nicht Polyamine
sein.
Beispiele für geeignete Polyetherpolyole, die mit endständigen
Isocyanatgruppen zu versehen sind, sind u. a.:
- (A) im wesentlichen lineare Polyole, die beispielsweise durch Umsetzung von Ethylenoxid mit Wasser unter Verwendung von Ethylenglykol oder höhermolekularen Glykolen als Initiatoren gebildet werden. Wenn die linearen Polyether aus Mischungen von Ethylenoxid mit z. B. Propylenoxid erhalten werden, kann das Polymere entweder ein statistisches Copolymeres oder ein Blockcopolymeres sein, und die Endeinheiten können entweder Oxyethylen- oder Oxypropylen-Einheiten sein.
- (B) solche mit einer Hydroxylfunktionalität von 3 oder mehr. Derartige Polyole werden gewöhnlich hergestellt, indem Alkylenoxide oder Mischungen, wie vorstehend beschrieben, mit einem polyfunktionellen Initiator, wie Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, umgesetzt werden.
- (C) lineare oder verzweigte polyfunktionelle Polyole wie unter (A) und (B) beispielhaft angegeben, die zusammen mit einem Initiator oder einem Vernetzungsmittel, z. B. einer Mischung aus Polyethylenglykol (Molekulargewicht beispielsweise 1000) mit Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Glycerin hergestellt sind. Diese Mischung kann anschließend mit einem Überschuß an aromatischem Polyisocyanat umgesetzt werden. Alternativ können die linearen oder verzweigten Polyole (z. B. Polyethylenglykol) getrennt mit einem Überschuß an Polyisocyanat umgesetzt werden. Der Initiator, z. B. Trimethylolpropan, kann ebenfalls getrennt mit dem aromatischen Polyisocyanat umgesetzt werden. Anschließend können die beiden endständige aromatische Isocyanatgruppen aufweisenden Materialien zur Bildung des Vorpolymeren miteinander kombiniert werden.
Geeignete Polyisocyanate zur Herstellung der Vorpolymeren
sind u. a. Polyarylpolyisocyanate, Triphenylmethan-4,4′,4′′-
triisocyanat, Benzol-1,3,5-triisocyanat, Toluol-2,4,6-
triisocyanat, Diphenyl-2,4,4′-triisocyanat, Xyloldiisocyanat,
Chlorphenylendiisocyanat, Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat,
3,3′-Dimethoxy-4,4′-biphenylendiisocyanat, 2,2′,5,5′-Tetramethyl-
4,4′-biphenylendiisocyanat,
4,4′-Sulfonyl-bis-(phenylisocyanat), 4,4′-Methylen-
di-ortho-toluylisocyanat, Toluol-2,4-diisocyanat, Toluol-2,6-
diisocyanat, technische Mischungen von Toluol-2,4- und -2,6-
diisocyanaten, m-Phenylendiisocyanat, 3,3′-Diphenyl-4,4′-
biphenylendiisocyanat, 4,4′-Biphenylendiisocyanat, 3,3′-
Dichlor-4,4′-biphenylendiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat,
Cumol-2,4-diisocyanat, 4-Methoxy-1,3-phenylendiisocyanat,
4-Chlor-1,3-phenylendiisocyanat, 4-Brom-1,3-phenyldiisocyanat,
4-Ethoxy-1,3-phenylendiisocyanat, 2,4′-Diisocyanatodiphenylether,
4,4′-Diisocyanatodiphenylether und 4,6-Dimethyl-1,3-
phenylendiisocyanat.
Nach der Herstellung wird der Schaum vorzugsweise getrocknet.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polyurethanschäume sind u. a. geeignet für Dekorations-,
Polster-, Isolier-, Schallschluck-, Schutz- und
Flammschutzoberflächen. Dementsprechend können diese Schäume
abziehbare Beschichtungen zum Schutz von Artikeln während
der Handhabung und des Versands sein. Da die Schäume leicht
sterilisierbar sind und einen geringen Gehalt an nicht erwünschten
Rückständen aufweisen, sind sie auch von großer
Nützlichkeit als Haushalts-, Industrie- und/oder Gesundheitspflegeprodukte
sowie als kosmetische, zahnmedizinische oder
biomedizinische/chirurgische Produkte. Das Merkmal der
Permeabilität (Wasserdampf) dieser Materialien macht sie
auch für Kleidungsstücke attraktiv.
Katalysatoren, Antioxydationsmittel und andere chemische
Reaktanten können auf die Schäume aufgebracht werden, so
daß sie beispielsweise in enzymatischen Reaktionen, Brennstoffzellen,
Filtern, Wasser- oder Blutreinigungsanlagen,
Extraktionsanlagen und in Trennsystemen verwendet werden
können.
Es wurden Polyurethanschäume nach dem Vorpolymerverfahren
hergestellt, indem 200 g der nachstehend näher beschriebenen Vorpolymeren A, B oder C
mit 200 g Wasser, das 4 g Tensid
enthielt, umgesetzt wurden. Mit Ausnahme der Beispiele 5
bis 7 wurde als Tensid ein nichtionisches, auf Polyether basierendes
Tensid (Pluronic®L-62) verwendet. In den Beispielen
5 bis 7 wurde als Tensid ein Stearattensid
verwendet. In den unter Verwendung der Vorpolymeren B und C
hergestellten Vergleichsschäumen wurde auch das Stearattensid
verwendet. In dem unter Verwendung des Vorpolymeren
C hergestellten Vergleichsschaum sowie in Beispiel 7 betrug
die Menge an verwendetem Stearattensid, bezogen auf das Gewicht
des Vorpolymeren, etwa 0,5 Gew.-%.
Das Vorpolymere A wurde hergestellt, indem eine Mischung aus
Trimethylolpropan und Polyoxyethylenglykol
mit einem Molekulargewicht von 1000 unter Verwendung
von Toluoldiisocyanat (TDI) im molaren Äquivalent-
Verhältnis von 1/2/7,1 umgesetzt wurde. Die Analyse
des Vorpolymeren ergab, daß es 3 Gew.-% freies TDI enthielt.
Das TDI wurde in zwei Stufen zugesetzt. Zuerst wurde
ausreichend TDI zugesetzt, um mit 95% der Hydroxylgruppen
zu reagieren. Dann wurde der restliche Teil des TDI zugesetzt.
Die beiden Zugaben erfolgen in einem Abstand von mehreren
Stunden, um die Kettenausdehnung in dem Vorpolymeren zu fördern.
Das Vorpolymere B wurde unter Verwendung der gleichen Reaktanten
wie das Vorpolymere A hergestellt mit dem Unterschied,
daß das Äquivalent-Verhältnis 1/2/6,7 betrug. Das Vorpolymere
enthielt 1 Gew.-% freies TDI.
Das Vorpolymere C wurde nach dem gleichen Verfahren wie das
Vorpolymere A hergestellt mit dem Unterschied, daß Ethylenglykol
als zusätzlicher Reaktant verwendet wurde. Das Äquivalent-
Verhältnis der Reaktanten TDI/Trimethylolpropan/Polyoxyethylenglykol/Ethylenglykol
betrug 8,6/1/2/1.
Bei der Herstellung der Polyurethanschäume wurden die in Tabelle I aufgeführten
cycloaliphatischen Diisocyanate mitverwendet.
Die so hergestellten Schäume wurden auf TDA analysiert, indem
20 g von jedem Schaum 7mal mit heißem Wasser extrahiert
wurden und das Wasser anschließend verdampft wurde. Das
Extraktionsverfahren bestand darin, daß 20 g Schaum in 150 ml
entionisiertes Wasser bei 38°C (in einem Becherglas) 5 Minuten
lang eingetaucht wurden, wobei der Schaum mit einem Spatel
mehrere Male zusammengedrückt wurde. Diese Verfahrensweise
wurde 7mal mit frischem Wasser wiederholt, wobei der Schaum
zwischen den Extraktionen durch Abpressen so trocken wie möglich
gemacht wurde. Die kombinierten Extrakte wurden zur Entfernung
von festen Schaumteilchen filtriert und in einem Rotationsverdampfer
auf etwa 50 ml konzentriert. Das Konzentrat
wurde in einem Becherglas auf einer heißen Platte zur Trockne
eingedampft, so daß 0,134 g bis 0,330 g trockener Extrakt
erhalten wurden. Die Temperatur stieg dabei zu keinem Zeitpunkt
über 60°C an. Der Gehalt der Extrakte an TDA wurde bestimmt,
und die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
Aus der Tabelle I geht hervor, daß beim Polyurethanschaum
gemäß Beispiel 1 der anfängliche, zu 36 ppm berechnete Toluylendiamingehalt
erheblich absank, als die Menge an cycloaliphatischem Isocyanat
erhöht wurde. Der Vergleich der Beispiele 1, 2 und 5
zeigt eine stetige Abnahme von 27 auf 14 bis zu dem Punkt,
an dem kein Toluylendiamin mehr nachweisbar war. Eine entsprechende
Abnahme der Methylen-bis-(cyclohexylisocyanat) zeigt der Vergleich
der Beispiele 3 und 4. Diese Abnahme ist unerwartet,
da jedes der cycloaliphatischen Diisocyanate difunktionell war und
eine gewisse Beteiligung an der Additionsreaktion wahrscheinlich
erschien. Trotz der exothermen Additionsbedingungen
ergab die Anwesenheit des cycloaliphatischen Diisocyanats
dennoch einen erheblichen Einfluß auf die Menge an Gesamtrückstandsextrakt
und freiem Toluylendiamin in dem Schaum.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines permeablen Polyurethanschaums,
der einen verminderten Gehalt an aromatischen Aminen
aufweist, durch Umsetzung einer Mischung aus Polyethereinheiten
aufweisenden Urethanvorpolymeren mit endständigen
aromatischen Isocyanatgruppen mit Wasser und gegebenenfalls
üblichen Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man der
Mischung ein aliphatisches oder cycloaliphatisches Mono-
oder Polyisocyanat in einer Menge von nicht mehr als 8
Gew.-%, bezogen auf das Vorpolymere, zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als cycloaliphatisches Polyisocyanat Isophorondiisocyanat
verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man Polyethereinheiten aufweisendes Urethanvorpolymer
verwendet, in dem mindestens 40 Mol-% der Oxyalkyleneinheiten
im Vorpolymergerüst Oxyethyleneinheiten sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Polyethereinheiten aufweisendes
Urethanvorpolymere das Reaktionsprodukt von einem Polyoxyethylenpolyol,
einem monomeren Alkohol mit mindestens drei
Hydroxylgruppen je Molekül und einem aromatischen Polyisocyanat
verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man
das Reaktionsprodukt von einem Polyoxyethylenglykol, einem
monomeren aliphatischen Alkohol mit drei Hydroxylgruppen und
einem aromatischen Polyisocyanat verwendet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man das aliphatische oder cycloaliphatische
Mono- oder Polyisocyanat in einer Menge von 0,1 bis 4 Gew.-%,
bezogen auf das Vorpolymere, zusetzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Wasser in einer Menge von 6,5 bis 390
Mol pro Mol NCO-Gruppen verwendet.
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US72846476A | 1976-09-29 | 1976-09-29 | |
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