DE2805951A1 - Trennmittel fuer polyurethanschaumstoffe - Google Patents

Trennmittel fuer polyurethanschaumstoffe

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DE2805951A1 DE19782805951 DE2805951A DE2805951A1 DE 2805951 A1 DE2805951 A1 DE 2805951A1 DE 19782805951 DE19782805951 DE 19782805951 DE 2805951 A DE2805951 A DE 2805951A DE 2805951 A1 DE2805951 A1 DE 2805951A1
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Roland Fessling
@@ Lieschke Werner Dipl Ing
Gottfried Dipl Chem Dr Mautner
Manfred Dipl Chem Dr Pfeifer
Inge Dipl Chem Rotermund
Guenter Dipl Chem Truempler
Karl Dipl Chem Dr Wessely
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Description

  • Bericht über das Ergebnis der vorläufigen
  • Prüfung der Neuheit und der techn.-ökonomischen Effektivität a) Länder: DDR, BRD Klassifikationseinheiten: B 29 B C 10 M 13 29 C C OS G B 29 D C 08 II B 29 F C 08 f B 29 H C 08 K B 2q f b) BRD B 29 B C D Auszüge OS 1975/76 vollständig lt J C 10 M Auszüge OS 1975/76 vollständig C 08 G H J Auszüge OS 1975/76 vollständig DDR K DDR B 29 PS 1975/76 vollständig C 10 m PS 1/02-11/00 1975/76 vollst.
  • C 08 G II J PS 1975/76 vollständig K BRD B 29 C AS, PS 1/02-1/04 vollständig B 29 D " " 27/00-27/02 " C 10 m " " 1/08-7/52 " C 08 G " " 18/06-18/14 " c) Chemleal Abstracts Auszüge aus den Offenlegungsschäften d) Es ist bekannz, Trennmittel zur Vexarbeituno von Polyurethanen zu Formkörpern als Pasten, Lösungen zu verwenden, welche als wirksame Bestandteile Silikone, Polytetrafluoräthylen, natürliche und synthetische Wachse, Paraffine, Salze höherer Fettsäuren, Fettsäureester oder Pettsäureamide enthalten. Diese ilRRi führen bei gering verdichteten Fiill- u. Isolierschäumen zu Hautablösungen. Trennmittel öliger oder Konsistenz führen zu Störungen des Schaumgefüges und sind ebenfalls für gering verdichtete Schäume nicht £eeignet. Eine Abgrenzung von bekannten Stand der Technik erfolgt durch das erfindungegemäße Trennmittelgemisch.
  • e) Die SrSindung betrifft ein Trennmittel zur Verarbeitung von Pol4Turethanen zu Formkörpern niedrigen Raumgewichtes.
  • f) Mit der Erfindung wurde ein Trennmittel gefunden, welches eine sehr gute Trennwirkung zwischen Polyurethan und den als Formwerkzeug verwendeten Rohstoffen besitzt, welches nicht zum Aufbau in den Formwerkzeugen neigt und welches nicht infolge unerwünschter chemischer bzw. physikalischer Wechselwirkungen mit der Schaumoberfläche zur Störung des Schaumgefüges und zur Hautablösung führt und damit ein produktives Arbeiten auch im kontinuierlichen Herstellungsprozeß gestattet.
  • a) Titel der Erfindung: Trennmittel für Polyurethan-Schaumstoffe b) Anwendungsgebiet der Erfindung: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung von Formtrennmitteln zur Verarbeitung von Polyurethan zu Formkörpern niedrigen Raumgewichtes.
  • c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Es ist bekannt, Trennmittel zur Verarbeitung von Polyurethanen zu Formkörpern als Pasten, Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen zu verwenden, welche als wirksame Bestandteile Silikone, Polytetraflouräthylen, natürliche und synthetische Wachse, Paraffine, Salze hoherer Fettsäuren.
  • Fettsäurester oder Fettsäureamide enthalten.
  • Die mit den bisher bekannten Trennmitteln erzeugten Trenn filme gentatten eine gute Verarbeitbarkeit von harten und halbharten PUR-Schaumstoffen hohen und mittleren Raumgewichtes sowie den elastischen Schaumstoffen. Unbefreidigend ist dagegen ihre wirksamkeit bel der Verurbeitang von gering verdichteten Füll- und isolierschäumen. Aufgrand der Wechselwirkungen zwischen Trennmittelfilm und Schaumoherfläche konalt es hier infol@e der relativ ctt:'Ijr geringen Festigkeit der Schaumoberfläche zu Hautablösungen, welche sehr schnell in den Formwerkzeugen aufbauen und ein produktives Arbeiten in Frage stellen.
  • Viele Trennmittel öliger oder vaselineurtiger Konsistenz wie z. B. silikonhaltige Zusammensetzungen, führen ausützlich zu Störungen des Schaumgefäges (Schaumkollape) und sind deshalb gleichfalle ungesignet.
  • d) Ziel der Erfindung: Ziel der Erfindung ist es deshalb ein Trenumittel zur Herstallung von Polyurethanfornkörpern ass gering verdichteten Schaumstoffen au entwickeln, welches eine einwandfreie Entformung gestattet, ohne daß die Formmerkuauge in zunelmendem maße verschmutzen und due Schaungefäge gestört wird.
  • e) Darlegung des Wesens der Erfindung: Es bestcht demnach die Aufgabe, ein Trannmittel zu finden, welches eine schr @ute Traennwirkung zwischen Polynrethan und den als Formwerkzeug verwendeten Werkstoffen besitzt, welches nicht zum Aufbau in jen Forwerkzeugen nei t und welches nicht infolge unerwünschter chemischer bzw. pysikalischer Wechselwirkungen mit der Schaumoberfläche zur Slörung des Schaungefüges und nur Hautablösung führt und damit ein produktives Arbeiten auch im kontinuierlichen Herstellungsprozeß gastattet.
  • Es wurde gefanden, daß für wenig verdichtete PUR-Schäume Trennmittel mit einem weichen, leitfähigen, jedoch temperaturbesiändigen Film geeignet sind, welche ein Gemisch aus harten hochschmelzenden Wachses, Kohlenwasserstoffölen, L.etallse-ifen und Emulgatoren darstellen.
  • Erfindungsgemäß wird die Auf abe dadurch gelöst, daß als Trennmittel ein Gemisch bestehend aus 1 - 40 Teilen harter und hochschmelzender Kohlenw sserstoffwa chse mit einem Erstarrungspunkt ol)erhalb 700C, 40 - u5 Teilen kohlenwasserstofföle lm Viskositätsbereich 10 - 400 cSt bei 50°C, 3 - 15 Teilen metnllseifen der Alkali-, Erdalkali- und/oder Erdmetalle mit höheren natürlichen oder synthetischen Fettsäuren sowie @gf. 1 - 10 Teilen nichtlonegener Emulgatoren verwendet wird.
  • Harte und hochschmelsende Kohlenwasserstoffwachse im Sinne dieser Erfindung sind beispielsweise Wachse mineralischen Drsprungs mit mikrokristalliner Struktur, wie Tankbadenwachse, Ceresine, Ozokerite, Erdwachse, Spontanausscheidungs wachse u. a. sowie natürliche und synthetische Paraffine, wie Braunkohlen- und Erdölparaffine, Fischer-Tropsch-Paraffine, Polyethylenwachse u. a., die zum Erreichen der o. £.
  • Kennwerte (Erstarrungspunkt > 70°C) ggf. mehrmals entült und raffiniert werden. Bs können auch achsgemische eingesetzt werden. Dabei ist es mö lich, Wachsbestandteile mit Erstarrungspunkten unterhalb 7000 einzusetzen, wenn dadurch der Erstarrungspunkt des Geiiüstches nach wie vor oberhalb 7000 bleibt. Zum Beispiel kann sich der Anteil des hochschmelzenden Wachses aus eir]eni Gemisch harter, hochschnielzender Wachse mit Erstarrungspunkten von 90°C und ;ewisser Anteile niedrigschmelzender Wschse mit Erstarrungspunkten von 0o0 in solchen Verhältnissen zusammensetzen, daß der Erstarrungspunkt dieses Gemisches oberhalb 70°C liegt.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, 5 - 80 % der harten und hochschmelzenden Kohlenwasserstoffwachse in Porm von Wachsen mikrokristalliner Struktur einzusetzen, da auf Grund ihrer homogenisierenden Wirkung ein besonders günstiger Trennfilm erzielt wird.
  • Als Kohlenwasserstofföle sind alle natürlbhen und synthetischen Ole des oben angeführten Viskositätsbereiches geeignet, von denen als Schmieröle, Spindelöle, Vaselinöle, Vakuumöle, Paraffinöle u. a. einer sehr zahlreichen Palette zur Auswahl stehen.
  • Als Iietallseifen sind erfindungsgemäß Alkali-, Erdalkali-und Erdmetallsalze höherer natürlicher synthetischer ilettsäuren geeignet. Beispielsweise seien genannt : xithiumstearat, Kaliumoleat, Oalziumstearat, Wagnesiumstearat, Calziumpalmitat, Magnesiumpalmitat, Aluminiumoktoat, Aluminiumstearat, Aluminiumpalmitat, Aluminiumlaurat, usw.
  • Die erfindungsgemäß verwendeten Emulgatoren sind nichtionogener Natur, die sich vorzugsweise aus nbhermolekularen Fettalkoholen, deren Polyo«.yäthylenäthern Estern höhermolekularer Pettsäuren mit mehrwertigen Alkoholen sowie Alkylsulfonaten zusammensetzen.
  • Der AuStrag-der Trennmittel erfolgt in Form von Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen, die eine Konzentration von 3 bis 50%, vorzugsweise 20 - 30 i in bekannten Ldsungsmitteln, wie chlorierten Kohlenwasserstoffen, Estern, Alkoholen, Benzinkohlenwasserstoffen, Aromaten, Wasser u.a. besitzen.
  • In einigen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwissen, bis zu 0,5 %, vorzugsweise 0fi05 V - 0pS % eines fettlös lichen Farbstoffes zuzusetzen, um dem Trennmittel eine solche Eigenfarbe zu verleihen, daß bei kontinuierlich laufenden Anlagen mit automatischem Trennmittelsuftrag (beispielsweise nach dem elektrostatischen Prinzip) eine ständige visuelle Kontrolle der Gleichmäßigkeit des Trennfilms möglich ist Die erfindungsgemäßen Trennmittel sind besonders für hering verdichtete PUR-Schaumstoffe geei£net, können jedoch vorteilhaft auch bei einigen anderen Schaumtypen, beispielsweise Hartschäumen, halbharten Integralschäumen, Isocyanuratschäumen, sowie auch für Verg;ußmassen eingesetzt werden.
  • Die Erfindung soll nachstehen an 12 Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: Ausführungsbeispiel 1: Man verschmilzt 20 Gew.-Teile Niederdruck-Polyäthylen-Wachs mit einem Erstarrungspunkt von 93°C mit 5 Gew. -Teilen Lanettewsche ASS, 5 Gew.-Teilen eines Zeresins mit einem Erstarrungspunkt von ca. 6000 und 70 Gew.-Teilen eines Mineralöls mit einer Viskosität von ca.
  • 70 cSt.j500C zu einer klaren Lösung. Die Temperatur der Schmelze soll 10000 nicht übersteigen.
  • Inzwischen werden 4 Gew.-Teile Calziumdistearat in 96 Gew0-Teilen Tetrachloräthylen suspendiert und die Suspension unter kräftigem Rühren zur heißen Schmelze gegeben. Gleichzeitig wird weiter erhitzt, bis die Mischung 125 - 13000 erreicht hat. Jetzt werden bei abgestellter Reizung 150 Gew.-Teile Testbenzin vom Siedebereich 145 - 20000 untergerührt und die Mischung auf 40°C abgekühlt. Nun werden noch 150 Gew.-Teile Dichlormethan unter Rühren zugegeben und weiter bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Es entsteht eine trübe, feindisperse Suspension.
  • Ausführungsbeispiel 2: Es werden 20 Gew.-Teile Niederdruck-Polyöthylen-Wachs mit einem Erstarrungspunkt von ca. 9300 mit 75 Gew.-Teilen eines niederviskosen Paraffinöls von ca. 10 cSt./ 5000 verschmolzen. Die Temperatur der Schmelze soll 10000 nicht übersteigen. Inzwischen werden 15 Gew.-Teile Aluminiumtristcarat in 90 Gew.-Teilen Tetrachloräthylen suspendiert. Die Suspension wird unter kräftigem Rühren zur heißen Wachs-Ölschmelse gegeben und dabei auf 12500 erhitzt, bis eine klare, schleimie Masse entsteht.
  • Nun werden bei abgestellter Heizung 150 Gew.-Teile ürest benzin vom Siedebereich 145 - 20000 zugerührt und auf 4000 abgekühlt. Danach werden 150 Gew.-Teile Dichlormethan zugegeben. Es entsteht eine weite, trübe, schwach viskose Suspension.
  • Ausführunsbeispiel 3: Es werden 20 Gew.-Teile Niederdruck-Polyäthylen-Wachs mit einem Erstarrungspunkt von ca. 930C, 10 Gew.-Teile eines i-Paraffins mit einem Erstarrun£'spunkt von 8600 und 70 Gew.-Teile eines Iaineralöls mit einer Viskosität von ca. 50 cSt./50°C sowie 3 Gew.-Teile eines nichtionogenen Emulgators auf der Basis hochmolekularer Alkylsulfate miteinander verschmolzen. Die Temperatur der Schmelze soll 100°C nicht übersteigen. Inzwischen werden 5 Gew.-Teile Aluminiumtristearat in 92 Gew.-Teilen Tetrachloräthylen suspendiert. Diese Suspension wird unter kräftigem Rühren zur heißen Schmelze zugeben und dabei weiter auf ca 12500 erhitzt. Bei abgestellter Heizun; werden 200 Gew.-Teile Testbenzin vom Siedebereich 14500 - 20000 zugerührt, anschließend wird auf 4000 abgekühlt und 100 Gew.-Teile Dichlormethan zugemischt.
  • Es entsteht eine trübe feindisperse Suspension.
  • Ausführungsbeispiel 4: 20 Gew.-Teile Niederdruck-Polyäthylen-Wachs mit einem Erstarrungapunkt von 9300 werden mit 7 Gew.-Teilen mikrokristallinen Wachs mit einem Erstarrungspunkt von 86°C, 3 Gew.-Teilen eines nichtionoenen Ernulgators und 70 Gew.-Teilen eines klineralöls mit einer Viskosität von ca. 50 cSt.50°C verschmolzen. Inzwischen werden 5 Gew.-Teile Aluminiumtristearat in 100 Gew.-Teilen Tetrachloräthylen suspendiert und die Suspension unter kräftigem Rühren zur heißen Schmelze gegeben. Es wird weiter erhitzt bis auf cs. 125°C, bis eine klare schwach schleimige Lösung entsteht. Nun wird auf mindestens 80°C abgekühlt und 70 Gew.-Teile i-Propanol zugeführt. Es wird weiter abgekühlt auf mindestens 4000 und 125 Gew.-Teile Dichlonnethan, in welchem vorher 0,2 Gew.-Teile eines fettlöslichen roten Farbstoffes aufgelöst wurden. Es entsteht eine trübe, rot-orange gefärbte, feindisperse Suspension.
  • Ausführunt:;sbeispiel 5: 90 Teile eines mikrokristallinen Wachses mit einem Erstarrungspunkt von 8200 und einer Penetrationszahl von 10 werden mit 10 Teilen eines Polyäthylenwachses mit einem Erstarrungspunkt von 9500 und einer Penetrationszahl von 1 verschmolzen. 3 Teile des dabei erhaltenen Wachsgemisches, welches einen Erstarrungspunkt von 8600 und eine Penetrationszahl von 8 besitzt, werden in 20 Teilen Perchloräthylen, 40 Teilen Benzinkohlenwasserstoff und 5 Teilen Verlaufmittel unter erwärmen und Rühren gelöst. Beim Abkühlen werden unter Rühren 37 zeile Methylenchlorid hinzugesetzt.
  • Ausführungsbeispiel 6: 100 Gew.-Teile einer technischen Vaseline mit einem Erstarrungspunkt von ca. 6000 werden in 75 Gew.-Teilen Tetrachloräthylen gelöst durch erhitzen, anschließend werden 100 Gew.-Teile Testbenzin vom Siedebereich 145 bis 20000 zugeruhrt und die Lösung auf 4000 abgekühlt, Jetzt werden noch 125 Gew.-Teile Dichlormethan zugemischt. Es entsteht eine fast klare Lösung.
  • Ausführungsbeispiel 7: 5 Qew.-Teile Polyäthylenwachs werden mit 25 Gew.-Teilen eines Zeresins mit einem Erstarrungspunkt von ca. 60 OC, 5 Gew.-Teilen eines nichtionogenen Emulgators und 60 Gew.-Teilen Spindelöl durch Erhitzen in Lösung gebracht. Bei einer Temperatur von 70 °C werden 150 Gew.-Teile eines auf 70 °C vorgewärmten Ithylacetats einemulgiert. In der Zwischenzeit löst man 5 Gew.-Teile Kaliumolest in 250 Gew.-Teilen 70 oC heißen Wassers.
  • Die obige Emulsion wird unter kräftigem Rühren in die Seifenlösung eingearbeitet. Diese Emulsion kühlt man unter rühren auf Raumtemperatur ab.
  • Ausführunsbeisiel 8 - 13: Eine auf die Verarbeitungstemperatur des Schaumsystems erwärmte Form wird mit dem Trennmittel gemäß Beispiel 1 - 7 mittels Zerstäuber eingetrennt. Ein Füllschaumsystem bestehend aus komponente A (57 Teile eines Polyols mit der OHZ von ca. 35,3 Teilen Aktivator, 1 Teil Stabilisator und 22 Teilen 'l'reibmittel) und Komponente B (Polyisocyanat mit einem isocyanatäquivalent von 135) wird im Verhältnis 1 : 1,5 intensiv vermischt und in die Form eingebracht. Nach 1 1/2 Minuten wird die Form geöffnet und entformt. Die Formkörper nach Ausführungsbeispiel 1 - 4 lassen sich leicht und ohne Hautablösungen entformen.
  • Nach erneutem Trennmittelauftrag wurden hintereinander ohne Zwischenreinigung der Form insgesamt von jedem Ausrührungsbeispiel 10 Formkörper hergestellt. Während bei Verwendung der erfindungsgemäßen Trennmittel entsprechend ausführungsbeispiel 1 - 4 und 7 alle 10 Formkörper leicht und ohne Hautablösungen entformt werden konnten, wobei die Form nach wie vor eine einwandfreie Oberfläche aufwies, traten bei den zum Vergleich eingesetzten Trennmitteln nach Ausfuhr"ungsbeispiel 5 und 6 bereits bei der 1. Entformung leichte Hautablösungen aut, welche sich bei den folgenden Entformungen zunehmend verstärkten, so daß nach drei bis fünt Entformungen bereits starke Beschädigungen am Formkörper auftraten.

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Trennmittel für die Verarbeitung von Polyurethanen zu Forinkörpern insbesondere von gering verdichteten Isolier- und Füllschäumen im diskontinuierlichen sowie auch kontinuierlichen Herstellungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein weicher, gleitfähiger und temperaturbeständiger Trennfilm venvendet wird, bestehend aus einem Gemisch von 1 - 40 t1eilen harter und hochschmelzender Kohlenwasserstoffwachse mit einem Erstarrungspunkt oberhalb 70 °C, 40 - 85 Teilen Kohlenwasserstofföle im Viskositätsbereich 10 - 400 cSt. bei 50 OC, 3 - 15 Teilen Metallseifen der Alkali-, Erdalkali- und/oder Erdmetalle mit höheren natürlichen oder synthetischen Fettsäuren sowie ggi'. 1 - 10 Teilen nichtionogener Emulgatoren in Form von Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen in bekannten lösungsmitteln, wobei diesem Gemisch noch fettlösliche Farbstoffe zugesetzt werden können.
  2. 2. Trennmittel nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß 5 - 80 ffi der harten hochschmelzenden Wachse in Form von Wachsen mikrokristalliner Struktur ingesetzt werden.
  3. 3. Trennmittel nach Punkt 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Auftrag des Trennmittels in Form von Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen in einer Konzentration von 3 bis 50 , vorzugsweise 20 - 30 , in bekannten Lösungsmitteln, wie chlorierten Kohlenwasserstoffen, Estern, Alkoholen, Benzinkohlenwasserstoffen, Aromaten, Wasser u.s0w. erfolgt.
  4. 4. ilrennmittel nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch ggr. bis zu 0,5 , vorzugsweise 0,05 $ - 0,1 /%, eines fettlöslichen Farbstoffes zugesetzt werden.
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