DE3001966A1 - Starre isocyanuratpolyurethanschaeume und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft starre Isocyanuraturethanpolymere, insbesondere starre zellförmige Isocyanuratpolyurethanschäume, die für Isolierzwecke verwendbar sind und durch eine überlegene thermische Stabilität charakterisiert sind, die durch Umsetzung eines Überschusses von polymerem Isocyanat mit Butandiol in Gegenwart eines Treibmittels und eines Katalysators hergestellt werden.

Die Nachfi^e nach feuerhemmenden bzw. flammwidrigen starren Polyurethanschäumen hat in den letzten Jahren stark zugenommen entsprechend den behördlichen und Industriestandards,denen diese Schäume genügen müssen, bevor sie auf vielen Gebieten eingesetzt werden können, auf denen ihre Verwendung besonders erwünscht ist, insbesondere in der Bauindustrie.

Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, um Polyurethane thermisch stabil zu machen. Dazu gehören die Einarbeitung von verschiedenen nicht-reaktionsfähigen Füllstoffen und Zusätzen sowie die Einarbeitung von Verbindungen, die funktioneile Gruppen enthalten, die in der polymeren Urethankette chemisch gebunden werden, in den Polyurethanschaum sowie die Beschichtung von starren Polyurethanschaummaterialien mit feuerhemmend bzw. flammwidrig machenden Materialien.

Zu den nicht-reaktionsfähigen Zusätzen gehören anorganische und organische Substanzen. Beispiele für anorganische Zu-

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sätze sind Metalloxide, wie Sb„Oo, ZnO und Al CL. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, eine Kombination dieser nichtreaktionsfähigen Zusätze einzuarbeiten, um eine gute Feuerbeständigkeit bzw. Flatnmwidrigkeit zu erzielen.

Die Verwendung von hydratisiertem Aluminiumoxid und Antimonoxid als Zusätze in flexiblen und halbflexiblen Polyurethanen mit einer niedrigen Dichte mit eingearbeiteten halogenhaltigen Polymeren, wie Polyvinylchlorid, wurde in der US-Patentschrift 3 810 851 bereits vorgeschlagen. In der US-Patentschrift 3 737 400 ist auch ein Polyurethanschaum beschrieben, von dem angegeben wird, daß er Selbstaus löschungseigenschaf ten aufweist, wobei es sich bei dem Flammenunterdrückungsmittel um Ammoniumhydroxidhydrat und KCl, K₂O, KNO₃, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, K₂SO₄ und Ba(OH)₂ handelt.

Ein weiteres Beispiel für Zusätze, die verwendet werden können, um Polyurethanschäume feuerhemmend bzw. flammwidrig zu machen, das in der US-Patentschrift 3 262 894 angegeben ist, ist Tris(2-chloräthyl)phosphat in Kombination mit Aluminiumoxidtrihydrat.

Zwar wurde durch die obengenannten Zusätze häufig eine Verbesserung der Flammwidrigkeit erzielt, diese ging jedoch bis zu einem gewissen Grade stets auf Kosten der physikalischen Eigenschaften. Sovurde gefunden, daß das Lasttragevermögen und der Gehalt an geschlossenen Zellen häufig ab nehmen ,während die Feuchtigsdampfdrucktransmission häufig zunimmt. Auch werden die Festigkeitseigenschaften beim

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feuchten Altern (Lagern) bei erhöhten Temperaturen in der Regel beträchtlich schlechter.

Um die dem Schaum inne-wohnenden physikalischen Eigenschaften beizubehalten, die für die Verwendung in der Bauindustrie, in der Werkzeugindustrie und dgl. als erwünscht angesehen werden, und dem Schaum gleichzeitig eine ausreichende Flammwidrigkeit bzw. Feuerbeständigkeit zu verleihen, wurde bisher ein Kompromiß zwischen den angestrebten Zielen geschlossen.

Eine Möglichkeit, um diesen Kompromiß zu lindern (zu verbessern), war die Einarbeitung eines flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Restes in die Polymerkette selbst. So wurden beispielsweise Polyurethanschäume vorgeschlagen, die hergestellt wurden durch Umsetzung eines polymeren Isocyanate , einer organischen Verbindung mit aktiven halogenhaltigen Gruppen, die mit Isocyanatresten reagieren, und Dibrombutendiol. Diese Polyurethane sind charakterisiert durch eine beachtliche Flammwidrigkeit (Feuerbeständigkeit) und sie werden, wie angegeben, in großem Umfange verwendet in Fasern, Schäumen und insbesondere flexiblen Schäumen, Filmen und dgl. Es war auch bereits bekannt, starre Schäume herzustellen, die eine thermische und oxidative Beständigkeit aufweisen, die für verschiedene Anwendungszwecke bei der Verwendung für thermische Isolierungen als ausreichend angesehen wurde, durch Einarbeitung von konventionellen Isocyanuraten, die bei der Isocyanattrimerisation bei der Herstellung des starren Schaums entstehen, in das vernetzte

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-O-

Urethanpolymere.

In der US-Patentschrift 4 094 869 ist ferner ein spezielles starres Polyurethanschaumsystem vorgeschlagen worden, das 2,3-Dibrom-2-buten-l,4-diol zusammen mit Antimonoxid mit hydratisiertem Aluminiumoxid enthält.

Obgleich alle obengenannten Versuche, das thermische Stabilitätsproblem zu lösen, in variierendem Ausmaße erfolgreich waren, war keiner dieser Versuche vollständig zufriedenstellend sowohl im Hinblick auf die Fähigkeit, den verschiedenen erwünschten Industrie- und RegierungsStandards zu genügen, als auch in der gewünschten Weise leicht herstellbar zu sein.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbesserter thermisch stabiler, starrer, zellförmiger (zellulärer) Isocyanuratpolyurethanschaum sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der erfindungsgemäße Schaum enthält oder besteht aus dem nachgehärteten Reaktionsprodukt, das erhalten wird, wenn man in Gegenwart eines Treibmittels und eines Trimerisierungskatalysators miteinander umsetzt:

(a) ein Polyol, das mindestens etwa 14 Gew.-% 2-Buten-l,4-diol enthält, und

(b) ein aromatischesPolyisocyanat in einer solchen Menge, daß die Anzahl der in dem Polyol vorhandenen aktiven Wasserstoffgruppen weniger als 50 % der Anzahl der in dem Polyisocyanat der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,

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daß man die obengenannten Diol- und Polyisocyanat-Komponenten in Gegenwart eines Treibmittels und eines Trimerisierungskatalysators miteinander umsetzt und dann die dabei erhaltene Reaktionsmischung nachhärtet.

Die Verwendung von Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat als mindestens etwa 50 % des Polyisocyanats ist bevorzugt, ebenso die Verwendung von Trichlorfluormethan als Treibmittel und eines tertiären Aminkatalysators.

Wie oben angegeben, umfassen das erfindungsgemäße Produkt und das erfindungsgemäße Verfahren die Umsetzung eines Polyols mit mindestens etwa 14 Gew.-% 2-Buten-l,4-diol mit einem aromatischen Polyisocyanat. Bei dem für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Produkt und in dem erfindungsgemässen Verfahren geeigneten Polyisocyanat kann es sich um irgendeines der konventionellen aromatischen Polyisocyanate handeln, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Polyurethanschäumen verwendet werden, oder es lann sich um Mischungen solcher Polyisocyanate handeln. Geeignete Polyisocyanate weisen im allgemeinen mindestens zwei Isocyanatgruppen pro Molekül auf und dazu gehören beispielsweise die in den US-Patentschriften 4 067 833, 4 008 188 und 4 094 näher beschriebenen aromatischen Polyisocyanate. Bevorzugte Polyisocyanate sind Isocyanate mit Methylenbrücken des in den obengenannten US-Patetischrif ten 4 008 188 und 4 094 beschriebenen Typs. Diese Polyisocyanate können durch die allgemeine Formel dargestellt werden

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NCO

NCO

worin jeder Rest R Wasserstoff oder niederes Alkyl, beispielsweise Methyl, Äthyl oder Butyl, und η eine ganze Zahl innerhalb des Bereiches von 1 bis 4 bedeuten.

Polymethylenpolypheny!polyisocyanate des in der US-Patentschrift 4 094 869 beschriebenen speziellen Typs sind besonders bevorzugt. Diese besonders bevorzugten Polymethylenpolyphenylpolyisocyanate sind gekennzeichnet durch die allgemeine Formel

NCO

NCO

worin η überwiegend eine ganze Zahl von 1 bis 0 bedeutet, oder eine Mischung, worin η hauptsächlich die Zahl 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und in einem geringeren Grade die Zahl 0 bedeutet, und somit das Trimere, Dim ere oder Mischungen Avon und das vorzugsweise, wenn das Isocyanat in einem undestillierten Zustand verwendet wird, aus· serdem Restmengen oder Spurenmengen von hohen Polymeren

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enthält. Die durchschnittliche Isocyanatfunktiemalität dieser Polymeren liegt daher innerhalb des Bereiches von etwa 2,25 bis etwa 3,2 oder höher, je nach dem in der anfänglichen Kondensation angewendeten spezifischen Anilin/Formaldehyd-Molverhältnis. Obgleich auch andere aromatische Amine als Anilin zur Herstellung der hier beschriebenen zellförmigen (zellulären) Polyisocyanurattrimer-Schäume verwendet werden können, sollte der aromatische Isocyanatrest vorzugsweise keine Substituenten in der o-Stellung enthalten. Die dabei verwendeten Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate sind im Handel erhältlich, beispielsweise unter den Handelsnamen Mondur MR, PAPI und AFPI. Sie stellen Flüssigkeiten mit einer reduzit
50 bis etwa 500 cP dar.

keiten mit einer reduzierten Viskosität bei 25 C von etwa

Die hier beschriebenen bevorzugten Polyisocyanate können hergestellt werden durch Phosgenierung von Mischungen der entsprechenden Polyphenylpolyamine mit Methylenbrücken. Letztere werdenerhalten durch die durch Chlorwasserstoffsäure katalysierte Kondensation von primären aromatischen Aminen, wie z.B. Anilin,unter Anwendung von an sich bekannten Verfahren.

Das in dem erfindungsgemäßen Produkt und in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Polyol muß mindestens etwa 14 Gew.-% 2-Buten-l,4-diol enthalten. Dieses Material ist ein bekanntes Produkt, das beispielsweise von der Fa. GAF Corporation unter dem Namen Butendiol erhältlich ist. Es wird allgemein hergestellt durch Hydrierung von Butindiol, das seinerseits hergestellt wird durch Umsetzung von Acetylen mit Formaldehyd. Wenn' die gesamte Poiyolkomponente kein

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- ίο -

Butendiol enthält, kann der Rest des Polyols irgendein konventionelles. Polyol sein, das allgemein bekannt ist für die Einarbeitung in Polyisocyanurat-Schäume, die beispielsweise die verschiedenen in den obengenannten US-Patentschriften beschriebenen Polyole enthalten.

Das Mengenverhältnis von Isocyanatgruppen zu Hydroxylgruppen (in den obengenannten Reaktanten-Polyolen und somit einschließlich der nicht-halogaiierten, halogenierten und, falls vorhanden, Stickstoff enthaltenden Polyole) beträgt zweckmäßig 2:1 bis 8:1, vorzugsweise 4:1 bis 7:1. Die Polyisocyanate werden in Mengen verwendet, die 200 bis 800 %, vorzugsweise 400 bis 700 % der stöchlometrischen Menge der Isocyanatgruppei ergeben, die für die Umsetzung mit allen in allen Reaktanten Polyolen enthaltenen Hydroxylgruppen erforderlich ist. D.h. anders ausgedrückt, der Polyolgehalt der Reaktionsmischung repräsentiert etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 15 bis etwa 25 Gew.-% des in die Reaktionsmischung eingearbeiteten Polyisocyanats. Es sei jedoch betont, daß es für die vorliegende Erfindung kritisch ist, daß mehr als 50 % der Isocyanatgruppen des Poly isocyanat-Reaktanten frei sind für die Reaktion und für die Bildung von Isocyanuratresten innerhalb der Schaumstruktur.

Ein Trimerisationskatalysator ist erforderlich, um die Bildung der erfindungsggemäßen zellenförmigen starren Isocyanurat-Urethan-Schäume zu gewährleisten. Bei diesen Katalysatoren handelt es sich am zweckmäßigsten um tertiäre Amine,

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- li -

die in geringen Mengen verwendet werden. Unter diesen bevorzugt ist 2,4,6-Tris(ditnethylaminomethyl)phenol.

Andere tertiäre Aminkatalysatoren, die verwendet werden können, sind Triäthylamin, N-Äthylmorpholin, N-Methylmorpholin, N-Octadecyltnorpholin, Tributylaminj Trioctylamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthylendiamin, N,N,N',N± Tetramethyl-1,3-butandiamin; Triäthanolaminj Ν,Ν-Dimethyläthanolamin; Triisopropanolaminj N-Methyldiäthanolaminj BLs (2-dime thy I-aminoäthyl)ätherj Hexadecyldimethylaminj N,N-Dimethylbenzylaminj Tr !triethylamin J Triäthylendiamin (d.h. 1,4-Diazabicyclo-2*2.2-octan)j die Formiat- und anderen Salze von Triäthylendiamin, Oxyalkylenaddukte der Aminogruppen von primären und sekundären Aminen und andere derartige Aminokatalysatoren, die auf dem Gebiet der Polyurethanherstellung allgemein bekannt sind. Der Aminkatalysator kann in die Polyurethanbildungs-Reaktionsmischung als solcher oder in Form einer Lösung in geeigneten Trägerlösungsmitteln, wie Diäthylenglykolj Dipropylenglykol; und 2-Methyl-2,4-pentandiol ("Hexylenglykol")» eingeführt werden. Der Aminkatalysator ist, wenn er verwendet wird, normalerweise in einer Menge in Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des vorhandenen Polyisocyanats, von 2 bis 10 % vorhanden. Andere Standard-Trimerisierungskatalysatoren, die ebenfalls verwendet werden können, obgleich sie deutlich weniger bevorzugt sind, sind Triäthylphosphin, das selektiv brauchbar ist, wenn die Trimerisierung von aliphatischen Verbindungen durchgeführt wird\ Calciümacetat; Kaliumacetat} Natriumformiatj Natriumcarbonat in Dimethylformamid} und eine große Anzahl von löslichen Verbindungen von Eisen, Natrium, Kalium, Mag-

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nesium, Quecksilber, Nickel, Kupfer, Zink, Aluminium, Zinn, Vanadin, Titan und Chrom, Titantetrabutyrat und Sauerstoff. Die Verwendung dieser Trimerisierungskatalysatoren für die Herstellung von starren Polyurethanschäumen ist dem Fahmanne auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, bekannt.

Bei der Herstellung dieser zellförmigen starren Polyurethane enthält die Reaktionsmischung als zellbildende Komponente Treibmittel, die durch die exotherme Reaktion des Is ocyanats und der in der Reaktionsmischung vorhandenen Reste verdampft werden. Diese Treibmittel sind konventionelle halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere Trichlorfluormethan, sowie beispielsweise Dichlordifluormethan, 1,1-Dichlor-l-fluoräthan, Hexafluorcyclobuten und Octafluorcyclobutan. Der Hauptvorteil dieser Treibmittel ist die verbesserte Isolierung in dem geschäumten Produkt. Häufig werden dadurch auch wirtschaftliche Vorteile erzielt. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen zellförmigen (zellulären) Schäume eine Konzentration von geschlossenen Zellen aufweisen, die mindestens äquivalent zu derjenigen ist, die nach den bisher bekannten Verehren erhältlich ist. Die thermischen Isoliereigenschaften des Schaums werden somit durch die Einarbeitung des hier beschriebenen verbesserten feuerhemmend bzw. flammwidrig machenden Mittels nicht in nachteiliger Weise beeinflußt.

Die Menge des in der Verschäumungsreaktion verwendeten Treibmittels variiert in Abhängigkeit von der gewünschten Dichte des zellförmigen Produkts und sie wird auch beeinflußt durch

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den Gehalt des Schaums an geschlossenen Zellen. Dies ist insbesondere von Bedeutung bei der Bildung der hier beschriebenen isolierenden Materialien. Ein starrer Schaum mit einem hohen Gehalt an geschlossenen Zellen, d.h. mit einem Gehalt von mindestens 85 % geschlossenen Zellen, bestimmt gemäß ASTM D-1940, hat zweckmäßig eine Dichte von etwa 0,016 bis 0,162 g/cm³(1,0 bis 10 lbs/ft.³), bestimmt gemäß ASTM D-1622. Die Konzentration des Treibmittels beträgt daher in der Regel etwa 5 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 his etwa 35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in die Reaktionsmischung eingearbeiteten PoIyisocyanats.

Ein konventionelles Silikon-oberflächenaktives Mittel wird vorzugsweise ebenfalls in das erfindungsgemäße Reaktionssystem in Mengen zwischen etwa 1 und etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Isocyanat, eingearbeitet, um in Verbindung mit dem vorhandenen Katalysator das zellförmige (zelluläre) Schaumprodukt zu stabilisieren. Geeignete Beispiele dafür sind die Polyoxyalkylen/Polydimethylsiloxan-Blockcopoly- meren. Diese Blockcopolymeren erhöhen . - die Konzentration des Gehaltes an geschlossenen Zellen und erniedrigen somit die Feuchtlgkeitsdurchlässigkeit zusätzlich zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des Schaumprodukts. Beispiele für Copolymere, die diese Zwecke erfüllen, sind in den US- Patentschriften 3 .507 815 und 3 563 924 angegeben.

Es können auch andere nicht-ionische, kationische und anionische oberflächenaktive Mittel verwendet werden, ihre Ver-' wendung 1st jedoch Im allgemeinen weniger erwünscht. Bei-

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spiele dafür sind nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, wie Polyoxypropylen/Polyoxyäthylen-Copolymere (PLURONIC-Polyole), welche den Gehalt an geschlossenen Zellen oder die Steifheit nicht wesentlich beeinflussen, jedoch das Dispergieren der Reaktanten und der Zusätze, die in der Reaktionsmischung enthalten sind, erleichtern.

Die Polydimethylsiloxane sind zwar ebenfalls verwendbar, sie sind jedoch noch weniger bevorzugt wegen ihrer Neigung, Schäume mit einer groben Zellenstruktur zu ergeben und die Konzentration an geschlossenen Zellen zu verringern. Zu weiteren oberflächenaktiven Mitteln gehören die langkettigen Fettsäure-Partialester von Hexitanhydriden, die PoIyoxyalkylenderivate von Hexitanhydrid- partiellen langkettigen Fettsäureestern und dgl.

Das oberflächenaktive Mittel kann zusammen mit irgendeinem der 2 bis 6 Ströme, die in der Regel in den Mischkopf in einem One-Shot-Verfahren eingeführt werden, zugegeben werden. Die Menge des verwendeten oberflächenkativen Mittels, bezogen auf das Gewicht, beträgt normalerweise etwa 1 bis etwa 2 % des in der Reaktionsmischung enthaltenen Polyisocyanate .

Verfahren zur Herstellung von One-Shot-Polyräther- und-PoIyesterurethan-Schäumen sind allgemein bekannt und ·1· umfassen zahlreiche Verfahrensvariablen_f beispielsweise In bezug auf die verwendete Apparatur, die angewendeten Mlschergeschwlndlgkelten, die Fördergeschwindigkeiten, Winkel und dgl·, wie dem Fachmanne auf dem Gebiet, auf das

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sich die vorliegende Erfindung bezieht, allgemein bekannt. Die Reaktion ist exotherm, wie weiter oben angegeben, und dabei handelt es sich um irgendeine Standard-One-Shot-Operation, wobei jede Komponente der Zusammensetzung durch Einzelleitungen in der vorgegebenen Geschwindigkeit und bei Umgebungstemperatur dem Mischkopf zugeführt wird. Das oberflächenaktive Mittel wird einer der Reaktionskompcnenten, die in Form von Strömen durch irgendeine der verschiedenen Zuführungsleitungen, in der Regel 2 bis 6, dem Mischkopf zugeführt werden, zugesetzt. Häufig wird die Anzahl der Beschickungsleitungen, die in den Kopf münden, reduziert durch Einführung des Katalysators oder anderer Komponenten, die nur in geringen Mengen verwendet werden, in die Polyolleitung stromabwärts von dem Mischkopf. Zum Vormischen der Komponenten des Reaktionssystems vor dem Erreichen derselben des Mischkopfes kann ein in der Leitung angeordneter Mischer verwendet werden. Die Düsenöffnungskontrolle, der Gegendruck in dem Mischkopf, die Gießverfahren stellen miteinander zusammenhängende Stufen dar und sie werden auch innerhalb bekannter, flexibler und beliebiger Parameter eingestellt. .

Die erfindungsgemäß hergestellten starren Schäume werden in jedem Falle in Abwesenheit von Feuchtigkeit bei Umgebungstemperatur oder, falls dies zur Beschleunigung der Aushärtung erforderlich ist, bei erhöhten Temperaturen nachgehärtet, wobei der zuiässsige Bereich zweckmäßig etwa 20 bis etwa 90 C für Zeitspannen liegt, die umgekehrt zu der angewendeten Härtungstemperatur innerhalb des Bereiches von 1 bis 24 Stunden variieren. Diese Nachhärtung dient dazu,

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die wesentliche Bildung des Trimeren innerhalb der Schaumstruktur zu vervollständigen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von erfindungsgemäßen zellförmigen starren Isocyanuratpolyurethanschäumen. Die in diesem Beispiel angegebenen Versuche wurden durchgeführt, indem in jedem Versuch gemischte Komponenten einschließlich der Reaktionskomponenten, Katalysatoren und Zusätze, in einen 20,3 cm breiten und 20,3 cm langen (8 inches χ 8 inches) Karton gegossen wurden, in dem sie frei steigen konnten mit Ausnahme eines Versuches, bei dem die gemischten Komponenten in einem konventionellen kontinuierlichen Schaumlaminierungsverfahren zwischen 2 mit Asphalt gesättigte Filze gegossen wurden. Die Aushäitung trat in jedem Falle nahezu spontan auf. Das dabei erhaltene Produkt wurde in jedem Falle etwa 2 Minuten lang stehen gelassen und dann etwa eine Stunde lang bei 90 C in einem Nachhärtungsofen nachgehärtet. Der Überschuß der nicht-umgesetzten Isocyanatreste des Reaktanten-Polyisocyanate, die bei der Einleitung der Nachhäilungsstufe verblieben, bildeten überwiegend zusätzliche Triazenringe innerhalb der Schaumstruktur. Die Komponenten und die Mengenaxteile der verschiedenen Reaktionskomponenten, der verwendeten Katalysatoren und Zusätze und die physikalischen Eigenschaften der dabei erhaltenen starren Schaumprodukte sind in der fol-

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getiden Tabelle I angegeben.

Tabelle I Zusammensetzung der Reaktionsmischungen

Komponenten " Gewichtsteile

; '■ Produkt Nr.

12 3

Po lytne thy 1 enp ο Iy pheny 1 -

polylsocyanat (Mondur MR) 100 100 100 100 cis-Butendiol-1,4 4,7 4,7 4,64 1,5

Saccharosepolyolpropoxylate (Dow Voranol

360, Äquivalentgew. 152) 8,8

Silikon-Blockcopolymeroberflächenaktives Mittel (Dow Corning 193)

Tr ichl or f luortne than (Treibmittel)

Amin-Triazen-Trlmerisierungskatalysator (Abbott Polycat 41) Kaliumoctoatlösung

Triraerisierungskata-Iysator (M&T T-45)

Physikalische Eigenschaften der Schaumprodukte

Eigenschaften Produkt N_r# -. χ 2 3 4

1,6	1,	5	1,48	1,	5
17	16	,2	18	16	,2
1,3	1,	55	1,64	1,	4
0,4	o,	03	0,06	o,	2

Dichte in g/cm³(lbs/ft.³) 0,026 0,030 0,027 0,033

(1,63) (1,86) (1,69) (2,09) 2
Druckfestigkeit in kg/cm

(lbs/inch )

parallel zum Schaum 1,18 1,63 1,96

(16,9) (23,3) (28,0) senkrecht zum Schaum 0,81 1,13 --- 1,11

.(AAM (16f2) (15,9)

Laminat — 0,81 —

030065/0594 '

Sauerstoffindex (ASTM _. . _oc .

D-2863) — ³¹'^{4 35}'⁴ —

Nach einer Stunde bei

300⁰C an der Luft ver- 85 82 89 81

bliebene Menge in Gew.-%

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurden zwei starre Schaumprodukte wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt unter Verwendung der in der folgenden Tabelle II angegebenen Komponenten. Die Dichte und die nach einer Stunde verbleibende Menge in Gew.-% dieser Produkte sind ebenfalls in der Tabelle II angegeben. Aus der Tabelle II ist zu ersehen, daß die Verwendung von cis-Butendiol-1,4 anstelle des konventionellen Butandiol-1,4 in Produkten mit praktisch der gleichen Dichte zu einer deutlichen Verbesserung der thermischen Stabilität, ausgedrückt durch die nach einer Stunde bei 300 C an der Luft verbleibende Menge in Gew.-%,führte.

Tabelle	II	Gewichtsteile Produkt Nr.	6
	5	100
Zusammensetzung der Reaktionsmischungen	100	—-
Komponenten	4,8	4,7
		1,5
Polymethylenpolyphenylpoly- isocyanat (Mondur MR)	1,5	16,2
cis-Butendiol-1,4	16,2
Butandiol-1,4
Silikon-Blockcopolymeres- oberflächenaktives Mittel (Dow Corning 193)
Trichlorfluormethan fTt-αλ Vim4 fha^

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Amin-Triazen- Tr lmer is ierungs katalysator (Abbott Polycate 41)

Kaliumoctoatlösung

Trimerisierungskatalysator (M&T T-45)

1,7 0,1

1,6 0,05

Eigenschaften der Schaumprodukte

Eigenschaften

Dichte in g/cm³(lbs/ft.³)

2 Druckfestigkeit in kg/cm (lbs/incli )

parallel zum Schaum

senkrecht zum Schaum

Laminat

Sauerstoffindex (ASTM D-2863) Nach einer Stunde bei 300⁰C an der Luft verbliebene Menge inGew.-%

Produkt Nr.

0,033 (2,o7) 0,033 (2,06)

80,4

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Die erfindungsgemäßen zellförmigen starren Polyester- und Polyätherisocyanuraturethanschäume können insbesondere verwendet werden, wie weiter oben angegeben, als thermische Isoliermaterialien, insbesondere im Dachbau. und als andere Baumaterialien. Diese Schaumprodukte weisen, wie gefunden wurde, einen beträchtlichen Wert auf, wenn sie zwischen Schichten aus Dachpappe, wie z.B. aus mit Pech imprägnierter Dachpappe, verwendet werden, für die Verwendung auf Stahldecks und Plattformen, wo in der Regel strenge behördliche und Industriestandards vorgeschrieben sind.

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Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

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Claims (6)

1. PATENTANWALT K A. GRUNECKER

   DlPL-ING

   H. KINKELDEY W. STOCKMAIR

   DR-ING- AeE ICALTCCH)

   K. SCHUMANN

   OR BER NAT ■ OPL-PHYS.

   P. H. JAKOB

   DIPL-ING

   G. BEZOLD

   D« RER NAT- DPL-CHEM

   8 MÜNCHEN

   MAXIMILIANSTRASSE

   21. Jan. 1980

   P 14 667

   GAF COEPOMiDION

   West 51st Street, New York, New York 10020, USA

   Starre Isocyanuratpolyurethanschäume und Verfahren zu ihrer Herstellung

   Patentansprüche

   1/ Thermisch stabiler, starrer zellförmiger Isocyanuratpolyurethanschaum,dadurch gekennze ichne t, daß er enthält oder besteht aus dem nachgehärteten Reaktionsprodukt, das hergestellt worden ist, indem man in Gegenwart eines Treibmittels und eines Trimerisationskatalysators miteinander umsetzt:

   (a) ein Polyol, das mindestens etwa 14 Gew.-% 2-Buten-l,4-diol enthält, und

   (b) ein aromatisches Polyisocyanat in einer solchen Menge, daß die in dem Polyol vorhandene Anzahl von aktiven Wasser st off gruppen weniger als 50 % der Anzahl der in dem

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   TKLKfON (OtB) 333863 TKLKX 06-288BO TKLEQRAMMK MONAPAT .. TK₁LEKOPIERiR

   Polyisocyanat der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen entspricht.
2. 2. Schaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat mindestens etwa 50 % Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat enthält.
3. 3. Schaum nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Isocyanatfunktionalität des Polyisocyanats in dem Bereich zwischen etwa 2,25 und etwa
   3,2 liegt.
4. 4. Schaum nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem ein Silikon-oberflächenaktives Mittel in einer Menge zwischen etwa 1 und etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Isocyanat, enthält.
5. 5. Schaum nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Treibmittel um
   Trichlorfluormethan handelt.
6. 6. Schaum nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Isocyanatgruppen zu Hydroxylgruppen zwischen etwa 2:1 und etwa
   8:1 liegt.

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