-
Verfahren zur Herstellung von elastischen, offenzelligen
-
Polyurethan-Weichschaumstoffen mit Raumgewichten von höchstens 24
kg/m3 Aus den Standard-Weichschaumpolyethern, die in der Regel bi- bis trifunktionell
sind, deren Polyetherketten aus Ethylenoxid und Propylenoxid bzw. nur aus Propylenoxid
aufgebaut sind und die endständig Propylenoxid und somit sekundäre OH-Gruppen enthalten,
lassen sich durch Umsetzung mit TDI 80 (Toluylendiisocyanat mit 80 % 2,4- und 20
% 2,6-Isomeren) nach bekannten Verfahren Polyurethan-Weichschaumstoffe herstellen.
-
Zur Erhöhung der Härte dieser Schaumstoffe, die im wesentlichen durch
die Rohdichte (Raumgewicht) bestimmt wird, bietet sich bei gegebenem Raumgewicht
nur die Erhöhung der TDI-Kennzahl (stöchiometrisches Verhältnis TDI zu den übrigen
Reaktionskomponenten, bei stöchiometrischer Umsetzung = 100) an. Da dies Verfahren
Jedoch engen Grenzen unterliegt, andererseits eine erhöhte Schaumstoffhärte eine
erwünschte Eigenschaft ist, werden Schaumstoffe mit erhöhter Härte hauptsächlich
nach zwei Verfahren hergestellt;
- Verschäumung aktiver Polyether,
d.h. Polyether, die am Ende der Kette Ethylenoxid-Reste tragen und somit einen hohen
Anteil an primären OH-Gruppen aufweisen.
-
Bei der Verschäumung dieser Produkte ist neben TDI 80 die anteilige
Mitverwendung von TDI 65 (Toluylendiisocyanat mit 65 % 2,4- und 35 % 2,6-Isomeren)
notwendig, um Geschlossenzelligkeit und Schrumpf zu vermeiden. In der Verschäumungssicherheit,
d.h.
-
der Anfälligkeit gegen die üblichen Störungen bei der Schaumstoffherstellung
sind aber diese Systeme grundsätzlich-solchen auf Basis Standardether/ TDI 80 unterlegen.
-
- Verschäumung von Abmischungen von Standardethern mit Füllstoffpolyolen
(Polyether, die in feindisperser Phase einen organischen Füllstoff enthalten).
-
Dieses Verfahren, das die Verschäumung mit TDI 80 ermöglicht und
in der Verschäumungssicherheit mit der Verarbeitung von Standardpolyolen vergleichbar
ist, weist hinsichtlich der verwendeten Abmischkomponente ökonomische Nachteile
gegenüber der Verschäumung von Standardethern und in der Regel auch gegenüber der
Verarbeitung von aktiven Systemen unter Mitverwendung von T 65 auf.
-
Alle Verfahren, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden, indem zur
Stauchhärteerhöhung kurzkettige, polyfunktionelle Vernetzer in Abmischung mit Standardpolyethern
eingesetzt wurden (bevorzugt solche, die auch ökonomische Vorteile bieten) haben
keine Bedeutung erlangt:
Zusatz monomerer OH-funktioneller Verbindungen
(z.B. Glycerin, Trimethylolpropan, Triethanolamin) führt bereits in so geringen
Mengen ( s2 Gew.-Teile) zum Schrumpf, daß sich keine Eigenschaftsverbesserungen
erzielen lassen (s. Beispiel 1.1).
-
Zusatz alkoxylierter Polyamine bzw. polyfunktioneller Alkohole ist
zwar in Mengen von bis zu 5 Gew.-Teilen möglich, beeinträchtigt jedoch signifikant
die Offenzelligkeit sowie Zugfestigkeit und Bruchdehnung (siehe Vergleichsbeispiele
1.3., 1.4., 1.5.), ohne zu nennenswerten Stauchhärteerhöhungen zu führen.
-
Zusatz alkoxylierter, mehrwertiger Alkohole mit OH-Zahlen bis 120
führt zu offenzellingen Schaumstoffen, jedoch ist die Härtesteigerung gering, die
Zugfestigkeit und vor allem die Bruchdehnung der resultierenden Schaumstoffe werden
wegen der notwendigen hohen Zusatzmenge negativ beeinflußt (siehe Vergleichsbeispiele
1.5. und 1.6.).
-
Aus der DE-OS 2 507 161 ist der Zusatz kristalliner, in feiner Verteilung
im Polyether dispergierter mehrfacher Alkohole z.B. Sorbit bekannt. Essentiell für
die Erreichung des beschriebenen Effektes der Stauchhärteerhöhung ist das Schmelzen
der polyfunktionellen Alkoholkomponente während des Auf schäumvorgangs.
-
Im OH-Zahlbereich von ca. 175 lassen sich Propoxylierrungsprodukte
von mehrwertigen Alkoholen wie Trimethylolpropan und Pentaerythrit störungsfrei
in 9 Teilen mitverschäumen, es wird jedoch keine Stauchhärteerhöhung erreicht (Vergle
ichsbeispiele 1.7. und 1.8.).
-
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Additionsprodukte aus
Alkylenoxiden und monomeren, polyfunktionellen Alkoholen der Funktionalität b 6
im OH-Zahlbereich zwischen 120 und 200, die mit Standardpolyethern verträglich sind
und in Mengen bis zu 20 Gew.-% in Abmischung mit Standardpolyethern nach normalen
Weichschaum-Rezepturen mit Polyisocyanaten, vorzugsweise TDI 80 verschäumbar sind,
den Effekt bedingen, daß die resultierenden Schaumstoffe bei Rohdichten (Raumgewichten)
von höchstens 24 kg/m3 bei guten mechanischen Eigenschaften Stauchhärten aufweisen,
die ansonsten nur mit aktiven Polyethern unter Mitverwendung von T 65 bzw. durch
den Einsatz von Füllstoffpolyolen erreichbar wären.
-
1. Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung
von elastischen, offenzelligen Polyurethan-Weichschaumstoffen mit Raumgewichten
von höchstens 24 kg/m3 und mit verbesserter Stauchhärte durch Umsetzung von
a)
Polyisocyanaten mit b) einem Polyolgemisch in Gegenwart von c) Wasser und oder organischen
Treibmitteln, gegebenenfalls unter Mitverwendung von d) Katalysatoren, Stabilisatoren
sowie weiteres an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polyolgemisch b) ein solches, bestehend aus 99 bis 80 Gew.-% eines endständig
sekundäre OH-Gruppen aufweisenden Polyetherpolyols der Funktionalität 2 - 4 und
einer OH-Zahl von 25 - 60, und 1 bis 20 Gew.-% eines mindestens hexa-funktionellen
Polyetherpolyols mit einer OH-Zahl Von 120 -200, das durch Umsetzung eines Alkohols
einer Funktionalität von mindestens 6 mit Alkylenoxiden, bevorzugt Propylenoxid
und/oder Ethylenoxid, erhalten worden ist, verwendet wird.
-
Erfindungsgemäß werden als Polyisocyanate bevorzugt aromatische Polyisocyanate
verwendet; besonders bevorzugt Toluylendiisocyanat mit einem Gehalt von 80 Gew.-%
2,4-Isomeren und 20 Gew.-% 2,6-Isomeren.
-
Erfindungsgemäß werden als mindestens hexafunktionelle Polyether bevorzugt
solche verwendet, die durch Umsetzung von Sorbit mit Alkylenoxiden, vorzugsweise
Propylenoxid und/oder Ethylenoyid, erhalten worden sind.
-
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung -nach dem oben genannten
Verfahren erhaltenen Schaumstoffe zur Herstellung von Matratzen und Polstermaterialien.
-
Für die Durchführung des.erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Polyisocyanate
eingesetzt: 1. Aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und
heterocyclischen Polyisocyanate, wie sie z.B. von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen
der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise solche der-Formel
Q (NCO)n in der n = 2 - 4, vorzugsweise 2, und Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest
mit 2 - 18, vorzugsweise 6 - 10 C-Atomen,
einen cycloaliphatischen
Kohlenwasserstoffrest mit 4 - 15, vorzugsweise 5 - 10 C-Atomen, einen Xromatischen
Kohlenwasserstoffrest mit 6 - 15, vorzugsweise 6 - 13 C-Atomen, oder einen araliphatischen
Kohlenwasserstoffrest mit 8 - 15, vorzugsweise 8 - 13 C-Atomen, bedeuten, z.B. Ethylen-diisocyanat,
1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,1 2-Dodecandiisocyanat,
Cyclobutan-1 , 3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige
Gemische dieser Isomren, 1-Isocyanato-3,3, 5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan
(DE-Auslegeschrift 1 202 785, US-Patentschrift 3 401 190), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder - 1,4-phenylendiisocyanat,
Perhydro-2,4'- und/oder -4,4 -diphenylmethan-diisocyanat, 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.
-
Ferner kommen beispielsweise erfindungsgemäß in Frage: Triphenylmethan-4,4',4-triisocyanat,
Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation
und anschließende Phosgenierung
erhalten und z.B. in den GB-Patentschriften
874 430 und 848 671 beschrieben werden, m- und p-Isocyanatophenylsulfonyl-isocyanate
gemäß der US-Patentschrift 3 454606, perchlorierte Arylpolyisocyanate, wie sie z.B.
in der DE-Auslegeschrift 1 157 601 (US-Patentschrift 3 277 138) beschrieben werden,
Carbodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der DE-Patentschrift 1
092 007 (US-Patentschrift 3 152 162) sowie in den DE-Offenlegungsschriften 2 504
400, 2 537 685 und 2 552 350 beschrieben werden, Norbornan-Diisocyanate gemäß US-Patentschrift
3 492 330, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der GB-Patentschrift
994 890, der BE-Patentschrift 761 626 und der NL-Patentanmeldung 7 102 524 beschrieben
werdeb, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der US-Patentschrift
3 001 973, in den DE-Patentschriften 1 022 789, 1 222 067 und 1 027 394 sowie in
den DE-Offenlegungsschriften 1 929 034 und 2 004 048 beschrieben werden, Urethangruppen
aufweisende Polyisocyanate, wie sie z. B. in der BE-Patentschrift 752 261 oder in
den US-Patentschriften 3 394 164 und 3 644 457 beschrieben werdeb, acylierte Harnstoffgruppen
aufweisende Polyisocyanate gemäß der DE-Patentschrift 1 230 778, Biuretgruppen aufweisende
Polyisocyanate, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 3 124 605, 3 201 372 und
3 124 605 sowie in der GB-Patentschrift 889 050 beschrieben werden, durch Telomerisationsreaktionen
hergestellte Polyisocyanate, wie sie z.B. in der US-Patentschrift 3 654 106 beschrieben
werden, Estergruppen aufweisende Polyiscyanate, wie sie z.B. in
den
GB-Patentschriften 965 474 und 1 072 956, in der US-Patentschrift 3 567 763 und
in der DE-Patentschrift 1 231 688 genannt werden, Umsetzungsprodukte der obengenannten
Isocyanate mit Acetalen gemäß der DE-Patentschrift 1 072 385 und polymere Fettsäureester
enthaltende Polyisocyanate gemäß der US-Patentschrift 3 455 883.
-
Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung
anfallenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Destlllationsrückstände, gegebenenfalls
gelöst in einem oder merheren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner
ist es möglich, beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.
Aromatische Polyisocyanate sind bevorzugt.
-
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"), isbesondere solche
modifizierte Polyisocyanate, die sich vom 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat
bzw. vom 4,4'- und/oder 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat ableiten.
-
Ganz besonders bevorzugtes Polyisocyanat ist, wie bereits erwähnt,
Toluylendiisocyanat mit einem Gehalt von 80 Gew.-% an 2,4- und 20 Gew.-% an 2,6-Isomeren
(T 80).
-
Als Polyolkomponente wird ein Polyetherpolyolgemisch eingesetzt, das
zu 99 bis 80 Gew.-% aus einem Polyetherpolyol der Funktionalität 2 - 4 im OH-Zahl-Bereich
25 bis 60 besteht. Diese zwei bis vier, vorzugsweise zwei bis drei, Hydroxylgruppen
aufweisenden Polyether sind solche der an sich bekannten Art und werden z.B.
-
durch Polymerisation von Epoxiden wie Ethylenoxid, Propylenoxid (bevorzugt)
Butylenoyid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z.B.
in Gegenwart von Lewis-Katalysatoren wie BF3, oder durch Anlagerung dieser Epoxide
gegebenenfalls im Gemisch oder nacheinander, vorzugsweise von Propylenoxid, gegebenenfalls
unter Mitverwendung von geringen Mengen an Startkomponenten mit reaktionsfähigen
Wasserstoffatomen wie Wasser, Alkohole, Ammoniak oder Amine, z.B.
-
Ethylenglykol, Propylenglykol-(1,3) oder -(1,2), Trimethylolpropan,
Glycerin, 4,4'-Dihydroxy-diphenylpropan, Anilin, Ethanolamin oder Ethylendiamin
hergestellt. Als Startkomponenten sind Trimethylolpropan und/oder Glycerin bevorzugt.
-
Erfindungsgemäß sind solche Polyether bevorzugt, die überwiegend (über
90 Gew.-%, bezogen auf alle vorhandenen OH-Gruppen im Polyether) sekundäre OH-Gruppen
aufweisen. Diese Polyether umfassen die sogenannten Standard-Weichschaumpolyether.
-
Die andere Komponente des Polyolgemisches, die in diesem-von 1 bis
20 % enthalten ist, ist ein mindestens hexafunktionelles Polyetherpolyol vom OH-Zahlbereich
120 - 200, welches ein Additionsprodukt aus polyfunktionellen Alkoholen mit 6 oder
mehr OH-Gruppen, vorzugsweise 6 bis 8 OH-Gruppen, wie-Sorbit (bevorzugt) oder Sucrose
und Alkylenoxiden, bevorzugt Propylenoxid bzw. Gemischen aus Ethylenoxid und Propylenoxid,darstellt.
Bevorzugt sind Alkoxylierungsprodukte von Sorbit insbesondere ein Propoxylierungsprodukt
von Sorbit mit der OH-Zahl von etwa 175.
-
Als Treibmittel werden eingesetzt: Wasser und/oder leicht flüchtige
anorganische oder organische Substanzen. Als organische Treibmittel kommen z.B.
Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform,
Ethylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan,
Dichloridfluormethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diethyleter, als anorganische
Treib-.
-
mittel z.B. Luft, CO2 oder N2O, 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 Azodicarbonamid oder Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden.
-
Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten über die Verwendung
von Treibmitteln sind im Kunststoff-Handbuch Band VII, herausgegeben von Vieweg
und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 108 und 109,
453 bis 455 und 507 bis 510 beschrieben.
-
Die Treibmittel werden in einer solchen Menge eingesetzt, daß die
herzustellenden Schaumstoffe ein Raumgewicht von höchstens 24 kglm3 aufweisen.
-
Als Katalysatoren, Stabilisatoren und weitere Zusatzstoffe werden
gegebenenfalls mit verwendet: Katalysatoren der an sich bekannten Art, z.B. tertiäre
Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, N-Methyl-morpholin, N-Ethyl-morpholin, N,N,N'
,N' -Tetramethyl-ethylendiamin, Pentamethyl-diethylentriamin und höhere Homologe
(DE-Offenlegungsschriften 2 624 527 und 2 624 528), 1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan,
N-Methyl-N'-dimethylaminoethylpiperazin, bis- (dimethylaminoalkyl)-piperazine (DE-Offenlegungsschrift
2 636 787), N,N'-Dimethylbenzylamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N ,N-Diethylbenzylamin,
Bis- (N,N-diethylaminoethyl) -adipat, N,N,Nt,N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N-Dimethylphenylethylamin,
1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol, monocyclische und bicyclische Amidine (DE-Offenlegungsschrift
1 720 633). Bis-(dialkylamino)alkyl-ether (US-Patentschrift 3 330 782, DE-Auslegeschrift
1 030 558, DE-Offenlegungsschriften 1 804 361 und 2 618 280) sowie Amidgruppen (vorzugsweise
Formamidgruppen) aufweisende tertiäre Amine gemäß den DE-Offenlegungsschriften 2
523 633 und 2 732 292). Als Katalysatoren kommen auch an sich bekannte Mannichbasen
aus sekundären Aminen, wie Dimethylamin, und Aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd,
oder Ketonen wie Aceton, Methylethylketon oder Cyclohexanon und Phenolen, wie Phenol,
Nonylphenol oder Bisphenol, in Frage.
-
Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre
Amine als Katalysator sind z.B. Triethanolamin, Trtisopropanolamin, N-Methyl-diethanolamin,
N-Ethyl-diethanolamin, N,N-Dimethyl-ethanolamin, deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden
wie Propylenoxid und/oder Ethylenoxid sowie sekundär-tertiäre Amine gemäß DE-Offenlegungsschrift
2 732 292.
-
Als Katalysatoren kommnn ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen,
wie sie z.B. in der DE-Patentschrift 1 229 290 (entsprechend der US-Patentschrift
3 620 984) beschrieben sind, in Frage, z.B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und
1,3-Diethylaminomethyltetramethyl-disiloxan.
-
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 (DE-Offenlegungsschrift 1 769 043).
-
Die Reaktion zwischen NCO-Gruppen und Zerewitinoffaktive Wasserstoffatomen
wird auch durch Lactame und Azalactame stark beschleunigt, wobei sich zunächst ein
Assoziat zwischen dem Lactam und der Verbindung mit acidem Wasserstoff ausbildet.
Derartige Assoziate und ihre katalytische Wirkung werden in den DE-Offenlegungsschriften
2 062 288, 2 062 289, 2 117 576 (US-Patentschrift 3 758 444), 2 129 198, 2 330 175
und 2 330 211 beschrieben.
-
Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere
organische Zinnverbindungen, als Katalysatoren, verwendet werden. Als organische
Zinnverbindungen kommen neben schwefelhaltigen Verbindungen wie Di-noctyl-zinn-mercaptid
(DE-Auslegeschrift 1 769.367; US-Patentschrift 3 645 927) vorzugsweise Zinn(II-salze
von Carbonsäuren wie Zinn(II)-actat, Zinn(II-octoat, Zinn(II)-ethylhexoat und Zinn(II)-laurat
und die Zinn (IV)-Verbindungen, z.B. Dibutylzinnoxid, Dibutylzinn, dichlorid, Dibutylzinndiacetat,
Dibutylzinndiiaurat, Dibutylzinnmaleat oder Diocrylzinndiacetat in Betracht.
-
Selbstverständlich können alle obgengenannten Katalysatoren als Gemische
eingesetzt werden. Von besonderem Interesse sind dabei Kombinationen aus organischen
Metallverbindungen und Amidinen, Aminopyridinen oder Hydrazinopyridinen (DE-Offenlegungsschriften
2 434 -185, 2 601 082 und 2 603 834).
-
Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren
sowie Einzelheiten über die Wir-kungsweise der Katalysatoren sind im Kunststoff-Hanbuch,
Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966,
z.B. auf den Seiten 96 bis 102 beschrieben.
-
Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa
0,001 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Ge-
samtmenge an Polyethern
mit mindestens zwei Hydroxylgruppen eingesetzt. Als Emulgatoren kommen z.B. die
Natriumsalze von Ricinusöl-sulfonaten oder Salze von Fettsäuren mit Aminen wie öl
saures Diethylamin oder stearinsaures Diethanolamin infrage. Auch Alkali- oder Ammoniumsalze
von Sulfonsäuren wie etwa Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphtylmethandisulfonsäure
oder von Fettsäuren wie Ricinolsäure oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenative
Zusatzstoffe mitverwendet. werden.
-
Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem Polyethersiloxane, speziell
wasserlösliche Vertreter, infrage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut,
daß ein Copolymerisat aus Ethylenoxid und Proypelnoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest
verbunden ist. Deraritge Schaumstabilisatoren sind z.B. in den US-Patentschriften
2 834 748, 2 91i 480 und 3 629 308 beschrieben. Von besonderem Interesse sind vielfach
über Allophanatgruppen verzweigte Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere gemäß DE-Offenlegungsschrift
2 558 523.
-
Gegebenenfalls werden Reaktionsverzögerer, z.B. sauer reagierende
Stoffe wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide mitverwendet, ferner Zellregler
der an sich bekannten Art wie Paraffine oder Fettalkohlle oder Dimethylpolysiloxane
sowie-Pigmente oder Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich bekannten Art,
z.B. Trischlorethylphosphat Trikresylphosphat oder Ammonium-
phosphat
und -polyphosphat, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse,
Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen sowie Füllstoffe
wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlämmkreide.
-
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden
oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern,
Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen
sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten
über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmiztel sind im Kunststoff-Handbuch,
Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966,
z.B. auf den Seiten 103 bis 113 beschrieben.
-
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren: Die Reaktionskomponenten
werden erfindungsgemäß nach dem an sich bekannten Einstufenverfahren, dem Präpolymerverfahren
oder dem Semipräpolymerverfahren zur Umsetzung gebracht, wobei man sich oft maschineller
Einrichtungen bedient, z.B. solcher, die in der US-Patentschrift 2 764 565 beschrieben
werden. 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.
-
Selbstverständlich können aber auch Schaumstoffe durch Blockverschäumung
oder nach dem an sich bekannten Doppeltransportbandverfahren hergestellt werden.
-
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren:
Beispiel
1 Die Herstellung von Weichschaumblöcken erfolgte auf einer kontinuierlich arbeitenden
Hochdruckmaschine (Fa. Hennecke, Birlinghoven, Siegkreis, Bundesrepublik Deutschland).
Verschäumungsrezepturen von Polyolabmischungen eines Standardpolyetherpolyols mit
verschiedenen Typen OH-funktioneller Verbindungen sind in der folgenden Tabelle
angegeben, ferner die mechanischen Daten der resultierenden Schaumstoffe.
-
Beispielsammlung 1 zeigt die zu Schrumpf führende Wirkung monomerer
Vernetzer, die zu totaler Geschlossenzelligkeit führende Wirkung alkoxylierter Amine
bzw.
-
Polyole mit OHZ,200 sowie deren vernachlässigbaren Einfluß auf die
Stauchhärte bei schlechter Zugfestigkeit und Bruchdehnung, sofern sie in so geringen
Mengen zugesetzt werden, daß eine offenzellige Verschäumung noch möglich ist, den
vernachlässigbaren Einfluß auf die Stauchhärte bei Verwendung alkoxylierter polyfunktioneller
Alkohole mit OHZ<120 bei verschlechterter Zugfestigkeit und Bruchdehnung sowie
die nicht nennenswerte Stauchhärteerhöhung durch alkoxyl ierte Alkohole mit OHZ
zwischen 120 und 200 und Funktionalität < 6.
-
Beispiel 2 Beispielsammlung 2 zeigt den überraschenden Effekt der
Stauchhärteerhöhung bei abnehmender Rohdichte und konstantem NCO-Index bei Verwendung
der erfindungsgemäßen Polyolmischung. Als Vergleichsbeispiele sind analoge Schaumstoffe
auf Basis eines Propylenoxid-terminierten Standardpolyols mit einer OH-Zahl von
56, eines Ethylenoxid-terminierten aktiven Polyols der OH-Zahl 35 bei Mitverwendung
von T65 sowie einer Abmischung eines Standardpolyetherpolyols mit einem konventionellen
Füllstoffpolyol mit aufgeführt.
-
In den Tabellen bedeuten: EMP - Trimethylolpropan EDA - Ethylendiamin
PO - Propylenoxid EO - Ethylenoxid OHZ -- OH-Zahl
Beispielsammlung
1: 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8.
-
Gew.-Teile eines Polyethers aus einem Startergemisch von 90 % Glycerin
und 10 % Dipropylenglykol und einem 98 96 96 98 84 84 91 91 Mischblock aus 10 %
Ethylenoxid und 90 % Propylenoxid, über 95 % sekundäre OH-Gruppen, OH-Zahl: 45 OH-Zahl
der Mischung 81 60,4 60,4 56 56 56 56 56 Gew.Tle. Glycerin 2 Gew.Tle. Sorbit PO,
OHZ 430 4 Gew.Tle. TMP PO. OHZ 430 4 Gew.Tle. EDA PO, OHZ 630 2 Gew.Tle. Sorbit
PO, OHZ 112 16 Gew.Tle. TMP PO, OHZ 112 16 Gew.Tle. TMP PO, OHZ 175 9 Gew.Tle. Pentaerythrit
PO, OHZ 175 9 Gew.Tle.Wasser 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6
Beispielsammlung
1: (Fortsetzung)
| N Ln |
| CV O r03 |
| 1.1. 1.2. 1.3. co o o 1.7. 1.8. |
| R 11 4 4 4 4 O ¢ 4 4 |
| ÇD v helsÜblicherich- 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 |
| - schaum-Stabil o m |
| (Polya lys iloxan- |
| Blockcopolymeres) |
| Gew .Tle. - d |
| nat, Zu aus 2,4 und 2,6- von cn Ur n o |
| u, N(SIP im Gew.- |
| Verhältnis 80:20) |
| N o 106 108 108 108 108 nicht |
| v v - o ò offenzellig 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 |
| In 207, o AG) |
| N 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 |
| N (kg/rt?) Co 0 0 20 20 20 20 |
| N o N s nicht |
| Ln (kPa) <D n - o O ò ò |
| r (%) N N 75 70 150 150 |
| H H H |
| N o N n nicht H 3,4 3,3 3,1 3,1 |
| N v 0 ffi W ò ò offenzellig |
| - S or |
| . N o - - schrumpf |
| . v r or o o |
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren:
Beispielsammlung 2: Gew.-Tle. eines Polyethers mit einem Starter 100 % Glycerin
und einem Mischblock- 91 91 91 70 60 80 aus 10 % Ethylenoxid und 90 % Propylenoxid,
über 95 % sekundäre OH-Gruppen, OH-Zahl: 45 Gew.-Tle. eines Polyethers mit einem
Starter 100 % Glycerin und einem Mischblock- 100 100 100 aus 10 % Ethylenoxid und
90 % Propylenoxid, über 95 % sekundäre OH-Gruppen, OH-Zahl: 56 Gew.-Tle. eines Polyethers
mit Starter-Glycerin, 87% 100 100 100 PO, 17 % EO-endständig, über 85 % primäre
OH-Gruppen, OH-Zahl: 35 Gew.-Tle. eines 18 % Pfropfcopolymerisat aus Styrol und
Acrylnitril enthaltenden Poly- 30 40 20 ethers der Gesamt-OHZ 45 (Polyurax 11-01
der BP) Gew.-Tle. des Alkoxylierungsproduktes von Sorbit der OH- 9 9 9 Zahl 175
Beispielsammlung
2: (Fortsetzung) Gew.-Tle. Wasser 4 4,6 4,6 4 4,6 4,6 4,2 4,5 4,5 4,2 4,6 4,6 R11
4 5 4 Gew.-Tle. handelsüblicher 0,9 1,2 1,3 0,9 1,2 1,3 0,9 1,2 1,2 1,0 1,2 1,3
Weichschaum-Stabilisator (Polyalkylenglycol-Poly- - - - - - - - - - - - -siloxan-Blockcopolymeres)
Gew.-Tle.-Tdi (Toluylendiisocyanat, Gemisch aus 2,4 57 59 59 53 59 59 15,0 27,4
27,4 53,0 57,0 57,0 und 2,6-Diisocyanatotoluol im Gew.-Verhältnis 80:20) Gew.-Tle.-TDI
(Toluylendiisocyanat, Gemisch aus - - - - - - 34,5 27,4 27,4 2,4 und 2,6-Diisocyanatotoluol
im Gew.-Verhältnis 65:35) NCO-Index 108 108 108 108 108 108 105 108 108 108 108
108 handelsüblicher Aminaktivator (Desmorspid# 0,15 0,12 0,12 0,15 0,12 0,12 0,15
0,12 0,12 0,15 0,12 0,12 PS 207, BAYER AG) Zinn (II) octoat 0,17 0,17 0,17 0,20
0,22 0,23 0,28 0,20 0,22 0,20 0,20 0,22 Rohdichte (kg/m³) 25 21,5 19,5 24,5 22,0
20,0 25,0 23,0 20,5 24,0 22,0 20,0
Beispielssammlung 2: (Fortsetzung)
Zugfestigkeit (kPa) 100 100 100 100 105 100 110 110 100 120 120 120 Bruchdehnung
(%) 180 160 160 170 170 180 200 190 180 180 180 170 Stauchhärte, 40 % (kPa) 3,6
4,3 3,8 3,6 3,4 3,0 4,2 4,2 3,7 4,0 4,2 3,6 Druckverformungsrest, 90 % (%) 4 4,5
5,0 3,5 4,5 4,8 4,0 3,5 3,5 4,2 4,5 5,0