DE3933705C1 - - Google Patents
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- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines Polyurethanschaumstoffes (nachfolgend kurz
PUR-Schaumstoff genannt), dessen Zellen frei von
Halogenkohlenwasserstoffen sind, und bei dem keine
Halogenkohlenwasserstoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe
(FCKW) oder nicht voll halogenierte Kohlenwasserstoffe,
sog. weiche FCKW, als Treibmittel verwendet werden, sowie
den so hergestellten halogenkohlenwasserstofffreien
Polyurethanschaumstoff.
PUR-Schaumstoffe werden in großem Ausmaß für die
verschiedenartigsten Anwendungen eingesetzt, z. B. zur
Herstellung von Kissen, Teppichunterlagen, Polstermöbeln,
Schwämmen, als Verpackungsmaterial, Isoliermaterial bei
Bauten oder Kühlmöbeln. Es gibt sogenannte
Weichschaumstoffe, Halbhartschaumstoffe und Hartschaumstoffe
aus PUR. Weichschaumstoffe werden im allgemeinen durch das
bei der Reaktion zwischen den eingesetzten Isocyanaten und
zugesetztem Wasser gebildete Kohlendioxyd, aber auch
teilweise mit Fluorchlorkohlenwasserstoffen geschäumt,
während bei der Herstellung von Hartschaumstoffen als
Treibgase ganz besonders und in großem Umfang
Fluorchlorkohlenwasserstoffe verwendet werden. Bei der
Herstellung werden beträchtliche Mengen Treibgas freigesetzt
oder werden von den Schaumstoffen nach Aufbrechen der Zellen
bei ihrer Verwendung in die Atmosphäre abgegeben. Die
Fluorchlorkohlenwasserstoffe als Treibgas erwiesen sich in
vieler Hinsicht als günstig, da sie dem hergestellten
PUR-Schaumstoff nicht nur gute Brandschutzwerte geben, wie
sie bei ihrer Verwendung gerade in Verbindung mit
Wohnmöbeln, Kissen und in Wohn- und anderen Bauten gefordert
werden, sondern dazu verleihen sie den hiermit hergestellten
PUR-Schaumstoffen, insbesondere PUR-Schaumstoffen,
aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften sehr günstige
Wärmeleitwerte, sog. Lambda-Werte, so daß die so
hergestellten PUR-Schaumstoffe in für die verschiedenen
Zwecke sehr günstige Wärmeleitfähigkeitsgruppen einzuordnen
sind. Durch Zusatz weiterer flammhemmender Produkte zu dem
Gemisch der Ausgangskomponenten läßt sich die
Flammfestigkeit der erhaltenen PUR-Schaumstoffe weiter
erhöhen bis zur Brandklasse B2 und B1. Da PUR-Schaumstoffe
aus flüssigen Ausgangskomponenten aufgeschäumt werden, ist
ein besonders gleichmäßiges Zellgefüge erhältlich und
einfache Formgestaltung durch Aufschäumen in Formen oder in
einer Bandanlage möglich. Das letztere Verfahren, nach dem
insbesondere Dämmstoffe aus PUR-Schaumstoffen für die
Bauindustrie hergestellt werden, bietet die zusätzliche
Möglichkeit, beim Aufschäumvorgang den PUR-Schaum mit einer
oberen und einer unteren Decklage aus geeignetem Material
(flexible oder starre Deckschichten) zu verbinden, so daß
sich eine Sandwich-Struktur ergibt.
Als nachteilig an diesem hervorragendem Material und seiner
Herstellung ist unter Umweltgesichtspunkten die Tatsache,
daß bisher für die Aufschäumung von PUR-Schaumstoffen,
insbesondere PUR-Hartschaumstoffen, nahezu ausschließlich
Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) als Treibgas Verwendung
finden und diese Fluorchlorkohlenwasserstoffe eine
außerordentlich negative Auswirkung auf die Ozonschicht in
der Atmosphäre der Erde haben. Ihr Einsatz ist daher nicht
mehr zu vertreten und ist in manchen Ländern sogar verboten.
Man hat schon seit mehreren Jahren verschiedenste
umfangreiche Versuche unternommen, die als Treibgas
eingesetzten Fluorchlorkohlenwasserstoffe wegen ihrer
besonderen Schädlichkeit teilweise oder möglichst ganz zu
ersetzen.
Zum Beispiel hat man versucht, die von der Herstellung der
PUR-Weichschaumstoffe bekannte Maßnahme des Zusatzes von
Wasser zu dem Diisocyanat enthaltenden Ausgangsprodukt mit
anderen Maßnahmen zu kombinieren, so daß Kohlendioxyd als
Treibgas gebildet wird und dient und die dabei auftretenden
negativen Auswirkungen durch andere Maßnahmen vermindert
oder ganz vermieden werden. Solche Maßnahmen führen aber zu
einer Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaften des
PUR-Schaumstoffes, da durch das frühe Entstehen des
Treibgases CO₂ bei der Bildung des polymeren Polyurethans
sehr offenporige Schaumstoffe entstehen. Außerdem ist das
Material bei geringem Polymerisationsgrad noch relativ weich
und die mehr oder weniger dünnen Porenwände hieraus sind
leicht reißbar. Dieser Effekt ist zwar bei den eigentlichen
PUR-Weichschaumstoffen hinnehmbar oder geradezu erwünscht,
bei den PUR-Hartschaumstoffen mit der geforderten hohen
mechanischen Stabilität nicht gewünscht. In Verbindung mit
Wasser wird aber auch das Wärmedämmvermögen des erhaltenen
PUR-Schaumstoffes negativ beeinflußt, ob Weich- oder
Hartschaumstoff. Schließlich verteuert der Einsatz von
Wasser auch die PUR-Schaumstoffe, da 1 Teil Wasser 16 Teile
Diisocyanat in der chemischen Reaktion verbraucht, diese
Menge Diisocyanat zusätzlich dem Ausgangsgemisch beigefügt
werden muß, während bei Einsatz von FCKW erheblich geringere
Mengen von Diisocyanat eingesetzt werden müssen.
Auch andere, bei der Bildung des Polyurethans verdampfende
organische Flüssigkeiten können nicht eingesetzt werden bzw.
erwiesen sich als unbrauchbar, da halogenfreie organische
Produkte vielfach leicht brennbar sind und beim Verdampfen
und Vermischen mit dem Sauerstoff in der Luft geradezu
hochexplosive Gemische ergeben. Gerade bei der Verwendung
der PUR-Schaumstoffprodukte im engen Kontakt mit dem solche
Produkte verwendenden Menschen verbieten sich solche
Treibstoffe aus Sicherheitsgründen, selbst wenn der
Hersteller solcher PUR-Schaumstoffprodukte für das Abführen
von beim Schäumvorgang freiwerdenden Dämpfen der organischen
Lösungsmittel sorgt, was technisch heute durchaus möglich
ist. Bei vielen der vorgenannten Anwendungsgebiete können
aber bei der Verwendung der PUR-Schaumstoffprodukte
geschlossene Poren derselben aufbrechen und in den Poren
eingeschlossene Lösungsmittel und Lösungsmitteldämpfe können
nachträglich frei werden und verursachen erst dann erhöhte
Brandgefahr. Andererseits ist die Herstellung von gegen
Entfärbung durch UV-Strahlen beständigen PUR-Schaumstoffen
unter Einsatz halogenfreier Treibmittel beschrieben, die
jedoch kein genügend niedriges Schaumgewicht haben (vgl. JP
57 126 815).
Man hat auch versucht, die FCKW als Treibmittel dadurch zu
ersetzen oder die einzusetzende Menge der FCKW dadurch zu
verringern, daß man Luft auf mechanische Art und Weise in
den Polyurethan-Schaumstoff kontrolliert einbringt. So ist
bekannt, vor der Verschäumung Luft in die OH-haltige
Komponente und/oder in die Diisocyanat-Komponente mechanisch
durch Schlaggeräte oder Quirl einzurühren. Dadurch ergeben
sich jedoch Dosierprobleme (Dosierungsungenauigkeit durch
unterschiedliche Dichten der Materialien). Außerdem läßt
sich so keine zufriedenstellende Porenstruktur erzielen.
Gleichmäßige und feine Porenstrukturen sind jedoch für gute
Dämmeigenschaften wichtig. Auch dabei sind die gewünschten
niedrigen Raumgewichte von 0,3 /cm³ und weniger mit Luft
allein nicht zu erzielen.
Schließlich diskutiert man, die FCKW durch nicht voll
halogenierte Kohlenwasserstoffe, z. B. durch
Fluorkohlenwasserstoff oder sog. "weiche FCKW" zu ersetzen.
Diese Stoffe sind aber noch sehr teuer und ihre Langzeitwirkung
auf die Umwelt ist noch nicht studiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung
eines Verfahrens zur Herstellung von Polyurethan-
Schaumstoffprodukten üblich niedriger Raumgewichte, die frei
von Halogenkohlenwasserstoffen sind und insbesondere dabei
niedrige Lambda-Werte (=niedrige Wärmeleitfähigkeit, hohes
Wärmeisolierungsvermögen) und hohe Brandschutzwerte (=
niedrige Brandklasse) haben, und bei denen irgendwelche
Halogenkohlenwasserstoffe als Treibmittel nicht eingesetzt
werden, sowie solche Polyurethan-Schaumstoffprodukte.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen PUR-Schaumstoffe ist dadurch
gekennzeichnet, daß man mit für PUR-Schaumstoffe üblichen
Dialkoholen oder mehrfunktionellen Alkoholen und einem
halogenfreien organischen flüssigen Medium aus einem oder
mehreren Niederalkanen mit 3-8 Kohlenstoffatomen mit einem
Siedepunkt bei Normaldruck zwischen -10 und +70°C, das die
alkoholischen Ausgangskomponenten des PUR-Schaumstoffes
nicht oder im wesentlichen nicht löst, unter Zumischen
anderer Zusatzstoffe wie Flammschutzmittel und Katalysatoren
und weiterer Hilfsstoffe wie Quervernetzer, und
gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Emulgators eine
Emulsion bildet, dieser Emulsion das für PUR-Schaumstoffe
übliche Diisocyanat im für PUR-Schaumstoffe üblichen
Verhältnis zwischen der Alkoholkomponente und der
Isocyanatkomponente zumischt und die Polymerisation der
Ausgangsprodukte für den herzustellenden PUR-Schaumstoff
unter den sonst üblichen Bedingungen, insbesondere
Temperaturbedingungen, gegebenenfalls unter
Aufrechterhaltung eines schwachen Über- oder Unterdruckes
während des Aufschäumvorganges, wenn der Siedepunkt des
angewandten organischen flüssigen Mediums es erfordert,
durchführt. Dabei wird soviel des organischen flüssigen
Mediums zugesetzt, wie für die angestrebte
PUR-Schaumstoffdichte notwendig ist. Werden weiter
aufgeschäumte, d. h. weniger dichte Schaumstoffe abgestrebt,
müssen größere Mengen des bestimmten organischen flüssigen
Mediums zugemischt werden. Der Fachmann kann die genau
einzusetzende Menge anhand des bekannten Volumens des
vergasten organischen flüssigen Mediums und der angestrebten
Schaumstoffdichte bestimmen. Derartige Überlegungen sind dem
Fachmann in Verbindung mit anderen vorbekannten Treibmitteln
wie FCKW bekannt.
Vorzugsweise wird der erhaltene PUR-Schaumstoff sodann für 2
Tage bis mehrere Monate, vorzugsweise 2 bis 7 Tage, bei
Raumtemperatur bis schwach erhöhter Temperatur (ca. 45°C)
bei atmosphärischem Druck bis schwach vermindertem Druck
gelagert. Der Ausgangsemulsion wird als Flammschutzmittel
vorzugsweise das Flammschutzmittel auf Phosphorbasis oder
Borbasis in flüssiger und/oder fester Form, vorzugsweise in
einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 20
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des eingesetzten
Reaktionsgemisches zugegeben. Ganz besonders bevorzugt ist
ein Flammschutzmittel in Form eines Ammoniumsalzes auf
Phosphor- und/oder Borbasis und bevorzugt nur in fester,
kristalliner Form anwesend.
Vorzugsweise werden als Flammschutzmittel ein oder mehrere
übliche flüssige oder feste Flammschutzmittel, bevorzugt auf
Phosphorbasis oder auf Borbasis, insbesondere dies in Mengen
von 5 bis 30 Gew.-%, ganz besonders 10 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen
PUR-Schaumstoffs eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt werden
Flammschutzmittel auf Basis von Ammoniumsalzen, wie ein
Ammoniumsalz der Phosphorsäure, der Metaphosphorsäure, einer
Polyphosphorsäure oder von Borsäure eingesetzt.
Als Katalysator wird vorzugsweise ein basischer oder stark
basischer Katalysator in üblichen Mengen eingesetzt, wie ein
Alkalisalz einer schwachen Säure, bevorzugt einer
Alkancarbonsäure wie Essigsäure oder Octansäure, und ist
somit in der bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen fertigen PUR-Schaumstoffe enthalten. Nach
einer anderen ganz bevorzugten Ausführungsform enthält der
erfindungsgemäße PUR-Schaumstoff sowohl die geringen Mengen
des bestimmten organischen Mediums als auch das
Flammschutzmittel in der bevorzugten Form der Ammoniumsalze
der genannten Säuren in der genannten Menge als auch den
basischen bis stark basischen Katalysator. Je nach den
Ausgangsprodukten enthält der erfindungsgemäße
PUR-Schaumstoff gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Emulgatoren.
Ganz besonders bevorzugt enthält der Polyurethanschaumstoff
einen Emulgator auf der Basis von gesättigten oder
ungesättigten Fettsäuren oder Estern hiervon.
Geeignete Diisocyanate oder PUR-Prepolymere mit mindestens
zwei endständigen Isocyanatgruppen sind dem Fachmann
bekannt. Auch geeignete Dialkohole oder andere Verbindungen
mit mindestens zwei freien Hydroxygruppen im Molekül wie
Polyätherpolyole und/oder Polyesterpolyole sind dem Fachmann
bekannt. Auch ist dem Fachmann bekannt, wie die Verbindungen
der genannten Gruppen und in welchen Mengenverhältnissen
diese Verbindungen zueinander zur Herstellung von
PUR-Weichschaummstoffen, PUR-Halbhartschaumstoffe und
PUR-Hartschaumstoffen eingesetzt werden.
Es wird hierzu auf die umfangreiche inländische und
ausländische Patentliteratur der verschiedensten
Patentinhaber in der Internationalen Patentklasse C 08 G
Unterklasse 18 und auf die umfangreiche allgemeine Literatur
verwiesen. Beispielhaft wird Römpp-Chemielexikon, 7. Aufl.
(1975) S. 2774-2775, und die dort angegebenen weiteren
zahlreichen Quellen angeführt.
Geeignete organische flüssige Medien sind solche, in denen
die Alkoholkomponente von den PUR-Schaumstoffen nicht oder im
wesentlichen nicht löslich ist und die mit der oder den
Alkoholkomponenten für die Polyurethane, gegebenenfalls
unter Zusatz eines Emulgators, bevorzugt in Mengen bis zu 10
Gew.-% der Menge an PUR-Ausgangsprodukten, Emulsionen zu
bilden vermögen. Beispiele hierfür sind niedere Alkane
mit 3 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen, wie n-Butan,
n-Pentan, Isopentan, n-Hexan, Dimethylbutan oder Gemische
hiervon, wie sie z. B. bei der Erdöldestillation anfallen und
teilweise abgefackelt werden. Ganz besonders gute Ergebnisse
werden mit n-Pentan erhalten, weshalb dieses organische
flüssige Medium besonders bevorzugt ist. Damit ergibt sich
ein sehr gleichmäßiger PUR-Schaumstoff mit feinen und
feinsten Poren, die auch nach dem Lagern erhalten bleiben.
Die erfindungsgemäß eingesetzten flüssigen und festen
Flammschutzmittel, insbesondere solche auf Phosphorbasis und
auf Borbasis wie auch die bevorzugten Ammoniumsalze hiervon
sind dem Fachmann für verschiedene zu schützende Materialien
ebenfalls vielfach bekannt. Beispiele hierfür sind
insbesondere Borate, Phosphate, Metaphosphate und
Polyphosphate. Von den Flammschutzmitteln, die zur
Erreichung der Brandklasse B2 in Mengen von z. B. etwa 6000
g/m³ oder mehr erfindungsgemäß zugegeben werden, haben
sich feste Ammoniumsalze dieser Gruppe besonders bewährt.
Andere geeignete Flammschutzmittel der bevorzugten Gruppe
der festen Produkte sind Bariummetaborat oder Zinkborat. Die
festen Flammschutzmittel werden nicht über eine
Hochdruckdosierpumpe zugeführt, da es sich um abrasive
Pulver handelt, was zu einem starken Pumpenverschleiß führt.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Zudosierung über eine
Mischschnecke unmittelbar nach Austritt der gemischten
flüssigen Komponenten (PUR-Komponenten + flüssiges Medium)
aus dem Mischkopf.
Geeignete Emulgatoren sind dem Fachmann ebenfalls bekannt.
Geeignete Produkte der ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Produkte sind z. B.
Fettsäurealkanolamidethoxylate.
Auch geeignete Produkte für die Quervernetzung des
PUR-Schaumstoffs sind dem Fachmann bekannt wie bestimmte
Mannichbasen. Selbst geringe Mengen Wasser wie 0,5 bis 2
Gew.-% des Ausgangsgemisches können als Quervernetzer wirken
und dem Ausgangsgemisch zugeführt werden. Gegebenenfalls
muß dann die Menge des eingesetzten Diisocyanats etwas
erhöht werden, um das richtige Verhältnis zwischen
Alkoholkomponente und Isocyanatkomponente zu erhalten.
Bevorzugt werden beide Arten Quervernetzer eingesetzt.
Durch die bevorzugte Beimischung eines Emulgators zum
Ausgangsgemisch wird die Mischbarkeit des flüssigen Mediums
mit der PUR-Alkoholkomponente unter der erfindungsgemäß
notwendigen Emulsionsbildung wesentlich verbessert, zum
anderen aber ist dies bei der anschließenden Lagerung des
fertig aufgeschäumten PUR-Schaumstoffes dem Austausch des
oder der eingesetzten flüssigen und während des
Schäumvorgangs verdampfenden organischen Medien gegen
ungefährliche Gase förderlich.
Der für die bevorzugte anschließende Lagerung und den
Austausch der eingesetzten organischen flüssigen Medien
gegen ungefährliche Gase erforderliche Zeitraum ist abhängig
von den Ausgangskomponenten, dem speziell eingesetzten
organischen flüssigen Medium, der umgebenden Lufttemperatur,
dem gegebenenfalls angewandten Unterdruck und von der Art
und der Menge des vorteilhaft verwendeten festen
Flammschutzmittels, des bevorzugten basischen Katalysators
und/oder des Emulgators. Teilweise sind die PUR-Schaumstoffe
gemäß Brandklasse 2 schon ohne Lagerung erhältlich, je nach
Auswahl der Ausgangsstoffe und der eingesetzten
Flammschutzmittel und ihrer Menge und auch der
Katalysatoren. Die Lagerzeit beträgt im allgemeinen 2-7
Tage, manchmal mehrere, z. B. 6 Wochen bis selten 4 bis 6
Monate. Meist ist die Lagerung nach 3 bis 4 Tagen
abgeschlossen. Dieser Austauschvorgang läßt sich auf
einfache Weise kontrollieren, nämlich einmal durch das
Brandverhalten, das sich nach einer gewissen Ablagerung auf
alle Fälle stark verbessert, zum anderen durch einen
leichten Anstieg der Wärmeleitzahl von 0,021 Kcal m/h°C
bis 0,025 Kcal m/h°C. Diese zuletzt erwähnte Wärmeleitzahl
von 0,025 Kcl m/h°C bleibt dann über einige Zeit meist
vollkommen konstant, woraus zu schließen ist, daß der
Austausch gegen die ungefährlichen Gase im gewünschten
Ausmaß stattgefunden und im wesentlichen abgeschlossen ist.
Wie gesagt, können je nach Wahl der Komponenten und/oder der
Menge und Art der zugesetzten festen Flammschutzmittel auch
Produkte der Brandklasse B2 ohne nachfolgende Lagerung
erhalten werden. Auch wurde ein nachträglicher Abfall der
Wärmeleitzahl von 0,025 Kcal m/h°C bis zu Werten von unter
0,0205 Kcal m/h°C beobachtet, der nach keinem der
bisherigen Verfahren erreichbar waren.
Diametral zum vorgeschilderten Anstieg der Wärmeleitzahl
verändert sich das Brandverhalten. Der PUR-Schaumstoff ist
unmittelbar nach dem Aufschäumen häufig leicht entflamm- und
brennbar. Das Brandverhalten wird in solchen Fällen in den
Tagen der Lagerung immer besser und der PUR-Schaumstoff
erreicht nach etwa 2 bis 7, insbesondere etwa 4 Tagen im
allgemeinen ein Brandverhalten, das der Brandklasse B2 oder
bei Polyisocyanuratschäumen und Zugabe größerer Mengen
Flammschutzmittel sogar B1 entspricht.
Es ist mit der Erfindung verträglich, wenn geringe Mengen
Halogenkohlenwasserstoffe als Treibmittel mitverwendet
werden, z. B. um innerhalb der DIN 18 164 zu bleiben, da
gemäß seiner Ziff. 3.4 die von dieser DIN erfaßten
PUR-Schaumstoffe als "unter Mitwirkung von
Halogenkohlenwasserstoffen als Treibmittel durch chemische
Reaktionen mit acidem Wasserstoff enthaltenden
Verbindungen" definiert sind. Die erfindungsgemäß
verwendeten bestimmten organischen flüssigen Medien sind
mit geringen Mengen von Halogenkohlenwasserstoffen ohne
weiteres mischbar, so daß z. B. 95 oder sogar 99% der
notwendigen Halogenkohlenwasserstoffe durch die
erfindungsgemäß bestimmten organischen flüssigen Medien
ersetzt werden können. Auch können bei Mitverwendung von
geringen Mengen Methylenchlorid, das in dem angegebenen
Bereich siedet (Kp = 40°C), Emulgatoren ersetzt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.
Ein PUR-Hartschaumstoff wurde hergestellt, indem ein Gemisch
aus
50 GT eines Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca.
550 (Viskosität ca. 8000 cp bei 25°C) aus der Gruppe
der CARADOL®-Produkte der Fa. Shell Chemie,
30 GT eines gesättigten Polyesters mit Quervernetzer mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8- 10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels Dimethylmethylphosphonat (DMMP) mit 26% Phosphorgehalt,
5 GT des Emulgators EMULGIN®550 der Fa. Henkel AG,
2 GT eines Silicons,
28 GT des festen Flammschutzmittels Ammoniumpolyphosphat,
3 GT eines Katalysators auf Basis eines Alkaliacetats,
18 GT n-Pentan
30 GT eines gesättigten Polyesters mit Quervernetzer mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8- 10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels Dimethylmethylphosphonat (DMMP) mit 26% Phosphorgehalt,
5 GT des Emulgators EMULGIN®550 der Fa. Henkel AG,
2 GT eines Silicons,
28 GT des festen Flammschutzmittels Ammoniumpolyphosphat,
3 GT eines Katalysators auf Basis eines Alkaliacetats,
18 GT n-Pentan
bei 22°C emulgiert wird. Der Emulsion werden in für die
Herstellung von PUR-Schaumstoffen üblicher Weise
172 Teile Diisocyanat MDI (Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat
zugemischt und die erhaltene Mischung wird in einer üblichen
Schäumanlage unter Normaldruck und bei Raumtemperatur
geschäumt. Der erhaltene PUR-Schaumstoff wird anschließend
bei Raumtemperatur (20°C) und Normaldruck 4 Tage
gelagert.
Der erhaltene PUR-Schaumstoff hat folgende Eigenschaften:
Dichte unmittelbar nach der Herstellung: 30-40 g/cm³;
Druckspannung unmittelbar nach der Herstellung: ca. 1,3 kp/cm²;
nach Lagerung von 4-6 Wochen: 1,6-1,7 kp/cm²;
Brandverhalten unmittelbar nach der Herstellung: kurz aufflammend, dann jedoch selbstverlöschend;
Brandverhalten nach 4tägiger Lagerung: B2.
Dichte unmittelbar nach der Herstellung: 30-40 g/cm³;
Druckspannung unmittelbar nach der Herstellung: ca. 1,3 kp/cm²;
nach Lagerung von 4-6 Wochen: 1,6-1,7 kp/cm²;
Brandverhalten unmittelbar nach der Herstellung: kurz aufflammend, dann jedoch selbstverlöschend;
Brandverhalten nach 4tägiger Lagerung: B2.
Wärmeleitzahl unmittelbar nach Herstellung: | |
ca. 0,021 | |
20 Tage nach Herstellung: | 0,024-25 |
nach Lagerung von 14-16 Wochen: | 0,022 |
nach Lagerung von 4-6 Monaten: | 0,0205 |
Ein PUR-Hartschaumstoff wurde hergestellt, indem ein Gemisch
aus
50 GT eines Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca.
550 (Viskosität ca. 8000 cp bei 25°C),
30 GT eines gesättigten Polyesters mit Quervernetzer auf Mannichbase mit einer Gesamt-OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8-10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels Dimethylmethylphosphonat,
5 GT des Emulgators EMULGIN®C 4 der Fa. Henkel AG,
2 GT eines Silicons als Porenstabilisator,
48 GT des festen Flammschutzmittels Monoammoniumphosphat,
3 GT des Katalysators auf Basis von Kaliumacetat,
26 GT n-Pentan im Gemisch mit bis zu 5% n-Propan und n-Butan
30 GT eines gesättigten Polyesters mit Quervernetzer auf Mannichbase mit einer Gesamt-OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8-10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels Dimethylmethylphosphonat,
5 GT des Emulgators EMULGIN®C 4 der Fa. Henkel AG,
2 GT eines Silicons als Porenstabilisator,
48 GT des festen Flammschutzmittels Monoammoniumphosphat,
3 GT des Katalysators auf Basis von Kaliumacetat,
26 GT n-Pentan im Gemisch mit bis zu 5% n-Propan und n-Butan
bei Raumtemperatur emulgiert wird. Der Emulsion werden in
für die Herstellung von PUR-Schaumstoffen üblicher Weise
172 Teile Diisocyanat DMI
172 Teile Diisocyanat DMI
zugemischt und die erhaltene Mischung wird in einer üblichen
Bandschäumanlage unter Normaldruck geschäumt. Der erhaltene
PUR-Schaumstoff wird anschließend bei Raumtemperatur
(20°C) und Normaldruck 4 Tage gelagert.
Ein PUR-Hartschaumstoff wurde hergestellt, indem ein Gemisch
aus
50 GT eines Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca.
550 (Viskosität ca. 8000 cp bei 25°C),
31 GT eines gesättigten Polyesters mit Quervernetzer mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8-10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels mit 26% Posphorgehalt, (DMMP),
1 GT H₂O,
5 GT des Emulgators EMULGIN®C 4,
2 GT eines Silicons,
50 GT des festen Flammschutzmittels Diammoniumphosphat,
2 GT des Katalysators auf Basis des Kaliumoctoats,
25 GT n-Pentan
31 GT eines gesättigten Polyesters mit Quervernetzer mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8-10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels mit 26% Posphorgehalt, (DMMP),
1 GT H₂O,
5 GT des Emulgators EMULGIN®C 4,
2 GT eines Silicons,
50 GT des festen Flammschutzmittels Diammoniumphosphat,
2 GT des Katalysators auf Basis des Kaliumoctoats,
25 GT n-Pentan
bei 22°C emulgiert wird. Der Emulsion werden
172 Teile Diisocyanat MDI
zugemischt und die erhaltene Mischung wird in einer üblichen
Bandschäumanlage unter Normaldruck geschäumt. Der erhaltene
PUR-Schaumstoff wird anschließend bei Raumtemperatur
(20°C) und Normaldruck 4 Tage gelagert.
Ein PUR-Hartschaumstoff wurde hergestellt, indem ein Gemisch
aus
50 GT eines Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca.
550 (Viskosität ca. 8000 cp bei 25°C) auf Basis
der Produktengruppe SUCCR 05®,
32 GT eines gesättigten Polyesters mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8-10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels DMMP mit 26% Phosphorgehalt,
5 GT des Emulgators EMULGIN® 550 der Fa. Henkel AG,
2 GT eines Silicons als Porenstabilisator,
38 GT des festen Ammoniumpolyphosphats gemischt mit 5% Zinkborat,
3 GT eines Katalysators auf Basis eines Alkaliacetats,
27 GT n-Pentan
32 GT eines gesättigten Polyesters mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 8-10 000 cp bei 25°C),
20 GT eines aromatischen Polyätheralkohols mit einer OH-Zahl von ca. 500 (Viskosität ca. 5000 bei 25°C),
7 GT des flüssigen Flammschutzmittels DMMP mit 26% Phosphorgehalt,
5 GT des Emulgators EMULGIN® 550 der Fa. Henkel AG,
2 GT eines Silicons als Porenstabilisator,
38 GT des festen Ammoniumpolyphosphats gemischt mit 5% Zinkborat,
3 GT eines Katalysators auf Basis eines Alkaliacetats,
27 GT n-Pentan
bei Raumtemperatur emulgiert wird. Der Emulsion werden
172 Teile Diisocyanat MDI
zugemischt und die erhaltene Mischung wird in einer üblichen
Bandschäumanlage unter Normaldruck geschäumt. Der erhaltene
PUR-Schaumstoff wird anschließend bei Raumtemperatur
(20°C) und Normaldruck 4 Tage gelagert.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan-
Schaumstoffes durch Umsetzung eines Alkohols mit mindestens
zwei Hydroxylgruppen und eines Isocyanats mit mindestens
zwei Isocyanatgruppen in Anwesenheit eines Katalysators,
eines Stabilisators und eines Treibmittels, dadurch
gekennzeichnet, daß man mit der alkoholischen
Ausgangskomponente für den PUR-Schaumstoff und einem
halogenfreien organischen flüssigen Medium aus einem oder
mehreren Niederalkanen mit 3-6 Kohlenstoffatomen mit einem
Siedepunkt bei Normaldruck zwischen -10 und +70°C, das die
alkoholische Ausgangskomponente des PUR-Schaumstoffes nicht
oder im wesentlichen nicht löst, unter Zumischen anderer
Zusatzstoffe wie Flammschutzmittel und Katalysatoren und
weiterer Hilfsstoffe und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme
eines Emulgators eine Emulsion bildet, dieser Emulsion die
für PUR-Schaumstoffe übliche Isocyanatkomponente im für
PUR-Schaumstoffe üblichen Verhältnis zwischen der
Alkoholkomponente und der Isocyanatkomponente zumischt und
die Polymerisation der Ausgangsprodukte für den
herzustellenden PUR-Schaumstoff unter sonst üblichen
Bedingungen, insbesondere Temperaturbedingungen,
gegebenenfalls unter Aufrechterhaltung eines schwachen Über-
oder Unterdrucks während des Aufschäumvorgangs, wenn der
Siedepunkt des angewandten organischen flüssigen Mediums es
erfordert, durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß man den erhaltenen
PUR-Schaumstoff anschließend für 2 Tage bis mehrere Monate
bei Raumtemperatur bis schwach erhöhter Temperatur und bei
atmosphärischem Druck bis schwach vermindertem Druck
lagert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Flammschutzmittel ein
oder mehrere flüssige oder feste Flammschutzmittel auf
Phosphor- oder Borbasis eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel in
einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% des Gesamtgewichts des
schließllich hergestellten PUR-Schaumstoffes eingesetzt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flammschutzmittel in
einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% des Gesamtgewichts des
schließlich hergestellten Polyurethanschaumstoffes
eingesetzt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als
festes Flammschutzmittel ein solches auf Basis von
Ammoniumsalzen eingesetzt wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Katalysator ein basischer oder stark basischer Katalysator
für die PUR-Polymerisation eingesetzt wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Flammschutzmittel sowohl ein flüssiges Flammschutzmittel als
auch ein festes Flammschutzmittel auf Basis von Ammoniumsalzen als auch
ein basischer oder stark basischer Katalysator für die PUR-Polymerisation eingesetzt werden.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgangsgemisch der Alkoholkomponente bis zu 10 Gew.-% eines
oder mehrerer Emulgatoren enthält.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Alkoholausgangskomponente
einen oder mehrere Emulgatoren auf Basis von
Fettsäuren und Derivaten hiervon enthält.
11. Polyurethan-Schaumstoff, hergestellt nach einem der
Ansprüche 1 bis 10.
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LVP-93-33A LV10470B (en) | 1989-04-24 | 1993-01-15 | Polyurethane foam and process for producing therof |
GEAP19931455A GEP19970640B (en) | 1989-04-24 | 1993-08-17 | Polyurethane Foam Material and Method for Production thereof |
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