DE4005373C2 - Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffen mit einer gegebenenfalls im wesentlichen zellfreien Randzone und niedrigviskose Flammschutzmittelgemisch-Polyether-polyoldispersionen hierfür - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffen mit einer gegebenenfalls im wesentlichen zellfreien Randzone und niedrigviskose Flammschutzmittelgemisch-Polyether-polyoldispersionen hierfürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen
Polyurethan-Schaumstoffen, vorzugsweise Polyurethan-Integralformschaum
stoffen, die im Brandfalle lediglich eine niedrige Rauchgasdichte
entwickeln, durch Umsetzung von
- a) gegebenenfalls modifizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Polyolen und gegebenenfalls
- c) Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln in Gegenwart von
- d) einer Mischung aus Flammschutzmitteln, die enthält:
- 1. Melamincyanurat,
- 2. Aluminiumoxidhydrat,
- 3. mindestens eine flammhemmende, halogenfreie Phosphorverbindung und
- 4. gegebenenfalls andere flammhemmende, halogenfreie Verbindungen
- e) Treibmitteln,
- f) Katalysatoren sowie gegebenenfalls
- g) Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen.
Die Herstellung von Polyurethan (PU)-Schaumstoffen ist bekannt und wird in
zahlreichen Patent- und Literaturpublikationen beschrieben. Beispielhaft
genannt seien das Kunststoff-Handbuch, Band VII, Polyurethane,
Carl Hanser Verlag, München, 1. Auflage, 1966, herausgegeben von
Dr. R. Vieweg und Dr. A. Höchtlen, und 2. Auflage, 1983, herausgegeben von
Dr. G. Oertel sowie die Monographie "Integralschaumstoffe" von
Dr. H. Piechota und Dr. H. Röhr, 1975, herausgegeben vom gleichen Verlag.
Zur Herstellung von PU-Weichschaumstoffen werden üblicherweise als Poly
isocyanate handelsübliche Toluylen-diisocyanate, als polyfunktionelle
höhermolekulare Verbindungen Polyoxyalkylen-polyole auf der Grundlage von
1,2-Propylenoxid und/oder Ethylenoxid sowie Mischungen aus derartigen
Polyoxyalkylen-polyolen und Pfropf-polyoxyalkylen-polyolen und als Ketten
verlängerungsmittel Alkandiol oder hydroxyl- und/oder aminogruppenhaltige
Verbindungen mit einer Funktionalität größer als 2, wie z. B. Glycerin oder
Alkanolamine, verwendet.
Derartige Schaumstoffe sind nicht flammwidrig; nachteilig ist insbesondere
ihre leichte Entflammbarkeit. Zur Verminderung dieses Nachteils werden den
schaumfähigen PU-Mischungen Flammschutzmittel, vorzugsweise halogen-
und/oder phosphorhaltige Verbindungen, einverleibt. Der Zusatz dieser
Produkte wirkt sich jedoch vielfach negativ auf die mechanischen Eigen
schaften der erhaltenen PU-Schaumstoffe aus. Es hat daher nicht an Ver
suchen gefehlt, neue Flammschutzmittel zu entwickeln und die halogen-
und/oder phosphorhaltigen Verbindungen ganz oder zumindest teilweise in
PU-Schaumstoffen durch diese zu ersetzen.
Als hierfür geeignete Verbindung wird beispielsweise das bei 354°C
schmelzende, polyfunktionelle Melamin genannt. Nach Angaben der
DE-A-23 48 838 wird das Melamin in der Polyol- und/oder der Polyisocyanat
komponente suspendiert und die erhaltene Suspension sofort zu isocyanurat
gruppenhaltigen, flammfesten PU-Kunststoffen verarbeitet. Nichtentflamm
bare PU-Hartschaumstoffe werden gemäß US-A-4 221 875 (DE-A-28 09 084)
durch Umsetzung von organischen Polyisocyanaten und Polyoxyalkylen-poly
olen in Gegenwart von Treibmitteln und Silikonen als oberflächenaktiver
Zusatzstoff sowie 20 bis 100 Gew.-Teilen Melamin als Flammschutzmittel pro
100 Gew.-Teilen Polyoxyalkylen-polyol erhalten.
Die EP-A-0 004 618 (US-A-4 258 141) beschreibt ein Verfahren zur Her
stellung von schwerentflammbaren PU-Weichschaumstoffen unter Verwendung
einer Mischung aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-poly
methylen-polyisocyanaten (Roh-MDI) mit einem Gehalt an Diphenylmethan
diisocyanat-Isomeren von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht,
als Polyisocyanate und Cyansäurederivate, insbesondere Melamin, als
Flammschutzmittel.
Obwohl nach diesen Verfahren die Flammwidrigkeit der PU-Schaumstoffe be
deutend verbessert werden konnte, muß auch hier die starke Sedimentation
des Melamins im Polyol, die bereits nach kurzer Lagerzeit auftritt, als
nachteilig angesehen werden. Zur Überwindung dieses Nachteils werden in
der EP-B-023 987 (US-A-4 293 657) stabile Melamin-Polyol-Dispersionen
beschrieben, bei denen das Melamin in situ in dem Polyol in Gegenwart
mindestens eines Stabilisators mit einer örtlichen Energiedichte von 10
bis 3000 kW/m3 auf eine Teilchengröße von kleiner als 10 µm zerkleinert
wird. Diese zusätzliche Verfahrensmaßnahme ist apparativ aufwendig und
kostenintensiv.
Bekannt ist ferner die Verwendung von Melamincyanurat, gegebenenfalls in
Kombination mit anderen Flammschutzmitteln, zur Herstellung von
flammwidrigen Kunststoffen.
Nach Angaben der US-A-4 727 102 können Polyolefine selbstverlöschend
gemacht werden durch Zusatz einer Flammschutzmittelmischung, die enthält:
Ammoniumpolyphosphat, Melamincyanurat und ein Hydroxyalkylderivat der
Isocyanursäure.
Die DE-B-36 32 235 (GB-A-2 195 345) beschreibt Kunstharzmassen zur Iso
lierung von Feststofftreibsätzen, insbesondere auf Polyurethanbasis, die
wenigstens einen endotherm zersetzlichen, organischen Füllstoff enthalten.
Als derartige Füllstoffe kommen in Betracht: Succinimid, Allantoin, 2,5-
Diketopiperazin, Crotonylidendiharnstoff oder Melaminisocyanurat.
PU-Schaumstoffe mit niedriger Rauchdichte können gemäß JA 79/75 629 her
gestellt werden durch Umsetzung von organischen Polyisocyanaten und Ver
bindungen mit reaktiven Wasserstoffatomen in Gegenwart von Melamincyanurat
oder seinen Derivaten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, flammwidrige PU-
Schaumstoffe, vorzugsweise Integralformschaumstoffe mit guten mechanischen
Eigenschaften herzustellen, die im Brandfalle im wesentlichen halogenfreie
Rauchgase in einer möglichst geringen Dichte entwickeln. Der hergestellte
PU-Schaumstoff sollte nach einer dreiminütigen Beflammung mit einem
Bunsenbrenner nicht mehr weiterbrennen, sondern sofort erlöschen, ohne
Bildung einer abtropfenden Schmelze.
Die flammwidrigen Formulierungen sollten insbesondere nach dem Zweikompo
nenten-Verfahren mit Hilfe der Hoch- oder Niederdruckschäumtechnik gut
verarbeitbar sein. Durch die Verarbeitungstechniken sollte insbesondere
die Oberfläche der PU-Integralformschaumstoffe nicht beeinträchtigt,
sondern möglichst verbessert werden.
Diese Aufgabe konnte überraschenderweise gelöst werden durch die Verwen
dung einer Mischung ausgewählter flammhemmender, halogenfreier Verbin
dungen als Flammschutzmittel.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von
flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffen, die im Brandfalle nur eine
niedrige Rauchgasdichte erzeugen, durch Umsetzung von
- a) organischen und/oder modifizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Polyolen und gegebenenfalls
- c) Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln
in Gegenwart
- a) mindestens eines Flammschutzmittels,
- b) mindestens eines Treibmittels und
- c) mindestens eines Katalysators sowie gegebenenfalls von
- d) Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Flammschutzmittel (d)
eine Mischunge verwendet, die enthält:
- 1. Melamincyanurat,
- 2. Aluminiumoxidhydrat,
- 3. mindestens eine flammhemmende, halogenfreie Phosphorverbindung und
- 4. gegebenenfalls andere flammhemmende, halogenfreie Verbindungen.
Gegenstände der Erfindung sind ferner ein Verfahren zur Herstellung von
flammwidrigen PU-Integralschaumstoffen, vorzugsweise elastischen PU-Inte
gralweichschaumstoffen, die im Brandfalle nur eine niedrige Rauchgasdichte
bilden und vorteilhafterweise einer Gesamtdichte von 200 bis 900 g/l
besitzen, nach der Hoch- oder Niederdruckschäumtechnik in einem bereits
vor dem Einbringen der Reaktionsmischung geschlossenen oder beim Ein
bringen der Reaktionsmischung offenen und danach geschlossenen Formwerk
zeug aus den vorgenannten Aufbaukomponenten (a) bis (f) sowie gegebenen
falls (g) gemäß dem Anspruch 2 und niedrigviskose melamincyanurat- und
aluminiumoxidhydrathaltige Polyether-polyoldispersionen, die bestehen aus
einem Flammschutzmittelgemisch mit einer Teilchengröße von durchschnitt lich 0,5 bis 100 µm, vorzugsweise 0,5 bis 40 µm und insbesondere 0,5 bis 20 µm, das seinerseits besteht aus
einem Flammschutzmittelgemisch mit einer Teilchengröße von durchschnitt lich 0,5 bis 100 µm, vorzugsweise 0,5 bis 40 µm und insbesondere 0,5 bis 20 µm, das seinerseits besteht aus
- 1. 6,0 bis 40 Gew.-Teilen, vorzugsweise 12 bis 35 Gew.-Teilen Melamin cyanurat,
- 2. 15 bis 35 Gew.-Teilen, vorzugsweise 18 bis 28 Gew.-Teilen Aluminium oxidhydrat und
- 3. 6,0 bis 28 Gew.-Teilen, vorzugsweise 8,0 bis 20 Gew.-Teilen Ammonium polyphosphat und/oder Dimelaminphosphat
und
100 Gew.-Teilen mindestens eines Polyether-polyols, eines polymermodifi zierten Polyether-polyols oder Mischungen davon, wobei die Polyether-poly ole, polymermodifizierten Polyether-polyole oder die Mischung eine durch schnittliche Funktionalität von 1,8 bis 3,0 und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3600 bis 6500 besitzen,
gemäß dem Anspruch 15.
100 Gew.-Teilen mindestens eines Polyether-polyols, eines polymermodifi zierten Polyether-polyols oder Mischungen davon, wobei die Polyether-poly ole, polymermodifizierten Polyether-polyole oder die Mischung eine durch schnittliche Funktionalität von 1,8 bis 3,0 und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3600 bis 6500 besitzen,
gemäß dem Anspruch 15.
Außerdem wurden spezielle Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß den Unteransprüchen 3 bis 14 gefunden.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Melamincyanurat, Aluminium
oxidhydrat und mindestens eine halogenfreie Phosphorverbindung enthaltende
Flammschutzmittelmischungen sowie der höhermolekularen Polyole,
insbesondere Polyether-polyole, werden Systemkomponenten erhalten, deren
Viskosität im Vergleich zu konventionellen Systemen mit entsprechenden
Feststoffgehalten um 40 bis 50% reduziert wurde und die eine
durchschnittliche Lagerstabilität von mehr als 20 Wochen bei 18°C
aufweisen. Überraschenderweise ließen sich die Systemkomponente sowohl auf
Hochdruck- wie auf Niederdruckverschäumungsanlagen gleichermaßen sehr gut
verarbeiten und ergaben PU-Integralschaumstoff-Formkörper mit einer im
wesentlichen kompakten Randzone und glatter Oberfläche, die keinerlei
Oberflächenstörungen aufwiesen.
Die hergestellten PU-Schaumstoffe bzw. vorzugsweise PU-Integralschaum
stoffe besaßen eine gute Flammwidrigkeit und ergaben im Brandfalle eine
niedrige Rauchgasdichte aus im wesentlichen halogenfreiem Rauch. Die
Sichttrübung bei der Prüfung des Brandverhaltens fester Stoffe nach den
Richtlinien der Deutschen Bundesbahn (DV 899/35) liegt unter 40% (Qualm
bildungsgrad Q3). Erreicht werden ferner der Brennbarkeitsgrad B3 (schwer
brennbar) und Tropfbarkeitsgrad T3 (Verformung ohne Tropfenbildung).
Zu den für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren Ausgangskomponenten
ist folgendes auszuführen:
- a) Zur Herstellung der flammwidrigen Schaumstoffe, vorzugsweise der
PU-Integralschaumstoffe, eignen sich die bekannten organischen, z. B.
aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen, cycloaliphatisch
aromatischen und vorzugsweise aromatischen Di- und/oder Polyiso
cyanate. Im einzelnen seien als aromatische Polyisocyanate beispiel
haft genannt: Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diiso
cyanaten (MDI), Mischungen aus MDI-Isomeren und Polyphenyl-polymethy
len-polyisocyanaten, sogenanntes Roh-MDI, mit einem Gehalt an MDI-Iso
meren von mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise von 60 bis 90 Gew.-% und
mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, 2,4- und 2,6-Toluy
len-diisocyanat sowie die entsprechenden handelsüblichen Isomeren
mischungen, Mischungen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat und MDI,
vorzugsweise 4,4'- und 2,4'-MDI und/oder Roh-MDI, beispielsweise
solchen mit einem MDI-Gehalt von 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis
80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Roh-MDI's.
Geeignet sind auch sogenannte modifizierte mehrwertige Isocyanate, d. h. Produkte, die durch chemische Umsetzung organischer Di- und/oder Polyisocyanate erhalten werden. Beispielhaft genannt seien Ester-, Harnstoff-, Biuret-, Allophanat-, Isocyanurat- und vorzugsweise Carbodiimid-, Uretonimin- und/oder Urethangruppen enthaltende Di- und/oder Polyisocyanate. Im einzelnen kommen beispielsweise in Be tracht: Urethangruppen enthaltende Prepolymere mit einem NCO-Gehalt von 14 bis 2,8 Gew.-%, vorzugsweise von 12 bis 3,5 Gew.-% oder Quasi prepolymere mit einem NCO-Gehalt von 35 bis 14 Gew.-%, vorzugsweise von 34 bis 22 Gew.-%, wobei mit Urethangruppen modifizierte Polyisocyanate aus Toluylen-diisocyanaten, insbesondere einem NCO-Gehalt von 34 bis 28 Gew.-% und solche aus 4,4'-MDI, 4,4'- und 2,4'-MDI-Isomerenmischungen oder Roh-MDI, insbesondere einen NCO-Gehalt von 28 bis 14 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von 28 bis 22 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, aufweisen und hergestellt werden durch Umsetzung von Diolen, Oxalkylen-glykolen und/oder Polyoxyalkylen-glykolen mit Molekulargewichten von 62 bis 6000, vorzugsweise von 134 bis 4200 mit Toluylen-diisocyanaten, 4,4'-MDI, MDI-Isomerengemischen und/oder Roh-MDI z. B. bei Temperaturen von 20 bis 110°C, vorzugsweise von 50 bis 90°C, wobei als Oxalkylen- und Polyoxyalkylen-glykole, die einzeln oder als Gemische eingesetzt werden können, beispielhaft genannt seien: Diethylen-, Dipropylen-, Polyoxyethylen-, Polyoxypropylen- und Polyoxypropylen-polyoxyethylen glykole, Carbodiimidgruppen und/oder Isocyanuratgruppen enthaltende Polyisocyanate, z. B. auf MDI-Isomeren- und/oder Toluylen-diisocya nat-Basis.
Besonders bewährt haben sich jedoch und daher vorzugsweise Anwendung finden Toluylen-diisocyanat-2,4, Toluylen-diisocyanat-2,6, Mischungen aus Toluylen-diisocyanat-2,4 und -2,6 und insbesondere Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-MDI, Roh-MDI mit einem MDI-Gehalt von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-MDI und 2,4- und 2,6-TDI-Gemischen, Mischungen aus Roh-MDI und 2,4- und 2,6-TDI-Gemischen und Urethangruppen enthaltenden Polyiso cyanatmischungen mit einem NCO-Gehalt von 28 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt aus MDI und/oder Roh-MDI und Poly oxypropylen-glykolen mit einem Molekulargewicht von 134 bis 4200 oder Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyolen mit einem Ethylenoxidgehalt von maximal 35 Gew.-% und einem Molekulargewicht von 134 bis 4200, vorzugsweise von 1800 bis 4200. - b) Als höhermolekulare Polyole (b) finden zweckmäßigerweise solche mit
einer Funktionalität von durchschnittlich 1,8 bis 4,0, vorzugsweise
1,8 bis 3,0 und insbesondere 2,0 bis 2,4 und einem Molekulargewicht
von durchschnittlich 2200 bis 8000, vorzugsweise 3600 bis 6500
Verwendung, ausgewählt aus der Gruppe der Polyether-polyole, Poly
ester-polyole, Polythioether-polyole, Polyesteramide, hydroxylgruppen
haltigen Polyacetale, hydroxylgruppenhaltigen aliphatischen Poly
carbonate oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Polyole.
Vorzugsweise Anwendung finden Polyester-polyole und/oder insbesondere
Polyether-polyole. Geeignet sind ferner Polyole mit Molekulargewichten
unter 2200, beispielsweise von 250 bis 2200. Diese können jedoch nur
in solchen Mengen und im Gemisch mit höhermolekularen Polyolen einge
setzt werden, so daß Polyolmischungen mit Molekulargewichten von
durchschnittlich mindestens 2200 resultieren.
Geeignete Polyester-polyole können beispielsweise aus organischen Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise alipha tischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vor zugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Als Dicarbon säuren kommen beispielsweise in Betracht: Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandicarbon säure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Tere phthalsäure. Die Dicarbonsäuren können dabei sowohl einzeln als auch im Gemisch untereinander verwendet werden. Anstelle der freien Di carbonsäuren können auch die entsprechenden Dicarbonsäurederivate, wie z. B. Dicarbonsäuremono- und/oder -diester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Dicarbonsäureanhydride eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet werden Dicarbonsäuregemische aus Bernstein-, Glutar- und Adipinsäure in Mengenverhältnissen von beispielsweise 20 bis 35 : 35 bis 50 : 20 bis 32 Gew.-Teilen, und insbesondere Adipin säure. Beispiele für zwei- und mehrwertige Alkohole, insbesondere Diole sind: Ethandiol, Diethylenglykol, 1,2- bzw. 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Glycerin und Trimethylolpropan. Vorzugsweise verwendet werden Ethandiol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Diole, insbesondere Mischungen aus 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol. Eingesetzt werden können ferner Polyester-polyole aus Lactonen, z. B. ε-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z. B. ω-Hydroxy capronsäure.
Zur Herstellung der Polyester-polyole können die organischen, z. B. aromatischen und vorzugsweise aliphatischen Polycarbonsäuren und/oder -derivate und mehrwertigen Alkohole katalysatorfrei oder vorzugsweise in Gegenwart von Veresterungskatalysatoren, zweckmäßigerweise in einer Atmosphäre aus Inertgasen, wie z. B. Stickstoff, Kohlenmonoxid, Helium, Argon u. a. in der Schmelze bei Temperaturen von 150 bis 250°C, vor zugsweise 180 bis 220°C gegebenenfalls unter vermindertem Druck bis zu der gewünschten Säurezahl, die vorteilhafterweise kleiner als 10, vor zugsweise kleiner als 2 ist, polykondensiert werden. Nach einer bevor zugten Ausführungsform wird das Veresterungsgemisch bei den obenge nannten Temperaturen bis zu einer Säurezahl von 80 bis 30, vorzugs weise 40 bis 30, unter Normaldruck und anschließend unter einem Druck von kleiner als 500 mbar, vorzugsweise 50 bis 150 mbar, polykonden siert. Als Veresterungskatalysatoren kommen beispielsweise Eisen-, Cadmium-, Kobalt-, Blei-, Zink-, Antimon-, Magnesium-, Titan- und Zinnkatalysatoren in Form von Metallen, Metalloxiden oder Metallsalzen in Betracht. Die Polykondensation kann jedoch auch in flüssiger Phase in Gegenwart von Verdünnungs- und/oder Schleppmitteln, wie z. B. Benzol, Toluol, Xylol oder Chlorbenzol, zur azeotropen Abdestillation des Kondensationswassers durchgeführt werden.
Zur Herstellung der Polyester-polyole werden die organischen Poly carbonsäuren und/oder -derivate und mehrwertigen Alkohole vorteil hafterweise im Molverhältnis von 1 : 1 bis 1,8, vorzugsweise 1 : 1,05 bis 1,2 polykondensiert.
Die erhaltenen Polyester-polyole besitzen vorzugsweise eine Funktio nalität von 2 bis 4, insbesondere 2 bis 3 und ein Molekulargewicht von 1200 bis 3000, vorzugsweise 2200 bis 3000 und insbesondere 2200 bis 2500.
Insbesondere als Polyole verwendet werden jedoch Polyether-polyole, die nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch anionische Poly merisation mit Alkalihydroxiden, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid oder Alkalialkoholaten, wie Natriummethylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisopropylat als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls das 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält, oder durch kationische Polymerisa tion mit Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid, Borfluorid-Etherat u. a. oder Bleicherde als Katalysatoren aus einem oder mehreren Alky lenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest hergestellt werden.
Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3- Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, Styroloxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser, organische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und Terephthalsäure, aliphatische und aromatische, gegebenenfalls N-mono-, N,N- und N,N'-dialkylsubstituierte Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen im Alkylrest, wie gegebenenfalls mono- und dialkylsubstituier tes Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, 1,3-Propylen diamin, 1,3- bzw. 1,4-Butylendiamin, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- und 1,6- Hexamethylendiamin, Phenylendiamine, 2,3-, 2,4- und 2,6-Toluylendiamin und 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diamino-diphenylmethan.
Als Startermoleküle kommen ferner in Betracht: Alkanolamine, Dial kanolamine und/oder Trialkanolamine, wie Ethanolamin, Diethanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-ethanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin und Triethanolamin und Ammoniak. Vorzugsweise verwendet werden mehr wertige, insbesondere zwei- und/oder dreiwertige Alkohole, wie Ethan diol, Propandiol-1,2 und -1,3, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, Glycerin und Trimethylolpropan sowie Pentaerythrit.
Die Polyether-polyole, vorzugsweise Polyoxypropylen- und Polyoxy propylen-polyoxyethylen-polyole, besitzen eine Funktionalität von 1,8 bis 4, vorzugsweise 1,8 bis 3,0 und insbesondere 2 bis 2,4 und Mole kulargewichte von 2200 bis 8000, vorzugsweise 3600 bis 6500 und ins besondere 3900 bis 6000 und geeignete Polyoxytetramethylen-glykole ein Molekulargewicht bis ungefähr 3500, vorzugsweise von 250 bis 2200. Insbesondere eingesetzt werden Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole mit mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 70% endständigen primären Hydroxylgruppen.
Als Polyether-polyole eignen sich ferner polymermodifizierte Poly ether-polyole, vorzugsweise Pfropf-polyether-polyole. Diese können hergestellt werden durch in situ Polymerisation von olefinisch unge sättigten Monomeren oder -gemischen, wie z. B. Styrol, Acrylnitril oder vorzugsweise Styrol-Acrylnitrilmischungen, in Polyoxyalkylen-polyolen, z. B. den oben beschriebenen Polyoxyalkylen-polyolen, analog den An gaben der deutschen Patentschriften Nrs. 11 11 394, 12 22 669 (US 3 304 273, 3 383 351, 3 523 093), 11 52 536 (GB 1 040 452) und 11 52 537 (G8 987 618) oder durch Dispergieren von Pfropf-polymeren, die zuvor durch radikalische Polymerisation in Lösungsmitteln herge stellt wurden, in Polyoxyalkylen-polyolen analog den Angaben der US- Patentschriften 3 391 092, 4 014 846, 4 093 573. Zur Herstellung der Pfropf-polyoxyalkylen-polyole eignen sich sowohl die obengenannten ge sättigten Polyoxyalkylen-polyole, die gemäß US Reissue Patent Nr. 28 715 im wesentlichen frei sind von ethylenisch ungesättigten Einheiten als auch olefinisch ungesättigte Polyoxyalkylen-polyole wie sie z. B. in der US Patentschrift 3 652 659 und im US Reissue Patent 29 014 beschrieben werden. Als polymermodifizierte Polyoxy alkylen-polyole eignen sich ferner Polyharnstoff-, Polyhydrazid- oder tert. Aminogruppen gebunden enthaltende Polyurethan-Polyoxyalkylen polyoldispersionen, wie sie beispielsweise beschrieben werden in der EP-B-0 011 752 (US 4 304 708), US-A-4 374 209 und DE-A-32 31 497. Die polymermodifizierten Polyoxyalkylen-polyole, die zweckmäßigerweise 2 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt gewicht, Polymerpartikel besitzen, können ebenso wie die Polyoxy alkylen-polyole einzeln oder in Form von Mischungen verwendet werden.
Bewährt haben sich beispielsweise Polyolmischungen (b), bestehend aus- 1. höhermolekularen Polyether-polyolen mit einer Funktionalität von durchschnittlich 1,8 bis 3 und
- 2. höhermolekularen polymermodifizierten Polyether-polyolen mit einer Funktionalität von durchschnittlich 1,8 bis 3, ausgewählt aus der Gruppe der Pfropfpolyether-polyole, der Polyharnstoff-, Polyhydrazid- und/oder tert. Aminogruppen gebunden enthaltenden Polyurethan-Poly ether-polyoldispersionen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Polyolmischung (b) zweckmäßigerweise aus
- 3. mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 99,9 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung (b), mindestens eines Polyether-polyols mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 1,8 bis 3, insbesondere 2 bis 2,4 und einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 3600 bis 6500, insbesondere 3900 bis 6000 und
- 4. weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung (b), mindestens eines polymermodifizierten Polyether-polyols mit einer Funktionalität von durchschnittlich 1,8 bis 3, insbesondere 2 bis 2,4 und einem durchschnittlichen Molekular gewicht von 3600 bis 6500, insbesondere 3900 bis 6000, ausgewählt aus der Gruppe der Polyharnstoff-, Polyhydrazid- und tert. Aminogruppen gebunden enthaltenden Polyurethan-Polyether-polyoldispersionen, vor zugsweise der Pfropfpolyether-polyole oder von Mischungen davon.
Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen solche der an sich bekannten Art in Betracht, die beispielsweise durch Umsetzung von Diolen, wie Propandiol-1,3, Butandiol-1,4 und/oder Hexandiol-1,6, Di ethylenglykol, Triethylenglykol oder Tetraethylenglykol mit Diarylcar bonaten, z. B. Diphenylcarbonat, oder Phosgen hergestellt werden können.
Zu den Polyesteramiden zählen z. B. die aus mehrwertigen, gesättigten und/oder ungesättigten Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und mehrwer tigen gesättigten und/oder ungesättigten Aminoalkoholen oder Mischun gen aus mehrwertigen Alkoholen und Aminoalkoholen und/oder Polyaminen gewonnenen, vorwiegend linearen Kondensate. - c) Zur Herstellung der flammwidrigen Schaumstoffe oder PU-Integralform
schaumstoffe werden zweckmäßigerweise zusätzlich Kettenverlänge
rungs- und/oder Vernetzungsmittel (c) mitverwendet. Als derartige
Mittel (c) kommen polyfunktionelle, insbesondere di- und trifunktio
nelle Verbindungen mit Molekulargewichten von 18 bis ungefähr 400,
vorzugsweise von 62 bis ungefähr 300 in Betracht. Verwendet werden
beispielsweise Di- und/oder Trialkanolamine, wie z. B. Diethanolamin
und Triethanolamin, aliphatische Diole und/oder Triole mit 2 bis
6 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, wie z. B. Ethan-, 1,4-Butan-,
1,5-Pentan-, 1,6-Hexandiol, Glycerin und/oder Trimethylolpropan,
Wasser und niedermolekulare Ethoxylierungs- und/oder Propoxylierungs
produkte, hergestellt aus den vorgenannten Dialkanolaminen,
Trialkanolaminen, Diolen und/oder Triolen sowie aliphatischen und/oder
aromatischen Diaminen wie z. B. 1,2-Ethan-, 1,4-Butan-, 1,6-Hexandi
amin, 2,4- und/oder 2,6-Toluylen-diamin, 4,4'-Diamino-diphenylmethan,
3,3'-di- und/oder 3,3',5,5'-tetraalkyl-substituierten 4,4'-Diamino-di
phenylmethanen als Startermolekülen und Alkylenoxid oder -gemischen.
Als Kettenverlängerungsmittel (c) vorzugsweise eingesetzt werden Dialkanolamine, Diole und/oder Triole und insbesondere Ethandiol, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, Diethanolamin, Trimethylolpropan und Glycerin oder Mischungen aus mindestens zwei der vorgenannten Ver bindungen. Die Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel kommen zweckmäßigerweise in solchen Gewichtsmengen zur Anwendung, daß pro 100 Gew.-Teile der höhermolekularen Polyole (b) 0 bis 25 Gew.-Teile, vorzugsweise 4 bis 10 Gew.-Teile der Komponente (c) in der Reaktions mischung vorliegen. - d) In Verbindung mit den genannten höhermolekularen Polyolen (b) und
gegebenenfalls Kettenverlängerungs- oder Vernetzungsmitteln (c) oder
Mischungen davon wird als Flammschutzmittel (d) erfindungsgemäß eine
Mischung verwendet, die enthält: Melamincyanurat (d1), Aluminiumoxid
hydrat (d2), mindestens eine flammhemmende, halogenfreie Phosphorver
bindung (d3) und gegebenenfalls andere flammhemmende, halogenfreie
Verbindungen (d4). Die geeigneten Flammschutzmittel (d1) bis
gegebenenfalls (d4) können in handelsüblicher Form eingesetzt werden.
Zweckmäßigerweise finden Verbindungen mit einer Teilchengröße von
durchschnittlich 0,5 bis 100 µm, vorzugsweise von 0,5 bis 40 µm und
insbesondere von 0,5 bis 20 µm Verwendung.
Als besonders geeignet zur Verbesserung der Flammwidrigkeit erwiesen sich Mischungen von Flammschutzmitteln (d) die enthalten oder vorzugsweise bestehen aus- 1. 5 bis 60 Gew.-Teilen, vorzugsweise 6,0 bis 40 Gew.-Teilen Melamincyanurat,
- 2. 5 bis 40 Gew.-Teilen, vorzugsweise 15 bis 35 Gew.-Teilen Aluminiumoxidhydrat,
- 3. 3 bis 50 Gew.-Teilen, vorzugsweise 6,0 bis 28 Gew.-Teilen mindestens einer flammhemmenden, halogenfreien Phosphorver bindung, die vorzugsweise ausgewählt wird aus der Gruppe Trikresylphosphat, der Melaminphosphate, der Aluminiumphosphate, der Ammoniumphosphate und/oder der Ammoniumpolyphosphate und
- 4. 0 bis 35 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-Teilen mindestens einer anderen flammhemmenden, halogenfreien Verbindung, wobei die Gew.-Teile von (d1) bis (d4) jeweils bezogen sind auf 100 Gew.-Teile der höhermolekularen Polyole (b).
- 1. 5 bis 60 Gew.-Teilen Melamincyanurat,
- 2. 5 bis 40 Gew.-Teilen Aluminiumoxidhydrat,
- 3. 3 bis 50 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat und/oder Dimelaminphosphat und
- 4. 5 bis 25 Gew.-Teilen Melaminborat und/oder Blähgraphit,
- 1. 5 bis 60 Gew.-Teilen Melamincyanurat,
- 2. 5 bis 40 Gew.-Teilen Aluminiumoxidhydrat und
- 3. 3 bis 50 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat,
H(n-m)+2(NH4)mPnO3n+1
Verwendung findet, in der n eine ganze Zahl mit einem Durchschnitts wert von etwa 20 bis 800, vorzugsweise ungefähr 700 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt und die Modifikation besteht aus etwa 80 bis 99,5 Masse% des vorgenannten Ammoniumpolyphosphat und etwa 0,5 bis 20 Masse% eines gehärteten Epoxidharzes mit einem Epoxid-Äqui valentgewicht von etwa 170 bis etwa 220, das die einzelnen Ammonium polyphosphatpartikelchen umhüllt. Derartige Ammoniumpolyphosphate können beispielsweise bezogen werden von der Hoechst Aktiengesell schaft unter dem Warenzeichen Exolit®. - e) Zu Treibmitteln (e), welche zur Herstellung der PU-Schaumstoffe ver
wendet werden können, gehört vorzugsweise Wasser, das mit Isocyanat
gruppen unter Bildung von Kohlendioxid reagiert. Die Wassermengen, die
zweckmäßigerweise eingesetzt werden, betragen 0,1 bis 6 Gew.-Teile,
vorzugsweise 1,0 bis 3,5 Gew.-Teile und insbesondere 2,5 bis 3,0 Gew.-
Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der höhermolekularen Polyole (b).
Im Gemisch mit Wasser können auch physikalisch wirkende Treibmittel eingesetzt werden, wobei jedoch zur Herstellung der flammwidrigen PU- Integralschaumstoffe vorzugsweise ausschließlich physikalisch wirkende Treibmittel Anwendung finden. Geeignet sind Flüssigkeiten, welche gegenüber den organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyiso cyanaten (a) inert sind und Siedepunkte unter 100°C, vorzugsweise unter 50°C, insbesondere zwischen -50°C und 30°C bei Atmosphärendruck aufweisen, so daß sie unter dem Einfluß der exothermen Polyadditions reaktion verdampfen. Beispiele derartiger, vorzugsweise verwendbarer Flüssigkeiten sind Kohlenwasserstoffe, wie n- und iso-Pentan, technische Pentangemische n- und iso-Butan und Propan, Ether, wie Furan, Dimethylether und Diethylether, Ketone, wie Aceton und Methyl ethylketon, Ester wie Ethylacetat und Methylformiat und vorzugsweise halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Difluormethan, Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlormonofluormethan, 1,1,1-Dichlorfluorethan, 1,1,1-Chlordifluorethan, Dichlortetrafluor ethan, Tetrafluorethan, 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan und Heptafluorpropan, sowie Edelgase, wie z. B. Krypton. Auch Gemische dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder mit anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen können verwendet werden.
Die erforderliche Menge an physikalisch wirkenden Treibmitteln kann in Abhängigkeit von der gewünschten Schaumstoffdichte auf einfache Weise ermittelt werden und beträgt ungefähr 10 bis 30 Gew.-Teile, vorzugsweise 14 bis 22 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der höhermolekularen Polyole (b), wobei sich ihr Anteil bei der Mitverwendung von Wasser anteilmäßig verringert. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, die gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanate (a) mit dem physikalisch wirkenden Treibmittel zu mischen und dadurch ihre Viskosität zu ver ringern. - f) Zur Beschleunigung der Umsetzung zwischen den höhermolekularen Poly
olen (b), hydroxylgruppenhaltigen Kettenverlängerungs- oder Ver
netzungsmitteln und Wasser als Treibmittel (e) und den organischen
Polyisocyanaten und/oder modifizierten Polyisocyanaten (a) werden der
Reaktionsmischung übliche Polyurethankatalysatoren einverleibt. Zweck
mäßigerweise verwendet werden basische Polyurethankatalysatoren,
beispielsweise tertiäre Amine, wie Dimethylbenzylamin, Dicyclohexyl
methylamin, Dimethylcyclohexylamin, N,N,N'N'-Tetramethyl-diamino-di
ethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, N-Methyl- bzw.
N-Ethylmorpholin, Dimethylpiperazin, N-Dimethylaminoethylpiperidin,
1,2-Dimethylimidazol, 1-Azabicyclo-(2,2,0)-octan, Dimethylamino
ethanol, 2-(N,N-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N',N"-Tris-(dialkyl
aminoalkyl)-hexahydrotriazin, z. B. N,N',N"-Tris-(dimethylamino
propyl)-s-hexahydrotriazin und insbesondere Triethylendiamin. Geeignet
sind jedoch auch Metallsalze, wie Eisen(II)-chlorid, Zinkchlorid,
Bleioctoat und vorzugsweise Zinnsalze, wie Zinndioctoat, Zinndiethyl
hexoat und Dibutylzinndilaurat sowie insbesondere Mischungen aus
tertiären Aminen und organischen Zinnsalzen. Bewährt hat sich insbe
sondere eine Katalysatorkombination, die als wesentliche Komponenten
enthält: Triethylendiamin, Bis-(dimethylaminoethyl)ether, 2-(Dimethyl
aminoethoxy)ethanol, Dibutylzinndilaurat und Dibutyldilaurylzinn
mercaptid und wobei die genannten Verbindungen vorzugsweise in
folgenden Gewichtsmengenverhältnissen vorliegen: 0,2 bis 1,5 zu 0,1
bis 0,2 zu 0,1 bis 0,25 zu 0,1 bis 0,3 zu 0,05 bis 0,15.
Eingesetzt werden zweckmäßigerweise 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 3 Gew.-% Katalysator auf Basis tert. Amine und/oder 0,01 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 bis 0,25 Gew.-%, Metallsalze oder 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 3,5 Gew.-% der vorgenannten Katalysator kombination, bezogen auf das Gewicht der höhermolekularen Polyole (b). - g) Der Reaktionsmischung können gegebenenfalls auch noch Hilfsmittel
und/oder Zusatzstoffe (g) einverleibt werden. Genannt seien beispiels
weise oberflächenaktive Stoffe, Stabilisatoren, Hydrolyseschutzmittel,
Porenregler, fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen,
Farbstoffe, Pigmente und Füllstoffe.
In Betracht, kommen beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur der Schaum stoffe zu regulieren. Genannt seien beispielhaft Siloxan-Oxyalkylen- Mischpolymerisate und andere Organopolysiloxane, oxethylierte Alkyl phenole, oxethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Rizinusöl- bzw. Rizinolsäureester und Türkischrotöl, die in Mengen von 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der höhermole kularen Polyole (b) angewandt werden.
Nähere Angaben über die oben genannten anderen üblichen Hilfs- und Zusatz
stoffe sind der Fachliteratur, beispielsweise der Monographie von
J. H. Saunders und K. C. Frisch "High Polymers", Band XVI, Polyurethanes,
Teil 1 und 2, Verlag Interscience Publishers, 1962 bzw. 1964 oder dem
Kunststoff-Handbuch, Polyurethane, Band VII, Hanser-Verlag, München, Wien,
1. und 2. Auflage, 1966 und 1983 zu entnehmen.
Zur Herstellung der PU-Schaumstoffe bzw. PU-Integralschaumstoffe werden
die organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanate (a), die
höhermolekularen Polyole (b) und gegebenenfalls die Kettenver
längerungs- und/oder Vernetzungsmittel (c) in Gegenwart von Flammschutz
mitteln (d), Treibmitteln (e), Katalysatoren (f) und gegebenenfalls
Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen (g) bei Temperaturen von 0 bis 100°C,
vorzugsweise 15 bis 80°C in solchen Mengenverhältnissen zur Reaktion
gebracht, daß pro NCO-Gruppe 0,5 bis 2, vorzugsweise 0,8 bis 1,3 und
insbesondere ungefähr ein reaktive(s) Wasserstoffatom(e) gebunden an die
Ausgangskomponenten (b) und (c) vorliegen.
Die PU-Schaumstoffe bzw. PU-Integralschaumstoffe werden zweckmäßigerweise
nach dem one shot-Verfahren durch Vermischen von zwei Komponenten A und B
hergestellt, wobei die Ausgangskomponenten (b) bis (f) und gegebenen
falls (g) zu der sogenannten A-Komponente vereinigt und als B-Komponente
die Ausgangskomponente (a) gegebenenfalls im Gemisch mit (d), (g) und
inerten, physikalisch wirkenden Treibmitteln verwendet werden. Da die A-
Komponente lagerstabil ist, müssen die A- und B-Komponente vor Herstellung
der PU-Schaumstoffe nur noch intensiv gemischt werden. Die Reaktionsmi
schung kann in offenen oder geschlossenen Formwerkzeugen verschäumt
werden.
Die Herstellung der PU-Integralschaumstoffe kann nach der Hoch- oder Nie
derdruckschäumtechnik in den entsprechenden Schäumvorrichtungen durchge
führt werden, wobei die Reaktionsmischung unter einem Druck von 0 bis
40 bar in das geschlossene Formwerkzeug eingespritzt wird oder die
Reaktionsmischung in das offene Formwerkzeug eingebracht und das gefüllte
Formwerkzeug danach verschlossen wird.
Die Reaktionsmischung wird hierzu auf eine Temperatur von 15 bis 80°C,
vorzugsweise 30 bis 65°C temperiert und in ein zweckmäßigerweise metalli
sches temperierbares Formwerkzeug eingebracht.
Die Formwerkzeugtemperatur beträgt üblicherweise 20 bis 90°C, vorzugsweise
35 bis 70°C. Die Reaktionsmischung läßt man unter Verdichtung z. B. bei
Verdichtungsgraden von 1,1 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 6 in dem
geschlossenen Formwerkzeug aushärten.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten PU-Schaumstoffe
besitzen Dichten von 35 bis 100 g/Liter, vorzugsweise 40 bis 80 g/Liter.
Sie sind gut flammwidrig, ergeben im Brandfalle eine geringe Rauchgas
dichte und weisen ein gutes mechanisches Eigenschaftsniveau auf. Die
Schaumstoffe finden vorzugsweise Verwendung als Polsterelemente z. B. als
Sitzpolster, Armlehnen, Kopfstützen, Sonnenblenden und Sicherheitsab
deckungen in Fahrzeugkabinen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen und Flugzeugen,
wobei insbesondere Flugzeugsitze mit Dichten von 35 bis 100 g/Liter her
gestellt werden.
Die bevorzugt hergestellten PU-Integralschaumstoffe sind halbhart, hart
oder vorzugsweise weichelastisch und besitzen Gesamtdichten von 200 bis
900 g/l, vorzugsweise von 300 bis 600 g/l und insbesondere von 330 bis
380 g/l. Die Produkte finden Verwendung als Verkleidungselemente zum
Beispiel für Tischkanten oder Stuhlkreuze und Polsterelemente z. B.
Sitzpolster, Armlehnen, Kopfstützen und Sicherheitsabdeckungen in der
Automobil-, Luftfahrt-, Schienenfahrzeug-, Möbel- und Bauindustrie sowie
in der Spiel-, Sport- und Freizeitindustrie.
Die melamincyanurat- und aluminiumoxidhydrathaltigen Polyether-polyol
dispersionen finden Verwendung zur Herstellung von kompakten oder zelligen
Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, beispielsweise zur Herstellung von
Urethan-, Isocyanurat- oder Urethan- und Isocyanuratgruppen enthaltenden
flexiblen, halbharten oder harten Schaumstoffen, kompakten oder zelligen
Elastomeren und vorzugsweise flammwidrigen PU-Schaumstoffen.
Die in den Beispielen genannten Teile beziehen sich auf das Gewicht.
A-Komponente: Mischung aus
71,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen(86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
7,5 Teilen Butandiol-1,4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol)
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
14,5 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
13 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und
17,4 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal®OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: Urethangruppen enthaltendes Quasiprepolymer mit einem NCO-Gehalt von 28 Gew.-%, hergestellt durch Umsetzung von Roh-MDI mit einem MDI-Gehalt von 60 Gew.-% mit einem Polyoxypropylen-glykol vom Molekulargewicht 400
100 Teile der A-Komponente und
26 Teile der B-Komponente wurden, entsprechend einem NCO-Index von 107, intensiv gemischt und die Reaktionsmischung mit einer Temperatur von 30°C in ein auf 45°C temperiertes metalli sches Formwerkzeug in einer solchen Menge eingebracht, daß sich im geschlossenen Formwerkzeug ein Verdichtungsgrad von 2,9 einstellt.
71,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen(86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
7,5 Teilen Butandiol-1,4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol)
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
14,5 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
13 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und
17,4 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal®OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: Urethangruppen enthaltendes Quasiprepolymer mit einem NCO-Gehalt von 28 Gew.-%, hergestellt durch Umsetzung von Roh-MDI mit einem MDI-Gehalt von 60 Gew.-% mit einem Polyoxypropylen-glykol vom Molekulargewicht 400
100 Teile der A-Komponente und
26 Teile der B-Komponente wurden, entsprechend einem NCO-Index von 107, intensiv gemischt und die Reaktionsmischung mit einer Temperatur von 30°C in ein auf 45°C temperiertes metalli sches Formwerkzeug in einer solchen Menge eingebracht, daß sich im geschlossenen Formwerkzeug ein Verdichtungsgrad von 2,9 einstellt.
Das Formteil wurde nach 4,5 Minuten entformt und 24 Stunden bei Raum
temperatur gelagert.
An dem flammwidrigen Formkörper wurden folgende mechanischen Eigenschaften
gemessen:
Raumgewicht nach DIN 53 420 (kg/m3) | 350 |
Shore-A-Härte nach DIN 53 505 | 40 |
An der Haut des flammwidrigen Formkörpers wurden folgende mechanischen
Eigenschaften gemessen:
Dicke (mm) | 1,5 |
Dichte nach DIN 53 479 (kg/m3) | 800 |
Zugfestigkeit nach DIN 53 479 (N/mm2) | 2,5 |
Dehnung nach DIN 53 504 (%) | 150 |
Weiterreißfestigkeit nach DIN 53 515 (N/mm2) | 6,5 |
Der Polyurethanschaumstoff erfüllte die Richtlinien der Deutschen
Bundesbahn DV 899/35 im Brandfalle.
A-Komponente: Mischung aus
76,4 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
6,7 Teilen Butandiol-1,4,
0,9 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol),
16,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
13,0 Teilen Melaminborat (Handelsprodukt der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
13 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und
20,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal®OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
76,4 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
6,7 Teilen Butandiol-1,4,
0,9 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol),
16,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
13,0 Teilen Melaminborat (Handelsprodukt der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
13 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und
20,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal®OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 24 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut und niedriger Rauchgasdichte im Brandfalle umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff erfüllte die Richtlinien der Deutschen
Bundesbahn DV 899/35 im Brandfalle.
A-Komponente: Mischung aus
60,0 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols, mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
13,5 Teilen eines mit Trimethylolpropan gestarteten Pfropf-polyoxy propylen (84 Gew.-%)-polyoxyethylen(16 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 6000, und einem Pfropfpolymergehalt von 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt unter Verwendung einer Acryl nitril-Styrol-Mischung zur Pfropfung,
7,0 Teilen Butandiol-1,4,
1,2 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol),
0,2 Teilen Bis[β-(N,N-dimethylamino)ethyl]ether,
0,1 Teilen oberflächenaktive Substanz auf Silikonbasis (Tegostab®2219 der Goldschmidt AG, Essen),
2,0 Teilen Zeolith Paste,
16,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
11,0 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
11 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und
13,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim) mit einem Polyoxypropylenglykol vom Molekulargewicht 400.
60,0 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols, mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
13,5 Teilen eines mit Trimethylolpropan gestarteten Pfropf-polyoxy propylen (84 Gew.-%)-polyoxyethylen(16 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 6000, und einem Pfropfpolymergehalt von 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt unter Verwendung einer Acryl nitril-Styrol-Mischung zur Pfropfung,
7,0 Teilen Butandiol-1,4,
1,2 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol),
0,2 Teilen Bis[β-(N,N-dimethylamino)ethyl]ether,
0,1 Teilen oberflächenaktive Substanz auf Silikonbasis (Tegostab®2219 der Goldschmidt AG, Essen),
2,0 Teilen Zeolith Paste,
16,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
11,0 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
11 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und
13,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim) mit einem Polyoxypropylenglykol vom Molekulargewicht 400.
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 30 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut und niedriger Rauchgasdichte umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Integral-Polyurethanschaum
stoffs entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen Produkt.
Der Polyurethanschaumstoff erfüllte die Richtlinien der Deutschen
Bundesbahn DV 899/35 im Brandfalle.
A-Komponente: Mischung aus
51,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
7,5 Teilen Butandiol 1.4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
20,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassman GmbH & Co, Hamburg),
10,0 Teilen Ammoniumpolyphosphat, (Exolit®422 der Fa. Hoechst AG, Hürth), und
13,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
51,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
7,5 Teilen Butandiol 1.4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
20,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassman GmbH & Co, Hamburg),
10,0 Teilen Ammoniumpolyphosphat, (Exolit®422 der Fa. Hoechst AG, Hürth), und
13,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 26 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut und niedriger Rauchgasdichte umgesetzt.
Die mechanische Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff entsprach den Richtlinien DV 899/35
der Deutschen Bundesbahn im Brandfalle.
A-Komponente: Mischung aus
51,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
7,5 Teilen Butandiol 1.4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan und
50,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg).B-Komponente: analog Beispiel 1
51,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
7,5 Teilen Butandiol 1.4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan und
50,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg).B-Komponente: analog Beispiel 1
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 25 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff erfüllte jedoch hinsichtlich des
Brandverhaltens nicht die Richtlinien der Deutschen Bundesbahn DV 899/35,
da u. a. eine abtropfende Schmelze gebildet wurde.
A-Komponente: Mischung aus
51,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
7,5 Teilen Butandiol 1.4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan
25,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg) und
15,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
51,2 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
7,5 Teilen Butandiol 1.4,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan
25,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg) und
15,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 27 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff erfüllte jedoch hinsichtlich des
Brandverhaltens nicht die Richtlinien der Deutschen Bundesbahn DV 899/35,
da u. a. eine abtropfende Schmelze gebildet wurde.
A-Komponente: Mischung aus
34,0 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
19,5 Teilen eines mit Trimethylolpropan gestarteten Pfropf-polyoxy propylen (84 Gew.-%)-polyoxyethylen-(16 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 6000, und einem Pfropfpolymergehalt von 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt unter Verwendung einer Acryl nitril-Styrol-Mischung zur Pfropfung,
7,0 Teilen Butandiol 1,4,
1,2 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
0,2 Teilen Bis[β-(N,N-dimethylamino)ethyl]ether,
0,1 Teilen Oberflächenaktive Substanz auf Silikonbasis (Tegostab® 2219 der Goldschmidt AG, Essen),
2,0 Teilen Zeolith Paste,
16,0 Teilen Monofluortrichchlormethan,
11,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg),
11,0 Teilen Dimelaminphosphat (der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg) und
13.0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
34,0 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen (86 Gew.-%)- polyoxyethylen(14 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-glykols mit einem Molekulargewicht von 3900,
19,5 Teilen eines mit Trimethylolpropan gestarteten Pfropf-polyoxy propylen (84 Gew.-%)-polyoxyethylen-(16 Gew.-%)-polyols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 6000, und einem Pfropfpolymergehalt von 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt unter Verwendung einer Acryl nitril-Styrol-Mischung zur Pfropfung,
7,0 Teilen Butandiol 1,4,
1,2 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1.4-Butandiol),
0,2 Teilen Bis[β-(N,N-dimethylamino)ethyl]ether,
0,1 Teilen Oberflächenaktive Substanz auf Silikonbasis (Tegostab® 2219 der Goldschmidt AG, Essen),
2,0 Teilen Zeolith Paste,
16,0 Teilen Monofluortrichchlormethan,
11,0 Teilen Melamincyanurat, (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg),
11,0 Teilen Dimelaminphosphat (der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co, Hamburg) und
13.0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 26 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut und niedriger Rauchgasdichte umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff entsprach den Richtlinien DV 899/35
der Deutschen Bundesbahn im Brandfalle.
A-Komponente: Mischung aus
53,7 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen(86 Gew.-%)- polyoxyethylen (14 Gew.-%)-polyols, mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 390,
5,0 Teilen Ethylenglykol,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
20,0 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
10,0 Teilen Ammoniumpolyphosphat (Exolit® 422 der Fa. Hoechst AG, Hürth) und
13,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
53,7 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen(86 Gew.-%)- polyoxyethylen (14 Gew.-%)-polyols, mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4800,
20,0 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen(19 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 390,
5,0 Teilen Ethylenglykol,
1,3 Teilen Triethylendiamin (25 gew.-%ig in 1,4-Butandiol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
20,0 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
10,0 Teilen Ammoniumpolyphosphat (Exolit® 422 der Fa. Hoechst AG, Hürth) und
13,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat, (Martinal® OL 111, der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: analog Beispiel 1
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 26 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut und niedriger Rauchgasdichte umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff entsprach den Richtlinien DV 899/35
der Deutschen Bundesbahn im Brandfalle.
A-Komponente: Mischung aus
50,9 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen-(86 Gew.-%)- polyoxyethylen (14 Gew.-%)-polyols, mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
22,4 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen-(19 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 390,
5,6 Teilen Ethylenglykol,
1,1 Teilen Triethylendiamin (33 gew.-%ig in Ehylenglykol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
14,0 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
13,0 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1,
17,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal® OL 111 der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: Roh-MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,3 Gew.-% und einem Gehalt an MDI-Isomeren von 40 Gew.-%.
50,9 Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen-(86 Gew.-%)- polyoxyethylen (14 Gew.-%)-polyols, mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 4800,
22,4 Teilen eines mit Dipropylen-glykol gestarteten Polyoxypropylen- (81 Gew.-%)-polyoxyethylen-(19 Gew.-%)-polyols mit einem Molekulargewicht von 390,
5,6 Teilen Ethylenglykol,
1,1 Teilen Triethylendiamin (33 gew.-%ig in Ehylenglykol),
20,0 Teilen Monofluortrichlormethan,
14,0 Teilen Melamincyanurat (DHF 100 der Fa. Nordmann, Rassmann GmbH & Co., Hamburg),
13,0 Teilen eines Gemisches aus Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 1 : 1,
17,0 Teilen Aluminiumoxidhydrat (Martinal® OL 111 der Fa. Martinswerk GmbH, Bergheim)B-Komponente: Roh-MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,3 Gew.-% und einem Gehalt an MDI-Isomeren von 40 Gew.-%.
100 Gew.-Teile der A-Komponente und 25 Gew.-Teile der B-Komponente wurden
analog den Angaben des Beispiels 1 zu einem Polyurethanschaumstoff mit
Integralhaut und niedriger Rauchgasdichte umgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs mit
Integralhaut entsprachen im wesentlichen dem nach Beispiel 1 erhaltenen
Produkt. Der Polyurethanschaumstoff entsprach den Richtlinien DV 899/35
der Deutschen Bundesbahn im Brandfalle.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffen
mit niedriger Rauchgasdichte im Brandfalle durch Umsetzung von
- a) organischen und/oder modifizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Polyolen und gegebenenfalls
- c) Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln
- a) mindestens eines Flammschutzmittels,
- b) mindestens eines Treibmittels und
- c) mindestens eines Katalysators sowie gegebenenfalls
- d) Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen,
- 1. Melamincyanurat,
- 2. Aluminiumoxidhydrat,
- 3. mindestens eine flammhemmende, halogenfreie Phosphorverbindung und
- 4. gegebenenfalls andere flammhemmende, halogenfreie Verbindungen.
2. Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethan-Integral
schaumstoffen mit niedriger Rauchgasdichte im Brandfalle nach der
Hoch- oder Niederdruckschäumtechnik in einem bereits vor dem Ein
bringen der Reaktionsmischung geschlossenen oder beim Einbringen der
Reaktionsmischung offenen und danach geschlossenen Formwerkzeug durch
Umsetzung von
- a) organischen und/oder modifizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Polyolen und gegebenenfalls
- c) Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln
- a) mindestens eines Flammschutzmittels,
- b) mindestens eines Treibmittels und
- c) mindestens eines Katalysators sowie gegebenenfalls
- d) Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen,
- 1. Melamincyanurat,
- 2. Aluminiumoxidhydrat,
- 3. mindestens eine flammhemmende, halogenfreie Phosphorverbindung und
- 4. gegebenenfalls andere flammhemmende, halogenfreie Verbindungen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Flammschutzmittel (d) Mischungen verwendet, die enthalten
- 1. 5 bis 60 Gew.-Teile Melamincyanurat,
- 2. 5 bis 40 Gew.-Teile Aluminiumoxidhydrat,
- 3. 3 bis 50 Gew.-Teile mindestens einer flammhemmenden, halogen freien Phosphorverbindung und
- 4. 0 bis 35 Gew.-Teile mindestens einer anderen flammhemmenden, halogenfreien Verbindung,
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die flammhemmenden, halogenfreien Phosphorverbindungen (d3)
ausgewählt sind aus der Gruppe Trikresylphosphat, der Melamin
phosphate, der Aluminiumphosphate, der Ammoniumphosphate und der
Ammoniumpolyphosphate.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Flammschutzmittel (d) Mischungen verwendet, die bestehen
aus
- 1. 5 bis 60 Gew.-Teilen Melamincyanurat,
- 2. 5 bis 40 Gew.-Teilen Aluminiumoxidhydrat und
- 3. 3 bis 50 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Flammschutzmittel (d) Mischungen verwendet, die bestehen
aus
- 1. 5 bis 60 Gew.-Teilen Melamincyanurat,
- 2. 5 bis 40 Gew.-Teilen Aluminiumoxidhydrat,
- 3. 3 bis 50 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat und/oder Dimelaminphosphat und
- 4. 5 bis 25 Gew.-Teilen Melaminborat und/oder Blähgraphit
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man als halogenfreie Phosphorverbindung (d3) ein modifiziertes
Ammoniumphosphat mit der allgemeinen Formel
H(n-m)+2(NH4)mPnO3n+1
verwendet, in der n eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von etwa 20 bis 800 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt und das modifizierte Ammoniumpolyphosphat besteht aus
etwa 80 bis 99,5 Masse % Ammoniumpolyphosphat und
etwa 0,5 bis 20 Masse % eines gehärteten Epoxidharzes mit einem Epoxid-Äquivalentgewicht von etwa 170 bis etwa 220,
das die einzelnen Ammoniumpolyphosphatteilchen umhüllt.
H(n-m)+2(NH4)mPnO3n+1
verwendet, in der n eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von etwa 20 bis 800 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt und das modifizierte Ammoniumpolyphosphat besteht aus
etwa 80 bis 99,5 Masse % Ammoniumpolyphosphat und
etwa 0,5 bis 20 Masse % eines gehärteten Epoxidharzes mit einem Epoxid-Äquivalentgewicht von etwa 170 bis etwa 220,
das die einzelnen Ammoniumpolyphosphatteilchen umhüllt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß man als organische und/oder modifizierte organische Polyiso
cyanate (a) verwendet:
Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diisocyanaten, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenylen-polymethylen-poly isocyanaten mit einem Gehalt an Diphenylmethan-diisocyanaten von min destens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diisocyanat und Gemischen aus 2,4- und 2,6- Toluylen-diisocyanat, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten und Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanaten, Urethangruppen enthaltende Polyisocyanat mischungen mit einem NCO-Gehalt von 28 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht auf der Grundlage von Diphenylmethan-diisocyanaten oder Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-poly methylen-polyisocyanaten.
Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diisocyanaten, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenylen-polymethylen-poly isocyanaten mit einem Gehalt an Diphenylmethan-diisocyanaten von min destens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diisocyanat und Gemischen aus 2,4- und 2,6- Toluylen-diisocyanat, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten und Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanaten, Urethangruppen enthaltende Polyisocyanat mischungen mit einem NCO-Gehalt von 28 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht auf der Grundlage von Diphenylmethan-diisocyanaten oder Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-poly methylen-polyisocyanaten.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß man als höhermolekulare Polyole (b) Polyether-polyole mit einer
durchschnittlichen Funktionalität von 1,8 bis 3 und einem durch
schnittlichen Molekulargewicht von 3600 bis 6500 verwendet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man als höhermolekulare Polyole (b) Mischungen verwendet aus
- 1. höhermolekularen Polyether-polyolen mit einer Funktionalität von durchschnittlich 1,8 bis 3 und
- 2. höhermolekularen polymermodifizierten Polyether-polyolen mit einer Funktionalität von durchschnittlich 1,8 bis 3, ausgewählt aus der Gruppe der Pfropfpolyether-polyole, der Polyharnstoff-, Polyhydrazid- und/oder tert. Aminogruppen gebunden enthaltenden Polyurethan-Poly ether-polyoldispersionen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß man als höhermolekulare Polyole (b) Mischungen verwendet, die
enthalten
- 1. mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung (b), mindestens eines Polyether-polyols mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 1, 8 bis 3 und einem durchschnittlichen Molekular gewicht von 3600 bis 6500 und
- 2. weniger als 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung (b), mindestens eines polymermodifizierten Polyether-polyols mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 1, 8 bis 3 und einem durch schnittlichen Molekulargewicht von 3600 bis 6500, ausgewählt aus der Gruppe der Pfropfpolyether-polyole, der Polyharnstoff-, Polyhydrazid- und tert. Aminogruppen gebunden enthaltenden Polyurethan-Polyether polyoldispersionen sowie Mischungen davon.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Katalysator (f) verwendet eine Katalysatorkombination, die
als wesentliche Komponenten enthält: Triethylendiamin, Bis-(dimethyl
aminoethyl)ether, 2-(Dimethylaminoethoxy)ethanol, Dibutylzinndilaurat
und Dibutyldilaurylzinnmercaptid.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzung in einem geschlossenen Formwerkzeug unter Ver
dichtung mit einem Verdichtungsgrad von 1,1 bis 10 durchgeführt wird.
14. Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethan-integralform
schaumstoffen mit niedriger Rauchgasdichte nach einem der Ansprüche 2
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Gesamtdichte von 200
bis 900 g/Liter besitzen.
15. Verwendung von niedrigviskosen Melamincyanurat und Aluminiumoxidhydrat haltigen
Polyether-polyoldispersionen, bestehend aus
einem Flammschutzmittelgemisch mit einer Teilchengröße von
durchschnittlich 0,5 bis 100 µm, das seinerseits besteht aus
- 1. 6,0 bis 40 Gew.-Teilen Melamincyanurat,
- 2. 15 bis 35 Gew.-Teilen Aluminiumoxidhydrat und
- 3. 6,0 bis 28 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat und/oder Dimelaminphosphat
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4005373A DE4005373C2 (de) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffen mit einer gegebenenfalls im wesentlichen zellfreien Randzone und niedrigviskose Flammschutzmittelgemisch-Polyether-polyoldispersionen hierfür |
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Publication number | Publication date |
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DE4005373A1 (de) | 1991-08-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ELASTOGRAN GMBH, 2844 LEMFOERDE, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |