DE4012005A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus polyurethanschaumstoffen und die nach diesem verfahren erhaltenen formkoerper - Google Patents
Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus polyurethanschaumstoffen und die nach diesem verfahren erhaltenen formkoerperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstel
lung von Formkörpern aus Polyurethanschaumstoffen mit
kompakter Oberfläche, bei welchem als Treibmittel
kristallwasserhaltige Salze eingesetzt werden, und die
so erhaltenen Formkörper.
Die Herstellung von Formkörpern aus Polyurethanschaum
stoffen mit kompakter Oberfläche durch Formverschäumung
ist grundsätzlich bekannt (z. B. DE-AS 11 96 864). Sie
erfolgt durch Formverschäumung eines reaktions- und
schaumfähigen Gemischs aus organischen Polyisocyanaten,
Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktions
fähigen Gruppen und den üblichen Hilfs- und Zusatz
mitteln, wobei man in die Form eine größere Menge an
reaktionsfähigem Gemisch einträgt, als zum Ausfüllen des
Formvolumens durch freie Verschäumungen erforderlich
wäre. Durch geeignete Wahl der Ausgangskomponenten,
insbesondere durch geeignete Wahl ihres Molekularge
wichts und ihrer Funktionalität ist es dabei möglich,
sowohl weiche als auch halbharte als auch harte Form
körper herzustellen. Die dichte Außenhaut wird hierbei
dadurch erreicht, daß man einerseits in die Form eine
größere Menge an schaumfähigem Gemisch einträgt, als zum
Ausfüllen des Formvolumens durch freie Verschäumung er
forderlich wäre und andererseits als Treibmittel Fluor
chlorkohlenwasserstoffe verwendet, die an der Forminnen
wand unter den vorherrschenden Temperatur- und Druck
bedingungen kondensieren, so daß die Treibreaktion an
der Forminnenwand zum Stillstand kommt und eine kompakte
Außenhaut entsteht.
Neben den genannten physikalischen Treibmitteln wird in
der technischen Polyurethanchemie auch Wasser als
chemisches Treibmittel in Form des durch Reaktion
zwischen Wasser und Isocyanaten entstehenden Kohlen
dioxids verwendet. Mit diesem chemischen Treibmittel
lassen sich zwar freigeschäumte Polyurethanschaumstoffe
von ausgezeichneter Qualität herstellen, nicht jedoch
qualitativ hochwertige Schaumstoff-Formkörper mit kom
pakter Oberfläche (Integralschaumstoffe). Dies liegt
daran, daß das Kohlendioxid unter den üblichen Be
dingungen an der Forminnenwand nicht kondensiert und
somit die Treibwirkung in der Randzone nicht gebremst
wird.
Grundsätzlich mit dem gleichen Problem behaftet und
daher zur Herstellung von hochwertigen Integralschaum
stoffen ungeeignet sind andere chemische oder physika
lische Treibmittel, wie beispielsweise stickstoffab
spaltende Treibmittel wie Azo-dicarbonamid, Azo-bis-iso
butyronitril, kohlendioxidabspaltende Treibmittel wie
Pyrokohlensäureester und -anhydride (US-PS 40 70 310)
oder in den Reaktionskomponenten, insbesondere der Kom
ponente mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen
Gruppen gelöste Treibmittel wie beispielsweise Luft.
Wie jetzt überraschend gefunden wurde, gelingt es je
doch, qualitativ hochwertige Formkörper aus Polyurethan
schaumstoffen mit kompakter Oberfläche aus den üblichen
Ausgangsmaterialien unter Verwendung von anorganischen
oder organischen Salzen mit Kristallwasser herzustellen,
wobei die Treibwirkung auf der thermisch gesteuerten und
verzögerten Wasserabspaltung und anschließenden Reaktion
zwischen Isocyanat und Wasser beruht, bei der Kohlen
dioxid freigesetzt wird.
Der Einsatz von kristallwasserhaltigen Verbindungen in
Polyurethansystemen ist zwar prinzipiell beschrieben,
die in den einschlägigen Veröffentlichungen vermittelte
Lehre ist jedoch nicht dazu geeignet, die Verwendung von
kristallwasserhaltigen Verbindungen als Treibmittel bei
der Herstellung von Formschaumstoffen mit kompakter
Oberfläche nahezulegen. So werden z. B. gemäß GB-PS
11 47 695 kristallwasserhaltige Salze zur Herstellung
von nicht geschäumten Polyurethanpolymeren verwendet,
während die DE-OS 18 06 404 die Verwendung von kristall
wasserhaltigen Salzen zur Herstellung von Schaumstof
formkörpern mit besonders gleichförmigen und gleich
mäßigen Eigenschaften beschreibt, also genau das Gegen
teil des erfindungsgemäß angestrebten Effekts einer
ungleichmäßigen Struktur, bestehend aus einem ge
schäumten Kern und einer kompakten Randzone. Die DE-OS
26 51 400 beschreibt schließlich die Verwendung von
kristallwasserhaltigen Verbindungen in Einkomponenten
systemen, ohne jeden Bezug auf die Herstellung von
Integralschaumstoffen der Art der erfindungsgemäßen
Verfahrensprodukte.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel
lung von Formkörpern einer Rohdichte von mindestens
120 kg/m3 aus Polyurethanschaumstoffen mit einer
kompakten Oberfläche durch Formverschäumung eines Reak
tionsgemischs aus
- a) einer Polyisocyanatkomponente, bestehend aus min destens einem aromatischen Polyisocyanat,
- b) einer Reaktivkomponente, bestehend aus mindestens einer organischen Verbindung mit mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen,
- c) Treibmitteln und gegebenenfalls
- d) weiteren Hilfs- und Zusatzmitteln
unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von <100 bis
1500, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel
c) kristallwasserhaltige Salze, gegebenenfalls neben
weiteren chemischen oder physikalischen Treibmitteln,
verwendet.
Gegenstand der Erfindung sind auch die nach diesem Ver
fahren erhaltenen Formkörper.
Im Rahmen der Erfindung sind unter "Polyurethanschaum
stoffen" nicht nur die bekannten, schaumförmigen,
Urethangruppen aufweisenden Umsetzungsprodukte aus
Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen sondern
vielmehr auch andere Schaumstoffe auf Polyisocyanat-
Basis wie beispielsweise Isocyanurat-modifizierte Poly
urethanschaumstoffe und auch Urethangruppen-freie Poly
harnstoffschaumstoffe zu verstehen, wie sie aus organi
schen Polyisocyanaten und organischen Polyaminen erhal
ten werden können. Vorzugsweise handelt es sich jedoch
bei den erfindungsgemäßen Verfahrensprodukten um echte,
d. h. Urethangruppen aufweisende, gegebenenfalls Iso
cyanurat-modifizierte Polyurethane.
Als Polyisocyanat-Komponente a) kommen beliebige aroma
tische Polyisocyanate mit einem NCO-Gehalt von min
destens 20 Gew.-% in Betracht. Beispiele hierfür sind
2,4-Diisocyanatotoluol, dessen technischen Gemische mit
2,6-Diisocyanatotoluol oder, bevorzugt, die bekannten
Polyisocyanate oder Polyisocyanatgemische der Diphenyl
methanreihe wie sie beispielsweise durch Phosgenierung
von Anilin/Formaldehyd-Kondensaten und gegebenenfalls
destillative Aufarbeitung der Phosgenierungsprodukte zu
gänglich sind. Diese für das erfindungsgemäße Verfahren
besonders gut geeigneten Polyisocyanate oder Polyiso
cyanatgemische weisen im allgemeinen einen Gehalt an Di
socyanatodiphenylmethan-Isomeren von 50 bis 100 Gew.-%
auf und bestehen im wesentlichen zum Rest aus höherfunk
tionellen Homologen dieser Diisocyanate. Die in diesen
Gemischen vorliegenden Diisocyanate bestehen im wesent
lichen aus 4,4′-Diisocyanatodiphenylmethan in Abmischung
mit bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der
Diisocyanate, an 2,4′-Diisocyanatodiphenylmethan und
gegebenenfalls geringen Mengen an 2,2′-Diisocyanato
diphenylmethan. Auch Urethan-, Carbodiimid- oder
Allophanat-modifizierte Derivate dieser Polyisocyanate
können als Polyisocyanatkomponente a) eingesetzt
werden.
Bei der Reaktivkomponente b) handelt es sich um minde
stens eine organische Verbindung mit mindestens zwei
gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen. Im
allgemeinen handelt es sich um Gemische von mehreren
derartigen Verbindungen. Vorzugsweise handelt es sich
bei den einzelnen Verbindungen der Komponente b) um die
aus der Polyurethanchemie an sich bekannten organischen
Polyhydroxylverbindungen.
In Betracht kommen insbesondere die an sich bekannten
Polyhydroxypolyether des Molekulargewichtsbereichs 400
bis 10 000, vorzugsweise 1500 bis 6000, die pro Molekül
mindestens 2, vorzugsweise 2 bis 6 Hydroxylgruppen der
genannten Art aufweisen. Derartige Polyhydroxypolyether
werden in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung
von geeigneten Startermolekülen erhalten. Geeignete
Startermoleküle sind beispielsweise Wasser, Propylen
glykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Sorbit, Rohrzucker,
Aminoalkohole wie Ethanolamin oder Diethanolamin oder
aliphatische Amine wie n-Hexylamin oder 1,6-Diaminohexan
bzw. beliebige Gemische derartiger Startermoleküle. Ge
eignete Alkoxylierungsmittel sind insbesondere Propylen
oxid und gegebenenfalls Ethylenoxid, welches im Gemisch
mit Propylenoxid oder auch separat in getrennten Reak
tionsschritten während der Alkoxylierungsreaktion zur
Anwendung gelangen kann.
Auch die an sich bekannten Modifizierungsprodukte der
artiger Polyetherpolyole, d. h. die bekannten Pfropfpoly
ether auf Basis der beispielhaft genannten einfachen
Polyetherpolyole bzw. die bekannten Polyadditionspro
dukte als Füllstoffe enthaltende Polyetherpolyole, bei
spielsweise Polyhydrazocarbonamide als disperse Füll
stoffe enthaltende Polyetherpolyole sind geeignet.
Auch die üblichen Polyesterpolyole des Molekularge
wichtsbereichs 400 bis 10 000, vorzugsweise 1500 bis
4000, die pro Molekül mindestens zwei, vorzugsweise 2
bis 6 Hydroxylgruppen aufweisen, sind als Komponente b)
bzw. als Teil der Komponente b) geeignet. Geeignete
Polyesterpolyole sind die an sich bekannten Umsetzungs
produkte von überschüssigen Mengen an mehrwertigen
Alkoholen der als Startermoleküle bereits beispielhaft
genannten Art mit mehrbasischen Säuren wie beispiels
weise Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Tetra
hydrophthalsäure oder beliebigen Gemischen derartiger
Säuren.
Auch niedermolekulare Polyhydroxylverbindungen, d. h.
solche eines Molekulargewichtsbereichs von 62 bis 399
sind als Komponente b) bzw. als Teil der Komponente b)
geeignet. Hierzu gehören die aus der Polyurethanchemie
an sich bekannten niedermolekularen, Hydroxylgruppen
aufweisenden Kettenverlängerungsmittel bzw. Vernetzer
wie Alkanpolyole der bereits oben als Startermoleküle
beispielhaft genannten Art oder auch niedermolekulare
Polyetherpolyole, wie sie durch Alkoxylierung dieser
Startermoleküle zugänglich sind.
Die Komponente b) besteht, wie bereits ausgeführt, vor
zugsweise aus organischen Polyhydroxylverbindungen bzw.
aus Gemischen organischer Polyhydroxylverbindungen der
beispielhaft genannten Art, wobei als Komponente b)
sowohl Gemische der beispielhaft genannten höhermole
kularen Polyhydroxylverbindungen mit den beispielhaft
genannten niedermolekularen Polyhydroxylverbindungen als
auch niedermolekulare Polyhydroxylverbindungen der bei
spielhaft genannten Art allein in Betracht kommen.
Die Reaktivkomponente b) kann, zumindest zum Teil, auch
aus Aminogruppen aufweisenden Verbindungen bestehen.
Hierzu gehören sowohl Aminopolyether des Molekularge
wichtsbereichs 400 bis 12 000, vorzugsweise 2000 bis
8000 mit mindestens zwei aliphatisch und/oder aroma
tisch gebundenen primären und/oder sekundären, vorzugs
weise primären Aminogruppen als auch niedermolekulare
Polyamine des Molekulargewichtsbereichs 60 bis 399.
Zu den Aminopolyethern gehören solche der in EP-B
00 81 701, US-PS 36 54 370, US-PS 31 55 728, US-PS
32 36 895, US-PS 38 08 250, US-PS 39 75 428, US-PS
40 16 143, US-PS 38 65 791 oder DE-OS 29 48 491 ge
nannten Art. Zu den niedermolekularen Polyaminen gehören
beispielsweise aliphatische Polyamine wie Ethylendiamin,
1,6-Diaminohexan oder vorzugsweise aromatische Poly
amine, insbesondere alkylsubstituierte Phenylendiamine
wie 1-Methyl-3,5-diethyl-2,4-diaminobenzol, 1-Methyl
3,5-diethyl-2,6-diaminobenzol, 4,6-Dimethyl-2-ethyl-1,3-
diaminobenzol, 3,5,3′,5′-Tetraethyl-4,4′-diaminodi
phenylmethan, 3,5,3′,5′-Tetraisopropyl-4,4′-diamino
diphenylmethan, 3,5-Diethyl-3′,5′-diisopropyl-4,4′-
diaminodiphenylmethan oder beliebige Gemische derartiger
Verbindungen.
Als Treibmittel c) werden erfindungsgemäß kristall
wasserhaltige Salze, gegebenenfalls zusammen mit anderen
an sich bekannten chemischen oder physikalischen Treib
mitteln eingesetzt.
Der Begriff "kristallwasserhaltige Salze" soll im Rahmen
der vorliegenden Erfindung auch Oxidhydrate oder Hy
droxide von Schwermetallen umfassen. Als Treibmittel c)
geeignete Salze sind insbesondere kristallwasserhaltige
Salze, die in Wasser bei 20°C eine unter 5 g/l liegende
Löslichkeit aufweisen. Derartige Salze weisen im allge
meinen auch in den eingesetzten Polyolabmischungen die
erforderliche geringe Löslichkeit auf. Bevorzugt werden
Salze, die nur wenig hygroskopisch sind und sich ohne
Probleme in eine für die Verarbeitung vorzuziehende
feine Pulverform mahlen lassen. Vorzugsweise werden die
Salze in Form von Pulvern eingesetzt, die zumindest zu
70% ein Sieb mit der Maschenweite 100 µm passieren.
In Betracht kommen Oxidhydrate oder Hydroxide von
Aluminium, Barium, Calcium, Eisen, Kupfer, Magnesium,
kristallwasserhaltige Salze von anorganischen oder orga
nischen Säuren wie Kohlensäure, Salzsäure, Schwefel
säure, Flußsäure, Borsäure, Oxalsäure, Ameisensäure,
Essigsäure, Milchsäure, Benzoesäure mit Metallen wie
Aluminium, Barium, Calcium, Chrom, Eisen, Kalium,
Kupfer, Magnesium, Mangan, Natrium, Zink, Zinn, Zirko
nium wie z. B. AlKSO₄ × 12 H₂O, Ba(OH)₂ × 8 H₂O, BaC₂O₄ × 2 H₂O,
CaC₄H₄O₆ × 4 H₂O, CaC₂O₄ × H₂O, CaSO₄ × 2 H₂O, CeSO₄ × 4 H₂O,
Ce(C₂O₄)₃ × 10 H₂O, CuSO₄ × 5 H₂O, Na₂B₄O₇ × 10 H₂O,
NH₄MgAsO₄ × 6 H₂O, MgCO₃ × 3 H₂O, KHCO₃ × MgCO₃ × 4 H₂O,
Al₂O₃ × 2 SiO₂ × 2 H₂O, 4 MgCO₄ × Mg(OH)₂ × 4 H₂O.
Besonders bevorzugt werden jedoch kristallwasserhaltige
Salze der Phosphorsäure, Diphosphorsäure und von polymeren
Phosphorsäuren eingesetzt, wie z. B. Mg₃(PO₄)₂ × 8 H₂O,
AlPO₄ × 3 H₂O, CaHPO₄ × 2 H₂O, Ca(H₂PO₄)₂ × H₂O, Mg₃(PO₄)₂ × 8 H₂O,
Cu₂P₂O₇ × 3 H₂O, FePO₄ × 2 H₂O, Na₂HPO₄ × 12 H₂O, Na₂HPO₄ × 2 H₂O,
Na₂H₂P₂O₆ × 6 H₂O, Na₃PO₄ × 12 H₂O, Mg(H₂PO₄)₂ × 4 H₂O,
MgHPO₄ × 2 H₂O und insbesondere MgNH₄PO₄ × 6 H₂O. Das letzt
genannte Magnesiumammoniumphosphat mit 6 Mol Kristallwasser
ist besonders bevorzugt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
können die beispielhaft genannten erfindungswesentlichen
kristallwasserhaltigen Salze auch in Kombination mit
untergeordneten Mengen an anderen, an sich bekannten
chemischen oder physikalischen Treibmitteln verwendet
werden. Hierzu gehören Wasser, in den Ausgangskomponen
ten physikalisch gelöste Gase wie Luft, Kohlendioxid
oder Stickstoff, Pyrokohlensäureester, stickstoffab
spaltende Verbindungen, flüchtige Kohlenwasserstoffe
oder Halogenkohlenwasserstoffe. Die Mitverwendung von
derartigen weiteren Treibmitteln ist jedoch, von der
oftmals nicht zu vermeidenden Mitverwendung von Wasser
und eingerührter Luft abgesehen, nicht bevorzugt. Diese
anderen Treibmittel machen im allgemeinen, falls sie
überhaupt anwesend sind, maximal 50, vorzugsweise
maximal 25 Gew.-% aller im Reaktionsgemisch vorliegenden
Treibmittel aus.
Die Mitverwendung von Wasser, das nicht an Salze gebun
den ist, erweist sich oftmals als vorteilhaft, weil
durch eine sorgfältige Balance von gebundenem und nicht
gebundenem Wasser Fließfähigkeit und Hautausbildung
stufenlos eingestellt werden können. Die Menge des
"freien" Wassers überschreitet aber in der Regel nicht
ein Drittel der Menge des kristallin gebundenen
Wassers.
Die Gesamtmenge der eingesetzten Treibmittel richtet
sich selbstverständlich nach der jeweils angestrebten
Dichte der Formkörper. Im allgemeinen macht das Gewicht
der Komponente c) 0,1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10
Gew.-% des gesamten aus den Komponenten a), b), c) und
d) bestehenden Reaktionsgemischs aus.
Bei den gegebenenfalls mitzuverwendenden weiteren Hilfs-
und Zusatzmitteln handelt es sich beispielsweise um die
an sich bekannten, die Isocyanat-Polyadditionsreaktion
beschleunigenden Katalysatoren wie tert. Amine wie Tri
ethylendiamin, N,N-Dimethylbenzylamin oder N,N-Dimethyl
cyclohexylamin bzw. metallorganische Verbindungen, ins
besondere Zinnverbindungen wie Zinn(II)-octoat oder
Dibutylzinndilaurat. Auch Trimerisierungskatalysatoren
wie beispielsweise Alkaliacetate wie Natrium- oder
Kaliumacetat, Alkaliphenolate, wie Natriumphenolat oder
Natriumtrichlorphenolat oder 2,4,6-Tris-(dimethylamino
methyl)-phenol oder auch Bleinaphthenat, Bleibenzoat
oder Bleioctoat können erfindungsgemäß zum Einsatz
gelangen, falls an die Herstellung von Isocyanurat
gruppen aufweisenden Polyurethanschaumstoffen gedacht
ist.
Weitere, gegebenenfalls mitzuverwendende Hilfs- und
Zusatzstoffe d) sind beispielsweise die an sich be
kannten Schaumstabilisatoren, beispielsweise jene auf
Basis von Polyether-modifizierten Polysiloxanen.
Weitere, gegebenenfalls mitzuverwendende Hilfs- und Zu
satzmittel d) sind innere Formtrennmittel, beispiels
weise solche der in EP-B 00 81 701, US-PS 37 26 952,
GB-PS 13 65 215, US-PS 40 98 731, US-PS 40 58 492, DE-OS
23 19 648, US-PS 40 33 912, US-PS 40 24 090, DE-OS
24 27 273 oder US-PS 40 98 731 beschriebenen Art.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
im allgemeinen so vorgegangen, daß die Ausgangskompo
nenten b) bis d) vorab miteinander vermischt und an
schließend mit der Polyisocyanatkomponente a) vereinigt
werden. Die letztgenannte Durchmischung erfolgt bei
spielsweise unter Verwendung von Rührwerksmischern oder
vorzugsweise unter Verwendung der üblichen Hochdruck-
Mischaggregate, wie sie üblicherweise zur Herstellung
von Polyurethanschaumstoffen verwendet werden. Unmittel
bar nach der Herstellung des Reaktionsgemisches erfolgt
die Befüllung der Form, wobei die üblichen geschlossenen
Formwerkzeuge verwendet werden, und wobei die Menge des
in die Form eingetragenen Reaktionsgemisches der ange
strebten Rohdichte der Formkörper angepaßt wird. Die
Menge des Reaktionsgemischs wird zwecks Gewährleistung
der angestrebten kompakten Randzone so gewählt, daß sie
frei verschäumt mindestens das 1,5fache des Form
volumens ausfüllen würde. Neben diesem Einstufen-Ver
fahren kann das erfindungsgemäße Verfahren auch nach dem
Semipräpolymerprinzip durchgeführt werden. Hierbei wird
die Gesamtmenge der Polyisocyanatkomponente a) mit einem
Teil der Komponente b), beispielsweise unter Einhaltung
eines NCO/OH-Äquivalentverhältnisses von mindestens 3 : 1,
vorzugsweise mindestens 8 : 1 zu einem NCO-Semipräpoly
meren umgesetzt, welches anschließend mit einem Gemisch
der verbleibenden Komponenten b) bis d) zur Reaktion
gebracht wird. Dabei können selbstverständlich zur Her
stellung der NCO-Semipräpolymeren Polyhydroxylverbin
dungen b) eingesetzt werden, die von den Polyhydroxyl
verbindungen b), die anschließend mit den NCO-Semiprä
polymeren abgemischt werden, verschieden sind.
Bei allen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Mengenverhältnisse der Einzelkomponenten so
gewählt, daß eine Isocyanatkennzahl von <100 bis 1500,
vorzugsweise 110 bis 150 vorliegt. Unter "Isocyanat
kennzahl" ist hierbei der Quotient der Anzahl der Iso
cyanatgruppen geteilt durch die Anzahl der gegenüber
Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen multipliziert
mit 100 zu verstehen. Wesentlich über 100 liegende Iso
cyanatkennzahlen kommen dann in Betracht, wenn unter
gleichzeitiger Mitverwendung von Trimerisierungskataly
satoren die Herstellung von Isocyanurat-modifizierten
Polyurethanschaumstoffen angestrebt wird. Das in den er
findungswesentlichen kristallwasserhaltigen Salzen vor
liegende Wasser wird nicht in die Berechnung der
Isocyanatkennzahl einbezogen, so daß auf jeden Fall
sichergestellt ist, daß nach vollständiger Umsetzung
aller organischer, gegenüber Isocyanatgruppen reaktions
fähiger Gruppen noch weitere Isocyanatgruppen für die
Isocyanat-Wasser-Reaktion zur Verfügung stehen.
Die Rohdichte der Formkörper liegt bei mindestens 120,
vorzugsweise bei 180 bis 800 kg/m3.
Im allgemeinen beträgt die Temperatur der zur Anwendung
gelangenden Formwerkzeuge mindestens 30°C, vorzugsweise
mindestens 50°C. Die Innenwände der Werkzeuge können er
forderlichenfalls vor der Befüllung mit an sich be
kannten äußeren Formtrennmitteln beschichtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet auch ohne Mit
verwendung der bislang stets eingesetzten Fluorchlor
kohlenwasserstoffe die Herstellung von hochwertigen
Polyurethanschaumstoff-Formteilen einer kompakten,
blasenfreien Oberfläche. Das erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich insbesondere zur Herstellung von halbharten
bis harten Integralschaumstoffen mit einer kompakten
Oberfläche, wie sie in der Automobil- und Möbelindustrie
in großem Umfang zum Einsatz gelangen.
Komponente a):
Polyisocyanatgemisch der Diphenylmethanreihe mit einem NCO-Gehalt von 31 Gew.-% und einem Gehalt an isomeren Diisocyanatodiphenylmethanen von 60 Gew.-%, davon 55 Gew.-% 4,4′- und ca. 5 Gew.-% 2,4′-Diisocyanatodiphenyl methan.
Polyisocyanatgemisch der Diphenylmethanreihe mit einem NCO-Gehalt von 31 Gew.-% und einem Gehalt an isomeren Diisocyanatodiphenylmethanen von 60 Gew.-%, davon 55 Gew.-% 4,4′- und ca. 5 Gew.-% 2,4′-Diisocyanatodiphenyl methan.
Polyolkomponente b1):
Propoxylierungsprodukt von Trimethylolpropan der OH-Zahl 860.
Propoxylierungsprodukt von Trimethylolpropan der OH-Zahl 860.
Polyolkomponente b2):
Propoxylierungsprodukt von Trimethylolpropan der OH-Zahl 42.
Propoxylierungsprodukt von Trimethylolpropan der OH-Zahl 42.
Zusatzmittel d1 (Stabilisator):
Handelsübliches Polyethersiloxan (®Tegostab OS 50, Hersteller: Goldschmidt AG, 4300 Essen 1).
Handelsübliches Polyethersiloxan (®Tegostab OS 50, Hersteller: Goldschmidt AG, 4300 Essen 1).
Zusatzmittel d2 (Katalysator):
N,N-Dimethylcyclohexylamin.
N,N-Dimethylcyclohexylamin.
Die in Tabelle 1 angegebenen Polyolmischungen werden mit
der ebenfalls in Tabelle 1 angegebenen Menge der Poly
isocyanatkomponente a) verarbeitet.
Unter Verwendung der in Tabelle 1 mitgeteilten Rezep
turen wurden plattenförmige Schaumstoff-Formkörper der
Rohdichte 200 bis 600 kg/m3 hergestellt (vgl. Tabelle
2). Als Formwerkzeug diente eine Plattenform der Ab
messung 10×200×200 mm, deren Innenwände mit einem
handelsüblichen äußeren Formtrennmittel auf Wachsbasis
(®Acmosil 180, Hersteller; Acmos, D-2800 Bremen 1) be
schichtet worden waren. Vor der Verarbeitung wurden die
Polyolmischungen durch kurzzeitiges hochtouriges Rühren
(5 Minuten, 1000 UpM, Propellerrührer) mit 10 Vol-%,
bezogen auf Atmosphärendruck, feindisperser Luft be
laden.
Die Herstellung der Reaktionsgemische aus den Polyol
mischungen und der Polyisocyanatkomponente a) erfolgte
unter Verwendung einer üblichen Rührwerksmischvorrich
tung. Die Dichte der jeweiligen Formkörper wurde durch
die Menge des jeweils in die Form eingetragenen Reak
tionsgemisches bestimmt.
1, 2 und 3 Erfindungsgemäße Beispiele unter Verwendung
von Kristallwasser-abspaltendem Salz als ver
zögert CO2 bildendem Treibmittel.
4 und 5 Vergleichsbeispiel mit Wasser als CO2 bildende
Treibmittel.
5 und 7 Vergleichsbeispiel unter Verwendung von Mono
fluortrichlormethan (®Frigen R11) als Treib
mittel (klassischer Integralschaumstoff hoher
Härte).
In der nachstehenden Tabelle 2 wird die Oberflächenhärte
Shore D für die einzelnen Schaumstoff-Formkörper mitge
teilt:
Die Oberflächenhärte der erfindungsgemäßen Beispiele 1,
2 und 3 liegen bei allen Rohdichten deutlich über den
Vergleichsbeispielen 4 und 5. Sie liegen ähnlich den
Oberflächenhärten der Wasser-frei mit Frigen R 11 als
Treibmittel hergestellten Integralschäumen 6 und 7.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern einer
Rohdichte von mindestens 120 kg/m3 aus Polyurethan
schaumstoffen mit einer kompakten Oberfläche durch
Formverschäumung eines Reaktionsgemischs aus
- a) einer Polyisocyanatkomponente, bestehend aus mindestens einem aromatischen Polyisocyanat,
- b) einer Reaktivkomponente, bestehend aus mindestens einer organischen Verbindung mit mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen,
- c) Treibmitteln
und gegebenenfalls
- d) weiteren Hilfs- und Zusatzmitteln
unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von <100
bis 1500, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Treibmittel c) kristallwasserhaltige Salze, gegebe
nenfalls neben weiteren chemischen oder physika
lischen Treibmitteln, verwendet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als kristallwasserhaltige Salze c) solche
verwendet, die bei 20°C ein Löslichkeit in Wasser
von maximal 5 g/l aufweisen.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als kristallwasserhaltiges Salz
c) Magnesiumammoniumphosphat mit 6 Mol Kristall
wassser verwendet.
4. Gemäß Anspruch 1 bis 3 erhaltene Formkörper.
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ES91105282T ES2085366T3 (es) | 1990-04-13 | 1991-04-03 | Procedimiento para la fabricacion de cuerpos de moldeo de espumas de poliuretano y los cuerpos de moldeo obtenidos por este procedimiento. |
DE59107398T DE59107398D1 (de) | 1990-04-13 | 1991-04-03 | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polyurethanschaumstoffen und die nach diesem Verfahren erhaltenen Formkörper |
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CA002040054A CA2040054A1 (en) | 1990-04-13 | 1991-04-09 | Process for the production of molded polyurethane foam articles and the molded articles obtained thereby |
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DE4012005A Withdrawn DE4012005A1 (de) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus polyurethanschaumstoffen und die nach diesem verfahren erhaltenen formkoerper |
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1990
- 1990-04-13 DE DE4012005A patent/DE4012005A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-04-12 ZA ZA912739A patent/ZA912739B/xx unknown
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ZA912739B (en) | 1992-02-26 |
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