DE4033312A1 - Verfahren zur herstellung eines flexiblen polyurethanschaums niedriger dichte - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines flexiblen polyurethanschaums niedriger dichte

Info

Publication number
DE4033312A1
DE4033312A1 DE4033312A DE4033312A DE4033312A1 DE 4033312 A1 DE4033312 A1 DE 4033312A1 DE 4033312 A DE4033312 A DE 4033312A DE 4033312 A DE4033312 A DE 4033312A DE 4033312 A1 DE4033312 A1 DE 4033312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
mixture
polyurethane foam
polyhydroxy compound
foaming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4033312A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Ishii
Tokuo Okada
Hiroya Fukuda
Takashi Ohashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Publication of DE4033312A1 publication Critical patent/DE4033312A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/02—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by the reacting monomers or modifying agents during the preparation or modification of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0008—Foam properties flexible
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/005—< 50kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums niedriger Dichte, der bevorzugt als Polstermaterial für Bettbezüge und Möbel oder als Verpackungsmaterial oder ähnliche Materialien Verwendung findet.
Auf herkömmliche Weise wird ein flexibler Polyurethanschaum niedriger Dichte durch Vermischen der Ausgangsmaterialien, wie Polyhydroxyverbindungen, Polyisocyanaten, Schäumungsmitteln und Katalysatoren, und anschließendes Rühren der Mischung zu einem Schaum und dessen Verharzen hergestellt. Bei diesem Herstellungsverfahren wird eine Polykondensationsreaktion angewandt, die eine exotherme polymere Synthesereaktion darstellt. Wird insbesondere Wasser als Schäumungsmittel verwendet, trägt die Wärme der Schäumungsreaktion zwischen dem Polyisocyanat und Wasser in hohem Maße zur Wärmeerzeugung während der Herstellung des flexiblen Polyurethanschaums bei. In diesem Fall wird die Reaktionswärme innerhalb des flexiblen Polyurethanschaums akkumuliert. Obwohl die akkumulierte Wärme an den peripheren Teilen des Polyurethanschaums mit der Zeit leicht nach außen abgestrahlt wird, wird die Wärmeakkumulierung im zentralen Teil nur wenig durch die periphere Wärmeabstrahlung beeinflußt, da der Polyurethanschaumblock größer wird und der zentrale Teil eine Maximumtemperatur (die maximale Temperatur der inneren Wärmefreisetzung des flexiblen Polyurethanschaums wird nachfolgend als Tmax bezeichnet) 15 bis 30 Minuten nach Ende der Schäumungsreaktionen erreicht.
Tmax wird im Verhältnis zur Menge des als Schäumungsmittel verwendeten Wassers erhöht und ergibt beispielsweise bei Verwendung von 5 Gew.-Teilen Wasser pro 100 Gew.-Teilen einer Polyhydroxyverbindung ein Tmax von 165 bis 170°C. Die Abstrahlung der inneren Wärme des flexiblen Polyurethanschaums wird im Maße seiner Vergrößerung verzögert, so daß die thermische Zerstörung und die oxidative Zerstörung aufgrund der hohen Temperatur im zentralen Teil des flexiblen Polyurethanschaumblocks, der auf einer hohen Temperatur für lange Zeit gehalten wird, stattfindet, was nicht nur zu einer Schaumverfärbung führt, die als innere Hitzeverfärbung bezeichnet wird und die physikalischen Eigenschaften verschlechtert, sondern im Extremfall auch zu einer spontanen Entzündung führen kann.
Ein Verfahren zur Verhinderung des inneren Verschmorens (scorching) des Polyurethanschaums und seiner spontanen Entzündung aufgrund der hohen Temperatur mittels Zugabe eines Antioxidans zu der Ausgangsmischung wurde gemäß der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 68 898/1979 vorgeschlagen. Jedoch können die vorstehend genannten Probleme mit diesem Verfahren nicht vollständig gelöst werden, da dabei nicht die innere Temperatur des Polyurethanschaums direkt gesteuert wird, insbesondere nicht die hohe innere Temperatur, die durch die Verwendung von wenigstens 5 Gew.-Teilen Wasser verursacht wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren soll die oxidative Zerstörung und die thermische Zerstörung des Polyurethanschaums bei hoher Temperatur durch Verwendung eines Antioxidans verhindert werden.
Auf der anderen Seite ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums bei niedrigerem Tmax durch Steuern seiner inneren Temperatur, bei dem weniger Wasser verwendet wird und ein leicht flüchtiges organisches Lösungsmittel, wie Monochlortrifluormethan oder Methylenchlorid als Schäumungshilfsmittel zugegeben werden. Das leicht flüchtige organische Lösungsmittel, das als Flüssigkeit in die Ausgangsmischung eingebracht wird, verdampft während des Schäumens, wodurch ein flexibler Polyurethanschaum mit niedrigerer Dichte entsteht. Bei diesem Verfahren wird aufgrund der Verdampfungswärme die innere Schaumtemperatur verringert.
Weil jedoch die Verwendung von Monochlortrifluormethan aufgrund der Zerstörung der Ozonschicht und die Verwendung organischer Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, aufgrund ihrer Toxizität eingeschränkt werden muß, besteht der Wunsch nach einem Schäumungsverfahren, das keines dieser organischen, leichtflüchtigen Lösungsmittel verwendet.
Für die Herstellung eines Polyurethanschaums niedriger Dichte wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem als Schäumungsmittel anstatt Wasser oder organischer leichtflüchtiger Lösungsmittel Ameisensäure verwendet wird (japanische Offenlegungsschrift Nr. 29 837/1983). Da jedoch eine Wärmefreisetzung auch bei Verwendung von Ameisensäure während des Schäumens stattfindet, führt die Verwendung einer größeren Menge an Ameisensäure zu einem inneren Verbrennen des Polyurethanschaums und zu seiner spontanen Entzündung ebenso als wenn eine größere Menge Wasser als Schäumungsmittel verwendet worden wäre.
Für die Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums ist ein weiteres Verfahren bekannt, gemäß dem Polyhydroxyverbindungen und Polyisocyanate vor dem Vermischen in einen Mischbehälter gebracht und gekühlt werden und dann die Mischung in einem Mischer mit Katalysatoren, Schäumungsmitteln und dergleichen zum Schäumen versetzt wird (japanische Offenlegungsschrift Nr 2 13 326/1989). Bei diesem bekannten Verfahren werden jedoch die Ausgangsmaterialien zuvor nicht gekühlt und daher wird zusätzlich zu den herkömmlichen Einrichtungen noch eine Mischkammer zum Abkühlen benötigt. Der Zweck der Abkühlung liegt in der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften durch Verlangsamung der Reaktion.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums niedriger Dichte, bei dem Tmax auf einem niedrigen Pegel steuerbar ist, wenn als Schäumungsmittel eine große Menge Wasser oder Ameisensäure verwendet wird, so daß das innere Verbrennen des Polyurethanschaums und seine spontane Entzündung während der Herstellung eines großen Polyurethanschaumblocks verhindert wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums gelöst, bei dem eine Ausgangsmischung, enthaltend eine Polyhydroxyverbindung, ein Polyisocyanat, ein Schäumungsmittel und einen Katalysator, zum Schäumen der Mischung gerührt wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Schäumungsmittel ausgewählt ist aus Wasser, Ameisensäure, deren Salze und Mischungen davon und in einer Menge von wenigstens 5 Gew.-Teilen eines Wasseräquivalents pro 100 Gew.-Teilen der Polyhydroxyverbindung verwendet wird, wobei die Mischung bei einer Temperatur von 15°C oder niedriger gerührt wird, indem zuvor die Temperatur der Mischung bei hoher katalytischer Aktivität auf eine Temperatur von 15°C oder niedriger eingestellt wurde.
Bei den bekannten Herstellungsverfahren für flexible Polyurethanschäume niedriger Dichte wurden die Temperaturen der Ausgangskomponenten, insbesondere der Polyhydroxyverbindungen und der Polyisocyanate zuvor auf eine Temperatur von 20 bis 25°C vor dem Vermischen eingestellt und die Mischung wurde bei einer Temperatur von 20 bis 25°C gerührt. Dies wurde durchgeführt, da zu hohe Flüssigkeitstemperaturen zu einer zu schnellen Umsetzung und zu einem instabilen Schäumen führen, während zu niedrige Flüssigkeitstemperaturen zu einer verlangsamten Umsetzung nach dem Härten und zu einem instabilen Schäumen führt. Daher werden die Polyhydroxyverbindungen und die Polyisocyanate bei einer Temperatur von 20 bis 25°C nach dem Mischen gehalten.
Im Gegensatz hierzu wird erfindungsgemäß aufgrund der Tatsache, daß die Flüssigkeitstemperatur der Mischung während des Rührens bei einer Temperatur von 15°C oder niedriger gehalten wird und die somit wesentlich niedriger als bei den herkömmlich verwendeten Flüssigkeitstemperaturen ist, wobei die Temperaturen der Ausgangsmaterialien zuvor so eingestellt wurden, daß die Temperatur der Mischung bei 15°C oder niedriger liegt, Tmax auf eine Temperatur von wenigstens 10°C erniedrigt im Vergleich zum Schäumen und Rühren der herkömmlichen Mischung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C und Tmax kann selbst innerhalb einer erlaubten Temperatur gehalten werden, falls eine größere Menge Wasser oder Ameisensäure als Schäumungsmittel verwendet wird. Weiterhin kann die Anstiegszeit vom Mischen und Rühren bis zum Ende des Schäumens gleich derjenigen gehalten werden, die erforderlich ist, wenn die Mischung bei der üblichen Flüssigkeitstemperatur von 20 bis 25°C gerührt und geschäumt wird durch Beibehalten der hohen katalytischen Aktivität während der Schäumungs-Verharzungsreaktion, um die Reaktionsverlangsamung aufgrund der niedrigeren Temperatur auszugleichen. Demgemäß wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Temperatur des Polyurethanschaumblocks im Inneren nach Ende des Schäumens verringert, ohne daß die für die Schäumungsreaktion erforderliche Zeit verändert wird, so daß das Verbrennen und die spontane Entzündung aufgrund der hohen Temperatur wie auch jegliche Verringerung in der Produktivität verhindert werden, die sich aufgrund der verkleinerten Reaktivität ergeben könnte. Erfindungsgemäß ist es möglich, einen Polyurethanschaum niedriger Dichte bei niedrigen Kosten sicher herzustellen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums niedriger Dichte wird eine Mischung, enthaltend eine Polyhydroxyverbindung, ein Polyisocyanat, ein Schäumungsmittel und einen Katalysator, auf eine Temperatur von 15°C oder niedriger eingestellt, wobei der Katalysator ausgewählt ist aus Wasser, Ameisensäure, deren Salze und Mischungen davon, und der in einer Menge von wenigstens 5 Gew.-Teilen als Wasseräquivalent pro 100 Gew.-Teilen der Polyhydroxyverbindung verwendet wird und bei dem die Mischung bei einer Temperatur von 15°C oder niedriger unter hoher katalytischer Aktivität gerührt wird, um die Mischung zu schäumen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zeigt
Fig. 1 ein Diagramm, das die sukzessiven Änderungen der inneren Temperaturen der flexiblen Polyurethanschaumblöcke nach deren Herstellung angibt.
Erfindungsgemäß werden eine Polyhydroxyverbindung, ein Polyisocyanat, ein Schäumungsmittel und ein Katalysator als Ausgangsmaterialien verwendet. Bezüglich der Typen der zu verwendenden Polyhydroxyverbindungen gibt es erfindungsgemäß keine Beschränkung, so daß die üblicherweise für die Herstellung von flexiblen Polyurethanschäumen verwendeten einsetzbar sind. Beispiele solcher Polyhydroxyverbindungen umfassen Polyetherpolyole, die endständig mit einer Hydroxylgruppe versehen sind, Polyesterpolyole, die endständig mit einer Hydroxylgruppe versehen sind, Polyetherpolyesterpolyole, die Copolymere des Polyetherpolyols und des Polyesterpolyols sind, sowie polymere Polyole, die hergestellt werden durch Polymerisieren eines ethylenisch ungesättigten Monomers, wie Acrylnitril in einem Polyol.
Da die Viskosität der Polyhydroxyverbindung in dem Maße exponentiell anwächst, wie die Flüssigkeitstemperatur erniedrigt wird, ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäß verwendete Polyhydroxyverbindung mit den anderen Ausgangsmaterialien homogen mischbar ist, selbst bei niedrigen Temperaturen, und der Mischung nach dem Rühren eine Fluidität verleiht. Bevorzugt wird daher eine Polyhydroxyverbindung mit einer Viskosität von 200 bis 10 000 mPa · s bei einer Temperatur von 0 bis 15°C verwendet.
Bevorzugt hat die Polyhydroxyverbindung einen OH-Wert von 15 bis 350 und ein Molekulargewicht von 500 bis 10 000.
Als Polyisocyanat sind die auf herkömmliche Weise für die Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums verwendeten Polyisocyanate einsetzbar. Beispiele derartiger Polyisocyanate umfassen Tolylendiisocyanat (TDI), rohes TDI, 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Roh-MDI, aliphatische Polyisocyanate mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Gruppe, alicyclische Polyisocyanate mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen der alicyclischen Gruppe, aromatische Polyisocyanate mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen in der Aromatengruppe und deren Mischungen oder modifizierte Produkte von Polyisocyanaten, wie Vorpolymere, die durch teilweises Umsetzen eines Polyisocyanats mit dem oben beschriebenen Polyol erhalten werden.
Bevorzugt wird das Polyisocyanat in einer Menge von 0,7 bis 1,1 im OH/NCO-Verhältnis eingesetzt.
Erfindungsgemäß werden als Schäumungsmittel Wasser, Ameisensäure und deren Salze allein oder in Kombination verwendet. Bevorzugt sind das Hydrazin-, Triethylamin-, Dimethylbenzylamin- oder Triethylendiaminsalz der Ameisensäure. Die Menge des Schäumungsmittels in der Mischung beträgt wenigstens 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teilen einer Polyhydroxyverbindung, falls Wasser allein verwendet wird und wenigstens 5, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-Teile Wasser, falls Ameisensäure und ihre Salze allein oder in Kombination oder falls eine Mischung von Wasser und Ameisensäure und/oder deren Salze verwendet wird. Erfindungsgemäß ist die Verwendung eines leichtflüchtigen Lösungsmittels nicht notwendig, obwohl auch eine geringe Menge eines leichtflüchtigen Lösungsmittels, wie Monochlortrifluormethan, als Schäumungshilfsmittel zur Verkleinerung der Schaumdichte verwendbar ist.
Bezüglich der Katalysatoren besteht erfindungsgemäß keine Beschränkung, so daß die bekannten Katalysatoren einsetzbar sind, einschließlich organischer Metallverbindungen, wie Bleioctylat, Zinkoctylat, Zinnoctylat, Dibutylzinndilaurat und Natriumacetat, tertiäre Amine, wie Triethylamin, Triethylendiamin, N-Methylmorpholin und Dimethylaminomethylphenol, Alkoxide und Phenoxide von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen, wie Natriumcarbonat, quaternären Ammoniumsalzen, wie Tetraethylammoniumchlorid, Imidazol und seine Derivate, wie 1-Isobutyl- 2-methylimidazol.
Erfindungsgemäß wird die Aktivität des Katalysators während der Schäumungsreaktion bei niedriger Temperatur hoch gehalten. Da die Flüssigkeitstemperatur der Ausgangsmischung während der Schäumungs-Verharzungsreaktion auf einem niedrigen Wert von 15°C oder niedriger gehalten wird, sollte die Aktivität des Katalysators hoch eingestellt sein, so daß die Umsetzung mit einer Geschwindigkeit fortschreitet, wie bei einer sonst üblichen Temperatur (20 bis 25°C), um jegliche Verminderung in der Produktivität zu verhindern und um jegliche Schaumzerstörung und Zellrauhigkeit zu verhindern und um eine gute Einstellung zwischen der Schäumungsreaktionsrate und der Verharzungsrate bei niedriger Temperatur zu erhalten. Die Aktivität des Katalysators wird bevorzugt hoch eingestellt entweder durch Verwendung eines Katalysators mit hoher Aktivität oder durch Erhöhung der Katalysatormenge. Beispielsweise können einer oder mehrere Katalysatoren aus der Gruppe der tertiären Amine, wie Tetramethylhexamethylendiamin, Tetramethylethylendiamin und Diazabicycloundecen (DBU) sowie organische Zinnverbindungen, wie Zinnoctoat und Dibutylzinndilaurat als Katalysatoren mit hoher Aktivität verwendet werden. Eingesetzt werden die Katalysatoren in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,02 bis 3 Gew.-Teilen, insbesondere 0,05 bis 2,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Polyhydroxyverbindung.
Erfindungsgemäß können andere Additive, wie schaumregulierende Mittel, ein Füllstoff oder ein flammhemmendes Mittel, falls notwendig, verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird die Temperatur der vorstehend genannten Ausgangsmischung zuvor auf 15°C oder niedriger eingestellt. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Polyhydroxyverbindung und das Polyisocyanat zuvor auf eine Temperatur von 15°C oder niedriger abgekühlt werden. Da der Anteil der Polyhydroxyverbindung und des Polyisocyanats im allgemeinen wenigstens 90 Gew.-Teile der gesamten Menge ausmacht und die Flüssigkeitstemperatur der Mischung von der Flüssigkeitstemperatur der beiden vorstehend genannten Verbindungen für die Herstellung des flexiblen Polyurethanschaums abhängt, kann die Temperatur der Mischung sicher auf 15°C oder niedriger durch Einstellen der Temperatur dieser beiden Hauptausgangsmaterialien (Polyhydroxyverbindung und Polyisocyanat) auf 15°C oder niedriger eingestellt werden. Alternativ hierzu kann die Temperatur einer dieser beiden Verbindungen auf mehr als 15°C und anschließend die Temperatur der Mischung auf 15°C oder niedriger eingestellt werden. Die bevorzugte Flüssigkeitstemperatur der Polyhydroxyverbindung und des Polyisocyanats liegt innerhalb eines Bereichs von 0 bis 15°C und Probleme betreffend die Viskositätserhöhung und die Verfestigung sind vermeidbar durch Einstellen der Temperaturen dieser beiden Verbindungen innerhalb dieses Temperaturbereichs.
Die Temperaturen der anderen Ausgangsmaterialien für das Schäumen, wie der Katalysatoren, der Schäumungsmittel und der schaumregulierenden Mittel, können ebenfalls zuvor auf eine Temperatur von 15°C oder niedriger eingestellt werden. Alternativ ist es möglich, da die Temperatur dieser Hilfsstoffe die Temperatur der Ausgangsmischung nur minimal beeinflußt, die Hilfsstoffe mit ihrer üblichen Flüssigkeitstemperatur (20 bis 25°C) einzusetzen, um Komplikationen der Temperatursteuerung zu vermeiden und um anschließend die Flüssigkeitstemperatur der Ausgangsmischung auf 15°C oder niedriger, vorzugsweise 15 bis 0°C, einzustellen, indem die Flüssigkeitstemperaturen der Polyhydroxyverbindung und des Polyisocyanats in einem solchen Ausmaß erniedrigt werden, daß die relativ hohen Temperaturen der Hilfsstoffe durch die niedrigen Temperaturen der beiden Verbindungen ausgeglichen werden.
Da erfindungsgemäß die Temperaturen der Ausgangsmaterialien zuvor so eingestellt wurden, daß ihre Mischung auf einen Temperaturwert von 15°C oder niedriger kommt und die Mischung gerührt wird, während die Temperatur auf 15°C oder niedriger gehalten wird, kann Tmax niedriger eingestellt werden als in dem Fall, bei dem die Mischung bei normalen Flüssigkeitstemperaturen geschäumt wird, so daß demgemäß die Zerstörung des flexiblen Polyurethanschaums und seine spontane Entzündung auf sichere Weise verhinderbar ist, selbst wenn Wasser oder Ameisensäure in einer Menge von 5 Gew.-Teilen oder mehr Wasseräquivalent, bezogen auf 100 Gew.-Teile einer Polyhydroxyverbindung, verwendet werden, wobei andererseits die innere Zerstörung des Polyurethanschaumblocks und seine spontane Entzündung aufgrund der Reaktionswärme bei normaler Flüssigkeitstemperatur auftreten könnte. Da die Aktivität des verwendeten Katalysators während der Schäumungs- Verharzungsreaktion hoch gehalten wird, ist es möglich, Probleme zu vermeiden, die verursacht werden durch verringerte Flüssigkeitstemperaturen einschließlich einem geringen Schäumen und einer verlängerten Aushärtungszeit aufgrund einer verlangsamten Umsetzung (Produktivitätsverminderung). Daher ist es möglich, einen flexiblen Polyurethanschaum geringer Dichte mit stabiler Qualität ohne Hitzeverfärbung und spontane Entzündung bei niedrigen Kosten unter Verwendung herkömmlicher Schäumungseinrichtungen herzustellen und die herkömmliche Produktivität aufrechtzuerhalten. Da Wasser oder Ameisensäure in einer größeren Menge verwendbar sind bei Verringerung der inneren Temperatur des Polyurethanschaums ist es möglich, erfindungsgemäß einen flexiblen Polyurethanschaum niedriger Dichte herzustellen, ohne ein organisches, leichtflüchtiges Lösungsmittel, wie Monochlortrifluormethan, zu verwenden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von die Erfindung nicht beschränkenden Beispielen näher erläutert.
Beispiele und Vergleichsbeispiel
Es wurden flexible Polyurethanschäume niedriger Dichte gemäß den in Tabelle 1 gezeigten Formulierungen hergestellt. Die Temperaturen der Mischungen (A) und (B) und der Komponente (C) wurden zuvor auf einen Pegel, wie in Tabelle 1 angeführt, eingestellt. Die Bestandteile wurden in eine Rührvorrichtung zum Schäumen gegeben und bei 2000 Upm 15 Sekunden gerührt. Direkt nach dem Rühren wurde die Ausgangsmischung zum Schäumen in eine 600 mm×600 mm×800 mm Papierform gegossen und zum Schäumen stehengelassen.
Die folgenden Verbindungen fanden gemäß Tabelle 1 Verwendung.
Polyol:
Poly-(hydroxypropylen)-triol (ein Polyetherpolyol mit einem OH-Wert von 56 und einem Molekulargewicht von etwa 3000; V-3022J, hergestellt von Dow Chemical Co., Ltd.).
Schaumregulierendes Mittel:
Dimethylpolysiloxan oberflächenaktives Mittel (L- 520, hergestellt von Japan Unicar Co., Ltd.).
Aminkatalysator:
Tertiärer Aminkatalysator (Caolizer, hergestellt von Kao Co., Ltd.).
Zinnkatalysator:
Zinnoctoat (Stanoct, hergestellt von Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd.).
Isocyanat:
Mischung aus 2,4-Tolylendiisocyanat und 2,6-Tolylendiisocyanat (Gewichtsverhältnis 8 : 2).
Die Mischung (B) wurde zuvor gerührt.
Sofort nach seiner Herstellung wurde in den flexiblen Polyurethanschaumblock ein Thermoelement eingeführt, so daß das Ende des Thermoelements in der Mitte des Blocks liegt und sukzessive Änderungen seiner inneren Temperatur meßbar sind. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt.
Getrennt hiervon wurden nach Stehenlassen des Blocks bis zu einer Temperatur von 20°C und einer relativen Feuchtigkeit von 65% über einen Zeitraum von 2 Tagen der Verfärbungsgrad und die physikalischen Eigenschaften einer Schaumprobe aus dem Inneren des Blocks untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das Ausmaß der Verfärbung wurde mit einem Farbdifferenzmeßgerät (direkter Ablesecomputer für die Farbdifferenz, hergestellt durch Suga Testing Machine Co., Ltd.), wobei die Farbdifferenz zwischen einem nichtverfärbten Teil in der Nähe der Oberfläche des Blocks und seines verfärbten zentralen Teils gemessen wurde. Eine Farbdifferenz ΔE von 1,5 oder mehr zeigt an, daß eine deutliche Verfärbung zu beobachten ist.
Tabelle 1
Aus den Ergebnissen gemäß Tabelle 1 und Fig. 1 ist ersichtlich, daß erfindungsgemäße Herstellungsverfahren es ermöglicht, einen flexiblen Polyurethanschaum niedriger Dichte bei einem Tmax und einer Anstiegszeit entsprechend bei einem herkömmlichen Verfahren (Vergleichsbeispiel 4) herzustellen, selbst wenn wenigstens 5 Gew.-Teile Wasser als Schäumungsmittel, bezogen auf 100 Gew.-Teile eines Polyols, verwendet werden. Im Gegensatz hierzu ergibt eine hohe Flüssigkeitstemperatur der Ausgangsmischung ein hohes Ausmaß an Verfärbung. Geringe Katalysatormengen (Vergleichsbeispiel 2) ergeben trotz der niedrigen Temperatur der Ausgangsmischung eine erhöhte Anstiegszeit und ein inneres Reißen infolge niedriger katalytischer Aktivität. Eine hohe Flüssigkeitstemperatur der Ausgangsmischung und eine größere Wassermenge (Vergleichsbeispiel 3) ergab ein bemerkenswert hohes Tmax (198°C), eine zweite Hitzeerzeugung und einen sehr hohen Verfärbungsgrad.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaums niedriger Dichte, bei dem eine Ausgangsmischung, enthaltend eine Polyhydroxyverbindung, ein Polyisocyanat, ein Schäumungsmittel und einen Katalysator zum Schäumen der Mischung gerührt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäumungsmittel ausgewählt ist aus Wasser, Ameisensäure und deren Salzen sowie Mischungen davon und daß es in einer Menge von wenigstens 5 Gew.-Teilen in Form eines Wasseräquivalents, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Polyhydroxyverbindung, verwendet wird und daß die Ausgangsmischung bei einer Temperatur von 15°C oder niedriger gerührt wird, wobei zuvor die Temperatur der Mischung auf 15°C oder niedriger eingestellt und unter hoher katalytischer Aktivität gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyhydroxyverbindung und das Polyisocyanat zuvor auf eine Temperatur von 15°C oder niedriger eingestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyhydroxyverbindung ausgewählt ist aus Polyetherpolyolen, die endständig mit einer Hydroxylgruppe versehen sind. Polyesterpolyolen, die endständig mit einer Hydroxylgruppe versehen sind, Polyetherpolyesterpolyole, die Copolymere des Polyetherpolyols und des Polyesterpolyols sind, und aus polymeren Polyolen, die durch Polymerisieren eines ethylenisch ungesättigten Monomers in einem Polyol hergestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyhydroxyverbindung eine Viskosität von 200 bis 10 000 mPa · s bei einer Temperatur von 0 bis 15°C hat.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat ausgewählt ist aus Tolylendiisocyanat (TDI), rohem TDI, 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), rohem MDI, aliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Gruppe, alicyclischen Polyisocyanaten mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen in der alicyclischen Gruppe, aromatischen Polyisocyanaten mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen in der aromatischen Gruppe sowie ausgewählt ist aus Mischungen oder modifizierten Produkten der Polyisocyanate.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz der Ameisensäure das Hydrazin-, Triethylamin-, Dimethylbenzylamin- oder das Triethylendiaminsalz der Ameisensäure ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ausgewählt ist aus organischen Metallverbindungen, tertiären Aminen, Alkoxiden und Phenoxiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen, quaternären Ammoniumsalzen und aus Imidazolen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Metallverbindung Bleioctylat, Zinkoctylat, Zinnoctylat, Dibutylzinndilaurat oder Natriumacetat ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das tertiäre Amin Triethylamin, Triethylendiamin, N-Methylmorpholin oder Dimethylaminomethylphenol ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ausgewählt ist aus tertiären Aminkatalysatoren und organischen Zinnverbindungen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der tertiäre Aminkatalysator Tetramethylhexamethylendiamin, Tetramethylethylendiamin oder Diazabicycloundecen ist und daß die organische Zinnverbindung Zinnoctoat oder Dibutylzinndilaurat ist.
DE4033312A 1989-10-19 1990-10-19 Verfahren zur herstellung eines flexiblen polyurethanschaums niedriger dichte Withdrawn DE4033312A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1272139A JP2917319B2 (ja) 1989-10-19 1989-10-19 低密度軟質ポリウレタンフォームの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4033312A1 true DE4033312A1 (de) 1991-04-25

Family

ID=17509632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4033312A Withdrawn DE4033312A1 (de) 1989-10-19 1990-10-19 Verfahren zur herstellung eines flexiblen polyurethanschaums niedriger dichte

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5130346A (de)
JP (1) JP2917319B2 (de)
DE (1) DE4033312A1 (de)
GB (1) GB2237025B (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5227408A (en) * 1991-06-11 1993-07-13 E. R. Carpenter Company, Inc. Carbon dioxide blown polyurethane packaging foam with chemical nucleating agents
US5478494A (en) * 1993-09-22 1995-12-26 Basf Corporation Polyol composition having good flow and formic acid blown rigid polyurethane foams made thereby having good dimensional stability
CA2132595C (en) * 1993-09-22 1999-03-16 Thomas L. Fishback Polyol composition having good flow and water blown rigid polyurethane foams made thereby having good dimensional stability
US5654345A (en) * 1995-07-12 1997-08-05 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. In situ blown foams
US6372812B1 (en) 2001-02-20 2002-04-16 Foamex L.P. Higher support, lower density cushioning foams
US6740687B2 (en) * 2002-08-14 2004-05-25 Foamex L.P. Latex replacement polyurethane foams with improved flame retardancy
US6716890B1 (en) 2003-01-30 2004-04-06 Foamex L.P. Polyurethane foams with fine cell size
US20060029788A1 (en) * 2004-08-04 2006-02-09 Foamex L.P. Lower density, thermoformable, sound absorbing polyurethane foams
JP2006282719A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Toray Ind Inc ポリウレタンフォームの製造方法
JP5005215B2 (ja) * 2005-12-26 2012-08-22 株式会社イノアックコーポレーション ポリウレタン発泡体

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB773265A (en) * 1954-08-10 1957-04-24 Gen Motors Corp Improvements in or relating to the production of foamed polyester-polyisocyanate products
GB1098127A (en) * 1965-03-05 1968-01-03 Allied Chem Polyurethanes
BE754455A (fr) * 1969-06-09 1971-01-18 Bayer Ag Procede de preparation de matieres en mousses a cellules ouvertes
US3879315A (en) * 1973-06-18 1975-04-22 Union Carbide Corp Process for the preparation of flexible polyurethane foams in the presence of alkyl alkanoate blowing agents
JPS5468898A (en) * 1977-11-11 1979-06-02 Bridgestone Corp Low-density non-rigid urethane foam and its manufacture
US4512831A (en) * 1979-01-02 1985-04-23 Tillotson John G Method for forming a layer of blown cellular urethane on a carpet backing
CA1189249A (en) * 1981-07-09 1985-06-18 Bernhard Liessem Foam manufacture
JPS5829837A (ja) * 1981-07-09 1983-02-22 カ−ベル−ウント−グミヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト 発泡体の製法
US4490490A (en) * 1983-05-24 1984-12-25 Basf Wyandotte Corporation High load bearing flexible polyurethane foams
US4845133A (en) * 1987-04-07 1989-07-04 The Dow Chemical Company Flexible polyurea or polyurea-polyurethane foams prepared from high equivalent weight amine-terminated compounds
JPH01213326A (ja) * 1988-02-19 1989-08-28 Human Ind Corp ポリウレタン生成物の製造方法
US5011908A (en) * 1988-07-12 1991-04-30 Arco Chemical Technology, Inc. Polymer polyol compositions and their use in the preparation of polyurethane foams
US4950694A (en) * 1989-06-29 1990-08-21 Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. Preparation of polyurethane foams without using inert blowing agents

Also Published As

Publication number Publication date
JP2917319B2 (ja) 1999-07-12
US5130346A (en) 1992-07-14
GB9022658D0 (en) 1990-11-28
JPH03134036A (ja) 1991-06-07
GB2237025B (en) 1992-08-26
GB2237025A (en) 1991-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69416946T3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaumes
DE2447143C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines lagerstabilen Polyisocyanat-Trimerisierungskatalysator-Systems
DE2930881C2 (de) Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen urethanmodifizierten Polyisocyanuratschaumstoffen
DE69722500T2 (de) Carbodiimide enthaltende Polyurethanharze
DE1595844B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanuratschaumst offen
DE2034171A1 (de) Verfahren zur Herstellung von ge schäumten Polyurethanen
DE3103757A1 (de) Polymer-modifizierte polyalkohole, verfahren zu deren herstellung und verwendung zur herstellung von polyurethan
DE1767350A1 (de) Polyurethankatalysator
DE4033312A1 (de) Verfahren zur herstellung eines flexiblen polyurethanschaums niedriger dichte
EP0003569B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Formschaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis
DE1593959B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Amin-Härtungsmittels
EP0077989B1 (de) Verfahren zur Herstellung viskositätsstabiler Polyurethanlösungen
DE2323393A1 (de) Verfahren zur herstellung von polyurethanen mit kontrolliertem molekulargewicht
DE2534465C3 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von OH-Gruppen enthaltenden Spaltprodukten aus Polyätherpolyurethanschaumstoffen
DE3326566A1 (de) Reversibel blockierte katalysatoren enthaltende polyisocyanat-zubereitungen, ein verfahren zu ihrer herstellung, ihre verwendung zur herstellung von polyurethankunststoffen, sowie anlagerungsprodukte von sulfonylisocyanaten an katalysatoren mit zinn (ii)- bzw. zinn (iv)-carboxylat-struktur
DE2708820A1 (de) Thermoplastische polyurethan-elastomere
DE2313842A1 (de) Lichtbestaendiger polyurethanschaum
DE3100977A1 (de) Verfahren zur herstellung von gegebenenfalls geschaeumten polyurethanen
DE2003938C3 (de) Verfahren zur Herstellung von 1,3-Imidazolidin-1,3-diyl-Ringe aufweisenden Polymeren
DE2200480A1 (de) Cellulaere Polymere
DE2102604A1 (de) Polymerschaumstoffe und ihre Her stellung
DE2524083C2 (de) Verfahren zum katalytischen Härten eines aminhärtbaren Polymeren oder Vorpolymeren
DE2360941A1 (de) Polyurethanschaeume
DE1219672B (de) Verfahren zur Herstellung von starren flammwidrigen Polyurethanschaumstoffen
DE2543705C3 (de) Verfahren zur Herstellung starrer zelliger Schäume mit Carbodiimidbindungen

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee