DE4209465A1 - Trifluormethan enthaltende Zusammensetzungen und deren Verwendung als Treibmittel - Google Patents
Trifluormethan enthaltende Zusammensetzungen und deren Verwendung als TreibmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Trifluormethan enthaltende Zusam
mensetzungen sowie deren Verwendung als Treibmittel.
Der Einsatz von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs) als
Aerosol-Treibmittel sowie als Treibmittel bei der Herstellung
von Schaumstoffen ist aus ökologischen Gründen nicht mehr wün
schenswert. Viele der bisher vorgeschlagenen Ersatzstoffe, wie
z. B. Propan oder Butan, die als Aerosol-Treibmittel eingesetzt
werden, haben den Nachteil, sehr leicht brennbar zu sein.
Weitere Ersatzstoffe, die die herkömmlichen FCKWs bei der Her
stellung von Schaumstoffen, insbesondere bei der Herstellung
von Polyethylen-, Polyurethan- oder Polystyrol-Schaumstoffen,
abgelöst haben, zeigen wie z. B. Kohlendioxid den Nachteil, daß
die mit ihnen hergestellten Schaumstoffe eine noch unbefrie
digende Wärmedämmung aufweisen.
Für die Herstellung von Extrusionsschaumstoffen sollte das
eingesetzte Treibmittel eine Reihe von anwendungstechnische An
forderungen erfüllen. So sollte das Treibmittel in der Vor
mischung zur Herstellung des Schaumstoffes, dessen Viskosität
nicht allzu stark verändern. Während der Expansion muß das
Treibmittel eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit aufweisen, um
die Restgaskonzentration gering zu halten. Auch darf keine Per
meation auftreten, die ein Zusammenbrechen der Zellen vor dem
Erstarren des Schaumstoffes zur Folge hätte. Auch sollte sich
mit dem Treibmittel ein sehr feinzelliger Schaum von niedriger
Dichte herstellen lassen, der sich aufgrund seines geringen Ge
wichtes beispielsweise sehr gut im Verpackungsbereich einsetzen
läßt.
Insbesondere bereitet die Bereitstellung eines geeigneten
Treibmittels, das die bisher verwendeten FCKWs bei der Ver
schäumung sogenannter Polyurethan-Einkomponentenschaumstoffe
ersetzen kann, noch Probleme. Polyurethan-Einkomponentenschaum
stoffe werden erhalten, wenn eine Polyolvormischung zusammen
mit einem Überschuß an Di- und/oder Polyisocyanat in Gegenwart
eines Katalysators und gegebenenfalls weiterer Hilfs- und Zu
satzstoffe zu einem sogenannten Präpolymer umgesetzt wird, das
mit Hilfe eines Treibmittels aus eine Druckbehälter abgegeben
werden kann. Die meisten Präpolymeren für Polyurethan-Einkom
ponentenschaummischungen besitzen eine sehr hohe Viskosität, so
daß das Treibmittel gute Lösungseigenschaften besitzen sollte,
um somit das Präpolymer problemlos aus einem Aerosolbehälter
heraus verschäumen zu können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, neue Treibmittel
zusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, die die bisherigen
Nachteile des Standes der Technik überwinden. Überraschend
wurde nun gefunden, daß Zusammensetzungen mit Trifluormethan
mit einem teilhalogenierten Kohlenwasserstoff aus der Gruppe
Dichlortrifluorethan, Dichlorfluorethan, Chlordifluorethan und
Difluorethan sich als Treibmittelzusammensetzungen eignen.
Gegenstand der Erfindung sind daher Zusammensetzungen, die
Trifluormethan und einen teilhalogenierten Kohlenwasserstoff
aus der Gruppe Dichlortrifluorethan, Dichlorfluorethan, Chlor
difluorethan und Difluorethan enthalten.
Unter Dichlortrifluorethan im Sinne der Erfindung werden
1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (= R123) und dessen isomeren
Verbindungen 1,2-Dichlor-1,1,2-trifluorethan (= R123a) und 1,1-
Dichlor-1,2,2-trifluorethan (= R123b) so wie deren Gemische ver
standen. Unter Dichlorfluorethan werden im Sinne der Erfindung
2,3-Dichlor-1-fluorethan (R141), 1,1-Dichlor-2-fluorethan
(R141a) und 1,1-Dichlor-1-fluorethan (R141b) sowie deren Ge
mische verstanden. Im Sinne der Erfindung werden unter Chlor
difluorethan 1-Chlor-2,2-difluorethan (R142), 1-Chlor-1,2-di
fluorethan (R142a) und 1-Chlor-1,1-difluorethan (R142b) sowie
deren Gemische verstanden. Unter Difluorethan im Sinne der
Erfindung werden 1,2-Difluorethan (R152) und 1,1-Difluorethan
(R152a) sowie deren Gemische verstanden,.
Bevorzugt sind dabei Treibmittelzusammensetzungen, die
Trifluorethan (R23) und aus der Gruppe der teilhalogenierten
Kohlenwasserstoffe 1,1-Dichlor-1-fluorethan (R141b), 1-Chlor-
1,1-difluorethan (R142b), 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan
(R123) oder 1,1-Difluorethan (R152a) enthalten.
Zweckmäßigerweise enthalten die Treibmittelzusammensetzun
gen Trifluormethan (R23) in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-%,
vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%, und den teilhalogenierten Kohlen
wasserstoff in einer Menge von 65 bis 95 Gew.-%. Bevorzugt sind
Treibmittelzusammensetzungen, die Trifluormethan (R23) in einer
Menge von 5 bis 25 Gew.-% und 1-Chlor-1,1-difluorethan (R142b)
oder 1,1-Dichlor-1-fluorethan (R141b) in einer Menge von 75 bis
95 Gew.-% oder 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (R123) in einer
Menge von 65 bis 80 Gew.-% oder 1,1-Difluorethan (R152a) in
einer Menge von 85 bis 95 Gew.-% enthalten. So eignen sich als
Treibmittel für die Schaumkunststoffherstellung beispielsweise
Gemische aus R23 und 75 bis 85 Gew.-% R142b. Als Treibmittel
zur Aerosolerzeugung eignen sich beispielsweise Gemische aus
R23 und 90 bis 95 Gew.-% R141b gut.
Es ist überraschend, daß Trifluormethan (R23) als Treib
mittelkomponente einsetzbar ist. Trifluormethan (R23) hat einen
Siedepunkt von -82°C. Bei 20°C besitzt reines Trifluormethan
(R23) einen sehr hohen Dampfdruck von ca. 42 bis 43 bar. Diese
physikalischen Werte von Trifluormethan (R23) liegen damit weit
außerhalb der für Treibmittel üblichen Grenzen. Es war nicht
vorhersehbar, daß der Dampfdruck von Trifluormethan sich in den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen so weit herunterdrücken
läßt, daß Trifluormethan (R23) in Treibmittelzusammensetzungen
mit einem der vorgenannten teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe
verwendet werden kann. So ermöglicht es die vorliegende Erfin
dung, eine Treibmittelzusammensetzung mit niedrigen ODP
(= Ozone Depleting Potential) und den bisher verwendeten FCKW
gleichwertigen Treibmitteleigenschaften bereitzustellen. Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Treibmittelzusammen
setzungen ist darin zu sehen, daß z. B. beim Einsatz der erfin
dungsgemäßen Treibmittelzusammensetzungen in Druckbehältern zur
Aerosolversprühung der gewünschte Treibdruck auch über die
gesamte Gebrauchsdauer praktisch konstant gehalten werden kann.
Die erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzungen aus
Trifluormethan (R23) und Dichlorfluorethan, insbesondere 1,1-
Dichlor-1-fluorethan (R141b), können auf allen Anwendungsge
bieten, auf welchen FCKWs als Treibmittel verwendet wurden,
eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Treibmittelzusammen
setzungen aus Trifluormethan (R23) und 1,1-Dichlor-1-fluorethan
(R141b) können zur Erzeugung von Aerosolen beispielsweise bei
Kosmetika, Pharmazeutika, Reinigungsmittel, Herbiciden, Insek
tiziden, Pestiziden, Farben und Lacken eingesetzt werden.
Mit den erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzungen aus
Trifluormethan (R23) und 1,1-Dichlor-1-fluorethan (R141b) kön
nen Aerosole aus flüssigen Zubereitungen der für den jeweiligen
Anwendungszweck benötigten Wirkstoffe, beispielsweise Arznei
stoffe, Kosmetika, Pestizide, Insektizide, Detergenzien oder
Farbstoffe, erzeugt werden. Diese Zubereitungen können zur
Aerosolversprühung an sich übliche Bestandteile wie Dispergier
mittel oder Lösungsmittel, wie z. B. Wasser und organische Lö
sungsmittel, Hilfsdispergiermittel, wie oberflächenaktive Sub
stanzen, Hilfsstoffe mit Füllwirkung, beispielsweise disper
giertes Siliciumdioxid, Hilfsstoffe zur Modifizierung der rheo
logischen Eigenschaften, wie beispielsweise Carboxymethylcellu
lose oder Polyvinylacetat, und Hilfsstoffe mit Bindemittelwir
kung, wie z. B. Polyvinylpyrrolidon, enthalten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Treibmittel in Ver
fahren zur Erzeugung eines Aerosols einer zu versprühenden
Flüssigkeit aus einem Druckbehälter. Erfindungsgemäß wird das
Verfahren zur Erzeugung eines Aerosols einer zu versprühenden
Flüssigkeit durchgeführt, indem man aus einem Druckbehälter,
enthaltend die zu versprühende Flüssigkeit und eine erfindungs
gemäße Treibmittelzusammensetzung, ein Aerosol durch Entspannen
des im Druckbehälter herrschenden Überdruckes auf Atmosphären
druck über ein geeignetes Aerosolventil, z. B. einen Sprühauf
satz, erzeugt. Für die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusam
mensetzung als Aerosoltreibmittel wird die erfindungsgemäße
Treibmittelzusammensetzung zusammen mit der zu versprühenden
Flüssigkeit in einen Druckbehälter, z. B. eine Aerosoldose, ge
geben. Die Menge an Treibmittel wird zweckmäßig so gewählt, daß
in dem Druckbehälter bei 50°C sich ein Druck von ca. 10 bar
einstellt. Als Treibmittel für Aerosoldosen eignen sich insbe
sondere Treibmittelzusammensetzungen, bestehend aus 5 bis
10 Gew.-% Trifluormethan (R23) und 90 bis 95 Gew.-% 1,1-Di
chlor-1-fluorethan (R141b). Insbesondere setzt man Trifluor
methan (R23) in einer Menge von 7,5 Gew.-% und 1,1-Dichlor-1-
fluorethan (R141b) in einer Menge von 92,5 Gew.-% ein.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Treibmittel in Ver
fahren zur Herstellung geschäumter Kunststoffe. Als besonders
geeignet hierzu erweisen sich dabei Treibmittelzusammensetzun
gen, die 5 bis 25 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-% Tri
fluormethan (R23) und 75 bis 95 Gew.-%, insbesondere 80 Gew.-%
1-Chlor-1,1-difluorethan (R142b) oder 5 bis 35 Gew.-%, vorzugs
weise 20 bis 35 Gew.-%, Trifluormethan (R23) und 65 bis
95 Gew.-% 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (R123) oder 5 bis
15 Gew.-% Trifluormethan (R23) und 85 bis 95 Gew.-% 1,1-Di
fluorethan (R152a) enthalten. Erfindungsgemäß wird das Ver
fahren durchgeführt, indem man in eine Schmelze der zur Her
stellung geschäumter Kunststoffe geeigneten Ausgangsprodukte
als Treibmittel Trifluormethan (R23) in einer Menge von 5 bis
35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttreibmittel, und einen teil
halogenierten Kohlenwasserstoff aus der Gruppe Dichlortrifluor
ethan, Dichlorfluorethan, Chlordifluorethan und Difluorethan in
einer Menge von 65 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttreib
mittel, einzeln oder im Gemisch gegebenenfalls unter Druck
zumischt und die Polymerisation der Ausgangsprodukte für den
herzustellenden geschäumten Kunststoff gegebenenfalls unter
Aufrechterhalten eines schwachen Über- oder Unterdruckes wäh
rend des Aufschäumvorganges durchführt. Die Zumischung des
Treibmittels kann dabei auf an sich bekannte Weise erfolgen.
In einer bevorzugten Variante wird das Verfahren zur Her
stellung von Schaumstoffen unter Verwendung der erfindungsge
mäßen Treibmittelzusammensetzung als Extrusionsverfahren durch
geführt. Hierbei werden für die Herstellung von Schaumstoffen
geeignete Mischungen direkt zu geschäumten Platten, Folien,
Formkörpern, Profilen oder Partikeln extrudiert. Die durch die
Extrusion erhaltenen Produkte besitzen als sogenannte leichte
Schaumstoffe eine sehr dünne Außenhaut und eine niedrige Dich
te. Besonders bevorzugt werden nach diesem Verfahren Polyethy
len- oder Polystyrolschaumstoffe hergestellt. Beispiele für
extrudierte Polystyrolschaumstoffe, die mit einer erfindungs
gemäßen Treibmittelzusammensetzung hergestellt werden können,
sind z. B. Polystyrol-Schaumfolien, Polystyrol-Schaumplatten
oder Polystyrol-Integralschäume. Beispiele für extrudierte
Polyethylenschaumstoffe sind z. B. Polyethylen-Platten, Poly
ethylen-Bahnen oder Polylethylen-Schaumrohre, wie sie zur
Dämmung von Rohren verwendet werden.
Die erfindungsgemäß unter dem Einsatz einer erfindungs
gemäßen Treibmittelzusammensetzung ausgeführte Extrusion von
Schaumstoffen, insbesondere von Polystyrol- oder Polyethylen
schaumstoffen, kann auf an sich bekannten Extruderanlagen
durchgeführt werden. Den hierfür verwendeten für die Herstel
lung von Schaumstoffen geeigneten Mischungen können dabei zu
sätzlich zu den Polymeren und/oder polymerisierbaren Bestand
teilen an sich bekannte Zusatz- und/oder Hilfsstoffe, bei
spielsweise Nuklisierungsmittel, Porenreglersubstanzen, Flamm
schutzmittel, Antistatika, Stabilisatoren, Weichmacher, Ver
netzungsmittel, Füllstoffe oder Farbstoffe, beigefügt sein. Die
mit der erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung herge
stellten geschlossenzelligen Schaumstoffe zeichnen sich durch
eine sehr gleichmäßige feinzellige Struktur aus. Auch besitzen
die erhaltenen geschäumten Kunststoffe ein sehr niedriges
Raumgewicht mit überraschend hoher mechanischer Stabilität und
Druckfestigkeit. Die so erhaltenen geschlossenzelligen Schaum
stoffe besitzen typischerweise eine Dichte im Bereich von 25
bis ca. 320 kg/m3. So besitzen mit der erfindungsgemäßen Treib
mittelzusammensetzung Trifluormethan (R23) und 1-Chlor-1,1-di
fluorethan (R142b) hergestellte Polystyrol-Schaumplatten bei
spielsweise eine Dichte von ca. 30 kg/m3, Polystyrol-Schaum
folien eine Dichte von ca. 35 kg/m3. Weiter zeichnen sich die
mit der erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung erhaltenen
Schaumstoffe durch ein hohes Wärmeisolierungsvermögen aus.
In einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung wer
den die erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzungen für die
Herstellung von Polyurethan-Einkomponentenschaumstoffen zur An
wendung aus einem Druckbehälter eingesetzt. Polyurethan-Ein
komponentenschaumstoffe entstehen, wenn man ein Polyol oder
Polyolgemisch in Gegenwart eines Katalysators mit einem Über
schuß an Di- und/oder Polyisocyanat zu einem Präpolymer um
setzt, gegebenenfalls unter Zusatz eines Stabilisators und/oder
Flammschutzmittels. Dies kann direkt in einem Druckbehälter,
z. B. einer Aerosoldose, mit nachfolgender Beaufschlagung mit
einem Treibmittel erfolgen. Zur Anwendung wird das Präpolymer
mit Hilfe des Treibmittels aus dem Druckbehälter herausgetrie
ben, wodurch der Einkomponenten-Polyurethanschaum erhalten
wird. Erfindungsgemäß wird zur Herstellung eines Polyurethan-
Einkomponentenschaumstoffes aus einem Druckbehälter, enthaltend
eine Polyurethanschaummischung aus einer Polyolkomponente,
einer Polyisocyanatkomponente, einem Katalysator und gegebenen
falls weiteren üblichen Hilfsstoffen sowie einer erfindungsge
mäßen Treibmittelzusammensetzung, ein Polyurethan-Einkomponen
tenschaumstoff durch Entspannen des im Druckbehälter herr
schenden Überdruckes auf Atmosphärendruck über ein geeignetes
Ventil erzeugt. Als sehr vorteilhaft zur Herstellung eines
Polyurethan-Einkomponentenschaumstoffes zur Anwendung aus einem
Druckbehälter erweist sich der Einsatz einer erfindungsgemäßen
Treibmittelzusammensetzung aus 10 bis 30 Gew.-% Trifluormethan
(R23) in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% und 1-Chlor-1,1-di
fluorethan (R142b) oder 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (R123)
oder 1,1-Difluorethan (R152a) in einer Menge von 70 bis
90 Gew.-%. In der zu verschäumenden Polyurethan-Einkomponenten
schaumstoffmischung können dabei auf an sich bekannte Weise
eine Polyolkomponente, eine Polyisocyanatkomponente, ein Kata
lysator sowie gegebenenfalls noch ein Flammschutzmittel als
weitere Bestandteile neben der erfindungsgemäßen Treibmittelzu
sammensetzung enthalten sein. Als Polyolkomponente können z. B.
Polyetherpolyole, die als Additionsprodukte von Propylenoxid
oder Ethylenoxid an mehrwertige Alkohole, Wasser oder Ethylen
diamin erhalten wurden, oder Polyesterpolyole, die als Poly
kondensationsprodukte aus Polyolen mit Dicarbonsäuren oder
deren Anhydriden erhalten wurden, oder Gemische derselben in
der Polyurethan-Einkomponentenschaummischung enthalten sein.
Eine typische Polyolkomponente kann z. B. ein Gemisch aus einem
bromierten Polyetherpolyol (beispielsweise Diol oder Triol) mit
einer Hydroxylzahl von 200 bis 350 und einem Polyetherpolyol
(z. B. einem Diol) mit einer Hydroxylzahl von 110 sein.
Als Polyisocyanatkomponente können zum Beispiel Diphenyl
methan-4,4′-diisocyanat, Diisocyanato-toluol, 1,5-Diisocyanato
naphthalin, Triisocyanato-triphenylmethan, 1,6-Diisocyanato
hexan, vorzugsweise Diphenylmethan-4,4′-Diisocyanat, oder
Gemische davon, eingesetzt werden.
Typische Katalysatoren in Polyurethan-Einkomponenten
schaummischungen, die im erfindungsgemäßen Verfahren mit der
erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung aus Trifluormethan
(R23) und 1-Chlor-1,1-difluorethan (R142b) verschäumt werden
können, sind organische Amine, Aminoalkohole oder Aminoether,
z. B. 2-Dimethylaminoethyl-3-Dimethylaminopropylether, Dietha
nolamin, Dimethylcyclohexylamin, 2-Dimethylaminoethylether,
oder Morpholinverbindungen, wie z. B. 2,2-Dimorpholinodiethyl
ether, N,N-Dimethylaminoethylmorpholin, N-Methylmorpholin. Be
vorzugt sind die Morpholinverbindungen, insbesondere 2,2-Di
morpholinodiethylether.
Als übliche Flammschutzmittel können Tris-chlorisopropyl
phosphat, Tris-chlorethylphosphat, Trichlorpropylphosphat, Di
methylenethylphosphat, Tris-dichlorisopropylphosphat, vorzugs
weise Trichlorpropylphosphat, eingesetzt werden.
Als Stabilisatoren sind Copolymere aus Siloxan geeignet.
Die erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzungen besit
zen ein sehr gutes Lösungsvermögen für Polyurethan-Einkomponen
tenschaummischungen, was für die Verarbeitung der Polyurethan-
Einkomponentenschaummischung, beispielsweise für den Vorgang
des Aufschüttelns und der Schäumung, besonders vorteilhaft ist.
Eine zu verschäumende Polyurethan-Einkomponentenschaum
mischung enthält zweckmäßigerweise 20 bis 30 Gew.-% eine Poly
olkomponente, 40 bis 60 Gew.-% einer Polyisocyanatkomponente,
0,1 bis 3 Gew.-% Katalysator, gegebenenfalls 10 bis 15 Gew.-%
eines Flammschutzmittels, gegebenenfalls 1 bis 2 Gew.-% Schaum
stabilisator neben 15 bis 25 Gew.-% einer erfindungsgemäßen
Treibmittelzusammensetzung. Eine typische Polyurethan-Einkom
ponentenschaummischung, die sich vorteilhaft mit Hilfe der er
findungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung verschäumen läßt,
besteht so beispielsweise aus ca. 22,5 Gew.-% einer Polyolkom
ponente, z. B. aus einem Gemisch eines bromierten Polyetherpo
lyols mit einer Hydroxylzahl von 200 bis 350 und einem Poly
etherpolyol mit einer Hydroxylzahl von 110 im Mischungsver
hältnis 1:1, ca. 42,5 Gew.-% einer Polyisocyanatkomponente,
z. B. Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat, ca. 0,5 Gew.-% einer
Katalysatorsubstanz wie z. B. 2,2-Dimorpholinodiethylether,
ca. 1,5 Gew.-% Silikonschaumstabilisator, ca. 13 Gew.-% eines
Flammschutzmittels wie z. B. Trichlorpropylphosphat, und einem
Anteil von ca. 20 Gew.-% an einer erfindungsgemäßen Treibmit
telzusammensetzung aus einer derartigen Polyurethan-Einkompo
nentenschaummischung kann ein Einkomponentenschaumstoff mit
einer gleichmäßigen feinzelligen Struktur und niedriger Roh
dichte, z. B. mit einer Rohdichte von ca. 25 kg/m3 hergestellt
werden. Aufgrund des guten Wärmeisolierungsvermögens eignet
sich ein erfindungsgemäß hergestellter Polyurethan-Einkompo
nentenschaumstoff gut für den Montagebereich, z. B. im Bau- und
Wohnbereich.
Vorteile bei Verwendung der erfindungsgemäßen Treibmit
telzusammensetzungen sind darin zu sehen, daß sie z. B. als
Treibmittel in Aerosoldruckgaspackungen eine gleichmäßige Zer
stäubung des jeweiligen Wirkstoffes ergeben, wobei auch bei
zunehmender Entleerung der Aerosoldose der Anfangsdruck weit
gehend beibehalten wird. Die erfindungsgemäßen Treibmittelzu
sammensetzungen lassen sich leicht druckverflüssigen und zeigen
dabei ein gutes Lösungsvermögen für polymerisierbare Werk
stoffe, was insbesondere für ihre Anwendung als Treibmittel zur
Herstellung geschäumter Kunststoffe, insbesondere zur Extrusion
von Polyethylen- oder Polystyrolschaumstoffen sowie als Treib
mittel für die Herstellung eines Polyurethan-Einkomponenten
schaumstoffes zur Anwendung aus einem Druckbehälter von Vor
teil ist. Somit lassen sich mit den erfindungsgemäßen Treibmit
telzusammensetzungen geschäumte Kunststoffe mit einer sehr
gleichmäßigen feinzelligen Porenstruktur und geringen Raum
dichte herstellen, die eine hohe Druckfestigkeit und ein gutes
Wärmedämmvermögen aufweisen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher er
läutern, ohne sie jedoch in ihrem Umfang zu begrenzen.
Eine Mischung aus 300 Gewichtsteilen Farbstofflösung und 60 Ge
wichtsteilen einer Treibmittelzusammensetzung, bestehend aus
7,5 Gew.-% R23 und 92,5 Gew.-% (R141b), wurde über eine han
delsübliche Aerosolabfüllvorrichtung in eine Aerosoldruckdose
aus Aluminium injiziert. Anschließend wurde die Aerosoldose mit
einem Aerosolventil versehen. Das Volumen der Aerosoldose be
trug 400 cm3. Bei 50°C wurde innerhalb der Dose ein Druck von
ca. 10 bar gemessen.
Beim Zerstäuben der Zusammensetzung wurde ein Sprühbild mit
gleichmäßiger Zerstäubung der Farbstofflösung erzielt. Auch bei
zunehmender Entleerung wurde dabei keine merkliche Abnahme des
Anfangsdruckes festgestellt. Die Dose konnte völlig entleert
werden.
Es wurden 200 kg Polystyrol (Schmelzindex 3,0-110) mit 2 kg
Talkum als Nuklisierungsmittel vermischt. Die Mischung wurde in
eine übliche Extruderanlage eindosiert und aufgeschmolzen. In
der Schmelzzone des Extruders wurden über eine Einspritzdüse in
die Polystyrolschmelze ca. 8 Gew.-% eines Treibmittels, bezogen
auf Polystyrol, eindosiert. Als Treibmittel wurde eine erfin
dungsgemäße Treibmittelzusammensetzung eingesetzt, die sich aus
20 Gewichtsteilen R23 und 80 Gewichtsteilen R142b zusammen
setzte. In der Mischzone wurde die Polystyrolschmelze mit der
erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung homogen vermischt
und anschließend die erhaltene Mischung über eine Düse extru
diert. Es wurde ein geschlossenzelliger Schaumstoff von gleich
mäßiger, feinzelliger Struktur erhalten. Je nach Vorrichtung an
der Extruderanlage konnte dabei der Polystyrolschaumstoff als
Schaumfolie oder als Schaumplatte gefertigt werden. Eine so ge
fertigte Polystyrol-Schaumfolie zeigte eine Dichte von ca.
35 kg/m3 mit guten Nachschäumeigenschaften. Eine so herge
stellte Polystyrolschaumplatte besaß eine Dichte von ca.
30 kg/m3.
200 kg Polyethylen (Schmelzindex 3,5-150) wurden nach dem in
Beispiel 2 beschriebenen Verfahren extrudiert. Der Versuch
wurde unter den im Beispiel 2 beschriebenen Bedingungen mit
einer erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung aus R23 und
R142b durchgeführt. Die Mengen entsprachen den Mengenangaben in
Beispiel 2. Es wurde ein Polyethylen-Schaumrohr, wie es für die
Rohrisolation verwendbar ist, mit einer Dichte von ca. 40 kg/m3
hergestellt. Man erhielt einen feinzelligen Polyethylenschaum
stoff mit einer Schrumpfung von ca. 5%.
Eine Polyolvormischung, bestehend aus
50 g Polyetherpolyol (Triol), bromiert, Hydroxylzahl 330
50 g Polyetherpolyol (Diol), Hydroxylzahl 110
60 g Trichlorpropylphosphat
5 g Siliconschaumstabilisator
3 g Dimorpholindiethylether,
wurden in eine Aerosoldose aus Aluminium mit einem Volumen von 1000 cm3 eingefüllt. Es wurden 190 g Diphenylmethan-4,4′-diiso cyanat zugegeben und die Aerosoldose mit einem Schaumaerosol ventil verschlossen. Anschließend wurden 90 g einer erfindungs gemäßen Treibmittelzusammensetzung, bestehend aus 20 Gew.-% R23 (entsprechend 18 g) und 80 Gew.-% R142b (entsprechend 72 g), über eine übliche Aerosolabfüllvorrichtung in die Dose inji ziert. Der Behälter wurde kurzfristig geschüttelt und für ca. 24 Stunden zur Ausbildung des Präpolymers stehengelassen. Nach Ablauf dieser Zeit war die Polyurethan-Einkomponentenschaum mischung zur Anwendung gebrauchsfertig.
50 g Polyetherpolyol (Triol), bromiert, Hydroxylzahl 330
50 g Polyetherpolyol (Diol), Hydroxylzahl 110
60 g Trichlorpropylphosphat
5 g Siliconschaumstabilisator
3 g Dimorpholindiethylether,
wurden in eine Aerosoldose aus Aluminium mit einem Volumen von 1000 cm3 eingefüllt. Es wurden 190 g Diphenylmethan-4,4′-diiso cyanat zugegeben und die Aerosoldose mit einem Schaumaerosol ventil verschlossen. Anschließend wurden 90 g einer erfindungs gemäßen Treibmittelzusammensetzung, bestehend aus 20 Gew.-% R23 (entsprechend 18 g) und 80 Gew.-% R142b (entsprechend 72 g), über eine übliche Aerosolabfüllvorrichtung in die Dose inji ziert. Der Behälter wurde kurzfristig geschüttelt und für ca. 24 Stunden zur Ausbildung des Präpolymers stehengelassen. Nach Ablauf dieser Zeit war die Polyurethan-Einkomponentenschaum mischung zur Anwendung gebrauchsfertig.
Die Polyurethan-Einkomponentenschaummischung wurde mittels der
erfindungsgemäßen Treibmittelzusammensetzung aus der Aerosol
dose ausgetrieben. Man erhielt einen Polyurethan-Einkomponen
tenschaumstoff mit einer Rohdichte von ca. 25 kg/m3 von gleich
mäßiger, feinzelliger Struktur. Die Schrumpfung des Polyure
than-Einkomponentenschaumstoffes nach einer Lagerung von
7 Tagen bei einer Luftfeuchtigkeit von ca. 90% betrug im
Mittel ca. 5 Längenprozent.
Es wurde verfahren wie in Beispiel 4 beschrieben, wobei als
Treibmittel 90 g einer erfindungsgemäßen Treibmittelzusammen
setzung, bestehend aus 30 Gew.-% R23 und 70 Gew.-% R123, ein
gesetzt werden.
Es wurde verfahren wie in Beispiel 4 beschrieben, wobei als
Treibmittel 90 g einer erfindungsgemäßen Treibmittelzusammen
setzung, bestehend aus 10 Gew.-% R23 und 90 Gew.-% R152a, ein
gesetzt wurden.
Claims (18)
1. Treibmittelzusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet,
daß sie Trifluormethan und einen teilhalogenierten Kohlenwas
serstoff aus der Gruppe Dichlortrifluorethan, Dichlorfluor
ethan, Chlordifluorethan und Difluorethan enthalten.
2. Treibmittelzusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie Trifluormethan in einer Menge von 5 bis
35 Gew.-% und einen teilhalogenierten Kohlenwasserstoff aus der
Gruppe Dichlortrifluorethan, Dichlorfluorethan, Chlordifluor
ethan und Difluorethan in einer Menge von 65 bis 95 Gew.-%
enthalten.
3. Treibmittelzusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als teilhalogenierten Kohlenwasserstoff
Dichlorfluorethan, insbesondere 1,1-Dichlor-1-fluorethan
(R141b), oder Chlordifluorethan, insbesondere 1-Chlor-1,1-di
fluorethan (R142b), in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% ent
halten.
4. Treibmittelzusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als teilhalogenierten Kohlenwasserstoff
Dichlortrifluorethan, insbesondere 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluor
ethan (R123), in einer Menge von 65 bis 80 Gew.-% enthalten.
5. Treibmittelzusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als teilhalogenierten Kohlenwasserstoff
Difluorethan, insbesondere 1,1-Difluorethan (R152a), in einer
Menge von 85 bis 95 Gew.-% enthalten.
6. Verwendung einer Treibmittelzusammensetzung gemäß An
spruch 1 zur Erzeugung eines Aerosols einer zu versprühenden
Flüssigkeit.
7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man als Treibmittelzusammensetzung eine Zusammensetzung, aus 5
bis 10 Gew.-% Trifluormethan (R23) und 90 bis 95 Gew.-% 1,1-
Dichlor-1-fluorethan (R141b), verwendet.
8. Verfahren zur Erzeugung eines Aerosols einer zu ver
sprühenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man aus
einem Druckbehälter, enthaltend die zu versprühende Flüssigkeit
und eine Treibmittelzusammensetzung aus 5 bis 10 Gew.-% Tri
fluormethan (R23) und 90 bis 95 Gew.-% 1,1-Dichlor-1-fluorethan
(R141b), ein Aerosol durch Entspannen des im Druckbehälter
herrschenden Überdruckes auf Atmosphärendruck über ein geeig
netes Aerosolventil erzeugt.
9. Verwendung einer Treibmittelzusammensetzung gemäß An
spruch 1 als Treibmittel zur Herstellung von geschäumten Kunst
stoffen.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Treibmittel eine Treibmittelzusammensetzung, be
stehend aus 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-%,
Trifluormethan (R23) und 75 bis 95 Gew.-% 1-Chlor-1,1-difluor
ethan (R142b), einsetzt.
11. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
man als Treibmittel eine Treibmittelzusammensetzung, bestehend
aus 5 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 35 Gew.-%, Trifluor
methan (R23) und 65 bis 95 Gew.-% 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluor
ethan (R123) einsetzt.
12. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
man als Treibmittel eine Treibmittelzusammensetzung, bestehend
aus 5 bis 15 Gew.-% Trifluormethan (R23) und 85 bis 95 Gew.-%
1,1-Difluorethan (R152a) einsetzt.
13. Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Schmelze der zur Her
stellung geschäumter Kunststoffe geeigneten Ausgangsprodukte
als Treibmittel Trifluormethan (R23) in einer Menge von 5 bis
35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttreibmittel, und einen teil
halogenierten Kohlenwasserstoff aus der Gruppe Dichlortrifluor
ethan, Dichlorfluorethan, Chlordifluorethan und Difluorethan in
einer Menge von 65 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttreib
mittel, einzeln oder im Gemisch, gegebenenfalls unter Druck
zumischt und die Polymerisation der Ausgangsprodukte für den
herzustellenden geschäumten Kunststoff gegebenenfalls unter
Aufrechterhalten eines schwachen Über- oder Unterdruckes wäh
rend des Aufschäumvorganges durchführt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Verfahren als Extrusionsverfahren durchführt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
man in dem Verfahren geeignete Ausgangsprodukte zur Herstellung
von Polyethylen- oder Polystyrolschaumstoffen einsetzt.
16. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan-Einkompo
nentenschaumstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem
Druckbehälter, enthaltend eine Polyurethan-Einkomponenten
schaummischung aus einer Polyolkomponente, einer Polyisocya
natkomponente, einem Katalysator und gegebenenfalls weiteren
üblichen Hilfsstoffen sowie als Treibmittel Trifluormethan und
einen teilhalogenierten Kohlenwasserstoff aus der Gruppe Di
chlortrifluorethan, Dichlorfluorethan, Chlordifluorethan, und
Difluorethan, einen Polyurethan-Einkomponentenschaumstoff durch
Entspannen des im Druckbehälter herrschenden Überdruckes auf
Atmosphärendruck über ein geeignetes Ventil erzeugt.
17. Polyurethan-Einkomponentenschaummischung, enthaltend
eine Polyolkomponente und eine Polyisocyanatkomponente sowie
einen Katalysator, ein Treibmittel und gegebenenfalls weitere
übliche Hilfsstoffe wie z. B. Flammschutzmittel, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie als Treibmittel eine Treibmittelzusammenset
zung gemäß Anspruch 1 enthält.
18. Polyurethan-Einkomponentenschaummischung gemäß Anspruch
17, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Treibmittel Trifluor
methan (R23) in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% und 1-Chlor-
1,1-fluorethan (R142b) oder 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan
(R123) oder 1,1-Difluorethan (R152a) in einer Menge von 70 bis
90 Gew.-% enthält.
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