DE4405983A1

DE4405983A1 - Schaumkunststoff aus Einweg-Druckbehältern

Info

Publication number: DE4405983A1
Application number: DE4405983A
Authority: DE
Inventors: Hermann Kluth; Wolfgang Dr Klauck; Peter Dr Daute; Felicitas Kolenda; Wilfried Huebner
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1994-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: DE4405983B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Herstellung von Schaumkunststoffen aus Einweg-Druckbehältern sowie diese Schaum kunststoffe selbst und deren Verwendung.

Schaumkunststoff sind Werkstoffe zelliger Struktur, z. B. aus PU, PS, PE oder PVC. Sie entstehen entweder durch drucklose Schaumer zeugung (z. B. mechanisch) oder durch plötzliches Entspannen von (z. B. verflüssigtem) Gas enthaltenden Polymeren oder Präpolymeren. Wird der Schaumkunststoff erst am Ort seiner Verwendung erzeugt, so spricht man von einem Ortschaum (DIN 18 159). Die zu verschäumende Zusammensetzung befindet sich dabei in der Regel in Einweg-Druck behältern (Aerosoldosen). Ortschäume aus Polyurethan dienen vor allem im Bauwesen zum Dichten, Dämmen und Montieren, z. B. von Fu gen, Dachflächen, Fenstern und Türen.

Die Herstellung von Polyurethan-Schaumkunststoffen aus Einweg- Druckbehältern ist bekannt. Dabei wird ein isocyanatgruppenhaltiges Präpolymer durch Reaktion von Polyolen unter Zusatz eines Schaum stabilisators und Katalysators sowie gegebenenfalls von Weichma chern, Flammschutzmitteln und weiteren Zusatzstoffen mit orga nischen Di- und/oder Polyisocyanaten hergestellt. Diese Umsetzung erfolgt in Gegenwart von verflüssigtem Treibgas in einem Druckbehälter. Nach Abschluß der Präpolymerbildung kann der Schaum über ein Ventil dosiert ausgetragen werden. Der Schaum besitzt eine sahnige Konsistenz und härtet durch Einwirkung von Umgebungsfeuch tigkeit, z. B. aus der Luft unter Volumenvergrößerung aus (Einkom ponentenschaum). Unmittelbar vor der Anwendung kann man auch aus einem weiteren Druckbehälter ein Aktivierungsmittel zugeben. Die ses bewirkt eine schnellere, klebfreie Durchhärtung des Schaumes (Zweikomponentenschaum). Das Aktivierungsmittel kann ein kurzkettiges Diol sein, z. B. Ethylen-, Propylen-Glykol, Butandiol-1,4 oder Glyzerin.

Ein derartig konfektioniertes Ausgangsprodukt zur Herstellung von Einkomponenten-Polyurethan-Schaumstoffen wird in der DD 2 98 647 beschrieben. Zur Verbesserung des Brandverhaltens und zur Verrin gerung der Lunker-Häufigkeit wird dort vorgeschlagen, daß das Polyol des isocyanatgruppenhaltigen Präpolymeren eine Mischung aus 8 bis 40 Masseanteilen (in %) Polyethylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 500 bis 1000 g/Mol und aus 60 bis 92 Masse anteilen (in %) eines tertiäre Aminogruppen enthaltenden Polyetheralkohols ist.

In der DE 40 25 843 wird eine lagerstabile Einkomponenten-Mischung zur Herstellung von Polyurethan-Schaum beschrieben, wobei die Mi schung ein Präpolymeres mit einer dynamischen Viskosität von 200 bis 4000 mPa·s, gemessen bei 20°C und ein Gehalt an NCO-Gruppen von 13 bis 15 Gew.-% enthält. Auch hier verläuft die Bildung des Präpolymeren in der Aerosoldose.

Analog dazu wird auch in der DE 39 11 784 das Präpolymer entweder direkt in der Aerosoldose oder in einem anderen Druckbehälter her gestellt.

In den obigen Anmeldungen wurde ein Umweltproblem gelöst: Anstelle von Treibgasen wie FCKW, FKW, HFCKW und HFKW wurden umweltverträglichere Treibgase (CO₂ und NO₂) verwendet.

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Zusammensetzung des NCO- Präpolymeren. Es wird nämlich praktisch ohne Ausnahme direkt in den Druckbehältern aus Gemischen von technischem Diphenylme than-4,4′-diisocyanat (MDI) der Funktionalität 2,3 bis 2,7 und aus Polyolen mit einem NCO : OH-Verhältnis von 3 bis 10, vorzugsweise von 4 bis 6 : 1 in Gegenwart eines tertiären Amins als Katalysator hergestellt. Wegen des Überschusses an MDI liegt noch viel freies, nicht umgesetztes MDI vor, und zwar in einer Größenordnung von ca. 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtinhalt des Druckbehälters. Wegen dieses Gehaltes an monomerem MDI müssen die Zusammensetzungen mit "mindergiftig, enthält Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat" und dem Gefahrensymbol "Andreaskreuz" gekennzeichnet werden. Würde man an stelle von MDI leichter flüchtige Polyisocyanate zur Herstellung des Präpolymeren einsetzen, so enthielten die Reaktionsmischungen ebenfalls größere Mengen an nicht umgesetztem Diisocyanat. Laut Gefahrstoff-Verordnung müßten diese Produkte dann sogar mit "gif tig" und mit dem Gefahrensymbol "Totenkopf" gekennzeichnet werden. Wegen dieser verstärkten Giftigkeit wurden derartige Diisocyanate in Dämm- und Montageschäumen aus Aerosoldosen nicht angewendet. Außerdem sind die Aushärtungszeiten von Präpolymeren aus aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanaten zur Verwendung als einkomponentige Dämm- und Montageschäume zu lang. Deshalb wird für diesen Einsatzzweck tatsächlich nur MDI verwendet.

Die aus den Präpolymeren herstellten Schaumkunststoffe stellen kein Problem dar, da das freie MDI mit Wasser reagiert und so als Harn stoff-Einheit fest mit dem vernetzten Polyurethan verbunden ist.

Problematisch ist aber dagegen die Entsorgung von Resten solcher Präpolymeren in den Einweg-Druckbehältern. Nach den geltenden ab fallrechtlichen Bestimmungen in Deutschland sind sie als Sonderab fall zu entsorgen. Die Kosten für diese Entsorgung steigen wegen des begrenzten Deponieraumes immer weiter. Es besteht daher ein Bedarf nach Dämm- und Montageschäumen, deren Reste oder Abfall leicht zu entsorgen sind.

Naheliegend wäre es, die Dämm- und Montageschäume aus anderen Po lymeren als PU herzustellen, z. B. aus Polystyrol.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht jedoch darin, daß der in dem Druckbehälter verbliebene Rest der Zusammensetzung mit dem Isocyanat-Präpolymeren als reaktiver Komponente spätestens 24 Stunden nach der Verschäumung einen Gehalt an Diisocyanat-Monomeren von weniger als 2,0, insbesondere weniger als 1,0 und vor allem weniger als 0,5 Gew.-% hat, bezogen auf die Zusammensetzung insge samt. Vorzugsweise werden diese Werte bereits nach 2 Stunden oder gar nach 0,5 Stunden erreicht. Zweckmäßigerweise hat die Zusammen setzung bereits vor der Verschäumung einen so niedrigen Gehalt an Diisocyanat-Monomeren.

Das wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß das Präpolymere bereits vor der Verschäumung solche niedrige Gehalte an Diisocyanaten hat, z. B. weil man es destilliert hat. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Diisocyanat-Monomeren durch Zusatz von Trimerisierungs katalysatoren unmittelbar vor oder nach der Verschäumung zu polymerisieren. Im Falle von Einkomponentensystemen ist es auch möglich, nach der Verschäumung der zurückbleibenden Zusammensetzung eine OH-Verbindung zuzusetzen, insbesondere einen Monoalkohol.

Die Zusammensetzung besteht notwendigerweise aus mindestens einem Isocyanat-Präpolymeren, mindestens einem Katalysator für die Reak tion der Isocyanat-Gruppe mit der OH-Gruppe, mindestens einem Treibmittel und mindestens einen Schaumstabilisator. Darüber hinaus können noch weitere Additive zugesetzt werden, z. B. Lösungsmittel, Flammschutzmittel, Weichmacher, Zellregler und Alterungsschutzmit tel.

Unter einem "Isocyanat-Präpolymeren" wird ein Oligomeres mit reak tiven NCO-Gruppen verstanden, welches als Voraddukt am Aufbau des Polymeren beteiligt ist. Bei den Isocyanaten handelt es sich vor zugsweise um aliphatische Diisocyanate mit 2 bis 36, insbesondere mit 4 bis 7 C-Atomen oder um cycloaliphatische Diisocyanate mit 5 bis 30, insbesondere mit 8 bis 15 C-Atomen. Es können aber auch aromatische Diisocyanate mit 8 bis 20, insbesondere mit 8 bis 11 Kohlenstoffatomen verwendet werden. Die Diisocyanate sollten spä testens bei 180°C bei 10 mbar sieden. Konkrete Beispiele für ge eignete Diisocyanate sind: Hexamethylendiisocyanat (HDI), Tetra methylendiisocyanat (TMDI). Isophorondiisocyanat (IPDI), Toluylen- 2,6-diisocyanat (TDI), Toluylen-2,4-diisocyanat (2,6-TDI), m-Tetra methylxylenediisocyanate (m-TMXDI), p-Tetramethylxylenediisocyanate (p-TMXDI), Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMDI), Dimeryldiiso cyanat (DDI), p-Phenylendiisocyanat (PPDI), Naphthylen-1,5′- diisocyanat (NDI), Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat (MDI), Tolidin diisocyanat (TODI), Bis(4-isocyanatocyclohexyl)-methan (H12-MDI), 3(4)-Isocyanatomethyl-1-methyl-cyclohexylisocyanat (IMCI), Phenylisocyanat sowie Esterisocyanate aus Isocyanatocarbonsäure chloriden und silylierten Polyalkoholen (siehe Mormann: Tetrahedron Letters 28 (1987) 3087 ff. und Mormann: Makromol. Chem., Makrom. Symp. 25 (1989) 117 ff.).

Von den Diisocyanaten sind die bevorzugt, deren NCO-Gruppen eine unterschiedliche Reaktivität haben. Sie ermöglichen die Herstellung von monomerenarmen Präpolymeren aus Polyolen ohne Destillation. Diisocyanate in diesem Sinne sind z. B. Isophorondiisocyanat und Toluylendiisocyanat. Bevorzugt werden Präpolymere aus IPDI mit TMP (Trimethylolpropan), sofern diese monomerenarm hergestellt wurden. Ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanpräpolymeren mit ge ringem Restmonomerengehalt wird in der EP 0 150 444 beschrieben. Demnach soll in einem ersten Reaktionsschritt das Diisocyanat mit einem mehrfunktionellen Alkohol im Verhältnis OH : NCO zwischen 4 und 0,55 umgesetzt werden. Nach Abreaktion praktisch aller schnellen NCO-Gruppen mit einem Teil der vorhandenen OH-Gruppen wird in einem zweiten Reaktionsschritt ein - im Verhältnis zu den weniger reaktiven NCO-Gruppen des Isocyanats des Reaktionsschrittes I - reaktiveres Diisocyanat äquimolar oder im geringen Überschuß, bezogen auf noch freie OH-Gruppen zugesetzt. Gewünschtenfalls kön nen Katalysatoren zugesetzt oder höhere Temperaturen angewendet werden. Der Inhalt der EP 0 150 444 wird ausdrücklich auch zum Be standteil dieser Anmeldung gemacht.

Die Diisocyanate können auch bis zu einem molaren Anteil von 40, insbesondere 20% durch Mono- oder Tri-Isocyanate ersetzt werden. Konkrete Beispiele sind: Phenylisocyanat.

Aus den Diisocyanaten können ohne weitere reaktive Komponente Isocyanat-Präpolymere hergestellt werden, indem sie zu Isocyanuraten trimerisiert werden. Diese Reaktion läuft bekanntlich in Gegenwart geeigneter Trimerisierungskatalysatoren ab (siehe z. B. Kunststoff-Handbuch, Bd. 7, Polyurethane, Seite 108). Besonders vorteilhaft sind Gemische aus Cyclotrimerisaten aus aliphatischen und cycloaliphatischen Diisocyanaten, insbesondere Mischtrimerisate daraus.

Die Isocyanat-Präpolymere können aber auch durch Reaktion von Diisocyanaten mit Polyolen in Gegenwart geeigneter Katalysatoren hergestellt werden. Derartige Katalysatoren sind solche, die die Reaktion der Isocyanatgruppe mit der OH-Gruppe beschleunigen, nicht jedoch deren Trimerisierung. Konkrete Beispiele sind Dimorpholinodiethylether, Bisdimethylaminoethylether, Dabco X-DM (Fa. Air Products) sowie N-Ethylmorpholin. Unter Umständen können aber auch andere Katalysatoren in Frage kommen, wenn sie die Isocyanatgruppen während der Lagerung nicht trimerisieren, z. B. N-substituierte Morpholine sowie deren Mischungen mit Propylenoxid-Addukten des Triethanolamins, sowie die bekannten Me tallkatalysatoren, insbesondere des Zinns.

Als Polyole zur Herstellung der Präpolymeren können alle üblichen hydroxylgruppenhaltigen Polyester und Polyether verwendet werden.

Als Polyester können Ester von Dicarbonsäuren, bevorzugt aliphatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, die mit mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen umgesetzt werden, Anwendung finden, wobei diese ebenfalls freie OH-Gruppen zur Reaktion aufweisen müssen. Beispiele für aliphatische Dicarbonsäuren sind Pimelinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure sowie vorzugsweise Bernstein- und Adipinsäure und aromatische Dicarbonsäuren wie Phthalsäure und Terephthalsäure. Als zwei- oder mehrwertige Alkohole können Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,2- bzw. 1,3 Propylenglykol, Dipropylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan sowie 1,4-Butandiol und 1,6 Hexandiol zur Anwendung kommen.

Es können aber auch Polyesterpolyole oleochemischer Herkunft ver wendet werden, die keine freien Epoxidgruppen aufweisen und durch vollständige Ringöffnung von epoxidierten Triglyceriden eines wenigstens teilweise olefinisch ungesättigten Fettsäure enthalten den Fettsäuregemisches mit einem oder mehreren Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen und anschließender partieller Umesterung der Triglyceridderivate zu Alkylesterpolyolen mit 1 bis 12 C-Atomen im Alkylrest hergestellt worden sind (siehe DE 36 26 223). Als Polyether können die nach dem bekannten Verfahren aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest und einem Startermolekül, das 2 bis 4 aktive Wasserstoffatome ent hält, hergestellten Produkte Verwendung finden. Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3, Propylen oxid, 1,2- bis 2,3-Butylenoxid und Ethylenoxid. Als Startermoleküle kommen in Betracht: Wasser, Dicarbonsäuren, mehrwertige Alkohole wie Ethylenglykol, Propylenglykol-1,2, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sor bit und Saccharose sowie amonogruppenhaltige Verbindungen. Weitere Polyole sind: Polycarbonatpolyole und Dimerdiole (Fa. Henkel).

Aus den Diisocyanaten und den Polyolen werden auf bekannte Art und Weise die Isocyanat-Polymeren hergestellt. Zur Herstellung von monomerenarmen Isocyanat-Präpolymeren werden die im Überschuß vor handenen flüchtigen Isocyanate bei Temperaturen von 100 bis 160°C im Vakuum unter Verwendung eines Dünnschicht- oder Kurzweg-Ver dampfers abdestilliert. Konkretere Angaben zur Herstellung von monomerenarmen Isocyanat-Präpolymeren durch Destillation werden z. B. in der DE 41 40 660 angegeben. Dort werden Ether- und Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate auf Basis von Polyhydroxypolyethern und Toluylendiisocyanat hergestellt, die ei nen NCO-Gehalt von 11,8 bis 14,4 Gew.-%, eine mittlere NCO- Funktionalität von 3,1 bis 4,0 und einen Gehalt an freiem Toluylendiisocyanat von weniger als 0,1 Gew.-% aufweisen. Der In halt dieser Schrift wird ausdrücklich auch zum Inhalt der vorlie genden Patentanmeldung gemachte, soweit er sich auf die Herstellung der Präpolymeren bezieht. Nicht einbezogen wird dagegen die Anwen dung der dortigen Präpolymeren zur Herstellung von Polyurethanlacken.

Auch in den Patentschriften DE 15 95 273 und US 4 128 825 wird die Herstellung bestimmter Polyaddukte des TDI mit Restmonomerenge halten von minimal 0,2% beschrieben. Auch hier wird die Herstel lung dieser Präpolymeren ausdrücklich in die vorliegenden Anmeldung einbezogen.

Von den beiden Möglichkeiten monomerenarme Isocyanat-Präpolymere herzustellen, wird die Destillation gegenüber der Herstellung mit unterschiedlich reaktiven Diisocyanatgruppen bevorzugt. Das hat zur Folge, daß dann die Präpolymere nicht wie bisher üblich in dem Druckgefäß hergestellt werden können, sondern außerhalb des Druck gefäßes.

Unabhängig von der Art ihrer Herstellung sind die monomerenarme Isocyanat-Präpolymeren durch folgende Merkmale charakterisiert: Sie haben einen Gehalt an Isocyanat-Monomeren von weniger als 3,0, insbesondere weniger als 1,0, vor allem weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Präpolymere. Sie haben eine NCO-Funktionalität von 2 bis 5, insbesondere von 2,5 bis 4,2 und einen NCO-Gehalt von 8 bis 30 Gew.-%, insbesondere von 10 bis 23, bezogen auf das Präpolymere sowie eine Viskosität von 5 bis 200, insbesondere von 10 bis 100 Pa·s bei 25°C nach DIN 53 015. Die Präpolymeren werden vorzugsweise hergestellt aus aliphatischen Diisocyanaten mit 2 bis 12, vorzugs weise 4 bis 8 C-Atomen und aus cycloaliphatischen Isocyanaten mit 5 bis 30, vorzugsweise 7 bis 12 C-Atomen. Darüber hinaus können aber auch aromatische Diisocyanate mit 8 bis 20 C-Atomen verwendet wer den. Der Siedepunkt der Diisocyanate sollte max. bei 180°C, vor zugsweise max. bei 160°C bei 10 mbar liegen.

Diese Isocyanat-Präpolymeren werden wie üblich mit Katalysatoren für die Reaktion der Isocyanat-Gruppen mit HO-Gruppen, mit Treib mitteln und mit Schaumstabilisatoren in den Druckgefäßen gemischt. Außerdem können noch die üblichen Additive zugefügt werden wie Lö sungsmittel, Flammschutzmittel, Weichmacher sowie Zellregler und Alterungsschutzmittel. Es entsteht eine Lösung oder Emulsion.

Als Katalysator wird vorzugsweise Bis(dimethylaminoethyl)ether eingesetzt. Er soll nur die Reaktion der NCO-Gruppe mit OH-Gruppen katalysieren, nicht dagegen deren Trimerisierung bei der Lagerung.

Als Treibmittel wird vorzugsweise eingesetzt 1,1,1,2- Tetrafluorethan, 1,1-Difluorethan und Dimethylether. Es können aber auch eingesetzt werden n-Propan, n-Butan und Isobutan.

Als Schaumstabilisator wird vorzugsweise eingesetzt Siloxan- Oxyalkylen-Copolymeren, z. B. Tegostab B 8404 (Fa. Goldschmidt).

Der Inhalt der Druckgefäße setzt sich quantitativ vorzugsweise folgendermaßen zusammen:

- 50 bis 90, vorzugsweise 60 bis 85 Gew.-% an Isocyanat- Präpolymeren,
- 0,1 bis 5,0, vorzugsweise 0,5 bis 20 an Katalysatoren,
- 5 bis 35, vorzugsweise 10 bis 25 an Treibmittel und
- 0,1 bis 5,0, vorzugsweise 0,5 bis 3,0 an Schaumstabilisator.

Von den fakultativen Additiven kann das Flammschutzmittel in einer Menge von 5 bis 50, vorzugsweise von 10 bis 30 zugesetzt werden. Die übrigen fakultativen Additive können in einer Menge von 0,1 bis 3,0 zugesetzt werden, insbesondere von 0,2 bis 1,5. Bei den Angaben handelt es sich um Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung.

Neben diesen Zusammensetzungen mit einem sehr geringen Gehalt an Diisocyanaten können auch übliche Zusammensetzungen mit den üb lichen Gehalten an Isocyanaten eingesetzt werden, wenn ihnen un mittelbar vor ihrer Verwendung (Verschäumung), mindestens ein Trimerisierungskatalysator, zugesetzt werden, die zusätzlich noch die Feuchtigkeitshärtung beschleunigen können. Konkrete Beispiele für derartige Katalysatoren sind Dibutylzinndilaurat, Kaliumacetat, Kalium-2-ethylhexoat, N,N-Dimethylcyclohexylamin und Tris-2,4,6-(dimethylaminomethyl)phenol. So wird erreicht, daß nicht nur die Aushärtung des Schaumes beschleunigt wird, sondern daß auch das NCO-Präpolymere und Monomere im Behälter innerhalb 1 Tages in das polymere Isocyanurat überführt wird. Nach dieser Zeit ist na hezu kein monomeres Diisocyanat im restlichen Reaktionsgemisch mehr enthalten. Nach dieser Abreaktion können die Druckgaspackungen wie gewöhnliche Packungen entsorgt und recyclisiert werden, weil sie spätestens nach 24 Stunden nicht mehr als Gefahrstoff anzusehen sind.

Der Trimerisierungskatalysator muß getrennt von der übrigen Zusam mensetzung gelagert werden und unmittelbar vor der Verschäumung hinzugefügt und gemischt werden. Dafür geeignete Aerosolpackungen sind bekannt (siehe z. B. EP 0 024 659 oder DE 36 10 345).

Um sicher zu sein, daß der Aminkatalysator und die Zusammensetzung ausreichend vermischt sind, ist es zweckmäßig, den Aminkatalysator zusammen mit einem Farbstoff und/oder Pigment zuzumischen. Falls die Mischung unvollständig war oder überhaupt nicht gemischt wurde, dann ist der Schaum ungleichmäßig eingefärbt oder überhaupt nicht gefärbt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung mischt man den nor malen, für die Feuchtigkeitshärtung notwendigen Katalysator schon bei der Abfüllung der Dosen zu. Nach der Entleerung der Dose wird dann ein weiterer Katalysator der in dem Druckgefäß noch vorhandenen Restmenge an Isocyanat-Präpolymerem zugesetzt, damit es innerhalb kurzer Zeit trimerisiert und sich dadurch in einen "Nichtgefahr stoff" umwandelt. Es entstehen nämlich dabei hochmolekulare spröde Polyisocyanurate. Wenn man niedermolekulare Monoalkohole wie z. B. Ethanol und Propanol im Überschuß hinzufügt, entstehen weichmacherähnliche Urethane. Falls man Diole mit einem Molekular gewicht von < 400 im Überschuß hinzufügt, entstehen oligomere Polyurethane mit OH-Endgruppen. Beides sind ebenfalls ungefährliche Stoffe.

Dafür geeignete Druckgasverpackungen sind ebenfalls bekannt und werden z. B. für Zweikomponenten-Polyurethanschäume eingesetzt. Vorzugsweise wird der Trimerisierungskatalysator, der Monoalkohol oder das Diol automatisch nach der normalen Verarbeitung des Schaumes freigesetzt. Dazu sind allerdings spezielle Verpackungen notwendig, wie sie z. B. in der EP 446 973 und EP 349 053 be schrieben sind. Beispielhaft sei erwähnt, daß in dem Druckbehälter ein weiterer kleiner Druckbehälter mit dem Katalysator enthalten sein kann, der sich automatisch entleert, wenn der Umgebungsdruck im großen Druckbehälter durch die Schaumentnahme auf weniger als 2,5 bar gefallen ist.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzungen ermöglichen die Herstellung eines Einkomponenten-Kunststoffschaumes, der wie üblich mit Umge bungsfeuchtigkeit aushärtet. Aber auch ein Zweikomponenten- Kunststoffschaum ist ohne weiteres möglich, wenn der Zusammenset zung ein Polyol in möglichst äquivalenten Mengen oder in einem ge ringen Unterschuß zugesetzt wird. Bei dem Polyol handelt es sich um üblicherweise eingesetzte Stoffe mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 oder 3, vorzugsweise primären OH-Gruppen.

Der so hergestellte Kunststoffschaum eignet sich insbesondere zum Dämmen, Montieren und Dichten im Bauwesen, insbesondere vor Ort.

Die Erfindung wird anhand von folgenden Beispielen erläutert:

Beispiele Beispiel 1

Aus 191 g eines handelsüblichen Cyclotrimerisates des He xan-1,6-diisocyanat, welches einen NCO-Gehalt von 22,6 Gew.-% (= 1 Mol NCO) aufweist und unter den Bezeichnungen Tolonate HDT (Rhone-Poulenc) bzw. Desmodur N 3300 (Bayer) im Handel ist, wurde durch Addition von 0,05 Mol Ethylenglykol (= 0,1 Mol OH) ein hoch viskoses Addukt mit einer Viskosität von ca. 10 Pa·s bei 25°C (DIN 53 015) hergestellt. Zu 96 g dieses NCO-Präpolymeren wurden 2,0 g eines handelsüblichen Silikon-Tensides mit der Bezeichnung Tegostab B-8404 (Fa. Goldschmidt) sowie 2,0 g eines Katalysators mit der Bezeichnung Texacat CD (chemische Bezeichnung: Bis(N,N-Dimethylaminoethyl)ether) zugesetzt und das Gemisch in ei nen Einweg-Druckbehälter eingefüllt. Anschließend wurden in den Druckbehälter 25,0 g Dimethylether und 10,0 g Tetrafluorethan (HFKW-134a) eingefüllt und der Druckbehälter so lange geschüttelt, bis das NCO-Präpolymere in der Treibgasmischung gelöst war.

Der Gehalt an monomerem HDI betrug < 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung insgesamt.

Das gelöste Produkte wurde anschließend aus dem Druckbehälter ent nommen und bei einer Temperatur von 25°C (Raumtemperatur) und ei ner relativen Luftfeuchtigkeit von 50% in eine Fuge mit den Ab messungen 3,0 × 5,0 × 50,0 cm gebracht und dort ausgehärtet. Der entstandene Schaum war durch folgende Daten gekennzeichnet:

Klebfreie Zeit der Oberfläche:
10 Minuten
Zeit bis zur vollständigen Härtung:	2 Stunden
Schaumstruktur:	feinzellig
Rohdichte des Schaumstoffes:	ca. 24 g/l
Härte des erhärteten Schaumstoffes:	elastisch

Beispiele 2 bis 9

Bei den folgenden Beispielen wurde neben dem HDI-Cyclotrimerisat ein technisch verfügbares IPDI-Cyclotrimerisat verwendet, welches die Firma Hüls unter der Bezeichnung Vestanate T 1890/100 ver marktet (NCO-Gehalt: 17,0 bis 17,5 Gew.-%, Schmelzbereich: 100 bis 115°C.
Monomeren-Gehalt: < 0,7 Gew.-%).

Anmerkungen zu den vorhergehenden Tabellen

¹) Baysilonöl M 100 ist ein Polydimethylsiloxan mit endständigen Trimethylsiloxy-Gruppen und einer Viskosität von 140 mm²s^-1

bei 20°C der Fa. Bayer.
²) Die klebfreie Zeit ist die Zeit vom Beginn des Verschäumens, bis der Schaum nicht mehr klebrig ist.
³) Die Härtungszeit ist die Zeit von Beginn des Verschäumens, bis der Schaum mit einem Messer schneidbar ist, ohne daß Schaum reste haften bleiben.
⁴) Die Rohdichte wurde nach der SKZ-Methode bestimmt.
⁵) Die Schaumhärte wurde durch Druckversuche nach DIN 53 421 be stimmt.
Die Bewertung wurde anhand der Druckspannung bei 10% Stauchung vorgenommen.
Dabei bedeuten
h (= hart) bei < 10 N/cm²,
hh (= halbhart) bei 1 bis 10 N/cm² und
w (= weich) bei < 1 N/cm².
⁶) Die Formänderung wurde nach der SKZ-Methode bestimmt (= Prüf bestimmungen für Polyurethan-Montageschaumstoff, herausgegeben vom Süddeutschen Kunststoff-Zentrum im Juli 1982).
⁷) Die Lagerstabilität wurde folgendermaßen bestimmt:
Die Viskosität der Proben wurde mit einem Rotationsviskosimeter (Brookfield RVT, Spindel 7, 50 Upm, 25°C) bestimmt. Anschlie ßend wurde das Präpolymere bei 50°C gelagert und nach je 1 Woche kurzzeitig auf 25°C abgekühlt und die Viskosität erneut bestimmt. Die Dauer bis zur Verdreifachung der Startviskosität wird als Lagerstabilität definiert.
w bedeutet Wochen.
⁸) Der Gehalt an Diisocyanat-Monomerem im Präpolymeren bzw. in der Zusammensetzung wird auf der Grundlage der HPLC bestimmt (High Pressure Liquid Chromatographie).

Claims

1. Zusammensetzung zur Herstellung von Schaumkunststoffen aus Einweg-Druckbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß ihr in dem Druckbehälter verbliebener Rest spätestens 1 Tag nach der An wendung einen Gehalt an Diisocyanat-Monomeren von weniger als 2,0 Gew.-% hat, bezogen auf den Restinhalt des entleerten Ge bindes.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Diisocyanat-Monomeren kleiner als 1,0 bzw. 0,5 Gew.-% ist, bezogen auf den Gesamtinhalt des Gebindes, und zwar vorzugsweise bereits vor der Anwendung.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung vor der Anwendung folgende Komponenten enthält:

A) als reaktive Komponente mindestens ein Isocyanat-Präpolymer mit einem Gehalt an Diisocyanat-Monomeren von weniger als 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Präpolymere, mit einer NCO- Funktionalität von 2 bis 5, mit einem NCO-Gehalt von 8 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Präpolymere und mit einer Visko sität von 5 bis 200 Pa·s bei 25°C nach DIN 53 015, wobei das Präpolymere hergestellt wurde aus aliphatischen Diisocyanaten mit 2 bis 36 C-Atomen, cycloaliphatischen Diisocyanaten mit 5 bis 30 C-Atomen und/oder aromatischen Diisocyanaten mit 8 bis 20 C-Atomen, jeweils mit einem Sie depunkt von max. 180°C bei 10 mbar,
B) mindestens einen Katalysator für die Reaktion der Isocyanat-Gruppe mit HO-Gruppen,
C) mindestens ein Treibmittel,
D) mindestens einen Schaumstabilisator sowie
E) ggfl. Additive wie Lösungsmittel, Flammschutzmittel und Weichmacher.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Komponente ein Cyclotrimerisat eines Diisocyanates (Isocyanurat) ist, insbesondere Gemische aus HDI und IPDI sowie deren Mischtrimerisate.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Komponente ein Präpolymer aus Diisocyanaten und/oder Isocyanuraten mit NCO-Gruppen und Polyolen ist.

6. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Präpolymere aus Diisocyanaten mit unterschiedlicher Reaktivität der NCO-Gruppen hergestellt wurde.

7. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Mengenangaben:

- 50 bis 90 Gew.-% des Präpolymeren,
- 0,1 bis 5,0 Gew.-% des Katalysators,
- 5 bis 35 Gew.-% des Treibmittels,
- 0,1 bis 5,0 Gew.-% des Schaumstabilisators und
- 0 bis 51,5 Gew.-% an Additiven.

8. Einkomponenten-Kunststoffschaum, herstellbar aus der Zusammen setzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 und Feuch tigkeit.

9. Zweikomponenten-Kunststoffschaum, herstellbar aus der Zusam mensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 als erster Komponente und einen Polyol als zweiter Komponente.

10. Kunststoffschaum nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekenn zeichnet durch seine Verwendung als Dämm- oder Montage-Schaum, insbesondere vor Ort.