DE4441570A1 - Schaumkunststoff aus Einweg-Druckbehältern - Google Patents
Schaumkunststoff aus Einweg-DruckbehälternInfo
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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 18159). Eine besondere Form
solcher Ortschäume sind feuchtigkeitshärtende Einkomponenten-Sy
steme. Die zu verschäumende Zusammensetzung befindet sich dabei in
der Regel in Einweg-Druckbehältern (Aerosoldosen). Ortschäume aus
Polyurethan dienen vor allem im Bauwesen zum Dichten, Dämmen und
Montieren, z. B. von fugen, 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 Druckbe
hälter. 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 DE 40 25 843
beschrieben, wobei die Mischung ein Präpolymeres mit einer dyna
mischen Viskosität von 200 bis 4 000 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 der DE 43 03 887 wird ein Einkomponentensystem zur Herstellung
von Polyurethanschaumstoffen aus einem Druckbehälter beschrieben,
das neben einem Treibmittelsystem und sonstigen bekannten Hilfs-
und Zusatzstoffen ein Präpolymeres mit Isocyanatgruppen enthält. Es
wird aus Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten
reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und Polyisocyanaten hergestellt.
Die Polyisocyanate haben die Funktionalität 2 bis 4, vorzugsweise 2
bis 3. Konkret werden unter anderem genannt: Polyphenylpoly
methylenpolyisocyanat, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensa
tion und anschließender Phosgenierung hergestellt werden ("rohes
MDI") und Carbodiimid-, Urethan-, Allophanat-, Isocyanurat-, Harn
stoff- oder Biuret-Gruppen aufweisende Polyisocyanate ("modifi
zierte Polyisocyanate"), insbesondere solche modifizierten
Polyisocyanate, die sich vom 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat
bzw. von 4,4′- und/oder 2,4′-Diphenylmethan-diisocyanat ableiten.
In dieser Patentschrift wird die Aufgabe gelöst, eine Volumen- bzw.
Dickenänderung des Einkomponentenschaumes durch Diffusion von CO₂
aus den geschlossenen Zellen zu vermeiden.
Ein kritischer Punkt ist die Zusammensetzung des NCO-Präpolymeren.
Es wird nämlich praktisch ohne Ausnahme direkt in den Druckbehäl
tern aus Gemischen von technischem Diphenylmethan-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 Ge
genwart 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 Ge
haltes an monomerem MDI müssen die Zusammensetzungen mit "minder
giftig, gesundheitsschädlich, enthält Diphenylmethan-4,4′-diiso
cyanat" und dem Gefahrensymbol "Andreaskreuz" gekennzeichnet wer
den. Würde man anstelle von MDI leichter flüchtige Polyisocyanate
zur Herstellung des Präpolymeren einsetzen, so enthielten die Re
aktionsmischungen ebenfalls größere Mengen an nicht umgesetztem
Diisocyanat. Laut Gefahrstoff-Verordnung müßten diese Produkte dann
sogar mit "giftig" und mit dem Gefahrensymbol "Totenkopf" gekenn
zeichnet werden. Wegen dieser verstärkten Giftigkeit wurden derar
tige 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 tat
sächlich nur MDI verwendet.
Die aus den Prepolymeren 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.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die reak
tive Komponente der Zusammensetzung zur Herstellung von Schaum
kunststoffen aus Einweg-Druckbehältern aus Präpolymeren auf Basis
von Diolen und Polyisocyanaten besteht, die eine Isocyanatfunk
tionalität von 3 ± 0,7 haben und weniger als 20 Gew.-% an Diiso
cyanat enthalten. Der Gehalt an Diisocyanat-Monomeren im Prä
polymeren bzw. in der Zusammensetzung wird auf der Grundlage der
HPLC bestimmt (High Pressure Liquid Chromatographie).
Überraschenderweise führt die Verwendung von Diolen und derartigen
Polyisocyanaten mit einer Funktionalität deutlich über 2 bei der
Präpolymerherstellung nicht zu einer vorzeitigen Vernetzung bzw.
Gelbildung, so daß diese Zusammensetzungen zur Herstellung von
Schaumkunststoffen eine geeignete Viskosität aufweisen.
Als Polyisocyanate kommen dabei hauptsächlich aromatische Tri
isocyanate in Frage wie zum Beispiel der Thiophosphorsäure-tris-
(p-Isocyanato-Phenylester), das Triphenylmethan-4,4′,4′′-Triiso
cyanat sowie insbesondere die verschiedenen isomeren trifunk
tionellen Homologen des Diphenylmethandiisocyanats (MDI). Zu den
letzteren gehören hauptsächlich das Isocyanto-bis-((4-Isocyanato
phenyl)-methyl)-benzol, das 2-Isocyanato-4-((3-Isocyanatophenyl)
methyl)-1-((4-Isocyanatophenyl)methyl)-benzol, das 4-Isocyanato-
1,2-bis((4-Isocyanatophenyl)methyl)-benzol, das 1-Isocyanato-4-
((2-Isocyanatophenyl)methyl)-2-((3-Isocyanatophenyl)methyl)benzol,
das 4-Isocyanato-α-1-(o-Isocyanatophenyl)-α 3(p-Isocyanatophe
nyl)-m-Xylol, das 2-Isocyanato-α-(o-Isocyanatophenyl)-α′(p-Iso
cyanatophenyl)m-Xylol, das 2-Isocyanato-1,3-bis((2-Isocyanatophe
nyl)methyl)-benzol, das 2-Isocynato-1,4-bis((4-Isocyanato-phenyl)
methyl)-benzol, das Isocyanato-bis((Isocyanatophenyl)methyl)
benzol, das 1-Isocyanato-2,4-bis((bis((4-Isocyanatophenyl)methyl)
benzol sowie deren Mischungen, gegebenenfalls mit einem gering
fügigen Anteil an höherfunktionellen Homologen. Da die trifunk
tionellen Homologen des Diphenylmethandiisoxyanates analog zum
Diphenylmethandiisocyanat durch Kondensation von Formaldehyd mit
Anilin mit nachfolgender Phosgenierung und fraktionierender Tren
nung hergestellt werden, sind im technischen Gemisch der trifunk
tionellen Homologen des MDI auch noch Anteile an Diisocyanat vor
handen, dieser darf jedoch nicht mehr als 20 Gew.-%, bezogen auf
die Isocyanatmischung, betragen. Der Anteil an Tetraisocyanaten in
diesem Homologen-Gemisch darf nicht mehr als 12 Gew.-% und der
Anteil an Polyisocyanaten mit einer Funktionalität < 4 nicht mehr
als 2 Gew.-% betragen.
Weiterhin sind als Triisocyanate auch Addukte aus Diisocyanaten und
niedermolekularen Triolen geeignet, insbesondere die Addukte aus
aromatischen Diisocyanaten und Triolen wie zum Beispiel Tri
methylolpropan oder Glycerin. Auch bei diesen Addukten gelten die
oben genannten Einschränkungen bezüglich des Diisocyanatgehaltes
sowie des Gehaltes an Polyisocyanaten mit einer Funktionalität < 3.
Auch aliphatische Triisocyanate wie zum Beispiel das Biuretisie
rungsprodukt des Hexamethylendiisocyanates (HDI) oder das Iso
cyanuratisierungsprodukt des HDI oder auch die gleichen Tri
merisierungsprodukte des Isophorondiisocyanats (IPDI) sind für die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignet, sofern der Anteil an
Diisocyanaten < 0,5 Gew.-% beträgt und der Anteil an Tetra- bzw.
höherfunktionellen Isocyanaten nicht mehr als 14 Gew.-% ist.
Die Viskosität der reaktiven Komponente kann gegebenenfalls mit
mono-funktionellen Verbindungen (Abbrechern) mit gegenüber Iso
cyanatenreaktiven Gruppen eingestellt werden.
Als monofunktionelle Verbindungen (Abbrecher) sind solche Verbin
dungen geeignet, die gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen mit
einer Funktionalität von 1 haben. Grundsätzlich sind hierfür alle
monofunktionellen Alkohole, Amine oder Mercaptane verwendbar. Dies
sind insbesondere monofunktionelle Alkohole mit bis zu 36 Kohlen
stoffatomen, monofunktionelle primäre und/oder sekundäre Amine mit
bis zu 36 Kohlenstoffatomen oder monofunktionelle Mercaptane mit
bis zu 36 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt sind zum Beispiel
Monoalkohole wie Benzylalkohol, Fettalkohole mit 8 bis 18 Kohlen
stoffatomen wie sie zum Beispiel unter dem Handelsnamen Lorol der
Fa. Henkel erhältlich sind, Abietylalkohol bzw. hydrierter
Abietylalkohol. Die Abietylalkohole erfüllen dabei die Doppelfunk
tion des Kettenabbruchs und dienen gleichzeitig als chemisch ge
bundene "Tackifier". Auch der Zusatz von Mercapto- oder Amino
silanen kann eine Doppelfunktion als Kettenabbrecher und als Haft
vermittler erfüllen.
Mit Hilfe der oben genannten Abbrecher kann die effektive Funktio
nalität des Triisocyanats auf einen Wert zwischen 1,2 und 3,45
eingestellt werden, wobei die Funktionalität des ursprünglich ein
gesetzten Triisocyanates von dessen Gehalt an difunktionellen Ho
mologen sowie Homologen mit einer Funktionalität < 3 abhängig ist.
Bei den besonders bevorzugten trifunktionellen Homologen-Gemischen
des MDI liegt die Funktionalität des ursprünglich eingesetzten
Triisocyanatgemisches zwischen 2,3 und 3,7, vorzugsweise zwischen
2,55 und 3,45. Grundsätzlich kann das Triisocyanat jedoch auch ohne
Zusatz von Abbrechern eingesetzt werden. Art und Menge der einge
setzten Abbrecher hängen von der gewünschten Vernetzungsdichte des
ausgehärteten Schaumkunststoffes und/oder der gewünschten Applika
tionsviskosität ab.
Die Umsetzung des Polyisocyanates mit dem Abbrecher kann in einem
separaten Schritt erfolgen oder vorzugsweise in den Fertigungspro
zeß integriert werden.
Die Isocyanat-Präpolymere werden durch Reaktion der erfindungs
gemäßen Polyisocyanate mit Diolen in Gegenwart geeigneter Kataly
satoren hergestellt werden. Derartige Katalysatoren sind solche,
die die Reaktion der Isocyanatgruppe mit der OH-Gruppe beschleuni
gen, 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 Diole zur Herstellung der Präpolymeren können alle üblichen
hydroxylgruppenhaltigen Polyester und Polyether verwendet werden.
Als Polyester können Ester von Dicarbonsäuren, bevorzugt ali
phatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Al
kylenrest, die mit 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 Bern
stein- und Adipinsäure und aromatischen Dicarbonsäuren wie Phthal
säure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Als zweiwertige Alkohole
können Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2- bzw.
1,3 Propylenglykol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol und 1,6
Hexandiol zur Anwendung kommen.
Es können aber auch Polyesterdiole oleochemischer Herkunft verwen
det werden, die keine freien Epoxidgruppen aufweisen und durch
vollständige Ringöffnung von epoxidierten Triglyceriden eines we
nigstens teilweise olefinisch ungesättigten Fettsäure enthaltenden
Fettsäuregemisches mit einem oder mehreren Alkoholen mit 1 bis 12
C-Atomen und anschließender partieller Umesterung der Tri
glyceridderivate 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 aktive Wasserstoffatome enthält,
hergestellten Produkte Verwendung finden. Geeignete Alkylenoxide
sind beispielsweise Tetrahydrofuran, Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-
Butylenoxid und Ethylenoxid. Als Startermoleküle kommen in Be
tracht: Wasser, Dicarbonsäuren, mehrwertige Alkohole wie Ethy
lenglykol, Propylenglykol-1,2, Diethylenglykol, Dipropylenglykol,
und Dimerdiole (Fa. Henkel).
Aus den Polyisocyanaten und den Diolen werden auf bekannte Art und
Weise die Isocyanat-Präpolymeren hergestellt.
Die reaktive Komponente der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist
durch folgende Merkmale charakterisiert: Sie haben einen Gehalt an
Di-Isocyanat-Monomeren von weniger als 5,0, insbesondere weniger
als 2,0, vor allem weniger als 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Pre
polymere. Sie haben eine NCO-Funktionlität von 2 bis 5, insbeson
dere 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 53015. Die Präpolymeren werden hergestellt aus Diolen und
einem Polyisocyanat mit einer Isocyanat-Funktionalität von 3,0 +
0,7 mit weniger als 20 Gew.-% an Diisocyanat, bezogen auf das
Polyisocyanat.
Die schäumende Zusammensetzung besteht notwendigerweise aus min
destens einem Isocyanat-Präpolymeren, mindestens einem Katalysator
für die Reaktion der Isocyanat-Gruppe mit den OH-Gruppen (incl.
Wasser), mindestens einem Treibmittel mit einem Siedepunkt < -10°C
bei Normaldruck 1013 mbar) und mindestens einen Schaumstabilisator.
Darüber hinaus können noch weitere Additive zugesetzt werden, z. B.
Lösungsmittel, Flammschutzmittel, Weichmacher, Zellregler, Emul
gatoren, Fungizide, Füllstoffe, Pigmente und Alterungsschutzmittel.
Sie ist eine Lösung oder Emulsion.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält zusätzlich Katalysa
toren, die die Feuchtigkeitsvernetzung nach der Applikation be
schleunigen. Als Katalysatoren eignen sich die normalen Poly
urethan-Katalysatoren wie z. B. Verbindungen des 2- bzw. 4wertigen
Zinns, insbesondere die Dicarboxylate des 2wertigen Zinns bzw. die
Dialkylzinn-Dicarboxylate bzw. -Dialkoxylate. Beispielhaft seien
genannt Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dioctylzinn
diacetat, Dibutylzinnmaleat, Zinn(II)-Octoat, Zinn(II)-Phenolat
oder auch die Acetylacetonate des 2- bzw. 4wertigen Zinns. Weiter
hin können die hochwirksamen tertiären Amine oder Amidine als Ka
talysatoren verwendet werden, ggf. in Kombination mit den oben ge
nannten Zinnverbindungen. Als Amine kommen dabei sowohl acyclische
als auch insbesondere cyclische Verbindungen in Frage. Beispiele
sind das Tetramethylbutandiamin, Bis(dimethylaminoethyl)ether,
1,4-Diaza-bicyclooctan (DABCO), 1,8-Diaza-bicyclo-(5.4.0)-Undecen,
2,2′-Dimorpholinodiethylether oder Dimethylpiperazin oder auch Mi
schungen der vorgenannten Amine.
Als Katalysator wird vorzugsweise Dimorpholinodiethylether oder
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-Tetrafluor
ethan, 1,1-Difluorethan und Dimethylether. Es können aber auch
eingesetzt werden Kohlendioxid, Distickstoffoxid, n-Propan, n-Butan
und Isobutan.
Weiterhin enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung zusätzlich
Stabilisatoren. Als "Stabilisatoren" im Sinne dieser Erfindung sind
einerseits Stabilisatoren zu verstehen, die eine Viskositätsstabi
lität der Zusammensetzung während der Herstellung, Lagerung bzw.
Applikation bewirken. Hierfür sind z. B. monofunktionelle
Carbonsäurechloride, monofunktionelle hochreaktive Isocyanate, aber
auch nicht-korrosive anorganische Säuren geeignet, beispielhaft
seien genannt Benzoylchlorid, Toluolsulfonylisocyanat, Phosphor
säure oder phosphorige Säure.
Des weiteren sind als Stabilisatoren im Sinne dieser Erfindung
Antioxidantien, UV-Stabilisatoren oder Hydrolyse-Stabilisatoren zu
verstehen. Die Auswahl dieser Stabilisatoren richtet sich zum einen
nach den Hauptkomponenten der Zusammensetzung und zum anderen nach
den Applikationsbedingungen sowie den zu erwartenden Belastungen
des Schaumkunststoffes. Wenn das Polyurethanpräpolymer überwiegend
aus Polyetherbausteinen aufgebaut ist, sind hauptsächlich Anti
oxidantien, gegebenenfalls in Kombination mit UV-Schutzmitteln,
notwendig. Beispiele hierfür sind die handelsüblichen sterisch ge
hinderten Phenole und/oder Thioether und/oder substituierten
Benzotriazole oder die sterisch gehinderten Amine vom Typ des HALS
("Hindered Amine Light Stabilizer").
Bestehen wesentliche Bestandteile des Polyurethanpräpolymers aus
Polyesterbausteinen, werden vorzugsweise Hydrolyse-Stabilisatoren,
z. B. vom Carbodiimid-Typ, eingesetzt.
Als Schaumstabilisator werden vorzugsweise Siloxan-Oxyalkylen-
Copolymere, z. B. Tegostab B 8404 (Fa. Goldschmidt), Dabco DC-190
oder Dabco DC-193 (Fa. Air Products) eingesetzt.
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 2,0 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.
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:
60 g des Polyisocyanates mit einer Funktionalität F von 2,9 und
29,0% NCO, welches durch Phosgenierung eines Anilin-Formaldehyd-
Kondensationsproduktes gewonnen wurde und welches ca. 15% MDI-
Isomere sowie ca. 12% MDI-Homologe mit F = 4 enthält, wurden mit
10,0 g eines Polyesterdiols mit der OHZ = 10 sowie 10,0 g
Tris(2-chlorpropyl)phosphat, 0,4 g Dimorpholinodiethylether (DMDEE)
sowie 2,0 g Siloxan-Oxyalkylen-Copolymer (Tegostab B8404) und zu
letzt 17,6 g 1,1-Difluorethan gemischt. Die nach der
Prepolymerisierung erhaltene Zusammensetzung hatte eine für die
Verarbeitung als Einkoponentenschaum günstige Viskosität und führte
nach Härtung zu einem Schaumstoff mit folgenden Daten:
Schaumstruktur: feinzellig
Rohdichte, g/l: 28
Dimensionsstabilität (1 W, 40°C): < 3%
Brandverhalten DIN-4102: B2
Schaumstruktur: feinzellig
Rohdichte, g/l: 28
Dimensionsstabilität (1 W, 40°C): < 3%
Brandverhalten DIN-4102: B2
Claims (7)
1. Zusammensetzung zur Herstellung von Schaumkunststoffen aus
Einweg-Druckbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusam
mensetzung vor der Anwendung folgende Komponenten enthält:
- A) als reaktive Komponente mindestens ein Isocyanat-Prepolymer mit einem Gehalt an Diisocyanat-Monomeren von weniger als 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Prepolymere, mit einer NCO- Funktionalität von 2 bis 5, mit einem NCO-Gehalt von 8 bis 30 Gew. -%, bezogen auf das Prepolymere und mit einer Visko sität von 5 bis 200 Pa·s bei 25°C nach DIN 53015, wobei das Prepolymere hergestellt wurde aus einem Triisocyanat mit einer Isocyanat-Funktionalität von 3,0 + 0 7 mit weniger als 20 Gew.-% an Diisocyanat, bezogen auf das eingesetzte Polyisocyanat,
- B) mindestens einen Katalysator für die Reaktion der Isocyanat-Gruppe mit HO-Gruppen,
- C) mindestens ein Treibmittel mit Kp < -10°C bei 1013 mBar,
- D) mindestens einen Schaumstabilisator sowie
- E) ggfl. Additive wie Lösungsmittel, Flammschutzmittel und Weichmacher.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Triisocyanat direkt durch Kondensation von Formaldehyd und
Anilin mit nachfolgender Phosgenierung hergestellt wurde.
3. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2,
gekennzeichnet durch folgende Mengenangaben:
- - 50 bis 90 Gew.-% des Prepolymeren,
- - 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.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß bis zu 50% der NCO-Prepolymeren des Tri
isocyanates durch monomerarm (insbesondere < 0,5%) herge
stellte NCO-Prepolymere aus TDI, HDI, IPDI und Diolen des MG
60-3000 oder durch monomerarm (insbesondere < 0,5%) herge
stellte Cyclotrimerisate von aliphatischen Diisocyanaten mit 4
bis 12 C-Atomen oder durch Prepolymere aus MDI mit einem Gehalt
von 50 bis 90% 2,4-MDI und Diolen des MG 60-3000, wobei deren
Monomergehalt durch entsprechende Reaktionsführung auf < 1%
eingestellt werden sollte, ersetzt werden.
5. Einkomponenten-Kunststoffschaum, herstellbar aus der Zusammen
setzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 und Feuch
tigkeit.
6. Zweikomponenten-Kunststoffschaum, herstellbar aus der Zusam
mensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 als
erster Komponente und einem Polyol als zweiter Komponente.
7. Kunststoffschaum nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekenn
zeichnet durch seine Verwendung als Dämm- oder Montage-Schaum,
insbesondere vor Ort.
Priority Applications (23)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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1994
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