DE69903459T2

DE69903459T2 - Polyurethanhartschaum und diesen enthaltendes wärmeisolierendes bauteil

Info

Publication number: DE69903459T2
Application number: DE69903459T
Authority: DE
Inventors: Giampaolo Tomasi
Original assignee: Sixton Holding SA
Current assignee: P3 Srl Padova It
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: ES2188175T3; EP1115771B1; ITPD980215A1; DE69903459D1; EP1115771A1; CN1150240C; CN1317025A; IT1302496B1; US6808800B2; US20010014387A1; WO2000015685A1; AU4164399A

Description

Gemäß eines ersten Aspekts betrifft die Erfindung einen Polyurethanhartschaum, der bevorzugterweise, jedoch nicht ausschließlich, zur Herstellung von Verbundbauelementen verwendet wird, die in Gebäuden oder zur Herstellung von industriellen Konstruktionen verwendet werden.
Gemäß eines zweiten Aspekts betrifft die Erfindung wärmeisolierende Bauelemente, die den Schaum enthalten oder damit beschichtet sind, wie z. B. Verbundtafeln zur Herstellung von Leitungen zur Wärmeventilation und Klimaanlagen, Abdeckwänden, Elemente zur Herstellung von häuslichen oder industriellen Dachabdeckungen des Typs, der für Gebäude verwendet wird, wärmeisolierende Elemente, wie z. B. Wände für Kühlbänke oder Kühlräume oder dieselben Wände für häusliche oder industrielle Konstruktionen, geeignet mit dem Schaum beschichtet.
Gemäß eines weiteren Aspekts betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung der vorerwähnten Bauelemente.

Stand der Technik

Wie bekannt ist, sind Polyurethanhartschäume expandierte Polymere, die durch einen Polyadditionsmechanismus zwischen einer oder mehreren Verbindungen, die zwei oder mehrere Hydroxylgruppen umfassen (wie z. B. Polyole) mit einer oder mehreren Verbindungen, die zwei oder mehrere Isocyanatgruppen umfassen, in der Anwesenheit eines geeigneten Schaummittels hergestellt werden, dessen Anwesenheit erforderlich ist, um die gewünschten guten Wärmeisolierungseigenschaften, aufgrund der Bildung einer Schaumstruktur, die aus im wesentlichen geschlossenen Zellen besteht, zu erhalten.
Zusammen mit diesen Eigenschaften sollte der Polyurethanhartschaum zur selben Zeit geeignete Adhäsionscharakteristika an das/die Trägersubstrate, aus denen das herzustellende Bauelement besteht, gute mechanische Eigenschaften, wie z. B. geringe Sprödigkeit, geringe Wärmeleitung und, falls so für die spezifische Anwendung erforderlich, ebenfalls gute Charakteristika von dimensionaler Stabilität bei Temperaturveränderungen und/oder Feuerfestigkeit besitzen.
Die Kombination dieser Eigenschaften wurde seit vielen Jahren dadurch erhalten, daß als Schaummittel eine Klasse von halogenierten Kohlenwasserstoffen verwendet wurden, nämlich Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), die jedoch kürzlich durch verschiedene Parteien als die hauptsächliche Ursache der fortschreitenden Erosion der Ozonschicht angegeben wurden, welche die Atmosphäre der Erde vor den schädlichen UV-Strahlen schützt.
Aufgrund des gesetzlichen Ausschlusses von FCKWs aufgrund ihres Ozon-abbauenden Potentials wurde die Verwendung von alternativen Schaummitteln vorgeschlagen, von denen sich einige Kohlenwasserstoffe kürzlich in der Praxis weit verbreitet haben, wie z. B. n-Pentan oder Cyclopentan und Fluorhydrochlorkohlenwasserstoffe (FHCKWs), die ein geringeres Ozon-abbauendes Potential aufweisen, als FCKWs.
Jedoch beinhaltet die Verwendung solcher alternativer Schaummittel Anwendungsgrenzen, die bis heute nicht überwunden wurden. Kohlenwasserstoff-Schaummittel, die auf der einen Seite in der Tat leicht an die bereits bestehenden Schäumanlagen anzupassen sind, sind auf der anderen Seite hoch entzündlich und neigen in bestimmten Konzentrationen dazu, explosive Gemische zu bilden, was dazu führt, daß ihre Verwendung nur unter der Anwendung von strikten Sicherheitsmaßnahmen und nur bei einigen Anwendungen möglich ist. So kann zum Beispiel die Verwendung von Kohlenwasserstoff-Schaummitteln kaum für die Praxis zur Herstellung von Verbundtafeln aufgemacht werden, wobei der Schaum wie in einem Sandwich zwischen zwei Metallblechen zwischengelagert ist, weil die durch die Schneide- und formgebenden Arbeitsschritte derselben verursachten Funken möglicherweise gefährliche Verbrennungsphänomene des in der zellulären Struktur des Schaums eingeschlossenen Kohlenwasserstoffs auslösen.
Außerdem zeigen die durch die Verwendung von Kohlenwasserstoff-Schaummitteln erhaltenen Schäume in all den Anwendungen schlechte wärmeisolierende Eigenschaften, bei denen Wärmeisolierung ein wichtiger Parameter ist.
Die Verwendung von Fluorhydrochlorkohlenwasserstoff-basierten (FHCKW) Schaummitteln, die per se dazu geeignet sind, dem Polyurethanschaum die gewünschten mechanischen, Adhäsions-, dimensionale Stabilitäts- und wärmeisolierenden Eigenschaften zu verleihen, wurde im Gegensatz dazu durch die verringerte kommerzielle Erhältlichkeit dieser Verbindungen, durch deren hohe Kosten und, nicht zuletzt, durch das Nahen des Zeitpunkts, nach dem diese halogenierten Kohlenwasserstoffe aus Umweltgründen nicht mehr länger verwendbar sind, eingeschränkt.
Um diese Situation zu umgehen wurde versucht, Wasser als Schaummittel zu verwenden, das Dank der Anwesenheit von Wasserstoffatomen in seinen Molekülen einen sauren Charakter aufweist und als solches in der Lage ist, mit der Isocyanatverbindung zu reagieren.
Genauer gesagt reagiert Wasser mit der Isocyanatverbindung gemäß eines Multi- Reaktionsmechanismus, während dessen eine instabile Carbamidsäure gebildet wird, die sich im Gegenzug zersetzt, wobei im Reaktionsmedium gasförmiges Kohlenstoffanhydrid (das als das eigentliche Schaummittel wirkt, das in situ gebildet wird) und ein Amin gebildet wird, das umgekehrt mit anderen Isocyanatgruppen reagiert, was zu der Bildung einer Verbindung führt, die eine disubstituierte Harnstoffgruppe enthält.
Jedoch waren die bisher durchgeführten Ansätze, Wasser als ein Schaummittel zu verwenden, eine Verwendung, die sicherlich aufgrund von reduzierten Kosten und praktisch unbegrenzter Erhältlichkeit von Wasser wünschenswert ist, enttäuschend.
In der Tat wurde experimentell gefunden, daß bei der Verwendung von Wasser als einem Schaummittel der sich ergebende Schaum bei Temperaturveränderungen deutlich dimensional instabil ist und darüber hinaus unzureichende Adhäsionscharakteristika an seinem Trägersubstrat aufweist.
Um zumindest einige dieser Eigenschaften, wie die Verzögerung beim Verbrennen, die Zellstruktur, isolierende Eigenschaften, Sprödigkeit und dimensionale Stabilität zu verbessern wurde es durch US 5,102,923 vorgeschlagen, 100% Wasser-geblasene Polyurethan- und Polyisocyanurat-Hartschäume zur Verfügung zu stellen durch Reagieren von (i) einem organischen Polyisocyanat oder (ii) einem organischen Polyisocyanat und einem Trimerisierungskatalysator, in einer Menge, die effektiv ist, um ein Urethan-Harnstoff-modifiziertes Isocyanurat mit einem Polyhydroxy-enthaltenden Material herzustellen, das einen heterocyclischen Stickstoffreaktanten umfaßt, der zwei oder mehr beta-Hydroxyurethangruppen enthält.

Zusammenfassung der Erfindung

Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe ist, einen verbesserten Polyurethanhartschaum zur Verfügung zu stellen, der es ermöglicht, die oben berichteten Einschränkungen in Bezug auf den zitierten Stand der Technik zu überwinden.
Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch einen Polyurethanhartschaum, wie durch den beigefügten Anspruch 1 definiert, gelöst.
In der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüche werden die Begriffe "Schaum, bestehend aus geschlossenen Zellen, die darin im wesentlichen frei von Kohlenwasserstoff- Schaummitteln sind" verwendet, um einen Schaum zu bezeichnen, in dem weder nennenswerten Mengen von Kohlenwasserstoff-Schaummitteln als solche gefunden werden, noch mögliche Reste, die aus deren Verwendung, die Expansion desselben Schaums durchzuführen, stammen.

Genaue Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Der Polyurethanschaum der Erfindung wird im wesentlichen durch ein Zweiphasen-System gebildet, von dem eine, nämlich eine feste Phase, eine geschäumte Struktur umfaßt, die aus geschlossenen Zellen besteht, die eine "Honigwaben"-Struktur bilden und die andere, eine gasförmige Phase, von dem Schaummittel abstammt, die im Falle der Erfindung im wesentlichen frei von ggf. halogenierten Kohlenwasserstoffen oder Resten davon ist, jedoch bevorzugterweise CO&sub2; oder Luft umfaßt, die aus der Verwendung eines nicht organischen Schaummittels stammt, wie z. B. Wasser.
Die geschäumte Struktur des Polyurethanschaums der Erfindung weist weiterhin einen Prozentsatz von geschlossenen Zellen von bevorzugterweise mehr als 90% auf und fällt in die Klasse der sogenannten Polyurethanhartschäume.
Bevorzugterweise weist der Polyurethanschaum der Erfindung eine prozentuale lineare Dimensionsabweichung, gemessen gemäß Standard EN 1604 von einer minimalen Temperatur von -25ºC bis zu einer maximalen Temperatur von 70ºC, von nicht mehr als 4% auf Solch ein Merkmal macht den Schaum besonders für all diejenigen Anwendungen geeignet, wie z. B. zur Herstellung von Bautafeln oder der Herstellung von Leitungen zur Wärmeverteilung oder Klimaanlagen, wobei eine gute dimensionale Stabilität bei Temperaturveränderungen erforderlich ist.
Bevorzugterweise weist der Polyurethanschaum der Erfindung eine Sprödigkeit, gemessen als prozentualer Gewichtsverlust gemäß Standard ASTM C421, von nicht mehr als 3% auf.
Solch ein Merkmal macht den Schaum besonders geeignet für all diejenigen Anwendungen, wie z. B. zur Bildung von Beschichtungslagen, die für Bauten verwendet werden, wobei eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Einwirkung von äußeren Gegenständen erforderlich ist.
Bevorzugterweise weist der Polyurethanschaum gemäß der Erfindung eine Wärmeleitfähigkeit, gemessen gemäß Standard ISO 6902, von 0,024 bis 0,028 W/mºC auf, um so dem Bauelement, das denselben enthält, gute wärmeisolierende Eigenschaften zu verleihen.
Für die Zwecke der Erfindung kann das gewünschte hohe Ausmaß der Festigkeit der geschlossenen Zellstruktur des Polyurethanschaums durch miteinander Reagieren von mindestens einem anderen Polyester und/oder Polyetherpolyol erhalten werden, das eine durchschnittliche Funktionalität von 2,5-8 aufweist (d. h. die Zahl von OH-Gruppen pro Molekül), mit mindestens einer Isocyanatverbindung, die eine durchschnittliche Funktionalität von 2,5-3 aufweist (d. h. die Zahl von NCO-Gruppen pro Molekül).
Genauer gesagt kann der Polyurethanschaum der Erfindung durch Unterziehen einer Reaktion und einem gleichzeitigen Aufschäumen eines Gemischs von Inhaltsstoffen erhalten werden, die pro 100 Gewichtsanteile desselben umfassen:
- von 10 bis 25 Teile mindestens eines Polyesterpolyols, das eine minimale Funktionalität gleich 2 und eine Hydroxylzahl von 250 bis 600 aufweist;
- von 50 bis 65 Teile mindestens einer Isocyanatverbindung;
- von 1 bis 2 Teile eines wasserbasierten Schaummittels;
- von 0,3 bis 2 Teile eines geeigneten Tensids, das so aufgemacht ist, um eine gegenseitige Mischbarkeit zwischen dem mindestens einen Polyol und der Isocyanatverbindung zu ermöglichen, und
- von 0,1 bis 4 Teile eines Polyamins, das im folgenden beschrieben wird.
In der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen wird der Ausdruck "Hydroxylzahl" dazu verwendet, um die Konzentration von Hydroxylgruppen anzuzeigen, die mit den Isocyanatgruppen pro Gewichtseinheit des Polyols reaktiv sind und als mg KOH/g gemäß Standard ASTM D 1638 gemessen werden.
Für die Zwecke der Erfindung ist das Polyesterpolyol bevorzugterweise ausgewählt aus aromatischen Polyolen, die ein Molekulargewicht von 150 bis 1600 aufweisen, wie z. B. diejenigen, die ausgehend von Nebenprodukten hergestellt wurden, die aus der Produktion von Terephthalaten stammen.
Darunter sind geeignete Polyesterpolyole diejenigen, die die folgende Strukturformel aufweisen:
worin R eine Alkylgruppe, entweder linear oder verzweigt, ist, die 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist.
In den Formulierungen des Polyurethanhartschaums der Erfindung weist der Polyesterpolyol eine Funktionalität gleich 3 und eine Hydroxylzahl von 400 bis 600, und bevorzugterweise gleich zu ungefähr 500 auf, und bewirkt einen vorteilhaften Plastifizierungseffekt auf dem gebildeten Schaum, der besonders in kontinuierlichen und Spray-Aufbringungen brauchbar ist.
Ein ähnlicher Effekt wird aufgrund des Polyesterpolyols, der eine Funktionalität gleich 3 und eine Hydroxylzahl von 300 bis 400 und bevorzugterweise gleich zu ungefähr 350 aufweist, sowohl in kontinuierlichen und Spray-Aufbringungen und in denjenigen mit diskontinuierlichen Bildungsverfahren erhalten.
In den Formulierungen von Polyurethanhartschaum der Erfindung ermöglicht es das Polyesterpolyol, das eine Funktionalität gleich 4 und eine Hydroxylzahl von 300 bis 400 und bevorzugterweise gleich zu ungefähr 350 aufweist, statt dessen vorteilhafterweise, schnelle Kreuzvernetzungskinetiken in den anfänglichen bildenden Schritten zu erhalten, was dem gebildeten Schaum schnell eine dreidimensionale Struktur verleiht, während er keine übermäßige finale Festigkeit aufweist. Solch ein Merkmal ist besonders bei Spray-Bildungsschritten brauchbar.
In den Formulierungen des Polyurethanhartschaums der Erfindung ermöglicht das Polyesterpolyol, das eine Funktionalität gleich 5 und eine Hydroxylzahl von 450 bis 550 und bevorzugterweise gleich zu ungefähr 520 aufweist vorteilhafterweise, dem gebildeten Schaum geeignete Eigenschaften von Schaumfließfähigkeit und Konsistenz zu verleihen, die besonders bei diskontinuierlichen Bildungsschritten brauchbar sind.
Aus durch den Anmelder durchgeführten experimentellen Tests konnte gefunden werden, daß es durch Verwendung von Polyesterpolyol in den oben angegebenen Mengen vorteilhafterweise möglich ist, sowohl die Festigkeit zu verringern, und konsequenterweise die Sprödigkeit des durch Verwendung eines wasserbasierten Schaummittels und einer Isocyanatverbindung hergestellten Polyurethanschaums, und eine verbesserte Feuerfestigkeit des Schaums zu erhalten.
Für die Zwecke der Erfindung ist die Isocyanatverbindung bevorzugterweise Methylendiisocyanat-basiert und wird insbesondere im wesentlichen durch die sogenannten Polymer-MDI oder "Roh-MDI" dargestellt. Die Letztgenannten bestehen im wesentlichen aus einem Gemisch von Methylendiisocyanat und verschiedenen Oligomeren davon, die durch die folgende Strukturformel dargestellt werden können:
worin n eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist.
Bevorzugterweise umfaßt das Polymer-MDI von 40 bis 55% Methylendiisocyanat (n%), von 15 bis 30% eines Oligomers, worin n = 1 ist und von 15 bis 40% an Oligomeren, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 7 ist.
Um die Polyurethanhartschäume der Erfindung zu erhalten, wird bevorzugterweise ein Überschuß von Polymer-MDI im Hinblick auf die stöchiometrische Menge verwendet. Genauer gesagt ist das Verhältnis zwischen der verwendeten Isocyanatmenge und der stöchiometrisch berechneten Isocyamatmenge oder dem "Isocyanatindex" höher als 1, 1 (oder 110, ausgedrückt in Prozentangaben) und weiter bevorzugt höher als 1, 2 (12).
Aufgrund dieser Eigenschaft beobachtete der Anmelder eine vorteilhafte Verbesserung der Charakteristika von Feuerfestigkeit und dimensionaler Stabilität des Polyurethanschaums aufgrund der Tatsache, daß eine kompaktere und resistentere geschlossene dreidimensionale Zellstruktur erhalten wird.
In einer bevorzugen Ausführungsform ist der oben erwähnte Isocyanatindex von 1,1 (110) bis 1,5 (150), weiter bevorzugt von 1,2 (12) bis 1,5 (150) und noch weiter bevorzugt von 1,4 (140) bis 1,5 (150).
Bevorzugterweise besitzt das Polymer-MDI der Erfindung weiter einen Gehalt von NCO Isocyanatgruppen, ausgedrückt als Gewichtsanteile in Bezug auf das Gesamtmolekulargewicht davon, von 30% bis 32%.
Für die Zwecke der Erfindung ist das bevorzugt verwendete wasserbasierte Schaummittel Wasser oder jede andere wäßrige Lösung, die für den gedachten Zweck geeignet ist.
Gemäß der Erfindung, und wie im folgenden weiter deutlich werden wird, hat es die besondere Kombination der Ausgangs-Inhaltsstoffe dem Anmelder überraschenderweise ermöglicht, einen expandierten Polyurethanhartschaum unter der Verwendung von Wasser als Schaummittel zu formulieren, der gute wärmeisolierende Eigenschaften, gute mechanische Charakteristika, gute Charakteristika von dimensionaler Stabilität bei Temperaturveränderungen und insbesondere diejenigen Charakteristika von hoher Haftfähigkeit an ein Trägersubstrat aufweist, die bisher nicht durch die wasserbasierten Schaummittel des Stands der Technik erreicht wurden.
Für die Zwecke der Erfindung kann das oben genannte Tensid aus jeder Verbindung ausgewählt sein, die einen polaren Charakter aufweist und dazu geeignet ist, um die gegenseitige Mischbarkeit zwischen dem Polyol und der Isocyanatverbindung zu ermöglichen.
Bevorzugterweise ist das Tensid ausgewählt aus Silizium-basierten Tensiden, einschließlich aliphatischen oder aromatischen Ketten, wie z. B. Poly(dimethylsiloxanen) (PDMS) und Poly(phenylmethylsiloxanen), die eine Viskosität von ungefähr 200 bis ungefähr 14000 mPa·s bei 25ºC aufweisen und, noch weiter bevorzugt, von ungefähr 2000 bis ungefähr 5000 mPa· s bei 25ºC.
Unter diesen werden als Silizium-Tenside bevorzugterweise diejenigen verwendet, die die folgende Strukturformel aufweisen:
worin x und y ganze Zahlen von 0 bis 70 sind und worin R eine Polyethergruppe ist, die die folgende Strukturformel aufweist:
worin m und n ganze Zahlen von 1 bis 10 sind.
In den Formulierungen von Polyrethanhartschaum der Erfindung bewirkt das Tensids die Doppelfunktion von Verringerung der Grenzflächenspannung zwischen dem Polyol und der Isocyanatverbindung, die per se miteinander nicht mischbar wären, wodurch es ermöglicht wird die gewünschte Reaktion durchzuführen, und die Stabilisierung der zellulären Struktur des gebildeten Schaums, bis das Polyurethan dreidimensionale Gitter keinen Kreuzvernetzungsspiegel erreicht, und, zusammen damit, eine für die eigene Aufrechterhaltung ausreichende Stabilität.
Vorteilhafterweise trägt das Tensid auf diese Weise auch dazu bei, die gewünschte strukturelle Gleichmäßigkeit des Schaums zu erhalten, der im wesentlichen durch geschlossenen Zellen gebildet wird.
Bevorzugterweise wird das Tensid in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gewichtsanteilen pro 100 Teile des oben genannten Gemischs von Inhaltsstoffen angewendet.
Gemäß der Erfindung ist das Polyamin ein Polytetramethylenglycol-basiertes (PTMEG) Diamin, das bevorzugterweise ein äquivalentes Gewicht von 425 bis 625 und eine Viskosität bei 25ºC von 2500 bis 5000 mPA·s aufweist.
Für die Zwecke der Erfindung weist das Diamin die folgende Strukturformel auf:
worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 und bevorzugterweise von 4 bis 6 ist.
Der Anmelder hat überraschenderweise gefunden, daß durch die Verwendung der vorgenannten Polyamine die Adhäsionseigenschaften des Schaums an das Trägersubstrat deutlich verbessert werden, um so zu bewirken, daß die Kontrolle der Verfahrensparameter (wie z. B. Temperatur der Reaktanten und/oder desselben Trägersubstrats) während der Schritte der Zuführung der Reaktanten und des Aufschäumens weniger wichtig ist.
Insbesondere hat der Anmelder überraschenderweise gefunden, daß durch die Verwendung solcher Polyamine die Adhäsionscharakteristika des Polyurethanschaums an das Substrat deutlich höher sind als diejenigen, die bis jetzt durch den Stand der Technik durch Verwendung der herkömmlichen Polyurethanformulierungen und Wasser als einem Schaummittel erhalten werden konnten.
Dies ermöglicht es vorteilhafterweise ein Bauelement herzustellen, das mit einem expandierten Polyurethanschaum beschichtet ist oder diesen enthält, wobei Wasser als ein Schaummittel verwendet wird, auch für all diejenigen Anwendungen, wobei die Kontrolle der Prozeßparameter schwierig oder sogar unmöglich ist, wie z. B. bei Außen-Spray-Auftragungen, die in situ durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Polyurethanhartschaum ausgehend von einem Gemisch von Inhaltsstoffen erhalten, das weiterhin von 3 bis 20 Teilen mindestens eines Polyetherpolyols umfaßt, das eine minimale Funktionalität gleich 2 und eine Hydroxylzahl von 150 bis 600 aufweist.
Für die Zwecke der Erfindung ist das Polyetherpolyol bevorzugterweise ausgewählt aus aliphatischen oder aromatischen Polyolen, die ein Molekulargewicht von 150 bis 1600 aufweisen und wird herkömmlich ausgehend von einem Initiator hergestellt, der mindestens zwei saure Wasserstoffatome aufweist und ein Kettenverlängerungmittel, im allgemeinen Ethylenoxid oder Propylenoxid.
Unter diesen sind geeignete Polyetherpolyole diejenigen, die die folgenden Strukturformeln aufweisen:
worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Bevorzugterweise weist das Polyetherpolyol eine durchschnittliche Funktionalität von 3 bis 8 und relativ kurze Ketten auf, und wird ausgehend von einem Ketteninitiator ausgewählt aus Glycerin, Trimethylolpropan, Triethanolamin, Pentaerythrit, Ethylendiamin, Toluoldiamin, Sorbitol, Saccharose und Mannich-Basen erhalten.
In den Formulierungen von Polyurethanhartschäumen der Erfindung und wie im folgenden weiter deutlich werden wird, bewirkt das Polyetherpolyol - gemäß seiner eigenen Hydroxylzahl - die folgenden Funktionen:
i) Ermöglichen einer schnellen Kreuzvernetzung des Schaums ohne Gefährdung der finalen mechanischen Charakteristika und Einstellen der finalen Viskosität des Gemischs bei kontinuierlichen Auftragungen,
ii) Einstellen der Rheologiecharakterisitka des Gemischs von Inhaltsstoffen (Fließfähigkeit), um so die Bildung von Krusten oder internen Hohlräumen und die Kreuzvernetzungszeit in diskontinuierlichen Anwendungen zu verringern und, zuletzt,
iii) einen Beitrag dazu, die erforderliche dimensionale Stabilität des Polyurethanschaums gegenüber den Temperaturveränderungen zu erreichen, die für die verschiedenen Anwendungen erforderlich sind.
In den Formulierungen des Polyurethanhartschaum der Erfindung bewirkt der Polyetherpolyol, der eine Funktionalität gleich 3 und eine Hydroxylzahl von 100 bis 230 und bevorzugterweise gleich zu ungefähr 160 aufweist, einen vorteilhaften verflüssigenden Effekt auf den gebildeten Schaum, der insbesondere bei kontinuierlichen, diskontinuierlichen und Spray- Auftragungen brauchbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und falls insbesondere Feuerfestigkeitseigenschaften erforderlich sind, wie z. B. im Fall von wärmeisolierenden Tafeln für Wärmeventilations- oder Klimaanlagenleitungen, wird der Polyurethanhartschaum ausgehend von einem Gemisch von Inhaltsstoffen erhalten, das weiterhin 5 bis 10 Teile mindestens eines halogenierten oder phosphorisierten Polyols umfaßt, das eine minimale Funktionalität gleich 2 und eine Hydroxylzahl von 200 bis 400 und noch weiter bevorzugt von 250 bis 300 aufweist.
Für die Zwecke der Erfindung ist das bevorzugterweise verwendete halogenierte Polyol ausgewählt aus bromierten Polyolen, weist eine Viskosität bei 25ºC von 3000 bis 11000 mPa·s, noch weiter bevorzugt von 4000 bis 6000 mPa·s auf und weist eine durchschnittliche Funktionalität von 2 bis 4 auf.
Vorteilhafterweise und aufgrund dieser geringen Funktionalität tragen die bevorzugt verwendeten bromierten Polyole dazu bei, die Plastizität und Verarbeitbarkeit des Polyurethanschaums innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten.
Falls die Feuerfestigkeitsanforderungen besonders streng sind, ist es bevorzugt und vorteilhaft, zu dem Ausgangsgemisch der Inhaltsstoffe von 4 bis 10 Tteile eines geeigneten Flammschutzmittels hinzuzufügen.
Für die Zwecke der Erfindung ist das Flammschutzmittel bevorzugterweise ausgewählt aus chlorierten Phosphorestern, z. B. Tri(2-chlorpropyl)phosphat; Tris(2-chlorethyl)phosphat; Tris(2,3-dichlorpropyl)phosphat; Tetrakis(2-chlorethyl)-2,2- bis(chlormethyl)propylenphosphat; Dimethylmethylphosphonat; Tris(polyoxyalkylenglycol)phosphonat und Tris(polyoxyalkylenglykol)phosphitestern; Tris(halopolyol)phosphonaten; Dibromneopentylglykol; Polyestern und Polyethern bromierter Diole; Tetrabrombisphenol A; Tetrabromphthalanhydrid; Ammoniumsalzen; Aluminiumhydroxyd; Melamin; Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Bevorzugterweise ist das Flammschutzmittel ausgewählt aus denjenigen, die eine Zersetzungstemperatur von mehr als 150ºC aufweisen, wie z. B. Tris(2-chlorpropyl)phosphat oder Tris(2,3-dichlorpropyl)phosphat.
Unabhängig von dem letztgenannten Merkmal trägt das Flammschutzmittel vorteilhafterweise dazu bei, die Viskosität des Gemischs von Inhaltsstoffen durch Einstellen des finalen Plastifizierungsspiegels zu verringern, ohne die dimensionale Stabilität des produzierten Polyurethanschaums zu gefährden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und um sowohl die verschiedenen Reaktionen zu beschleunigen, die bei der Bildung des Polyurethanschaums stattfinden als auch solche Reaktionen miteinander auszubalancieren, um so einen Schaum zu erhalten, der die gewünschten Eigenschaften aufweist, umfaßt das Gemisch von Ausgangs-Inhaltsstoffen weiterhin von 0 bis 3 Teile mindestens eines Katalysators, der ausgewählt ist aus geeigneten Schäumungs-, Polymerisierungs- und Trimerisierungskatalysatoren.
Innerhalb des Bereichs der Erfindung wird der Begriff Schäumungskatalysatoren dazu verwendet, um Katalysatoren zu bezeichnen, die bei der Wasser-/Isocyanat-Reaktion aktiv sind; diese sind bevorzugterweise ausgewählt aus aliphatischen oder cycloaliphatischen tertiären Aminen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Etheraminen und Gemischen davon.
Innerhalb des Bereichs der Erfindung wird der Ausdruck: Polymerisationskatalysatoren dazu verwendet, um Katalysatoren zu bezeichnen, die bei der Isocyanat-/Polyolreaktion aktiv sind; diese sind bevorzugterweise ausgewählt aus aliphatischen oder cycloaliphatischen tertiären Aminen, Sn&spplus;&spplus;-Salzen und Gemischen davon.
Innerhalb des Bereichs der Erfindung wird der Begriff: Trimerisierungskatalysatoren dazu verwendet, um Katalysatoren zu bezeichnen, die bei der Trimerisierungsreaktion von Isocyanat, um Isocyanurat zu bilden, das aufgrund der hohen Resonanz seines Isocyanurischen Rings vorteilhaft dem finalen Polyurethanschaum eine verbesserte mechanische und Temperaturresistenz sowie verbesserte Feuerfestigkeitscharakterisitka verleiht.
Die bevorzugt verwendeten Trimerisierungskatalysatoren sind ausgewählt aus aliphatischen oder cycloaliphatischen tertiären Aminen, alkalischen Fettsäure-Salzen und Gemischen davon.
Unter den bevorzugt verwendeten tertiären Aminen ist es möglich, lediglich beispielhaft diejenigen zu erwähnen, die ausgewählt sind aus N,N-Dimethylaminoethanol; N,N- Dimethylcyclohexylamin; Bis(2-dimethylaminoethyl)ether; N,N,N',N',N"- Pentamethyldiethylentriamin; N,N-Dimethylbenzylamin; N,N-Dimethylcetylamin; Diaminobicyclooctan (DABCO), N-Ethylmorpholin; Methylen-bis-dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N",N"-Pentamethyldipropylentriamin; N,N'-Diethylpiperazin; N,N,N'- Trimethylaminoethylethanolamin; 1-(2-Hydroxypropyl)imidazol; 1,4-Bis(2-hydroxypropyl)- 2-methylpiperazin.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Inhaltsstoffen kann das Ausgangsgemisch zur Herstellung des Polyurethanschaums der Erfindung andere mögliche nicht kreuzvernetzende Mittel einschließen, die per se bekannt sind, wie z. B. verstärkende Füllmittel oder Farbstoffe, die dazu aufgemacht sind, um den Polyurethanschaum die gewünschten Charakteristika zu verleihen.
Darüber hinaus wird jeder solcher Inhaltsstoffe in Mengenverhältnissen ausgewählt, die leicht durch den Fachmann bestimmt werden können.
Als nicht begrenzende Angabe zeigt die unten angegebene Tabelle I viele Zusammensetzungen des Gemisches von Inhaltsstoffen, das dazu verwendet werden kann, einen typischen Polyurethanschaum der Erfindung zu erhalten, gemäß des Typs von Beschichtungsprozeß, nämlich kontinuierlich, diskontimuierlich oder Spray.
In der Tabelle sind die Teile pro Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Polyurethanhartschaums der Erfindung innerhalb des Bereichs von kontinuierlichen Beschichtungsverfahren wurden ausgezeichnete Produktionsgeschwindigkeiten von Verbundtafeln erhalten, ohne den Bedarf, die bestehenden Einrichtungen zu modifizieren, unter der Verwendung eines Gemischs von Inhaltsstoffen, das pro 100 Gewichtsanteilen davon umfaßt:
- von 15 bis 25 Teile mindestens eines Polyesterpolyols, das eine minimale Funktionalität gleich 2 und eine Hydroxylzahl von 350 bis 520 und, weiter bevorzugt, von 350 bis 500 aufweist;
- von 55 bis 65 Teile mindestens einer Isocyanatverbindung, die einen minimalen Index gleich 1,2 (120) aufweist;
- von 4 bis 8 Teile eines bromierten Polyols;
- von 1 bis 3 Teile eines der vorgenannten Polyamine;
- von 1,4 bis 2 Teile Wasser;
- 0,7 Teile eines Silizium-basierten Tensids.
Noch weiter bevorzugt kann der Polyurethanhartschaum für solche Anwendung durch Unterziehen einer Reaktion und gleichzeitigen Aufschäumens eines Gemischs von Inhaltsstoffen erhalten werden, das auf 100 Gewichtsanteile davon umfaßt:
- 9 bis 12 Teile mindestens eines Polyesterpolyols, das eine Funktionalität gleich 3 und eine Hydroxylzahl von ungefähr 500 aufweist;
- 7 Teile mindestens eines Polyesterpolyols, das eine Funktionalität gleich 3 und eine Hydroxylzahl von ungefähr 350 aufweist.
Bevorzugterweise ist die vorerwähnte Isocyanatverbindung vom "Roh-MDI"-Typ und weist einen Isocyanatindex von 1,4 (140) bis 1,S (1S0) auf.
Bevorzugterweise umfaßt das vorerwähnte Gemisch von Inhaltsstoffen pro 100 Gewichtsanteile davon 6 Gewichtsanteile von bromiertem Polyol.
Bevorzugterweise und um die Adhäsionscharakteristika des Polyurethanschaums an seinem Substrat weiter zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, pro 100 Gewichtsanteil des Gemisches bis zu 8 Gewichtsanteile eines Polyetherpolyols, und bevorzugterweise 6 Gewichtsanteile eines Polyetherpolyols zu verwenden, das eine Hydroxylzahl gleich 160 aufweist; und möglicherweise mindestens einen Katalysator in einer maximalen Menge gleich 1 Gewichtsanteil.
Bevorzugterweise und falls mindestens ein Katalysator vorhanden ist, kann das vorerwähnte Gemisch von Inhaltsstoffen umfassen:
- von 0 bis 1 Teil von Amin-basiertem Katalysator, der in der Isocyanat- /Wasserreaktion aktiv ist (Schäumungskatalysator); und/oder
- von 0 bis 1 Teil von Amin-basiertem Katalysator, der in der Isocyanat-/Polyolreaktion aktiv ist (Polymerisierungskatalysator); und/oder
- von 0,5 bis 1,5 Teile eines Katalysators, der in der Isocyanat-Trimerisierungsreaktion aktiv ist (Trimerisierungskatalysator).
Um weiterhin die Charakteristika der Feuerfestigkeit des Polyurethanschaums zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, als einen weiteren Inhaltsstoff ein Flammschutzmittel in einer maximalen Menge gleich 8 Gewichtsanteile und bevorzugterweise gleich ungefähr 7 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile des Gemischs zu verwenden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird mindestens ein wärmeisolierendes Bauelement zur Verfügung gestellt, umfassend mindestens ein Trägersubstrat, gekoppelt an den oben beschriebenen Polyurethanhartschaum.
Wärmeisolierende Bauelemente, die solchen Schaum enthalten oder damit beschichtet sind umfassen z. B. Verbundtafeln zur Herstellung von Leitungen für Wärmeventilation und Klimaanlagen, Abdeckwände und Elemente zur Herstellung von häuslichen oder industriellen Dachabdeckungen des für Gebäude verwendeten Typs, wärmeisolierende Elemente wie z. B. Wände für Kühlbänke oder -räume oder dieselben Wände für häusliche oder industrielle Konstruktionen, geeignet beschichtet mit dem Schaum.
In einer Ausführungsform umfaßt das Bauelement der Erfindung eine Verbundstruktur, im wesentlichen die des Sandwichtyps, die ein Paar Trägersubstrate enthält, zwischen denen der Polyurethanhartschaum zwischengelagert ist.
Die Modulwände zur Herstellung von Leitungen für die Wärmeventilation oder Klimaanlagen sind ein bevorzugtes Beispiel solche eines Sandwichtyp-Bauelements.
Das Trägersubstrat kann ausgewählt sein aus festen oder flexiblen Blättern, die aus Metall, Betonlagen, Ziegeln, Holz und Gipsplattentafeln und ähnlichem, gemäß der spezifischen Anwendung, den Herstellungsverfahren und dem herzustellenden Bauelement ausgewählt sein.
Falls das Bauelement eine Polyurethanschaumlage umfaßt, die mit nur einem Substratträger assoziiert ist, wie z. B. bei Sprayaufbringung im Baubereich, ist es bevorzugt und vorteilhaft, einen Schutzfilm auf die Seite des Polyurethanhartschaums gegenüber dessen Trägersubstrats aufzubringen, um so den Schaum vor der Verwitterung zu schützen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements zur Verfügung gestellt, das mindestens ein Trägersubstrat in Form einer Platte, eines Blatts oder einer Tafel umfaßt, die an einen Polyurethanhartschaum gekoppelt ist, wie durch den beigefügten Anspruch 14 definiert.
Bevorzugterweise umfaßt das Verfahren der Erfindung weiterhin den Schritt des Aufbringens auf das Trägersubstrats einer Grundiermasse (Primer), vor der Durchführung des Inhaltsstoffgemisch-Zuführschritts.
Bevorzugterweise wird dieser Primer durch herkömmliche Epoxy- oder Polyesterharze gebildet und hat die Funktion einer Verbesserung der Adhäsionscharakteristika zwischen dem Polyurethanschaum und dem Substrat.
In einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren der Erfindung weiterhin in Schritt c) Koppeln eines Beschichtungssubstrats an den gebildeten Polyurethanhartschaum, um so ein Bauelement zu erhalten, das eine Verbundstruktur, im wesentlichen des Sandwichtyps umfaßt, wie z. B. eine Tafel zur Herstellung von Leitungen für die Wärmeventilation oder Klimaanlagen.
Um die Herstellungspotentiale der Anlagen zu verbessern und die Kosten zu verringern, können Schritte a) bis c) des Verfahrens der Erfindung kontinuierlich mit per se bekannten Verfahren und Vorrichtungen durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das kontinuierliche Verfahren durch Verwendung einer Zuführvorrichtung von vorher dosierten und gemischten Inhaltsstoffen durchgeführt werden - bekannt im Stand der Technik durch den Ausdruck "Aufschäumgerät" - der sowohl vom Niedrigdrucktyp sein kann, wobei mit diesem Ausdruck von 0 bis 15 bar gemeint ist, und vom Hochdrucktyp, wobei mit diesem Ausdruck ein Druck von 100 bis 200 bar gemeint ist.
In jedem Fall liegt die Temperatur des Gemischs von Inhaltsstoffen bevorzugterweise von 20º bis 28ºC, während das Trägersubstrat oder die Beschichtung bevorzugterweise bei einer Temperatur von 35ºC bis 45ºC gehalten wird.
Vorteilhafterweise ist es aufgrund der Verwendung des oben beschriebenen Gemischs von Inhaltsstoffen möglich, hohe Herstellungsgeschwindigkeiten von Verbundbauelementen zu erhalten, ohne extistierende Anlagen modifizieren zu müssen, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements eine Verbundstruktur, im wesentlichen vom Sandwichtyp, die ein Paar von Trägersubstraten einschließt, zwischen denen ein Polyurethanhartschaum zwischengelagert ist, das diskontinuierlich ausgeführt werden kann und durch den beigefügten Anspruch 19 definiert ist.
Für die Zwecke der Erfindung kann das Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements durch Verwendung jeglicher für dieses Zweck geeigneter Formvorrichtung durchgeführt werden, wie z. B. eine Preßform, worin eine feste Formkammer definiert ist, die eine vorfixierte Größe aufweist, die derjenigen des herzustellenden Elements entspricht oder eine Presse, die mit einer Formkammer versehen ist, die eine variable Größe gemäß des herzustellenden Elements aufweist. Auch umfaßt das Verfahren in diesem Fall bevorzugterweise den weiteren Schritt von Aufbringen einer Grundierung (Primer) auf mindestens eines Substrats des Paars, bevor Schritt b) durchgeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das diskontinuierliche Verfahren unter Verwendung einer Zuführvorrichtung von vorher dosierten und gemischten Inhaltsstoffen durchgeführt werden, die von sowohl dem Niedrigdrucktyp, wobei mit diesem Ausdruck ein Druck von 0 bis 15 bar gemeint ist und vom Hochdrucktyp, wobei mit diesem Ausdruck ein Druck von 100 bis 200 bar gemeint ist, sein kann.
In jedem Fall beträgt die Temperatur des Gemischs von Inhaltsstoffen bevorzugterweise von 20ºC bis 25ºC, während das Trägersubstrat oder die Beschichtung bevorzugterweise bei einer Temperatur von 35º bis 45ºC gehalten wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements die Kopplung eines Trägersubstrats an einen Polyurethanhartschaum, die durch Spray-Beschichten des Gemisches von kreuzvernetzenden Inhaltsstoffen durchgeführt werden kann und durch den beigefügten Anspruch 21 definiert ist.
Bevorzugterweise umfaßt das Verfahren der Erfindung in diesem Fall den weiteren Schritt von Auftragen eines Schutzfilms auf den Polyurethanhartschaum auf einer Seite, die dem Trägersubstrat gegenüberliegt, um so den vorteilhaften verwitterungsschützenden Effekt für all die Anwendungen zu erhalten, bei denen der Polyurethanschaum der Luft ausgesetzt ist.
Zuletzt umfaßt auch in diesem Fall das Verfahren bevorzugterweise den weiteren Schritt von Aufbringen einer Grundierlage (Primer) auf die Trägerlage, bevor der Schritt b) durchgeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Sprayverfahren unter der Verwendung eines Aufschäumers durchgeführt werden, der sowohl vom Niedrigdrucktyp, wobei mit diesem Ausdruck ein Druck von 0 bis 50 bar gemeint ist, als auch dem Hochdrucktyp, wobei mit diesem Ausdruck ein Druck von 60 bis 200 bar gemeint ist, sein kann.
In jedem Fall liegt die Temperatur des Gemischs von Inhaltsstoffen bevorzugterweise von 30ºC bis 70ºC, während die Temperatur des Trägersubstrats - in Abhängigkeit von Umweltbedingungen - von einer minimalen Temperatur von 5ºC bis zu einer maximalen Temperatur von 45ºC betragen kann.
Der Formprozeß des Polyurethanschaums der Erfindung, durchgeführt gemäß den kontinuierlichen, diskontinuierlichen oder Sprayverfahren, um komplexere Verbund-wärmeisolierende Produkte zu ergeben, kann mittels per se bekannter Vorrichtungen durchgeführt werden, wie z. B. demjenigen, beschrieben durch George Woods, "The ICI Polyurethanes book", zweite Auflage, ICI Polyurethanes and John Wiley & Sons, 1990.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung und um den Polyurethanschaum-bildenden Prozeß zu erleichtern, wird zuletzt eine flüssige katalytische Zusammensetzung zur Herstellung eines Polyurethanhartschaums zur Verfügung gestellt, umfassend:
- mindestens einen flüssigen Träger, der ausgewählt ist aus Polyesterpolyolen, Polyetherpolyolen, halogenierten oder phosphorisierten Polyolen und Flammschutzmitteln, der eine Viskosität bei 25ºC von 10 bis 300 mPa·s aufweist;
- ein Diamin mit der Formel
worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist;
- mindestens einen Katalysator, der ausgewählt ist aus geeigneten Schäumungs-, Polymerisations- und Trimerisierungskatalysatoren.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Polyesterpolyole, Polyetherpolyole, halogenierten und phosphorisierten Polyole, die Flammschutzmittel und Katalysatoren diejenigen, die bereits oben beschrieben wurden.
Vorteilhafterweise ermöglicht es die flüssige katalytische Zusammensetzung, ein brauchbares Zwischenprodukt zu erhalten, das in jedem Formprozeß zu verwenden ist, was es ermöglicht, einige Inhaltsstoffe des Reaktionsgemischs vorzudosieren, was sowohl deren Dosierungsschritte als auch die Schäumungs- und kreuzvernetzenden Schritte des Schaums erleichtert.
Darüber hinaus ermöglicht es die katalytische Zusammensetzung der Erfindung vorteilhafterweise aufgrund der Anwesenheit des Diamins, die Adhäsionseigenschaften des Schaums an sein Trägersubstrat zu verbessern, und die Kontrolle der Verfahrensparameter während der Schritte der Zuführung und Schäumung der Reaktanten weniger wichtig zu machen.
Für die Zwecke der Erfindung umfaßt die katalytische Zusammensetzung bevorzugterweise die Mengen der verschiedenen Inhaltsstoffe, die unten in Tabelle 11 gezeigt sind.
Innerhalb der Bereiche der in der Tabelle 11 gezeigten Werte ist es bevorzugt und vorteilhaft, die Inhaltsstoffe der katalytischen Zusammensetzung in den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen zu verwenden.
Weitere Charakteristika und Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden Beispielen von Polyurethanschäumen gemäß der Erfindung leicht ersichtlich, die lediglich als nicht begrenzende Erläuterung angegeben werden. In den Beispielen sind die Teile der verschiedenen Inhaltsstoffe als Gewichtsanteile angegeben, wenn nicht anders angegeben.

BEISPIEL 1

(Erfindung)

Ein erstes wärmeisolierendes Bauelement, das durch eine Verbundtafel gebildet wird, die eine Sandwichstruktur aufweist, die im wesentlichen durch zwei Bleche aus zentesimalem Aluminium mit einer zwischengelagerten Lage von Polyurethanschaum gebildet wird, wurde mit einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt.
Das verwendete Reaktionsgemisch umfaßte die folgenden Inhaltsstoffe:
- Polyesterpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 400 bis 600, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen ISOEXTERTM (C.O.I.M. S.p.A., Settimo Milanese, Milan, Italien);
- Polyesterpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 300 bis 400, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen ISOEXTERTM (C.O.I.M. S.p.A.);
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 100 bis 300 auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen TERCAROLTM (ENICHEM S.p.A., Milan, Italien);
- bromiertes Polyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 2 und einer Hydroxylzahl von 250 bis 300, erhältlich auf dem Markt unter dem Markennamen AROFLAMMTM (ENICHEM S.p.A.);
- Schaummittel = Wasser;
- Flammschutzmittel = Trichlorpropylphosphat (TCPP), auf dem Markt erhältlich;
- Silizium-basiertes Tensid = DABCO CD 193 (AIR PRODUCTS, Allentown, PA, U.S.A.);
- Schäumungskatalysator = N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 5 (AIR PRODUCTS);
- Polymerisationskatalysator = N,N-Dimethylcyclohexylamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 8 (AIR PRODUCTS);
- Trimerisierungskatalysator = auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CATALIST LB (ICI ITALIA, Temate, Italien);
- Diamin, das die oben beschriebene Formel (V) aufweist und auf dem Markt erhältlich ist;
- Isocyanatverbindung = Polymer-MDI, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen SUPRASEC (ICI ITALIA).
Solch ein Gemisch wurde auf ein erstes Blech zugeführt und verteilt, das aus geprägtem zentesimalen Aluminium hergestellt war, das eine Dicke von ungefähr 80 um aufwies, mittels eines per se herkömmlichen Aufschäumers, vertrieben durch AFROS CANNON (Caronno Pertusella, Varese, Italien).
Während des Dosierungsschritts wurden die Inhaltsstoffe bei einer Temperatur von ungefähr 25ºC gehalten und zugeführt.
Nach Dosierung der Inhaltsstoffe wurde ein Reaktions-/Schäumungsschritt des Schaums in einer Walzmühle, umfassend jeweils zwei untere und obere Förderbänder, die parallel zueinander angeordnet waren, unter der Verwendung von herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen, durchgeführt.
Danach wurde ein zweites Aluminiumblech, das dazu vorgesehen war, um die obere Beschichtung der Verbundtafel zu bilden und das identisch mit dem voranstehenden war, auf eine per se bekannte Weise in die Walzmühle zugeführt.
Während des Schritts von Bilden/Schäumen des Polyurethanschaums wurden die Förderbänder bei einer Temperatur von ungefähr 40ºC gehalten, während ihre Fördergeschwindigkeit so eingestellt wurde, um eine gesamte Verweildauer des Schaums, der gebildet/geschäumt wurde, in der Walzmühle von gleich ungefähr 3 Minuten zu erhalten.
Darüber hinaus wurde der Abstand zwischen den beiden Förderbändern so eingestellt, um eine finale Dicke der so hergestellten Verbundtafel von gleich ungefähr 2 cm zu erhalten.
Am Auslaß des Formtunnels wurde eine im wesentlichen kontinuierliche Verbundtafel erhalten, die mit einer per se herkömmlichen Schneidvorrichtung geschnitten wurde, wodurch Tafeln erhalten wurden, die anschließend gelagert wurden.
Die Zusammensetzung des Gemischs von Inhaltsstoffen, das dazu verwendet wurde, um den Schaum zu erhalten, ist unten in Tabelle III gezeigt.

BEISPIEL 2

(Erfindung)

Ein zweites wärmeisolierendes Bauelement, das durch eine Verbundtafel gebildet wurde, die eine Sandwichstruktur aufweist, die im wesentlichen durch zwei Stahlplattenbleche, die eine zwischengelagerte Schicht von Polyurethanschaum aufwiesen, gebildet wurde, wurde mit einem diskontinuierlichen Verfahren hergestellt.
Das verwendete Reaktionsgemisch umfaßte die folgenden Inhaltsstoffe:
- Polyesterpolyol, das eine durchschnittliche Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 300 bis 400 aufweist, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen ISOEXTERTM (C.O.I.M. S.p.A.);
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 5 und einer Hydroxylzahl von 450 bis 550, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CARADOLTM (SHELL ITALIA, Milan, Italien);
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 100 bis 300, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen TERCAROLTM 1 (ENICHEM S.p.A.);
- Schaummittel = Wasser;
- Flammschutzmittel = Trichlorpropylphosphat (TCPP), auf dem Markt erhältlich;
- Silizium-basiertes Tensid = DABCO DC 193 (AIR PRODUCTS);
- Schäumkatalysator = N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 5 (AIR PRODUCTS);
- Trimerisationskatalysator = auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CATALIST LB (ICI ITALIA);
- Diamin, das die oben beschriebene Formel (V) aufweist und auf dem Markt erhältlich ist;
- Isocyanatverbindungen = Polymer-MDI, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen SUPRASEC (ICI ITALIA);
Solch ein Gemisch wurde zwischen ein Paar von Stahlplattenblechen zugeführt und verteilt, die eine Dicke von ungefähr 600 um aufwiesen, die in einer Preßform bei einem vorfixierten Abstand gehalten wurden, mittels eines per se herkömmlichen Aufschäumers, vermarktet durch Hennecke GmbH (Sankt Augustin, Deutschland).
Während des Dosierungsschritts wurden die Inhaltsstoffe bei einer Temperatur von ungefähr 25ºC gehalten und zugeführt.
Nach der Dosierung der Inhaltsstoffe wurde der Reaktions-/Schäumungsschritt des Schaums innerhalb einer Formkammer durchgeführt, die innerhalb der Preßform definiert war und wobei die Plattenbleche parallel zueinander in einem Abstand von ungefähr 5 cm angeordnet worden, um so eine Polyurethan-Schaumlage einer entsprechenden Dicke zu erhalten.
Während des Schritts von Bilden/Schäumen des Polyurethanschaums wurden die Bleche bei einer Temperatur von ungefähr 40ºC gehalten, während die gesamte Verweildauer des Schaums, der innerhalb der Preßform gebildet/geschäumt wurde, gleich zu ungefähr 20 Minuten war.
Die Zusammensetzung des verwendeten Gemischs von Inhaltsstoffen, um den Schaum zu erhalten, ist unten in Tabelle III gezeigt.

BEISPIEL 3

(Erfindung)

Ein drittes wärmeisolierendes Bauelement, das aus einer aus Stahlplatten mit einer Dicke von ungefähr 600 um, die mit einer Polyurethanschaumlage beschichtet wurden, gebildeten Dachabdeckung bestand, wurde mittels des Sprayverfahrens hergestellt.
Das verwendete Reaktionsgemisch umfaßte die folgenden Inhaltsstoffe:
- Polyesterpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 400 bis 600, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen ISOEXTERW (C.O.I.M. S.p.A.);
- Polyesterpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 300 bis 400, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen ISOEXTERTM (C.O.I.M. S.p.A.);
- Polyesterpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 4 und einer Hydroxylzahl von 300 bis 400, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen ISOEXTERTM (C.O.I.M. S.p.A.);
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl von 100 bis 300, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen TERCAROLTM (ENICHEM S.p.A.);
- Schaummittel = Wasser;
- Flammschutzmittel = Trichlorpropylphosphat (TCPP), auf dem Markt erhältlich;
- Silizium-basiertes Tensid = DABCO DC 193 (AIR PRODUCTS, Allentown, PA, U.S.A.);
- Schäumkatalysator = N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin; auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLICATTM 5 (AIR PRODUCTS);
- Polymerisationskatalysator = N,N-Dimethylcyclohexylamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 8 (AIR PRODUCTS);
- Trimerisierungskatalysator = auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CATALIST LB (ICI ITALIA);
- Diamin, das die oben beschriebene Formel (V) aufweist und auf dem Markt erhältlich ist;
- Isocyanatverbindungen = Polymer-MDI, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen SUPRASEC (ICI ITALIA).
Solch ein Gemisch wurde zuerst auf die Dachabdeckung mittels eines per se herkömmlichen Aufschäumers, vermarktet durch Gusmer (Lakewood, NJ, U.S.A.) aufgesprüht und danach einer Kreuzvernetzung und gleichzeitigen Aufschäumung unterzogen, wodurch ein Polyurethanhartschaum erhalten wurde, der an das Substrat gekoppelt war.
Während des Dosierungsschritts wurden die Inhaltsstoffe bei einer Temperatur von ungefähr 30ºC gehalten und zugeführt, was der Temperatur des Bleches entsprach, worauf die Inhaltsstoffe gesprüht wurden.
Nach Dosierung der Inhaltsstoffe wurde der Reaktions-/Expansionsschritt des Schaums in freier Luft und bei Raumtemperatur (30ºC) durchgeführt, wodurch eine Polyurethanlage erhalten wurde, die eine Dicke von ungefähr 4 cm aufwies.
Die erforderliche Zeit, um den Bildungs-/Schäumungsschritt zu vervollständigen, war ungefähr 1 Minute.
Die Zusammensetzung des verwendeten Gemischs von Inhaltsstoffen, um den Schaum zu erhalten, ist unten in Tabelle III gezeigt.

BEISPIELE 4a-4c

(Vergleich)

Gemäß den im vorangehenden Beispiel 1 beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen wurden drei wärmeisolierende Bauelemente, die durch genauso viele Verbundtafeln gebildet wurden, die eine Sandwichstruktur aufwiesen, die im wesentlichen durch zwei Bleche aus zentesimalem Aluminium mit einer zwischengelagerten Schicht Polyurethanschaum gebildet wurde, die vollständig zu der Lage des Elements von Beispiel 1 ähnlich ist, durch ein kontinuierliches Verfahren hergestellt.
In diesem Fall wurde eine Mischung verwendet, die folgende Inhaltsstoffe umfaßte:
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 4,5 und einer Hydroxylzahl gleich 500, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen GLENDIONTM RS 0700 (ENICHEM S.p.A.) [Beispiele 4a-4c];
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 5 und einer Hydroxylzahl gleich 530, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CARADOLTM 530 (SHELL ITALIA) [Beispiele 4a-4c];
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl gleich 160, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen TERCAROLTM 1 (ENICHEM S.p.A.) [Beispiel 4C];
- Flammschutzmittel = Trichlorpropylphosphat (TCPP), auf dem Markt erhältlich [Beispiele 4a-4c];
- kreuzvernetzendes Mittel = Glycerin, auf dem Markt erhältlich [Beispiele 4a-4b];
- Silizium-basiertes Tensid = DABCO DC 193 (AIR PRODUCTS) [Beispiele 4a-4c];
- Schäumkatalysator = N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM % (AIR PRODUCTS) [Beispiel 4c];
- Polymerisationskatalysator = N,N-Dimethylcyclohexylamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM (AIR PRODUCTS) [Beispiele 4a und 4b];
- Trimerisierungskatalysator = auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CATALIST LB (ICI ITALIA) [Beispiele 4a-4c];
- Isocyanatverbindung = Polymer-MDI, erhältlich auf dem Markt unter dem Markennamen SUPRASEC (ICI ITALIA) [Beispiele 4a-4c].
Die verwendeten Schaummittel waren jeweils:
- Fluorhydrochlorkohlenwasserstoff, auf dem Markt erhältlich unter dem technischen Namen 141b [Beispiel 4a];
- n-Pentan [Beispiel 4b];
- Wasser [Beispiel 4c].
In den Formulierungen aus Beispielen 4a und 4b wurde eine kleine Menge Wasser als ein Hilfsschaummittel verwendet, dazu geeignet, um eine schnelle Expansion des Schaums zu fördern.
Die Zusammensetzung des verwendeten Gemischs von Inhaltsstoffen, um den Schaum zu erhalten, ist unten in Tabelle IV gezeigt.

BEISPIELE 5a-5c

(Vergleich)

Gemäß den Verfahren und Vorrichtungen, die im voranstehenden Beispiel 2 beschrieben wurden, wurden drei wärmeisolierende Bauelemente, die durch genauso viele Verbundtafeln gebildet wurden, die eine im wesentlichen durch zwei Stahlplattenbleche mit einer zwischengelagerten Polyurethanschaumlage, die vollständig der Lage des Elements von Beispiel 2 ähnelt, gebildete Sandwichstruktur aufweisen, diskontinuierlich hergestellt.
In diesem Fall wurde ein Gemisch, das die folgenden Inhaltsstoffe umfaßte, verwendet:
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 4, 5 und einer Hydroxylzahl gleich 500, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen GLENDIONTM RS 0700 (ENICHEM S.p.A.) [Beispiele 5a-5c];
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl gleich 160, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen TERCAROLTM 1 (ENICHEM S.p.A.) [Beispiele 5a-5c];
- Flammschutzmittel = Trichlorpropylphosphat (TCPP), auf dem Markt erhältlich [Beispiele 5a-5c];
- Silizium-basiertes Tensid = DABCO DC 193 (AIR PRODUCTS) [Beispiele 5a-5c];
- Schäumkatalysator = N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 5 (AIR PRODUCTS) [Beispiel 5c];
- Polymerisationskatalysator = N,N-Dimethylcyclohexylamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 8 (AIR PRODUCTS) [Beispiele 5a-5c];
- Isocyanatverbindung = Polymer-MDI, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen SUPRASEC (ICI ITALIA) [Beispiele 5a-5c].
Die jeweils verwendeten Schaummittel waren:
- Fluorhydrochlorkohlenwasserstoff, auf dem Markt erhältlich unter dem technischen Namen 141b [Beispiel 5a];
- n-Pentan [Beispiel 5b];
- Wasser [Beispiel 5c].
Auch in diesem Fall wurde eine kleine Menge Wasser als Hilfsschäummittel, das dazu aufgemacht war, um eine schnelle Expansion des Schaums zu fördern, in den Formulierungen der Beispiele 5a und 5b verwendet. Die Zusammensetzung der verwendeten Gemische der Inhaltsstoffe, um die Schäume zu erhalten, ist unten in Tabelle 4 gezeigt.

BEISPIEL 6

(Vergleich)

Gemäß den im voranstehenden Beispiel 3 beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen wurde ein wärmeisolierendes Bauelement, das aus einer Stahlplatte, beschichtet mit einer Polyurethanschaumlage, die vollständig der Lage des Elements von Beispiel 3 ähnelt, hergestellt.
In diesem Fall wurde ein Gemisch verwendet, das die folgenden Inhaltsstoffe umfaßte:
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 5 und einer Hydroxylzahl gleich 530, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CARADOLTM 530 (SHELL ITALIA);
- Polyetherpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 3 und einer Hydroxylzahl gleich 160, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen TERCAROLTM 1 (ENICHEM S.p.A.);
- Poyesterpolyol mit einer durchschnittlichen Funktionalität gleich 2 und einer Hydroxylzahl gleich 250, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen STEPANPOLTM 1 (STEPAN COMPANY, Illinois, U.S.A.);
- Flammschutzmittel = Trichlorpropylphosphat (TCPP), auf dem Markt erhältlich;
- kreuzvernetzendes Mittel = Glycerin, auf dem Markt erhältlich;
- Silizium-basiertes Tensid = DABCO DC 193 (AIR PRODUCTS);
- Schäumungskatalysator - N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM 5 (AIR PRODUCTS);
- Polymerisationskatalysator = N,N-Dimethylcyclohexylamin, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen POLYCATTM (AIR PRODUCTS);
- Trimerisierungskatalysator = auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen CATALIST LB (ICI ITALIA);
- Isocyanatverbindung = Polymer-MDI, auf dem Markt erhältlich unter dem Markennamen SUPRASEC (ICI ITALIA).
Das Schaummittel war Fluorhydrochlorkohlenwasserstoff, auf dem Markt erhältlich unter dem technischen Namen 141b. Auch in diesem Fall wurde eine kleine Menge Wasser als ein Hilfsschäummittel, dazu geeignet, um eine schnelle Expansion des Schaums zu fördern, verwendet.
Die Zusammensetzung des verwendeten Gemischs von Inhaltsstoffen, um den Schaum zu erhalten, ist unten in Tabelle IV gezeigt.

BEISPIEL 7

(Bestimmung der Schaumdichte)

Eine Probe des Polyurethanschaums jedes der Beispiele 1-3 (Erfindung, 4a-4c, 5a-5c und 6 (Vergleich) wurde einer Serie von Tests unterzogen, um die Dichte am Schaumkern zu bestimmen.
Diese Tests wurden gemäß Standard EN 1602 durchgeführt. Die Ergebnisse der durchgeführten Tests sind unten in Tabellen V, VI und VII, für die mittels kontinuierlicher (Beispiele 1, 4a-c), diskontinuierlicher (Beispiele 2, 5a-5c) und Spray (Beispiele 3 und 6) Bildungsverfahren erhaltenen Produkte gezeigt.
Eine Untersuchung der Ergebnisse zeigt, daß in den kontinuierlichen sowie in den diskontinuierlichen und Spray-bildenden Verfahren die Polyurethanschäume der Erfindung (Beispiele 1-3) höhere Kerndichtewerte aufweisen als die Schäume des Stands der Technik (Beispiele 4a-4c, 5a-5c und 6).

BEISPIEL 8

(Bestimmung der Leitungseigenschaften des Schaums)

Eine Probe des Polyurethanschaums aus jedem der Beispiele 1-3 (Erfindung), 4a-4c, 5a-5c und 6 (Vergleich) wurde einer Serie von Tests unterzogen, um die Leitfähigkeit des Schaums zu bestimmen.
Die Tests wurden gemäß Standard UNI 7891 durchgeführt.
Die Ergebnisse der durchgeführten Tests sind unten in Tabellen V, VI und VII für die mittels kontinuierlicher (Beispiele 1, 4a-c), diskontinuierlicher (Beispiele 2, 5a-c) und Spray (Beispiele 3 und 6) bildenden Verfahren erhaltenen Produkte gezeigt.
Eine Untersuchung der Ergebnisse zeigt, daß in dem kontinuierlichen sowie in dem diskontinuierlichen und dem spraybildenden Verfahren die Polyurethanschäume der Erfindung (Beispiele 1-3) vergleichbare Leitfähigkeitswerte zu denjenigen von Schäumen des Stands der Technik (Beispiele 4a-4c, 5a-5c und 6) aufweisen.

BEISPIEL 9

(Bestimmung der dimensionalen Stabilitätscharakteristika des Schaums auf Temperaturveränderungen)

Eine Probe von Polyurethanschaum jedes der Beispiele 1-3 (Erfindung), 4a-4c, 5a-5c und 6 (Vergleich) wurde einer Serie von Tests unterzogen, um die dimensionale Stabilität des Schaums auf Temperaturveränderungen zu bestimmen.
Die Tests wurden gemäß Standard EN 1604 durchgeführt.
Die Ergebnisse der durchgeführten Tests sind in Tabellen V, VI und VII unten für die Produkte, die mittels kontinuierlicher (Beispiele 1, 4a-c), diskontinuierlicher (Beispiele 2, 5a-c) und Spray-(Beispiele 3 und 6)bildender Verfahren erhalten wurden, gezeigt.
Eine Untersuchung der Ergebnisse zeigt, daß sowohl in den kontinuierlichen als auch den diskontinuierlichen Bildungsverfahren die Polyurethanschäume der Erfindung (Beispiele 1-2) dimensionale Stabilitätswerte des Schaums bei der Temperatur von -25ºC vergleichbar zu denjenigen der Schäume des Stands der Technik (Beispiele 4a-4c und 5a-5c) aufweisen; während bei der Temperatur von 70ºC die Polyurethanschäume der Erfindung deutlich bessere Werte in Bezug auf den Polyurethanschaum, der Wasser als Schaummittel enthält (Beispiele 4c, 5c) und vergleichbare Werte zu denjenigen der Schäume, die 141b und n-Pentan als Schaummittel enthalten (Beispiele 4a-4b und 5a-5b).
Im Fall des Spray-bildenden Verfahrens zeigt der Polyurethanschaum der Erfindung (Beispiel 3) dimensionale Stabilitätswerte, die mit dem Schaum des Stands der Technik (Beispiel 6) vergleichbar sind.

BEISPIEL 10

(Bestimmung von Feuerfestigkeits-Charakteristika)

Eine Probe des Polyurethanschaums aus jedem der Beispiele 1-3 (Erfindung), 4a-4c, 5a-5c und 6 (Vergleich) wurde einer Serie von Tests unterzogen, um die Feuerfestigkeits- Charakteristika davon zu bestimmen.
Die Tests wurden gemäß Standard DIN 4102 durchgeführt.
Die Ergebnisse der durchgeführten Tests sind in Tabellen V, VI und VIII unten, für die Produkte, die mittels kontinuierlicher (Beispiele 1, 4a-c), diskontinuierlicher (Beispiele 2, 5a-c) und Spray (3 und 6) bildender Verfahren erhalten wurden, gezeigt.
Gemäß dem vorgenannten Standard werden die Schäume in verschiedene Klassen eingeteilt, B1, B2 und B3, in Abhängigkeit von der Reaktion gegenüber Feuer, die während der Tests gezeigt wurde. Die Schäume, die die besten Ergebnisse zeigen, sind diejenigen, die zur Klasse B1 gehören, während diejenigen, die die schlechtesten Ergebnisse zeigen, diejenigen sind, die zur Klasse B3 gehören.
Eine Untersuchung der Ergebnisse zeigt, daß in den kontinuierlichen sowie in den diskontinuierlichen und Spray-bildenden Verfahren die Polyurethanschäume der Erfindung (Beispiele 1-3) bessere Feuerfestigkeitswerte aufweisen, als die Polyurethanschäume des Stands der Technik (Beispiele 4a-4c, 5a-5c und 6).

BEISPIEL 11

(Bestimmung der Adhäsionscharakteristika des Schaums an sein Trägersubstrat)

Eine Probe des Polyurethanschaum jedes der Beispiele 1-3 (Erfindung), 4a-4c, 5a-5c und 6 (Vergleich) wurde einer Serie von Tests unterzogen, um die Adhäsionscharakterisitka des Schaums an sein Trägersubstrat zu bestimmen.
Die Tests wurden gemäß Standard EN 1607 durchgeführt.
Die Ergebnisse der durchgeführten Tests sind in Tabellen V, VI und VII unten für die Produkte gezeigt, die mittels kontinuierlicher (Beispiele 1, 4a-4c), diskontinuierlicher (Beispiele 2, 5a-5c) und Spray (Beispiele 3 und 6) bildender Verfahren erhalten wurden.
Eine Untersuchung der Ergebnisse zeigt, daß sowohl in den kontinuierlichen und in den diskontinuierlichen Bildungsverfahren die Polyurethanschäume der Erfindung (Beispiele 1 und 2) Adhäsionswerte an ihre Substrate aufweisen, die besser als oder vergleichbar mit den Schäumen des Stands der Technik (Beispiele 4-5) sind, und insbesondere viel besser als die Schäume, die Wasser als Schaummittel enthalten (Beispiel 4c und 5c).
Im Fall des Spray-bildenden Verfahrens zeigt der Polyurethanschaum der Erfindung (Beispiel 3) Adhäsionswerte an sein Substrat, die mit dem Schaum des Stands der Technik (Beispiel 6) vergleichbar sind. TABELLE I TABELLE II TABELLE III
* = Erfindung TABELLE IV
** = Vergleich TABELLE V
* = Erfindung
** = Vergleich TABELLE VI
* = Erfindung
** = Vergleich TABELLE VII
* = Erfindung
** = Vergleich

Claims

1. Ein Polyurethanhartschaum, welcher durch die Verwendung nichtorganischer Schaummittel erhalten wird und eine aufgeschäumte Struktur umfaßt, die aus geschlossenen Zellen besteht, welche im wesentlichen von gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoffschaummitteln frei sind, wobei der Polyurethanschaum erhältlich ist durch ein Umsetzen in Gegenwart eines auf Wasser basierenden Schaummittels wenigstens eines Polyols mit wenigstens einer Isocyanatverbindung und einem Polyamin mit der Formel

worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist,

wobei der Polyurethanschaum eine Haftfestigkeit an einem Trägersubstrat, das ausgewählt ist aus starren oder flexiblen Blättern, die aus Metall, Betonschichten, Ziegeln, Holztafeln, Gipsbrettern gefertigt sind, gemessen gemäß dem Standard EN 1607, von gleich oder größer als 0,7 kg/cm² aufweist.

2. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 1, welcher eine prozentuale lineare Dimensionsabweichung, gemessen gemäß dem Standard EN 1604, von einer minimalen Temperatur von -25ºC bis zu einer maximalen Temperatur von 70ºC, von nicht mehr als 4% aufweist.

3. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 1, welcher eine Sprödigkeit, gemessen als prozentualer Gewichtsverlust gemäß dem Standard ASTM C421, von nicht mehr als 3% aufweist.

4. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 1, welcher eine Wärmeleitfähigkeit, gemessen gemäß dem Standard ISO 6902, von 0,024 bis 0,028 W/mºC aufweist.

5. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 1, welcher dadurch erhältlich ist, daß eine Mischung von Bestandteilen einer Reaktion und einem gleichzeitigen Aufschäumen unterzogen wird, die pro 100 Gewichtsteilen umfaßt:

- von 10 bis 25 Teile wenigstens eines Polyesterpolyols mit einer minimalen Funktionalität gleich 2 und einer Hydroxylzahl von 250 bis 600;

- von 50 bis 65 Teile wenigstens einer Isocyanatverbindung;

- von 1 bis 2 Teile eines auf Wasser basierenden Schaummittels;

- von 0,3 bis 2 Teile eines geeigneten Tensids, das so aufgemacht ist, daß es eine gegenseitige Mischbarkeit zwischen dem wenigstens einen Polyol und der Isocyanatverbindung ermöglicht; und

- von 0,1 bis 4 Teile; pro Gewicht, des Polyamins.

6. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 5, wobei die Mischung von Bestandteilen weiterhin von 3 bis 20 Teile wenigstens eines Polyetherpolyols mit einer minimalen Funktionalität gleich 2 und einer Hydroxylzahl von 150 bis 550 umfaßt.

7. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Mischung von Bestandteilen weiterhin von 5 bis 10 Teile wenigstens eines halogenierten oder phosphorisierten Polyols mit einer minimalen Funktionalität gleich 2 und einer Hydroxylzahl von 240 bis 300 umfaßt.

8. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Mischung von Bestandteilen weiterhin von 4 bis 10 Teile eines geeigneten Flammschutzmittels umfaßt.

9. Der Polyurethanschaum gemäß Anspruch 5, wobei die Mischung von Bestandteilen weiterhin von 0 bis 3 Teile eines Katalysators umfaßt, der ausgewählt ist aus geeigneten Schäumungs-, Polymerisations- und Trimerisierungskatalysatoren.

10. Ein wärmeisolierendes Bauelement, das wenigstens ein Trägersubstrat, welches ausgewählt ist aus starren oder flexiblen Blättern, die aus Metall, Betonschichten, Ziegeln, Holztafeln, Gipsbrettern gefertigt sind, gekoppelt mit einem Polyurethanhartschaum gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 umfaßt.

11. Das Bauelement gemäß Anspruch 10, welches eine Kompositstruktur umfaßt, die im wesentlichen zum Sandwichtyp gehört, welches ein Paar von Trägersubstraten einschließt, zwischen welche der Polyurethanhartschaum zwischengelagert ist.

12. Das Bauelement gemäß Anspruch 10, welches weiterhin einen Schutzfilm umfaßt, der auf den Polyurethanhartschaum auf einer Seite aufgebracht ist, die dem Trägersubstrat gegenüberliegt.

13. Das Bauelement gemäß Anspruch 11, in Form einer Modulwand zur Herstellung von Leitungen für Klimaanlagen.

14. Ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements gemäß Anspruch 10, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Bereitstellen eines Trägersubstrats in Form einer Platte, einer Blatts oder einer Tafel;

b) Zuführen zu dem Trägersubstrat einer dosierten Menge einer Mischung von Bestandteilen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und 5 bis 9;

c) Unterziehen der Mischung von Bestandteilen unter eine Vernetzung und eine gleichzeitige Aufschäumung, um so einen Polyurethanhartschaum zu erhalten, der an das Substrat gekoppelt ist.

15. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, welches weiterhin den Schritt des Auftragens auf dem Polyurethanhartschaum eines Schutzfilms auf einer Seite, die dem Trägersubstrat gegenüberliegt, umfaßt.

16. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, welches weiterhin den Schritt des Auftragens auf das Trägersubstrat einer Grundiermasse vor der Durchführung des Zufuhrschritts umfaßt.

17. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, welches weiterhin den Schritt des Koppelns während des Schritts c) eines Decksubstrats an den Polyurethanhartschaum, welcher gebildet wird, umfaßt, wobei ein Bauelement erhalten wird, das eine Kompositstruktur, die im wesentlichen zum Sandwichtyp gehört, umfaßt.

18. Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Schritte a) bis c) kontinuierlich durchgeführt werden.

19. Ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements gemäß Anspruch 10, welches eine Kompositstruktur, die im wesentlichen zum Sandwichtyp gehört, umfaßt, das ein Paar von Trägersubstraten, zwischen welche ein Polyurethanhartschaum zwischengelagert wird, einschließt, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Bereitstellen in einer Formvorrichtung und in gegenseitigem Abstand eines Paars von Trägersubstraten in Form einer Platte, eines Blatts oder einer Tafel,

b) Zuführen zu der Formvorrichtung und zwischen das Paar der Substrate einer dosierten Menge einer Mischung von Bestandteilen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und 5 bis 9;

c) Unterziehen der Mischung von Bestandteilen unter eine Vernetzung und ein gleichzeitiges Aufschäumen, um so einen Polyurethanhartschaum zu erhalten, der zwischen das Paar der Substrate zwischengelagert ist.

20. Das Verfahren gemäß Anspruch 19, welches weiterhin den Schritt des Auftragens auf wenigstens ein Substrat des Paares einer Grundiermasse vor der Durchführung des Schritts b) umfaßt.

21. Ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierenden Bauelements gemäß Anspruch 10, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Sprühen auf das Trägersubstrat einer dosierten Menge einer Mischung von Bestandteilen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und 5 bis 9;

b) Unterziehen der Mischung von Bestandteilen unter eine Vernetzung und ein gleichzeitiges Aufschäumen, um so einen Polyurethanhartschaum zu erhalten, der an das Substrat gekoppelt ist.

22. Das Verfahren gemäß Anspruch 21, welches weiterhin den Schritt des Auftragens auf den Polyurethanhartschaum eines Schutzfilms auf einer Seite, die dem Trägersubstrat gegenüberliegt, umfaßt.

23. Das Verfahren gemäß Anspruch 21, welches weiterhin den Schritt des Auftragens auf das Trägersubstrat einer Grundiermasse vor dem Durchführen des Sprühschritts umfaßt.

24. Verwendung eines Polyamins mit der Formel

worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist,

um die Haftungseigenschaften an einem Trägersubstrat, das ausgewählt ist aus starren oder flexiblen Blättern, die aus Metall, Betonschichten, Ziegeln, Holztafeln oder Gipsbrettern gefertigt sind, eines Polyurethanhartschaums zu fördern, welcher durch die Verwendung nichtorganischer Schaummittel erhalten wird und eine aufgeschäumte Struktur umfaßt, die aus geschlossenen Zellen besteht, welche im wesentlichen frei von gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoffschaummitteln sind, und welcher durch ein Umsetzen wenigstens eines Polyols mit wenigstens, einer Isocyanatverbindung in Gegenwart eines auf Wasser basierenden Schaummittels erhältlich ist, so daß der Polyurethanschaum eine Haftfestigkeit an dem Trägersubstrat von gleich oder größer 0,7 kg/cm², gemessen gemäß dem Standard EN 1607, aufweist.

25. Eine flüssige katalytische Zusammensetzung zur Herstellung eines Polyurethanhartschaums gemäß Anspruch 1, umfassend:

- wenigstens einen flüssigen Träger, der ausgewählt ist aus Polyesterpolyolen, Polyetherpolyolen, halogenierten oder phosphorisierten Polyolen und Flammschutzmitteln, und welcher eine Viskosität von 10 bis 300 mPa·s bei 25ºC aufweist;

- ein Polyamin mit der Formel

worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist,

- wenigstens einen Katalysator, der ausgewählt ist aus geeigneten Schäumungs-, Polymerisations- und Trimerisierungskatalysatoren.