DE897014C

DE897014C - Verfahren zur Herstellung von halbelastischen Schaumstoffen

Info

Publication number: DE897014C
Application number: DEF5581A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Ing Hoppe; Erwin Dr Mueller
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1951-02-12
Filing date: 1951-02-13
Publication date: 1953-11-16

Description

Verfahren zur Herstellung von halbelastischen Schaumstoffen, Die Herstellung von Hartschaumstoffen erfolgt bekanntlich durch Umsetzung von stark verzweigten Polyestern, die als Endgruppen Hydroxyl- oder Carboxylgruppen enthalten, mit Diisocyanaten. Die bei der Umsetzung frei werdende Kohlensäure reicht meistens zum Auftreiben des Kunststoffes nicht aus, deshalb wird diese Reaktion oft auch in Gegenwart von Wasser vorgenommen. Während halbelastische Schaumstoffe auf der gleichen Grundlage zugänglich sind durch Verwendung von Polyestern mit schwächerem Verzweigungsgrad, werden hochelastische Stoffe nur aus linearen und ganz schwach verzweigten, mit Diisocyanaten umgesetzten Polyestern erhalten. Derartige aus linearen Estern und Diisocyanaten erhältliche Esterisocyanate besitzen den Vorzug vor den aus verzweigten Estern und Diisocyanaten zugänglichen Produkten, daß sie unbegrenzt in wasserfreiem ,Zustand lagerfähig sind. Die verzweigten liefern im Gegensatz zu den linearen Estern schon im Augenblick der Umsetzung mit Diisocyanaten vernetzte Produkte. Die Herstellung von halbelastischen und Hartschäumen war daher bisher nur in einem aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Stufen bestehenden Verfahren (Umsetzung des verzweigten Polyesters mit Diisocyanat und Schaumprozeß) möglich.
Es wurde nun gefunden, daß man halbelastische Schäume auch dann erhält, wenn man lineare Polyester, deren Molekulargewicht kleiner als zooo ist, mit einem Überschuß eines Diisocyanates über die auf die Endgruppen berechnete Menge umsetzt und die Produkte mit Wasser zur Reaktion bringt.
Die Endgruppen der Polyester können aus Hydroxyl- oder aus Carboxylgruppen bestehen. Sind Hydroxylgruppen vorhanden, so entspricht das oben angedeutete Molekulargewicht einem Hydroxylgehalt von 4,3 % (Hydroxylzall 130). Zweckmäßig verwendet man solche linearen Polyester, die einen Hydroxylgehalt von 4,50/" das entspricht einer Hydroxylzahl von 15o, aufweisen. Derartige Polyester werden dann mit einem Überschuß an Diisocyanat zur Reaktion gebracht. Zweckmäßigerweise verwendet man hierbei einen Überschuß von Zoo % über die berechnete Menge an. Die Umsetzung erfolgt durch Eintragen des entwässerten Polyesters in das Diisocyanat, wobei eine gewisse Wärmetönung auftritt. Diese Umsetzung kann in Gegenwart von sauren Verzögerungsmitteln, wie Salzsäure, Butadiensulfon, Acetylchlorid usw., vorgenommen werden, die vor der Entwässerung hinzugefügt werden. Derartige Isocyanatpolyester sind in wasserfreiem Zustande unverändert lagerfähig und liefern nach der Umsetzung mit Wasser halbelastische Schaumstoffe. Diese Umsetzungen können gegebenenfalls in Gegenwart von Beschleunigern vorgenommen werden.
Der Elastizitätsgrad der erfindungsgemäß hergestellten Produkte ist im wesentlichen durch das Molekulargewicht des Polyesters bedingt. Je kleiner das Molekulargewicht des Polyesters ist, um so geringer ist die Elastizität der entstehenden Polymeren und umgekehrt.
Auch üben die Ausgangsstoffe für den Polyester einen gewissen Einfluß auf die Elastizität des Endstoffes aus. Es kommen in erster Linie aliphatische lineare Polyester, wie Glykoladipinsäureester, Bernsteinsäureester oder aus drei und mehr Komponenten bestehende lineare Mischpolyester oder Polyestermischungen in Fräge. Auch durch die Mitverwendung aromatischer Dicarbonsäuren, wie Phthalsäuren u. a., können besondere Effekte erzielt werden. Die Herstellung dieser Ester erfolgt nach an sich bekannten Verfahren. .
Derartige halbelastische Stoffe- können 'beispielsweise als Frottierschwämme Verwendung finden. - Das Verfahren erlaubt die Herstellung von vollkommen farblosen Schwämmen, die auch wegen ihrer hellen Farbe von Interesse sind. Auch Füllstoffe oder desinfizierend wirkende Mittel, die nicht mit Isocyanaten in Reaktion treten, können vor dem Schaumprozeß eingerührt und auf diese Weise in die Schwämme eingebaut werden. Beispiel i 5oo g eines Glykol-Adipinsäureesters mit der Hydroxylzahl 156 und der Säurezahl 1 werden nach Zusatz von fünf Tropfen konzentrierter Salzsäure bei iio bis 12o° i Stunde im Vakuum entwässert. Den entwässerten Ester läßt man allmählich unter Rühren in 250 g Toluylendiisocyanat, das auf 8o bis go° vorgewärmt ist, einlaufen. Die Temperatur soll hierbei 12o° nicht übersteigen. Man kondensiert noch i/2 Stunde bei der gleichen Temperatur nach. Das Kondensationsprodukt ist ein hochviskoses, gelbgefärbtes Öl, das bei Ausschluß von Feuchtigkeit unverändert haltbar ist.
ioo g des Kondensationsproduktes werden mit 5 g Aceton versetzt und unter Rühren ein Gemisch von 1,5 g Hexahydrodimethylanilin, 2 g eines Emulgators und 2 g Wasser zugegeben. Bei- intensivem Rühren tritt nach etwa 1/2 Minute die Gasentwicklung auf. Je nach der gewünschten Porengröße unterbricht man nun das Rühren und gießt in Formkästen aus. Nach etwa i Stunde kann entformt werden. Es ist ein halbelastischer Schwamm entstanden, der eine sehr gute Struktur besitzt und sich durch eine vorzügliche Frottierwirkung auszeichnet. Beispiel 2 Unter den im Beispiel i erwähnten Bedingungen werden 789 g eines Glykoladipinsäureesters mit der Hydroxylzahl 1o6 nach Zusatz von 2o Tropfen konzentrierter. Salzsäure mit 318 g Toluylendiisocyanat zur Reaktion gebracht.
Der Schaumprozeß verläuft ebenfalls unter den im Beispiel 1 gegebenen Bedingungen.
Beispiel 3 2,735 kg eines Diäthylenglykol-Adipinsäureesters mit der Hydroxylzahl Zoo werden nach Zusatz von 2,5 ccm konzentrierter Salzsäure wie im Beispiel i beschrieben nach der Entwässerung in 1,778 kg Toluylendiisocyanat eingetragen. Man erhält nach dem Schaumprozeß einen Stoff, der eine geringere Elastizität besitzt als die im Beispiel i und 2 angeführten Produkte. Beispiel q. 1368 g eines aus Glykol-Bernsteinsäure und -Adipinsäure aufgebauten Mischpolyesters mit einerHydroxylzahl von Zoo werden mit 1,25 ccm konzentrierter Salzsäure versetzt und -bei 12o° im Vakuum entwässert. Darauf läßt man den Ester unter Rühren bei 8o bis 12o° in 887 g Toluylendiisocyanat einlaufen und kondensiert noch 1/2 Stunde nach. Das Schäumen wird wie im Beispiel i beschrieben durchgeführt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von halbelastischen Schaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man lineare Polyester, deren Molekulargewicht kleiner als iooo ist, mit einem Überschuß über die auf die Endgruppen berechnete Menge eines Diisocyanates umsetzt und die Produkte mit Wasser zur Reaktion bringt.