DE945479C - Process for the production of foams from high molecular weight polyurethanes - Google Patents
Process for the production of foams from high molecular weight polyurethanesInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM 12- JULI 1956ISSUED JULY 12, 1956
F 12917 IVb/39bF 12917 IVb / 39b
PolyurethanenPolyurethanes
Nach einem älteren Vorschlag läßt man zur Herstellung von Schaumstoffen Polyisocyanate, die in Vinylverbindungen gelöst sind, auf verzweigte Polyester einwirken, die in der Hauptsache Hydroxyl- und in untergeordnetem Maße Carboxylendgruppen besitzen: Bei dieser Reaktion, die in Gegenwart von Polymerisationsbeschleunigern und geringen Mengen Wasser durchgeführt wird, finden folgende Umsetzungen statt: Das in der Vinylverbindung gelöste Polyisocyanat reagiert mit den vorwiegend vorhandenen Hydroxylgruppen der Poly ester unter Verknüpfung über Urethangruppen, während die in untergeordnetem Maße vorhandenen Carboxylgruppen mit Polyisocyanaten unter Abspaltung kleiner Mengen Kohlendioxyd unter Verknüpfung über Carbonamidgruppen reagieren. Die Kohlensäuremenge wird durch die Mitverwendung von Wasser, das ebenfalls, mit Isocyanaten unter Kohlendioxydabspaltung reagiert, vermehrt. Diese Reaktionen verlaufen Hand in Hand mit dem Polymerisationsvorgang, der zwischen dem ungesättigten Polyester und der Vinylkomponente stattfindet.According to an older proposal, polyisocyanates, which are in Vinyl compounds are dissolved, act on branched polyesters, which are mainly hydroxyl and to a lesser extent have carboxyl end groups: In this reaction, those in the presence is carried out by polymerization accelerators and small amounts of water The following reactions take place: The polyisocyanate dissolved in the vinyl compound reacts with the predominantly existing hydroxyl groups of the poly ester linked via urethane groups, while those present to a lesser extent Carboxyl groups with polyisocyanates with elimination of small amounts of carbon dioxide with linkage react via carbonamide groups. The amount of carbon dioxide is achieved by using of water, which also reacts with isocyanates with elimination of carbon dioxide, increased. These Reactions go hand in hand with the polymerization process between the unsaturated Polyester and the vinyl component takes place.
Die Summe dieser Vorgänge führt zu einem vernetzten Schaumstoff, dessen Bildung auf die bei der Reaktion entstehende Kohlensäure, die als Treibmittel wirkt, zurückzuführen ist. . S Die bei dieser Reaktion erforderlichen Polyisocyanatmengen sind erfahrungsgemäß sehr hoch, da nur ein Teil der Polyisocyanate für die Kohlensäurebildung ausgenutzt wird, wobei bestenfalls zwei Isocyanatgruppen mit einem Molekül Wasser ίο unter Bildung von ι Mol CO2 reagieren. Der mit den Hydroxylgruppen der Polyester reagierende weitaus größere Teil der Polyisocyanate geht für die Treibstoffwirkung verloren.The sum of these processes leads to a cross-linked foam, the formation of which is due to the carbonic acid produced during the reaction, which acts as a blowing agent. . Experience has shown that the amounts of polyisocyanate required in this reaction are very high, since only some of the polyisocyanates are used for the formation of carbonic acid, with at best two isocyanate groups reacting with one molecule of water to form ι moles of CO 2 . The much larger part of the polyisocyanates which react with the hydroxyl groups of the polyester is lost for the fuel effect.
Erfindungsgemäß bringt man Lösungen oder Gemische von ungesättigten, ganz oder vorwiegend Carboxylendgruppen besitzenden, verzweigten oder linearen Polyestern einerseits und polymerisationsfähigen Vinyl- oder Allylverbindungen andererseits in Gegenwart von Polymerisationsbeschleunigern mit Polyisocyanaten zur Reaktion. Die Verwendung von vorwiegend oder ganz aus Carboxylendgruppen bestehenden Polyestern hat zur Folge, daß die Reaktion von jeder Endgruppe des Polyesters mit dem Polyisocyanat mit einer Kohlensäurebildung verbunden ist. Gleichzeitig erfolgt eine Verknüpfung der Polyesterketten über Carbonamidgruppen. Das liat zur Folge, daß kein Isocyanat mehr für Reaktionen verbraucht wird, die.nicht der Treibmittellieferung dienen. Dadurch wird-die Polyisocyanatmenge, die zur Erreichung eines bestimmten Treibeffektes erforderlich ist, im Vergleich zu dem obigen Verfahren erheblich reduziert.According to the invention, solutions or mixtures of unsaturated, wholly or predominantly, are brought Carboxyl end groups, branched or linear polyesters on the one hand and polymerizable Vinyl or allyl compounds, on the other hand, in the presence of polymerization accelerators with polyisocyanates for reaction. The use of predominantly or entirely of carboxyl end groups existing polyesters has the consequence that the reaction of each end group of the polyester with the Polyisocyanate is associated with the formation of carbonic acid. A link is made at the same time of the polyester chains via carbonamide groups. The result is that there is no longer any isocyanate for reactions is consumed that do not serve to deliver propellant. This increases the amount of polyisocyanate which is required to achieve a certain driving effect, compared to the above Procedure significantly reduced.
Die Herstellung derartiger vorwiegend oder ganz aus Carboxylgruppen bestehender ungesättigter Polyester erfolgt nach an sich bekannten Verfahren. Eine Möglichkeit besteht z. B. darin, daß man die Veresterung von gesättigten Dicarbonsäuren mit einem größeren Überschuß von Polyalkoholen vornimmt und an die so entstehenden hydroxy lgruppenhaltigen Polyester in zweiter Phase ungesättigte Carbonsäureanhydride, wie Maleinsäureanhydrid, unter Ringöffnung und Bildung einer freien Carboxylgruppe addiert.The production of such unsaturated ones consisting predominantly or entirely of carboxyl groups Polyester takes place according to processes known per se. One possibility is e.g. B. in the fact that one Esterification of saturated dicarboxylic acids with a larger excess of polyalcohols makes and polyesters containing hydroxyl groups formed in this way are unsaturated in the second phase Carboxylic anhydrides, such as maleic anhydride, with ring opening and formation of a free carboxyl group added up.
Selbstverständlich können auch die nach den üblichen Veresterungsmethoden erhältlichen gesättigte und/oder ungesättigte Hydroxylgruppen enthaltenden Polyester in untergeordnetem Maße in Mischung mit den hier beanspruchten Carboxylpolyestern als Schaumstoffausgangsprodukte mitverwendet werden.Of course, the saturated ones obtainable by the customary esterification methods can also be used and / or polyesters containing unsaturated hydroxyl groups to a lesser extent in Mixture with the carboxyl polyesters claimed here is also used as foam starting materials will.
Da die Lösungen von carboxylgruppenhaltigen Polyestern in Vinyl- oder Allylverbindungen eine geringe Viskosität besitzen, ist es von Vorfeil, hochmolekulare, ungesättigte Verbindungen zuzugeben, die eine wesentliche Viskositätssteigerung hervorrufen.· Durch derartige Zusätze wird erreicht, daß eine gleichmäßige Porenbildung beim Schaumprozeß erzielt wird.Since the solutions of polyesters containing carboxyl groups in vinyl or allyl compounds are a have low viscosity, it is advantageous to add high molecular weight, unsaturated compounds, which cause a substantial increase in viscosity. By such additives it is achieved that uniform pore formation is achieved during the foaming process.
Der Schaumprozeß vollzieht sich in der Weise, daß _ die Carboxylpolyester, die sich auch in Mischung mit Hydroxylpolyestern in untergeordnetem Maße befinden können, nach Zugabe von Vinylverbindungen und Polyisocyanaten sowie einigen Prozenten Polymerisationsbeschleunigern und solchen Aktivatoren, die-in der Lage sind, die Umsetzung von Isocyanaten mit Carboxylgruppen schneller vonstatten gehen zn lassen, auf Temperaturen zwischen ο und ioo° gebracht werden. Als Polymerisationsbeschleuniger kommen insbesondere Peroxyde oder andere Radikalbildner wie Azodiisobuttersäurenitril in Frage, als Aktivatoren für die Isocyanat-Polyester-Reaktion tertiäre Amine, Phosphine oder Schwermetallsalze. An Vinylverbindungen kommt dem Styrol besondere Bedeutung zu, weiterhin seien Allylverbindungen erwähnt, wie Diallylester von Dicarbonsäuren.The foam process takes place in such a way that the carboxyl polyesters, which can also be found in a mixture with hydroxyl polyesters to a minor extent, after the addition of vinyl compounds and polyisocyanates as well as a few percent of polymerization accelerators and such activators that are capable of the conversion of Let isocyanates with carboxyl groups proceed more quickly, brought to temperatures between ο and 100 °. Peroxides or other radical formers such as azodiisobutyronitrile are particularly suitable as polymerization accelerators, and tertiary amines, phosphines or heavy metal salts as activators for the isocyanate-polyester reaction. Of vinyl compounds, styrene is of particular importance, and allyl compounds such as diallyl esters of dicarboxylic acids may also be mentioned.
1425 Teile oxäthyliertes Trimethylolpropan von der OH-Zahl 800, 758,5 Teile Phthalsäureanhydrid und 73 Teile Adipinsäure sowie 6 Teile N-Dioxäthylaminodiphenyl werden allmählich auf 2000 unter Rühren erhitzt. Die Destillation des abgespaltenen Wassers setzt bei etwa 1500 ein. Ist die Übergangstemperatur- des übergehenden Wassers auf 8o° gefallen, legt man langsam Vakuum an und heizt auf 2150 auf. Nach 1 Stunde soll man 14 mm Vakuum erreicht haben und heizt noch etwa 5 Stunden bei 215° weiter. Der Polyester hat dann eine Säurezahl von 1,5 und eine OH-Zahl von 230. Bei der Veresterung gehen insgesamt 165 Teile Wasser über.1425 parts of oxyethylated trimethylolpropane of OH number of 800, 758.5 parts of phthalic anhydride and 73 parts of adipic acid and 6 parts of N-Dioxäthylaminodiphenyl are gradually heated up to 200 0 with stirring. The distillation of the water split off begins at about 150 ° . If the Übergangstemperatur- of passing over water to 8o ° liked it slowly sets vacuum and heated to 215 0th After 1 hour, a vacuum of 14 mm should be reached and the heating will continue for about 5 hours at 215 °. The polyester then has an acid number of 1.5 and an OH number of 230. A total of 165 parts of water are transferred during the esterification.
Man läßt die Temperatur des Polyesters auf ioo° fallen und gibt dann 854 Teile Maleinsäureanhydrid zu, läßt auf 1250 steigen und rührt noch 1 Stunde nach. Nach dem Abkühlen auf ioo° fügt man 1,5 Teile Hydrochinon, 2,5 Teile einer io°/oigen Kupferoleat-Styrol-Lösung und 1200 Teile Styrol zu.Allowing the temperature of the polyester on ioo ° and then fall to 854 parts of maleic anhydride, allows to 125 0 rise and stirred for a further 1 hour. After cooling to 100 °, 1.5 parts of hydroquinone, 2.5 parts of a 10% strength copper oleate / styrene solution and 1200 parts of styrene are added.
Unter 200 Teile dieser Mischung rührt man 8 Teile Adipinsäure-bis-N-diäthylaminoäthylester, 5 Teile Benzolperoxyd und 50 Teile eines hochmolekularen Polyesters gut ein. Nun bringt man 36 Teile Toluylendiisocyanat in diese Lösung und verteilt es sehr gut. Bald beginnt unter Wärmetönung die Schaumentwicklung. Die. Polymerisation setzt erst nach Beendigung des Treibprozesses unter lebhafter Wärmeentwicklung ein. Man erhält einen Schaumstoff von besonderer Wärme- und Wasserfestigkeit.8 parts of bis-N-diethylaminoethyl ester are stirred under 200 parts of this mixture. 5 parts of benzene peroxide and 50 parts of a high molecular weight polyester well. Now you bring 36 parts Toluylene diisocyanate in this solution and distributes it very well. Soon the heat will begin Foam development. The. Polymerization only starts more vigorously after the blowing process has ended Heat generation. A foam with particular heat and water resistance is obtained.
Der untergerührte hochmolekulare Polyester wurde wie folgt hergestellt: 400 Teile eines Adipinsäureglykolpolyesters von der O H-Zahl 56 werden mit 40 Teilen Maleinsäure-bis-diäthylenglykolester und 48 Teilen Toluylendiisocyanat 30 Minuten auf 130° erhitzt. Nach der erfolgten Verlängerung wird in dünnen Schichten ausgegossen.The stirred high molecular weight polyester was prepared as follows: 400 parts of an adipic acid glycol polyester of the OH number 56 are with 40 parts of maleic acid-bis-diethylene glycol ester and 48 parts of tolylene diisocyanate heated to 130 ° for 30 minutes. After the extension has taken place poured out in thin layers.
200 Teile des Carboxylpolyesters in Styrol (hergestellt nach Beispiel 1) und 100 Teile eines verzweigten Hydroxylpolyesters von der O H-Zahl 200, hergestellt durch Veresterung von 2,5 Mol Adipinsäure, 0,5 Mol Phthalsäureanhydrid und 4 Mol eines Triols, versetzt man mit 9 Teilen Adipinsäurebis-N-Diäthylaminoäthylester und 6 Teilen Benzoylperoxyd. Dann rührt man 70 Teile Toluylendiiso-200 parts of the carboxyl polyester in styrene (prepared according to Example 1) and 100 parts of a branched one Hydroxyl polyester with the OH number 200, produced by esterification of 2.5 moles of adipic acid, 0.5 mol of phthalic anhydride and 4 mol of a triol are mixed with 9 parts of bis-N-diethylaminoethyl adipate and 6 parts of benzoyl peroxide. Then stir 70 parts of toluene diiso-
cyanat unter. Alsbald beginnt die Schaumentwicklung und Polymerisation. Man erhält einen starren Schaumstoff geringen spezifischen Gewichtes.cyanate under. Foam development and polymerisation begin immediately. You get a stiff Low specific weight foam.
B ei sp ie I 3For example I 3
1500 oxäthyliertes Trimethylolpropan von der OH-Zahl 800, 445 Teile Phthalsäureanhydrid, 440 Teile Adipinsäure und 30 Teile N-Dioxäthylaminodiphenyl werden, wie unter Beispiel 1 beschrieben, zu einem Polyester der Säurezahl 2 und der OH-Zahl 220 auskondensiert. Nach dem Abkühlen auf ioo° lagert man 860 Teile Maleinsäureanhydrid an und läßt auf 125° steigen. Nach 1 Stunde kühlt man wieder auf ioo° ab und gibt 1,5 Teile Hydrochinon und 2,5 Teile einer io°/oigen Kupferoleat-Styrol-Lösung zu. Wenn sich das Hydrochinon aufgelöst "hat, fügt man 1300 Teile Styrol zu und rührt gut durch.1500 oxethylated trimethylolpropane with an OH number of 800, 445 parts of phthalic anhydride, 440 Parts of adipic acid and 30 parts of N-dioxäthylaminodiphenyl are, as described in Example 1, to a polyester with an acid number of 2 and an OH number of 220 condensed out. After cooling to 100 ° 860 parts of maleic anhydride are added on and allowed to rise to 125 °. After 1 hour it is cooled back to 100 ° and gives 1.5 parts of hydroquinone and 2.5 parts of a 10% copper oleate-styrene solution to. When the hydroquinone has dissolved, add 1,300 parts of styrene and stir well by.
Zu 200 Teilen dieser Mischung rührt man 8 Teile Adipinsäure-bis-N-diäthylaminoäthykster, 6 Teile Benzoylperoxyd und 50 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen hochmolekularen ungesättigten Polyesters ein. Ist alles gelöst, gießt man in dünnem Strahl 38 Teile Toluylendiisocyanat zu. Alsbald setzt die Schaunientwicklung und anschließend die Polymerisation ein. Der Schaumstoff ist starr und hat ein sehr niedriges spezifisches Gewicht.8 parts of adipic acid-bis-N-diethylaminoethyl ester, 6 parts, are stirred into 200 parts of this mixture Benzoyl peroxide and 50 parts of the high molecular weight unsaturated polyester described in Example 1 a. When everything is dissolved, 38 parts of toluene diisocyanate are poured in a thin stream. Immediately Schaun development begins and then polymerization begins. The foam is rigid and has a very low specific weight.
200 Teile der Carboxylpolyester-Styrol-Lösung von Beispiel 3 und 100 Teile eines Hydroxylpolyesters von der Säurezahl 2,5 und OH-Zahl 200, den, man durch thermische Veresterung von 2,5 Mol Adipinsäure, 0,5 Mol Phthalsäureanhydrid und 4 Mol Hexantriol erhält, werden mit 6 Teilen Adipinsäure-bis-N-diäthylaminoäthylester, 6 Teilen Benzoylperoxyd und 70 Teilen Toluylendiisocyanat vermischt. Nach kurzer Zeit tritt Kohlendioxydabspaltung auf, und die Mischung wird aufgetrieben.200 parts of the carboxyl polyester-styrene solution from Example 3 and 100 parts of a hydroxyl polyester of the acid number 2.5 and OH number 200, the one by thermal esterification of 2.5 mol Adipic acid, 0.5 mol of phthalic anhydride and 4 mol of hexanetriol are obtained with 6 parts Bis-N-diethylaminoethyl adipate, 6 parts of benzoyl peroxide and 70 parts of tolylene diisocyanate mixed. After a short time, carbon dioxide is split off and the mixture is blown up.
Nach Beendigung des Schaum- und Polymerisationsprozesses resultiert ein starrer, spezifisch leichter Schaumkörper von guten mechanischen Eigenschaften. After completion of the foam and polymerisation process, the result is a more rigid, specifically lighter one Foam body with good mechanical properties.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF12917A DE945479C (en) | 1953-09-30 | 1953-10-01 | Process for the production of foams from high molecular weight polyurethanes |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE766386X | 1953-09-30 | ||
DEF12917A DE945479C (en) | 1953-09-30 | 1953-10-01 | Process for the production of foams from high molecular weight polyurethanes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE945479C true DE945479C (en) | 1956-07-12 |
Family
ID=25947909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEF12917A Expired DE945479C (en) | 1953-09-30 | 1953-10-01 | Process for the production of foams from high molecular weight polyurethanes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE945479C (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1086883B (en) * | 1957-01-14 | 1960-08-11 | Rohm & Haas | Process for increasing the swelling capacity of polyester urethane foams |
DE1087347B (en) * | 1957-10-01 | 1960-08-18 | Pfizer & Co C | Process for the production of polyurethane foams |
-
1953
- 1953-10-01 DE DEF12917A patent/DE945479C/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1086883B (en) * | 1957-01-14 | 1960-08-11 | Rohm & Haas | Process for increasing the swelling capacity of polyester urethane foams |
DE1087347B (en) * | 1957-10-01 | 1960-08-18 | Pfizer & Co C | Process for the production of polyurethane foams |
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