FI66411B - Polyuretanskum - Google Patents

Description

1 66411

Polyuretaanivaahto

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä kimmoisuudeltaan suurien joustavien polyuretaanivaahtojen val-5 mistamiseksi.

Joustavat polyuretaanivaahdot, jotka on tehty poly-olin ja isosyanaatin välisessä reaktiossa veden läsnäollessa paisutusaineena, ovat olleet tunnettuja monen vuoden ajan. Alun perin markkinoilla olleilla polyuretaanivaah-10 doilla oli suhteellisen pieni kimmoisuus ja joihinkin tarkoituksiin oli toivottavaa hankkia kimmoisuudeltaan suurempia vaahtoja. Kimmoisuudeltaan suuremmat vaahdot ovat erikoisen sopivia sellaisiin tarkoituksiin kuin pehmustus, esimerkiksi huonekaluissa ja auton istuimissa, koska suu-15 rempi kimmoisuus tuottaa suuremman mukavuuden. Myöhemmin löydettiin menetelmiä kimmoisuudeltaan suuremman vaahdon tekemiseksi. Tuloksena saadut kaavat käyttivät hyväkseen valikoituja pinta-aktiivisia aineita ja katalysaattoriyhdis-telmiä yhdessä muiden aineosien kanssa. Kimmoisuudeltaan 20 suuren (HR) vaahdon valmistusmenetelmät ovat hyvin tunnettuja alan asiantuntijoille.

Polyuretaanivaahtoja voidaan tehdä polyolien ja polyisosyanaattien välisellä reaktiolla. Voidaan valmistaa polyoleja, joissa hydroksiryhmät ovat vallitsevasti sekun-25 däärisiä hydroksiryhmiä. Esimerkkejä sellaisista polyoleis-ta ovat ne, jotka on tehty yksinomaan propyleenioksidin reaktiosta sopivan polyhydrisen heräteaineen kanssa. Voidaan myös tehdä polyoleja, jotka sisältävät huomattavan osan primäärisiä hydroksiryhmiä. Sellaisia polyoleja voi-30 daan tehdä esimerkiksi propyleenioksidin reaktiolla sopivan polyhydrisen heräteaineen kanssa, jota seuraa reaktio etyleenioksidin kanssa tuotteen tuottamiseksi, jossa vähintään huomattava osa lopuksi läsnäolevista hydroksiryh-mistä on primäärisiä hydroksiryhmiä. Tämä etyleenioksidin 35 lisäysmenetelmä primääristen hydroksyyliryhmien sijoittamiseksi tunnetaan joskus nimellä päättäminen, "end capping".

2 66411

Primääristen hydroksiryhmien sijoittaminen lisää po-lyolien reaktiivisuutta. Polyolin reaktiivisuus on tärkeä ei vain vaahdon valmistuksen saamiseksi lyhyessä ajassa, vaan myös koska polyolin reaktiivisuus vaikuttaa kilpaile-5 vien polyuretaanivaahdon muodostukseen liittyvien reaktioiden väliseen tasapainoon. Polyuretaanivaahdon valmistuksessa käytettäessä vettä paisutusaineena isosyanaatti reagoi polyolin kanssa muodostaen uretaanisidoksia. Se reagoi myös veden kanssa tuottaen CC^-kaasua, joka toimii paisu-10 tusaineena. Suhteellinen nopeus, jolla nämä kaksi reaktiota etenevät, on tärkeä.

Käytetyn isosyanaatin luonne on myös tärkeä. Kaupallisesti pääasiallisesti käytetyt polyisosyanaatit ovat tolueenidi-isosyanaattien (tunnettu TDI:nä) 2,4- ja 2,6-15 isomeerien seos ja/tai polyfenyleenipolymetyleeni-isosya-naattien seos, joka on tehty kondensoimalla aniliinia formaldehydin kanssa ja muuttamalla amiiniryhmät isosyanaatiksi (tämä seos tunnetaan raakana MDI:nä). Sekä TDI että raaka MDI voidaan käyttää HR-vaahtojen valmistuksessa.

20 Vaahdotusprosessin aikana tapahtuvien eri reaktioi den etenemisen nopeuksilla, jotka tuottavat tyydyttävää vaahtoa, varmistamisen ongelmista johtuen HR-vaahtojen valmistuksen alan asiantuntijat ovat uskoneet, että oli välttämätöntä käyttää katalysaattoriyhdistelmiä tyydyttävien 25 tulosten saavuttamiseksi. Esimerkki toistuvasti käytetystä yhdistelmästä on tertiäärinen amiini ja tinakatalysaattori.

On totta, että on julkaistu patentteja, jotka ehdottavat, että yhtä katalysaattoria voidaan käyttää poly-uretaanivaahtojen valmistamiseksi. Kuitenkaan emme ole 30 tietoisia, että tyydyttävää kimmoisuudeltaan suurta vaahtoa olisi aikaisemmin tehty käyttämällä yhtä katalysaattoria.

Selvästi kahden katalysaattorin tai initiaattorin käyttö on todennäköisesti suurentava vaahdotusprosessin monimutkaisuutta ja kustannusta. Kaikesta tästä huolimat-35 ta kaupallisesti saatavat kimmoisuudeltaan suuren vaahdon valmistuskaavat, joista olemme tietoisia, käyttävät ka-talysaattoriyhdistelmää. Tämä on selvä osoitus alan . \ 3 66411 asiantuntijoiden uskosta siihen, että katalysaattorien yhdistelmä oli tarpeen kaupallisesti hyväksyttävien tulosten saavuttamiseksi.

GB 1 487 026 näyttää polyuretaanien valmistamisen, 5 jossa isosyanaatit ovat kokonaan tai osittain polymeroidut muihin muotoihin, esim. trimeereiksi (isosyanuraatit), jotka sitten seuraavaksi saatetaan reagoimaan polyolien kanssa polyuretaanien tuottamiseksi. Kuitenkin on vaikeaa hallita sellaisia isosyanaattipolymeraatioita, jotta estettäisiin 10 ylimääräinen polymeraatioaste. Isosyanaattipolymeraatioas-kel julkaisussa GB 1 487 026 suoritetaan hiukan ennen vaah-dotusaskelta. Tämä esittää lisävaikeuden vaahdon valmistajalle, joka mieluummin sekoittaa vaahtoreseptin aineosat yhteen yhdellä askelella tarvitsematta suorittaa mitään as-15 keleita ennen vaahdotusta.

Julkaisussa GB 1 498 506 on näytetty, että joustavia polyuretaanivaahtoja voidaan tehdä polyolien ja isosyanaattien reaktiolla tiettyjen määriteltyjen isosyanaat-titrimerointikatalysaattoreiden läsnäollessa. Vaahtojen 20 sanotaan olevan kimmoisuudeltaan suuria ja hyviä tulen pi-dättävyydeItään. Patenttihakemuksessa on todettu, että käytettäessä trimerointikatalysaattoreita, muut katalysaattorit eivät ole tarpeen. Esimerkit I-XIII esittävät polyure-taanivaahtojen valmistuksen päätettyjen polyolien (so.

25 jossa on läsnä primäärisiä hydroksiryhmiä), isosyanaatin ja trimerointikatalysaattorin reaktiolla. Kaikissa näissä esimerkeissä on läsnä N-etyylimorfoliini, joka toimii li-säkatalysaattorina. Esimerkki XIV esittää yhden katalysaattorin käytön. Isosyanaatti on TDI:n seos polymetyleenipoly-30 fenyleeni-isosyanaatin (esim. MDI) kanssa. Vaahdolle ei ole annettu fysikaalisia tuloksia. HR-vaahtojen valmistuksen taitaja odottaisi sellaisen katalysaattorin antavan riittämättömiä tuloksia yksin käytettynä ja hän odottaisi tuloksia, jotka ovat vielä riittämättömämpiä, jos hän yrit-35 täisi käyttää TDI:tä laimentamattomana MDI:n kanssa, kuten esimerkeissä I-XII. Olemme itse asiassa todenneet, että kun esimerkki XIV toistetaan, tyydyttäviä kimmoisuudeltaan 4 66411 suuria vaahtoja ei voida valmistaa käyttämällä trietylee-nidiamiinia ainoana katalysaattorina.

GB 1 339 441 esittää kimmoisan polyuretaanivaahdon, jonka sanotaan olevan leimahtavuudeltaan heikentynyt, val-5 mistuksen. Patenttijulkaisu sisältää esimerkkejä, jotka esittävät eri katalysaattoreiden käyttöä yksin käytettyinä, johon joukkoon on sisällytetty alkyyliammoniumyhdiste, bentsyylitrimetyyliammoniumfenoksidi. Toistimme julkaisun GB 1 339 441 esimerkin 12 ja totesimme, että siinä valmis-10 tuu kimmoisuudeltaan pieni kutistuva vaahto, joka ei läpäise British Standard BS 5852 kyteraiskoetta.

GB 1 390 702 esittää myös polyuretaanivaahdon, jonka sanotaan olevan kimmoisuudeltaan suuri, valmistamisen käyttämällä erikoista isosyanaattitrimerointikatalysaatto-15 ria, nimittäin s-triatsiinia. Esimerkeissä I-III s-triat-siinia käytetään N-etyylimorfoliinin yhteydessä, jolla sinänsä on katalyyttistä aktiivisuutta. Esimerkki IV näyttää yhden katalysaattorin käytön raa'an TDI:n yhteydessä. Mitään fysikaalisia koetuloksia ei ole annettu, jotka osoit-20 taisivat, että todella muodostui HR-vaahto ja, toisin kuin esimerkeissä I-III, ei ole mitään esittää kimmoisuudeltaan suurien vaahtojen muodostumisen syyksi. Tässä ei taaskaan ole mitään, joka osoittaisi vaahtojen tekemisen taitajalle, että usko katalysaattoriyhdistelmän välttämättömyyteen 25 olisi väärä. Ei taaskaan olisi mitään yllykettä käyttää muita katalysaattoreita yksin. Olemme toistaneet tämän patentin esimerkin 4. Saimme vaahdon, joka kutistui kovet-tuessaan ja, jolla oli erittäin pitkä kovettumisaika, jota ei voitu nopeuttaa katalysaattoritasoa nostamalla.

30 GB 1 396 513 esittää vaahtojen valmistamisen seok sesta, joka sisältää vain yhden katalysaattorin, nimittäin natriumkarbonaatin. Vaahdot ovat kimmoisuudeltaan pieniä puolijoustavia vaahtoja. Vaikkakin on esitetty natriumkarbonaatin käyttö yksinään, on mainittu rinnan käytettävien 35 katalysaattorien toivottavuus. Natriumkarbonaatti yksin on täysin riittämätön tekemään kimmoisuudeltaan suurta vaahtoa. Katalysaattorin aktiivisuus oli alhainen ja vaahdon 5 66411 muodostusreaktio oli hyvin hidas. Reaktionopeutta ei voitu lisätä nostamalla katalysaattoritasoa, koska katalysaattorin liukoisuus oli rajoitettu.

Mainittujen katalysaattoreiden luettelon joukossa on 5 kvaternäärisiä ammoniumemäksiä, erikoisesti tetrametyyli-ammonium- ja tetraetyyliammoniumhydroksidit. Taaskaan ei ole mitään ehdottamassa tyydyttävien HR-vaahtojen tekemistä käyttämällä yhtä katalysaattoria. Olemme todenneet, että käytettäessä tetrametyyliammonium- tai tetraetyyliammonium-10 hydroksideja katalysaattoreina polyuretaanivaahdon valmistuksessa, katalyyttinen vaikutus on riippuvainen pelkästään yhdisteiden emäksisyydestä. Ekvivalentilla määrällä K0H:ta on sama vaikutus. Kovettumisreaktio on hyvin hidas, eivätkä tetrametyyliammoniumhydroksidit ja tetraetyyliammonium-15 hydroksidit ole sopivia katalysaattoreita kimmoisuudeltaan suurien vaahtojen valmistamiseen.

Joukko patenttihakemuksia, jotka kuvaavat kimmoisuudeltaan korkea-asteisten vaahtojen valmistusta, mainitsee katalysaattoreita, jotka ovat typpeä sisältäviä emäk-20 siä, esim. tetra-alkyyliammoniumhydroksideja. Tetra-alkyy-liammoniumhydroksidit mainitaan katalysaattoriluetteloissa, jotka usein on annettu vakiomuodossa joukossa patenttihakemuksia. Esimerkkejä tällaisista hakemuksista ovat GB

1 360 131 (= DE 2 110 055), GB 1 381 571 (= DE 2 221 811 25 ja DE 2 232 525), GB 1 396 513 ja GB 1 517 676 (= DE

2 607 988) . Kuitenkaan tetra-alkyyliammoniumhydroksidien käyttöä ei ole esitetty näiden patenttihakemusten esimerkeissä. Kukaan kimmoisuudeltaan suurien polyuretaanivaah-tojen valmistuksen taitaja ei uskoisi, että tetrametyyli- 30 ammoniumhydroksideja tai mitään muuta tetra-alkyyliammo-niumyhdistettä voitaisiin käyttää yksin tuottamaan tyydyttävän kimmoisuudeltaan suuren polyuretaanivaahdon. Kuten jo on esitetty, yllä mainitut kimmoisuudeltaan suurien vaahtojen valmistuksen taitavat henkilöt, jotka yrittäi-35 sivät toistaa aikaisempien patenttien erikoiset esimerkit, jotka näyttävät ainoitten katalysaattorien käyttöä seos-katalysaattorisysteemien vastakohtana, huomaisivat tällaisen 6 66411 ainoan katalysaattorin tuottavan riittämättömät tulokset. Kimmoisuudeltaan suurten vaahtojen tekemisen taitavat henkilöt, jotka olisivat epäonnistuneet tyydyttävien tulosten saamisessa yhdellä katalysaattorilla, kun sellaisten kata-5 lysaattoreiden käyttöä erikoisesti kuvataan, näkisivät vielä vähemmän syytä uskoa, että luokkaa yhdisteitä, joka on luetteloitu pitkän katalysaattoriluettelon lopussa ja, jonka käyttöä ei ole esimerkein selostettu, voitaisiin käyttää yksin kimmoisuudeltaan suurten vaahtojen tuottamiseen, 10 erikoisesti kun luokan helpoimmin saatavat jäsenet, tetra-metyyliammonium- ja tetraetyyliammoniumhydroksidi, ovat riittämättömät.

GB 1 586 595 esittää isosyanaattireaktioihin erityisen katalysaattorin, joka on ar-sulfoniumareenioksidi.

15 Tämä on kahtaisioni ja on siten erilainen kuin katalysaattorit, joita tavallisesti käytetään kaupallisesti isosyanaattireaktioihin, kuten polyuretaanin valmistukseen. Hakemus toteaa kahtaisionia voitavan käyttää ainoana initi-aattorina joustavien polyuretaanivaahtojen valmistukseen, 20 joka aikaisemmin on tarvinnut vähintään kaksi aineosaa sisältävän katalysaattorisysteemin. Esimerkit, jotka esittävät ei jäykän polyuretaanivaahdon valmistusta, tuottavat kaikki vaahdon esilämmitetyssä muotissa ja kovettaminen suoritetaan uunissa. GB 1 586 595 sisältää yhden esimerkin, 25 joka esittää panosmenetelmää tai yksiaskeleista menetelmää, jossa kaikki aineosat saatetaan reagoimaan yhdessä samanaikaisesti. Tämä käyttää 10 osaa katalysaattoria 100 osaa polyolia kohti, joka on erittäin korkea katalysaatto-ritaso, erikoisesti käytettäessä kovettamista uunissa. Kos-30 ka katalysaattorit ovat tavallisesti kalliita, tämä on melko epätaloudellista. Tämä patentti opettaa polyuretaa-nivaahtoalan taitavia henkilöitä, että heidän tulisi käyttää vähintään kahta katalysaattoria, elleivät he halua tehdä hyvin erikoisen laatuista uunikovetteista vaahtoa, jota 35 kaupallisesti ei ole saatavana, käyttämällä ylimääriä katalysaattoria .

7 66411

Kvaternääristen ammoniumemästen käyttö on hyvin tunnettua uretaanimukailtujen jäykkien isosyanuraattivaahto-jen valmistuksessa isosyanaateista ja polyoleista. Kuitenkin jäykkiin vaahtoihin käytetyt valmistuskaavat ovat täy-5 sin erilaisia kuin kimmoisuudeltaan suureen vaahtoon käytetyt, eivätkä kimmoisuudeltaan suuren vaahdon tuotannon taitavat henkilöt näkisi mitään syytä uskoa, että aineet, joita suositellaan käytettäväksi jäykkien vaahtojen yhteydessä, olisivat tyydyttäviä kimmoisuudeltaan suurten vaah-10 tojen valmistuksessa.

Täten GB 1 541 593 esittää katalysaattorin, joka on sopiva jäykkien vaahtojen valmistukseen. Useimmat esimerkit esittävät jäykkien vaahtojen valmistusta. GB 1 541 593 esittää esimerkissä 23 joustavan vaahdon valmistuksen käyttä-15 mällä tiettyjä kvaternäärisiä ammoniumyhdisteitä. Kuitenkin käytetty resepti sisältää myös lisäkatalysaattorin, nimittäin tinaoktoaatin. Käytetty polyoli on johdettu pro-pyleenioksidista ja sisältää sen vuoksi sekundäärisiä hydr-oksiryhmiä. HR-vaahtojen tekemisen taitava henkilö ei 20 odottaisi saavansa tästä valmistuskaavasta tyydyttävää HR-vaahtoa eikä hän varmasti näkisi mitään syytä uskoa, että tyydyttävä vaahto voitaisiin saada jättämällä pois tinaok-toaattikatalysaattori. Itse asiassa, kun esimerkki 23 toistetaan, todetaan, että muodostunut vaahto on täysin riit-25 tämätön kaupalliseksi vaahdoksi. Julkaisun GB 1 541 593 mukaisesti tehtyjä katalysaattoreita on kaupallisesti saatavana. Valmistaja myy niitä sopivina jäykän vaahdon valmistamiseen, mutta ei edistä niiden käyttöä katalysaattoreina joustaville vaahdoille.

30 Olemme nyt hämmästyttävästi huomanneet, että valit semalla erityinen tunnettu trimerointikatalysaattoriluokka, voidaan tehdä tyydyttävää kimmoisuudeltaan suurta joustavaa vaahtoa polyoleista, jotka sisältävät huomattavia määriä primäärisiä hydroksiryhraiä ja isosyanaateista, jotka si-35 sältävät huomattavan määrän tolueenidi-isosyanaatti-isomee-rejä käyttämällä yhtä katalysaattoria. Edelleen olemme huomanneet, että näillä vaahdoilla on hyvä kovuus/tiheys-suhde 8 66411 ja hyvät tulenkestävyysominaisuudet. Kimmoisuudeltaan suurelle vaahdolle on tulossa yhä tärkeämmäksi olla ominaisuuksiltaan hyvin tulenkestävä. Paljon kimmoisuudeltaan suurta vaahtoa käytetään pehmustuksissa ja vaahdon sytty-5 misriskin lisäksi sen ollessa altistuneena avotulelle on huolena kytevän savukkeen aiheuttama palamisen kytevä laji. Tämä palamisen laji etenee kauan aikaa lisääntyen jatkuvasti ulottuvuudeltaan ja vapauttaen savua ja höyryjä. Vaahto voi lopuksi puhjeta liekkeihin.

10 On mahdollista lisätä polyuretaanivaahdon syttymi sen kestävyyttä siihen suunnattua liekkiä vastaan, jos erilaisia lisäaineita sisällytetään vaahtoon. Näillä lisäaineilla ei kuitenkaan usein ole mitään vaikutusta vaahdon itsestään jatkuvan kytemisen taipumukseen. Yhdistyneessä 15 kuningaskunnassa huonekaluissa, jotka on tehty vaahdosta, joka ei läpäise vakiokytemiskoetta on oltava tämän tosiasian ilmoittava merkintä. Kytemisen kestävän vaahdon hankkiminen on sen tähden hyvin tärkeä asia. Esillä olevan keksinnön tärkeä etu on siinä, että se antaa käytettäväksi 20 keinon saada vaahtoja, joiden taipumus luokittua palaviksi itsestään jatkuvalla kytevällä tavalla testattuina British Standard BS 5852 osa 1 mukaan on pienentynyt.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti kimmoisuudeltaan suuren polyuretaanivaahdon valmistusmenetelmä primäärisiä 25 hydroksiryhmiä sisältävän polyolin ja huomattavan osan tolueeni-isosyanaatti-isomeerejä sisältävän isosyanaatin reaktiossa veden ja pinta-aktiivisen silikonin läsnäollessa suoritetaan tertiäärisen amiinin kvaternäärisen ammo-niumkarboksylaattijohdannaisen läsnäollessa, joka tertiää-30 rinen amiini ei sisällä mitään reaktiivisia hydroksiryhmiä.

Esillä olevan keksinnön kohteena on kimmoisuudeltaan suurten polyuretaanivaahtojen valmistus. Tämän patenttijulkaisun tarkoituksiin polyuretaanivaahtoa pidetään kimmoisuudeltaan suurena vaahtona, jos sen kimmoisuus mitat-35 tuna pallokimmojoustavuuskokeella on vähintään 50 % julkaisussa ASTMS D 3574 Koe II. Kimmoisuudeltaan suurilla polyuretaanivaahdonla on ominaisuuksia, jotka muistuttavat 9 66411 läheisesti kumilateksivaahtojen ominaisuuksia. Jos kimmoisuudeltaan suuri vaahto asetetaan alttiiksi kuormalle, jota lisätään maksimiin ja sitten vähennetään ja tulokset esitetään graafisesti, saadaan ominainen hystereesikäyrä.

5 Esillä olevan keksinnön mukaisilla vaahdoilla on 50 %:n pallonkimmojoustavuuskokeen lisäksi edullisesti kuormitus-jännityskäyrä, jossa ei esiinny tasannetta ja puristuslu-juusosamäärä 65 %:n ja 25 %:n muodonmuutostasolla on edullisesti enemmän kuin 2,0.

10 Polyoli on edullisesti sellainen, jossa vähintään 10 % hydroksyyliryhmistä on primäärisiä hydroksiryhmiä. Kimmoisuudeltaan suurten vaahtojen tekemisen taitavalla henkilällä ei ole vaikeutta sopivien polyolien valitsemisessa käytettäväksi kimmoisuudeltaan suurten vaahtojen val-15 mistukseen käytettäviksi esillä olevan keksinnön mukaisesti.

Valmistettaessa uretaanisolupolymeerejä reaktioseos tai vaahdon valmistuskaava sisältää aktiivisen vetyä sisältävän orgaanisen yhdisteen, jossa on keskimäärin vähintään kaksi eikä yleensä enempää kuin kuusi aktiivista ve-20 tyatomia läsnä hydroksyyliryhminä. Tällaisiin orgaanisiin polyoli reagoiviin aineisiin kuuluvat yhdisteet, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta samoin kuin yhdisteet, jotka sisältävät näitä alkuaineita yhdessä fosforin, halogeenin ja/tai typen kanssa. Sopivia orgaaninen polyoli 25 reagoivia aineluokkia käytettäväksi tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä ovat polyeetteripolyolit, polyesteri-polyolit, polylaktonipolyolit, typpeä sisältävät polyolit, fosforia sisältävät polyolit, fenoliperustaiset polyolit ja polymeeri/polyolit, jotka on valmistettu polymeroimalla 30 etyleenisesti tyydyttymätön monomeeri jossain edellä mainituista polyoleista vapaa radikaali-initiaattorin läsnäollessa tai saattamalla isosyanaatit reagoimaan primäärisiä ja/tai sekundäärisiä aminoryhmiä sisältävien polyamiinien ja/tai hydratsiinien kanssa yllä mainittujen polyolien 35 läsnäollessa, kuten on kuvattu julkaisussa, hakemus-julkaisussa DE 25 19 004 (4.11.76).

ίο 6641 1

Polyuretaanialalla on hyvin tunnettua, että tietty käytetty polyolireagoiva aine tai polyolien yhdistelmä on riippuvainen polyuretaanituotteen loppukäytöstä.

Tätä tarkoitusta varten polyolia luonnehditaan yleen-5 sä sen hydroksyyliluvulla, joka määritetään ja määritellään sinä kaliumhydroksidimilligrammamääränä, joka tarvitaan sen hydrolyysituotteen täydelliseen neutraloimiseen, joka on valmistettu esteröimällä ja sitten hydrolysoimalla 1 g polyolia tai polyolien seosta. Hydroksyyliluku määritellään 10 myös seuraavan yhtälön avulla, joka heijastaa sen suhdetta polyolin funktionaalisuuteen ja molekyylipainoon.

Λ„ 56,1 x 1 000 x f OH = -_____ 15 OH = polyolin hydroksyyliluku f = keskimääräinen funktionaalisuus, se on, keskimääräinen hydroksyyliryhmien lukumäärä polyolimolekyyliä kohti M.P. = polyolin keskimääräinen molekyylipaino.

20 Esimerkkejä edullisista polyoleista ovat ne, joissa vähintään 40 paino-% kokonaispolyolipitoisuudesta muodostuu polyeetteritriolista, jolla on seuraavat lisäominaisuudet: (a) vähintään 40 mooli-%:n keskimääräinen primääristen hyd-roksyylien pitoisuus (tai ei enempää kuin 60 mooli-% vä- 25 hemmän reaktiivisia sekundäärisiä hydroksyyliryhmiä); ja (b) keskimääräinen molekyylipaino välillä noin 2 000 - 8 000. Edullisesti tällaiset polyeetteritriolit käytettäviksi kimmoisuudeltaan suurien reseptuurien aineosina sisältävät välillä noin 60 - 90 moöli-% primäärisiä hydr-30 oksyyliryhmiä ja niiden keskimääräinen molekyylipaino on välillä noin 4 000 - 7 000. Kolmifunktionaalisuutensa ja edellä mainittujen vastaavien molekyylipainoalueittensa mukaisesti tällaisten polyeetteritriolien hydroksyyliluvut ovat välillä 84-21, edullisesti välillä 42-24. Nämä erit-35 täin reaktiiviset polyeetteritriolit saadaan käytettäviksi oksialkyloimalla yksi edellä mainituista trihydrisistä lähtöaineista, kuten glyseroli, propyleenioksidin ja 11 6641 1 etyleenioksidin kanssa. Tavallisesti polyeetteritriolien kokonaisetyleenioksidipitoisuus on välillä noin 7 ja noin 20 paino-% ilmaistuna oksalkylointireaktion aikana syötetyn kokonaisalkyleenioksidin perusteella. Suuri primäärinen 5 hydroksyylipitoisuus tuotetaan päättämällä polyoksialkylee-niketjut vähintään osalla kokonaisetyleenioksidisyötöstä.

Valmistettaessa kimmoisuudeltaan suuria vaahtoja polyeetteritrioleita voidaan käyttää varsinaisesti ainoana polyolityyppinä reseptissä tai niitä voidaan käyttää yhdes-10 sä muiden vaahdon pehmeys- tai kiinteysasteen säätelemiseksi käytettävien polyolien kanssa kuorman kantavien ominaisuuksien vaihtelemiseksi.

Erikoisesti käytetty polyoli voi sisältää hienojakoisia orgaanisia tai epäorgaanisia aineita tuottamaan pa-15 rantuneet kuorman kantamisominaisuudet. Esimerkkejä sellaisista polyoleista ovat ne, jotka on valmistettu polymeroi-malla etyleenisesti tyydyttämättömiä monomeerejä, esim. akryylinitriiliä ja/tai styreeniä, polyeetteripolyolin kanssa. Polyeetteripolyoli, jossa polymerointi tapahtuu, on omi-20 naisuuksiltaan edullisesti sellainen, jota pidetään edullisena yllä polyeetteritriolien kohdalla.

Etyleenisesti tyydyttymättömiä monomeerejä polyeet-teripolyoleissa polymeroimalla saadut tuotteet tunnetaan usein polymeeripolyoleina.

25 On erikoisen edullista käyttää polyeetteripolyoleja, jotka eivät sisällä mitään oleellista määriä dispergoitu-neita tai liuenneita polyureoita.

Dispergoituneita tai liuenneita polyureoita sisältäviä polyeetteripolyoleja on kuvattu useissa patenteissa, 30 esim. hakemusjulkaisussa DE 2 519 004. Tällaisten poly-ureapolyolien käyttö esillä olevan keksinnön menetelmässä tuottaa vaahtoja, joilla on hyödyllisiä mekaanisia ominaisuuksia. Uskomme kuitenkin, että sellaisilla vaahdoilla on lisääntynyt taipumus itsestään jatkuvaan kytemispalami-35 seen verrattuna vaahtoihin, jotka on tehty yksinkertaisista polyeetteripolyoleista tai polymeeripolyoleista, 12 6 6 41 1 jotka on tehty etyleenisesti tyydyttämättömien monomeerien polymeroinnissa.

Polyisosyanaatti

Polyisosyanaatin täytyy sisältää oleellinen osa tolu-5 eenidi-isosyanaattien isomeerejä. Tolueenidi-isosyanaattien valmistusmenetelmä voidaan suorittaa siten, että saadaan raaka tislaamaton seos tuotteita, joita myydään nimellä "raaka TDI". Raa'alle TDI:lie voidaan suorittaa tislaus ja tislauskäsittelystä saatu tuote myydään nimellä "TDI" tai 10 "puhdas TDI". Kuitenkin kaupallinen "puhdas TDI" sisältää vielä jonkin osan epäpuhtauksia ja koostuu yleensä tolueeni-di-isosyanaatin 2,4- ja 2,6-isomeerien seoksesta.

Jos toista polyisosyanaattia on läsnä, se voi olla polymetyleenipolyfenyleenidi-isosyanaatti. Polymetyleenipo-15 lyfenyleenidi-isosyanaattia sisältävät seokset voidaan valmistaa aniliinin reaktiossa formaldehydin kanssa, jota seuraa amiiniryhmien muuttaminen isosyanaattiryhmiksi. Tällaiset seokset ovat kaupallisesti saatavissa nimellä MDI.

Siten käytetty polyisosyanaatti voi olla seos, joka 20 sisältää 80 % TDI ja 20 % MDI painosta.

Polyisosyanaatti voi sisältää tolueenidi-isosyanaattien polymeerejä, jotka on valmistettu vaahdotusaskeleesta erillisellä polymerointiaskeleella (esimerkiksi trimerointi). Kuitenkin tällainen erillinen polymerointiaskel tuottaa li-25 sävaikeuden. Polyuretaanivaahdon valmistajat käyttävät mieluummin TDI tai MDI tai niiden seoksia polyuretaanivaahto-jen valmistuksessa, koska nämä ovat helposti saatavia kaupallisia aineita. On epämukavaa varastoida ja käsitellä ylimääräisiä erikoistyyppejä polyisosyanaatteja. Sen vuoksi on 30 erikoisen edullista käyttää polyisosyanaatteja, joille ei ole suoritettu erillistä polymerointiaskelta.

Käytetyn polyisosyanaatin TDI:n, olipa se "raakaa" tai "puhdasta", on erittäin toivottavaa muodostaa vähintään 50 paino-% kokonaispolyisosyanaatista. Edullisesti polyiso-35 syanaatti on vähintään 70 % TDI ja edullisemmin vähintään 85 % TDI ja edullisimmin se on suurin piirtein kaikki TDIrtä.

13 6641 1

Reaktioseokseen lisätystä isosyanaatista laskettu isosyanaatti-indeksi (so. ottamatta huomioon mitään reaktioita, jotka voivat tapahtua isosyanaattimolekyylien välillä ennen reaktiota polyolin kanssa) on edullisesti alueella 80-5 160, edullisemmin alueella 110-150, edullisimmin 110-140.

Isosyanaatti-indeksi on käytetty määrä isosyanaattia jaettuna teoreettisesti vaaditulla stökiometrisellä määrällä isosyanaattia kerrottuna sadalla.

Pinta-aktiivinen aine 10 Optimit pinta-aktiiviset silikonit käytettäviksi esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä voivat kimmoisuudeltaan suuren vaahdon valmistuksen taitajat helposti valita. Esimerkkejä sopivista pinta-aktiivisista aineista ovat julkaisussa US 3 741 917 kuvatut, so. siloksaaniryhmä-15 kopolymeerit, joiden molekyylipaino on välillä 500 -2 500, siloksaanipitoisuus välillä noin 40 - noin 70 paino-% laskettuna kopolymeerin painosta ja oksietyleenipi-toisuus vähintään 35 paino-% laskettuna kaikkien mainitussa kopolymeerissä läsnäolevien oksialkyleeniryhmien kokonais-20 määrästä. Kopolymeerien kaava on: R3SiO <R2SiO)n/h-0<CaH2aO)bCxH2xOzSi-07ySiR3 jossa z on 0 tai 1, n on 2-7, y on 1-6, a on 2-4, b on 0-10, 25 RM on alkyyli, aryyli, aralkyyli, asyyli, karbamyyli tai karbonaatti ja R on monovalenttinen hiilivetyradikaali.

Esimerkkejä muista sopivista pinta-aktiivisista aineista ovat julkaisussa GB 1 554 291 esitetyt.

Esillä olevan keksinnön prosessissa käytettäväksi 30 optimimäärä voidaan helposti määrittää yksinkertaisten kokeitten avulla, mutta se voi olla esimerkiksi 0,2 - 0,8 % vaahdotettavan seoksen painosta, esim. 0,53 %.

Vesi

Veden määrä riippuu tiheydestä, johon tähdätään. Se 35 voi olla esimerkiksi niin pieni kuin 0,33 paino-% laskettuna vaahdotettavan seoksen kokonaispainosta. Alempi raja on edullisemmin 0,66 paino-%. Ylempi raja voi olla esimerkiksi 14 6641 1 5 paino-%, edullisesti 4 paino-%. Siten vesi voi olla alueella 0,33 - 3 paino-%, erikoisesti 0,66 - 2,6 paino-%.

Katalysaattori

Menetelmä suoritetaan yhden tehokkaan katalysaattorin 5 läsnäollessa. Olemme todenneet, että saadaan epätyydyttäviä tuloksia, jos yritetään suorittaa menetelmä tunnetulla tekniikalla käyttäen tehokkaita määriä kahta katalysaattoria.

Esillä olevan keksinnön menetelmässä käytetty katalysaattori on kvaternäärinen tertiäärisen amiinin ammonium-10 karboksylaattijohdannainen, joka tertiäärinen amiini ei sisällä lainkaan reaktiivisia hydroksyyliryhmiä.

Kvaternäärinen ammoniumyhdiste on edullisimmin sellainen, joka hajoaa termisesti lämpötiloissa alle 100°C, edullisemmin alle 90°C tuottaen trialkyyliamiinin. Kvater-15 näärinen ammoniumyhdiste ei edullisesti hajoa alle 50°C:ssa. Tertiääriset amiinit ovat sen vuoksi edullisimmin pienimo-lekyylipainoisia trialkyyliamiineja, edullisesti kussakin alkyyliryhmässä 1-3 hiiliatomia sisältäviä.

Erikoisen edullisia trialkyyliamiineita ovat trime-20 tyyliamiini ja trietyyliamiini. Trimetyyliamiini on edullisin trialkyyliamiini.

Trialkyyliamiinin muodostuminen tapahtuu alkuperäisessä kvaternäärisessä anunoniumyhd is teessä olevaan typpeen kytkeytyneen neljännen ryhmän eliminaation tuloksena. Tähän 25 neljänteen ryhmään viitataan jäljessä eliminoituna ryhmänä.

Eliminoitu ryhmä, joka kytkeytyy typpeen kvaternäärisessä amraoniumionissa, on se, joka mahdollistaa kvaternää-risen ammoniumionin hajoamisen lämpötilassa alle 100°C.

Eliminoitu ryhmä on edullisesti hydroksialkyyliryh-30 mä, edullisesti sellainen, jossa hydroksyyliryhmä on beta-hiiliatomissa (jossa alfa-hiiliatomi on typpeen kytkeytynyt atomi). Sopivat kvaternääriset ammoniumyhdisteet voidaan tehdä alkyleenioksidin (esim. etyleenioksidi, propyleeni-oksidi) reaktiossa trialkyyliamiinin kanssa.

35 Esimerkkejä sopivista karboksylaateista ovat sellai set, jotka on johdettu 2-20 hiiliatomia molekyylissä sisältävästä karboksyylihaposta. Karboksyylihappo voi olla 15 6641 1 aromaattinen happo tai se voi olla aralkaanikarboksyylihap-po tai alkeenikarboksyylihappo. Se on edullisesti alkaani-karboksyylihappo. Esimerkkejä sopivasta alkaanikarboksyyli-haposta ovat sellaiset, jotka sisältävät 5-12 hiiliatomia 5 molekyylissä, joka voi olla suoraketjuinen tai haarautunut. Esimerkki sopivasta karboksylaattiryhmästä on 2-etyylihek-saanikarboksylaatti.

Esillä olevan keksinnän menetelmässä käytettyjen kva-ternääristen ammoniumyhdisteiden määrä voi vaihdella suh-10 teellisen laajalla alueella, esimerkiksi välillä 0,33 - 3 %, edullisesti 0,53 - 2,0 %, erikoisesti 0,53 - 1,5 % laskettuna polyolin painosta.

Muut aineosat

Muita aineosia voi vapaavalintaisesti olla läsnä 15 vaahdotusmenettelyssä. Siten läsnä voi olla muuta paisutus-ainetta, esimerkiksi alhaalla kiehuvaa nestettä, kuten fluo-rattua hiilivetyä.

Verkkoutin voi myös vapaavalintaisesti olla läsnä* Kimmoisuudeltaan suuren vaahdon valmistukseen sopivat verk-20 kouttimet ovat hyvin tunnettuja kimmoisuudeltaan suuren vaahdon teknologian taitajille ja esimerkkejä sopivista verkkouttimista ovat glyseroli, trietanoliamiini, dietanoli-amiini ja pienimolekyylipainoiset polyeetteripolyolit, esimerkiksi sellaiset, joiden molekyylipaino on enintään 400.

25 Ketjun pidentimiä voi myös olla läsnä. Esimerkkejä sopivista ovat pienimolekyylipainoiset polyeetteriglykolit; tai mikä tahansa pienimolekyylinen yhdiste, jossa on kaksi isosyanaatin kanssa reagoivaa vetyä.

Tulta pidättäviä lisäaineita voi myös olla haluttaes-30 sa läsnä. Esimerkkejä tällaisista tulta pidättävistä lisäaineista ovat kloorialkyylifosfaatit.

Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää sekä muovattuihin vaahtoihin, joissa muovattu esine muodostetaan suljetussa muotissa, että aihiovaluvaahtoon, 35 jossa valmistetaan suuria vaahtomöhkäleitä, jotka seuraa-vaksi leikataan haluttuun muotoon käyttöä varten. Menetelmää on edullista käyttää aihiovaluvaahdon valmistamiseen.

ie 6641 1

Kimmoisuudeltaan suuri vaahto tunnetaan joskus "kyl-mäkovetteisena" vaahtona.

Kun polyeetteripolyoleja ensin käytettiin polyure-taanivaahtojen valmistukseen, polyolit sisälsivät suurehkon 5 osan sekundäärisiä hydroksyyliryhmiä ja ulkoisen lämmön, esim. uunista, käyttö tarvittiin tyydyttävän kovettumisen saamiseksi. Kun polyeetteripolyoleille, joiden primäärinen hydroksyylipitoisuus oli suurempi, perustuvat kimmoisuudeltaan suuret vaahdot tulivat käyttöön, todettiin, ettei ol-IO lut välttämätöntä käyttää ulkoista lämpöä vaahdon kovettumista aikaan saamaan. Tällaisia vaahtoja kuvattiin joskus "kylmäkovetteisiksi" vaahdoiksi, vaikkakin kovettumisreaktio on eksoterminen ja vaahto lämpenee reaktion edetessä. On mahdollista käyttää ulkoista lämpöä kimmoisuudeltaan suuren 15 vaahdon kovettumisen kiihdyttämiseksi. Tämä kuitenkin tuo mukanaan lisälaitteistoa ja energiakustannuksia ja on edullista tehdä kimmoisuudeltaan suuri vaahto käyttämättä ulkoista lämmitystä.

Keksintöä kuvataan nyt viittein seuraaviin esimerk- 20 keihin.

Vertaileva koe A

Polyuretaanivaahto valmistettiin, kuten on kuvattu julkaisun GB 1 541 593 esimerkissä 23 jättäen pois tinaok-toaatin (so. ilman oheiskatalysaattoreita).

25 Saatu vaahto kutistui raskaasti vaahdottamisen pää tyttyä siten tehden sen kelpaamattomaksi käyttöön kimmoisuudeltaan suurena vaahtona. Saadun vaahdon pallokimmojousta-vuusarvo oli pieni (pienempi kuin 40 %) pallokimmojousta-vuuskokeessa ASTMS D 3474 koe II ja siten se ei ollut kim-30 moisuudeltaan suuri vaahto.

Vertaileva koe B

Vaahtoja valmistettiin, kuten julkaisun GB 1 541 593 esimerkissä 23, mutta käyttäen polyolia, joka päättyi primäärisiin hydroksyyliryhmiin ja käyttäen oheiskatalysaatto-35 ria, kuten on tavanomaista kimmoisuudeltaan suuren vaahdon valmistuksessa. Oheiskatalysaattoria käytettiin määrässä 0,1 osaa sataa osaa kohti polyolia. Käytetyt oheiskataly- 17 6641 1 saattorit olivat tinaoktoaatti, dibutyylitinadilauraatti, N-metyylimorfOliini ja aine, jota Union Carbide myy katalysaattorina NIAX A-1 (bis(2-N,N-dimetyyliamiinietyyli)eetteri.

5 Kaikissa tapauksissa saatiin hyvin nopea reaktio, joka tuotti kutistuvan vaahdon, joka ei ollut sopiva käytettäväksi kimmoisuudeltaan suurena vaahtona.

Vertaileva koe C

Valmistettiin vaahto käyttämällä seuraavaa valmis-10 tuskaavaa: paino-osia polyoli (a) 100,0 tulta pidättävä lisäaine (b) 2,0 vesi 2,5 15 pinta-aktiivinen silikoni (c) 0,8 polyisosyanaatti (d) (riittävästi antamaan indek sin 110) katalysaattori (a) (Glyseroliherätteinen polyoksipropyleeni/poly-20 oksietyleenikopolymeeri, 500 MP, 75 % primäärisiä OH, 35 OH-luku).

(b) TCEP /tri (/J,/3-dikloori-isopropyyli) fosfaatti/.

(c) Syanopropyy1ipolydimetyy1is ilok saanikopolymeeri.

(d) TDI 80:20 /tolueenidi-isosyanaatti 2,4- ja 2,6- 25 isomeerien seos (80:20 %) (painosuhde)./.

Käytetty katalysaattori oli julkaisun GB 1 390 702 esimerkissä 4 käytetty.

Vaahto valmistettiin seuraavasti: polyoli, tulta pidättävä lisäaine (vapaavalintainen), vesi, silikoni-pinta-30 aktiivinen ja katalysaattori sekoitettiin huolellisesti.

Sekoituksen jatkuessa isosyanaatti lisätään ja seosta sekoitetuin seitsemän sekunnin ajan, sitten se kaadetaan paperi-astiaan ja sen annetaan nousta vapaasti.

Vaahdon muodostusreaktio oli huonosti tasapainotet-35 tu. Käyttämällä julkaisun GB 1 390 702 esimerkissä 4 käytettyä katalysaattorimäärää vaahdolla oli hyvin nopea nousuaika, jota seurasi pitkä kovettumisaika. Katalysaattoritason 18 6641 1 nostaminen kovettumisajan lyhentämiseksi teki käsiteltävyyden kyseenalaiseksi, koska starttiaika oli hyvin lyhyt käytettäessä suurempia katalysaattoriväkevyyksiä, joka lisäsi vaah-dottumisen alkamisriskiä sekoituslaitteessa.

5 Vertaileva koe D

Valmistettiin vaahto, kuten vertailevassa kokeessa C käyttäen natriumkarbonaattia katalysaattorina, kuten on esitetty julkaisun GB 1 396 513 esimerkissä.

Oli hyvin vaikeaa tehdä vaahtoa tällä menetelmällä.

10 Oli vaikeaa liuottaa natriumkarbonaatti. Reaktio oli hyvin lyhyt ja starttiaika oli 25 sekuntia. Liukoisuusongelmista johtuen ei olisi mahdollista parantaa reaktionopeutta lisäämällä katalysaattoriväkevyyttä. Yllä esitetty ei ole menetelmä, jota voitaisiin käyttää kaupallisesti.

15 Vertaileva koe E

Polyuretaanivaahto valmistettiin, kuten tämän patenttihakemuksen vertailevassa kokeessa C käyttäen julkaisun GB 1 498 506 esimerkin XIV valmistuskaavaa, nimittäin: polyoksietyleenillä päätettyjä glyseroliperus-20 täisiä polyoksipropyleenipolyoliryhmiä (paino-osia) 300 vettä 7,5 pinta-aktiivista silikonia 0,3 katalysaattoria 5,0 25 TDI 80:20 (1) 99 polymetyleenipolyfenyyli-isosyanaattia (2) 25 isosyanaatti-indeksi 130 TDI 80:20 oli isomeerinen seos, joka sisälsi 80 paino-% 2,4- ja 20 paino-% 2,6-tolueenidi-isosyanaattia.

30 Kokonaisisosyanaattiseos vastaa NIAX isosyanaatin SF-58 koostumusta.

Käytetty katalysaattori oli 33 paino-%:inen triety-leenidiamiinin liuos dipropyleeniglykolissa. Tämä vastaa kaupallisesti saatavan katalysaattorin koostumusta, jota 35 myydään nimellä DABCO 33LV.

Käytetty pinta-aktiivinen silikoni oli kaupallisesti saatava pinta-aktiivinen silikoni, jota käytettiin esillä 19 6641 1 olevan hakemuksen vertailevassa kokeessa C. Vaahdon kovettu-misaika oli hyvin pitkä. Uunikovettamista olisi tarvittu kaupalliseen valmistukseen, joka lisäisi kustannuksia. Ko-vettumisaikaa ei voitu lyhentää lisäämällä katalysaattori-5 väkevyyttä. Käytännössä tyydyttävää kovettumista varten tarvittaisiin oheiskatalysaattori.

Tehtiin yritys toistaa yllä kuvattu koe käyttämällä TDI 80:20 ilman polymetyleenipolyfenyleeni-isosyanaattia. Vaahto sortui.

10 Vertaileva koe F

Valmistettiin polyuretaanivaahto käyttämällä kokeen C valmistuskaavaa, mutta käyttäen ainoana katalysaattorina tetrametyyliammoniumhydroksidia.

Vaahdotettu kovettui hitaasti ja kovettuminen oli 15 vielä epätäydellinen 20-30 minuutin kuluttua.

Vertaileva koe G

Suoritettiin koe, kuten vertailevassa kokeessa F, mutta käyttäen katalysaattorina tetrametyyliammoniumhydroksidia. Saatu vaahto kovettui hitaasti, kuten vertailevassa 20 kokeessa F.

Vertaileva koe H

Julkaisun GB 1 339 441 esimerkki 12 toistettiin.

Reaktiivisuus oli ylen määrin nopea ja vaahdolla esiintyi selvää huipun kutistumista. Vaahto oli kiromoisuu-25 deltaan pieni ja sillä oli epämiellyttävä haju.

Se ei läpäissyt julkaisun BS 5852 osa 1 kytemiskoet-ta käyttämällä 80:20 paino-% viskoosi puuvillakangasta.

Esimerkki 1

Valmistettiin kimmoisuudeltaan suuri polyuretaani-30 vaahto seuraavan valmistuskaavan mukaisesti.

Valmistuskaava I

paino-osia polyoli (a) 100,0

HjO 2,5 35 katalysaattori (b) 1,0 dietanoliamiini 1,0 pinta-aktiivinen silikoni (c) 0,8 TDI 80:20 41,5 20 6 6 41 1 (a) glykoliherätteinen polyoksipropyleeni/polyoksi-etyleenikopolymeeri, 5 000 MP, 75 % primäärisiä OH, OH-lu-ku 35 (b) trimetyyliamiinista, 2-etyyliheksaanikarboksyy-5 lihaposta ja propyleenioksidista johdettu alkyyliammonium- karboksylaatti (c) syanopropyylipolydimetyylisiloksaani kopolymeeri.

Vaahto valmistettiin, kuten vertailevassa kokeessa C.

Starttiaika oli 12 sekuntia ja nousuaika oli 150 se- 10 kuntia.

Kovettuneen vaahdon tiheys, kovuus ja kimmoisuus määritettiin. Kovuus on se paine, joka tarvitaan CLD:n (vakio-kuormajousto = Constant load deflection) saavuttamiseksi 40 % puristuksella (menetelmä on kuvattu julkaisussa DIN 15 53576). Kimmoisuus määritettiin julkaisun ASTMS D 3574 koe II pallokimmojoustavuuskokeen mukaan. Tulokset olivat: tiheys 37,8 kg/m^ 2 kovuus 24,0 g/cm kimmoisuus 57 % 20 Vaahtonäytteelle suoritettiin julkaisun BS 5852 osa 1 kytemiskoe käyttämällä 80:20 paino-% viskoosi puuvillakangasta. Se läpäisi kokeen.

Esimerkki 2

Valmistettiin vaahto, kuten esimerkissä 1 käyttäen 25 seuraavaa valmistuskaavaa.

Valmistuskaava II

paino-osia polyoli (a) 60,0 polyoli (d) 40,0 30 H20 3,0 katalysaattori (b) 1,0 trietanoliamiini 1,0 pinta-aktiivinen silikoni (c) 0,8 trikloorifluorimetaani 10,0 35 TDI 80:20 47,6 (d) polymeeripolyoli (glyseroliherätteinen EO päätetty polyeetteripolyoli OH-luku 34 oksastettu akryylinit- 21 6641 1 riili- ja styreenimonomeereillä). Kaupallisesti saatavana nimellä Polyurax 14-03.

Polyoli (a), katalysaattori (b) ja pinta-aktiivinen aine (c) olivat kuten käytettiin esimerkissä 1.

5 Saatiin seuraavat tulokset: starttiaika 18 s nousuaika 90 s tiheys 24,8 kg/m3 2 kovuus 12 g/cm 10 kimmoisuus 55 %

Vaahtonäytteelle tehtiin kytemiskoe, kuten esimerkissä 1. Se läpäisi.

Esimerkki 3

Valmistettiin polyuretaanivaahto, kuten esimerkissä 1 15 käyttäen seuraavaa valmistuskaavaa.

Valmistuskaava III

paino-osia polyoli (a) 60,0 polyoli (d) 40,0 20 H20 2,5 katalysaattori (b) 1,0 trikloorifluorimetaani 10,0 pinta-aktiivinen silikoni (c) 0,8 isosyanaatti 56 25 glyseroli 0,5

Isosyanaatti oli TDI 80:n (ks. vertaileva koe C) ja polymetyleenipolyfenyyli-isosyanaatin seos painosuhteessa 80:20.

Saatiin seuraavat tulokset: 30 Starttiaika 25 s nousuaika 180 s tiheys 31-32 kg/m3 2 kovuus 28 g/cm kimmoisuus 50-54 35 Vaahtonäyte testattuna, kuten esimerkissä 1, läpäisi kytemiskokeen.

Claims (12)

22 6641 1

1. Menetelmä kimmoisuudeltaan suuren polyuretaani-vaahdon valmistamiseksi primäärisiä hydroksiryhmiä sisältä- 5 vän polyolin ja oleellisen osan tolueeni-isosyanaatti-iso-meerejä sisältävän isosyanaatin reaktiossa veden ja pinta-aktiivisen silikonin läsnäollessa, tunnettu siitä, että reaktio suoritetaan tertiäärisen amiinin kvaternäärisen ammoniumkarboksylaattijohdannaisen ollessa läsnä ainoana 10 tehokkaana katalysaattorina, joka tertiäärinen amiini ei sisällä lainkaan reaktiivisia hydroksyyliryhmiä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kvaternäärinen ammoniumioni on sellainen, joka vapauttaa trialkyyliamiinin lämpötilassa alle 90°C.

3. Jommankumman patenttivaatimuksista 1 tai 2 mu kainen menetelmä, tunnettu siitä, että trialkyyli-amiini muodostetaan eliminoimalla hydroksialkyyliryhmä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydroksialkyyliryhmän hydroksyyli on 20 beta-asemassa.

5. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karboksy-laatti on johdettu karboksyylihaposta, joka sisältää 2-20 hiiliatomia molekyylissä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että karboksyylihappo on alkaanikarboksyy-lihappo, joka sisältää 5-12 hiiliatomia molekyylissä.

7. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että trialkyy- 30 liamiini on trimetyyliamiini.

8. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyoli on polyeetteritrioli, jonka keskimääräinen primäärinen hydr-oksyylipitoisuus on vähintään 40 mooli-% ja keskimääräinen 35 molekyylipaino välillä 2 000 - 8 000.

9. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että isosyanaatti sisältää vähintään 85 % tolueenidi-isosyanaattia. 23 6 6 41 1

10. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetyn isosyanaatin määrä on sellainen, että sen isosyanaatti-indeksi on alueella 110-140.

11. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyoli on polyeetteripolyoli, joka on oleellisesti vapaa liuenneesta tai dispergoituneesta polyureasta.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, t u n -10 n e t t u siitä, että polyoli käsittää polymeeripolyolin. 6641 1