NL8004933A - Werkwijze voor het bereiden van flexibel, veerkrachtig polyurethanschuim; geheel of gedeeltelijk van dergelijke polyurethanschuim vervaardigde voort- brengselen. - Google Patents

Description

t ^ VO 873

Werkwijze voor het bereiden van flexibel, veerkrachtig polyurethan-schuimj geheel of gedeeltelijk van dergelijks polyurethanschuim vervaardigde voortbrengselen.

De uitvinding heeft betrekking op een betere werkwijze voor het bereiden van flexibele, veerkrachtige polyurethanachuimen, en in het bijzonder op verbeteringen van de eigenschappen van dergelijke schuimen wanneer ze aan vuur komen bloot te staan. Flexibele 5 veerkrachtige polyurethanschuimen werden bereid door reactie van polyolen en organische polyisocyanaten bij aanwezigheid van een blaasmiddel en een of meerdere katalysatoren. De schuimen worden voor allerlei doeleinden gebruikt, b.v. als vloerkleedonderlegmate-rialen, als textielbinnenvoeringen, matrassen, kussens, meubels 10 vullingen, biljartbanden, stootkussens voor auto's, en isolatie.

Tenzij ze met bepaalde toevoegingen worden samengesteld branden polyurethanschuimen gemakkelijk wanneer ze worden aangestoken. Het is bekend om verschillende vlamvertragende stoffen aan polyuretfian-schuim vormende reactiemengsels toe te voegen, in het bijzonder 15 om gehalogeneerde fosforhoudende esters toe te voegen. Dit heeft tot enige verbetering van de vlambaarheidseigenschappen geleid, waarbij de mate van verbranding na de ontbranding is verminderd en de schuimen zelfs tot op zekere hoogte zelfdovend kunnen worden gemaakt? maar terwijl de verbranding optreedt smelt het schuim en 20 ontstaan druppels van vlammende gloeiende deeltjes die andere ont vlambare materialen in de nabijheid kunnen aansteken en aldus verspreiding van het vuur kunnen veroorzaken. Teneinde dit probleem te overwinnen zijn andere toevoegingen aan polyurethanschuim vormende reactiemengsels toegevoegd om de gerede schuimen te doen zwel-25 .len of een kool te verkrijgen wanneer ze eenmaal zijn ontbrand.

Dergelijke schuimen zijn minder onderhevig aan de ontwikkeling van vlammen, druipen van gloeiende stukjes tijdens de verbranding, en kunnen een houtskool geven dat als warmte-isolatie optreedt en ft n fU 9 3 3 - 2 - aldus verspreiding van het vuur helpt te voorkomen.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.681,273 is het gebruik beschreven van een mengsel van een stikstof en fosfor bevattende verbinding, b.v. monoammoniumfosfaat, melaminefosfaat, of ureum-5 fosfaat, en een N-alkylol gesubstitueerd polyalkyleenpolyamine als toevoeging aan gebruikelijke flexibele polyurethanschuimreac-tiemengsels, De verkregen schuimen zijn vlamvertragend, zwellen op en branden niet.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.803.063 beschrijft een 10 flexibel polyurethanschuimreactiemengsel, dat een toevoeging bevat, welke een stikstof en fosfor houdende verbinding omvat zoals mono·'* ammoniumfosfaat, of ammoniumfosfaat en een polycondensaat van gepo** lymeriseerde onverzadigde vetzuren met alifatische aminen.

In het Amerikaanse octrooischrift 4.139.501 zijn flexibele 15 polyurethanschuimen beschreven met een verminderde neiging tot het vormen van brandende gloeiende stükjes wanneer ze aangestoken zijn en branden, welke worden bereid door in het schuimvormende reactie-mengsel een melaminederivaat op te nemen, waarin een of meerdere waterstofatomen vervangen zijn door hydroxymethyl- en/of lage alko-r 20 xymethylgroepen. Anderzijds kan ook een gehalogeneerde fosforhou^· dende ester in het reactiemengsel worden opgenomen.

De uitvinding verschaft een flexibel, veerkrachtig, polyure·^ thanschuim met verminderde neiging tot de vorming van brandende, druipende, gloeiende stukjes tijdens de verbranding. Deze schuimen 25 hebben nagenoeg dezelfde niet-druipende eigenschappen als die vol gens het Amerikaanse octrooischrift 4.139.501, en worden tegen langere kosten verkregen. Deze verbetering wordt verkregen door aan een gebruikelijk polyurethanschuimvormend reactiemengsel tenminste een druppel-inhibitor zoals benzaldehyde of een keton toe te voegen, 30 De druppel^inhibitors zijn in het algemeen minder kostbaar per ge^ wicht en gewoonlijk doeltreffend in kleinere hoeveelheden vergeler ken met de volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.139,501 toege*-paste melaminederivaten. Het schuimvormende reactiemengsel bevat ook een gehalogeneerde fosfaatester als vlamvertrager.

35 De nieuwe produkten volgens de uitvinding zijn niet stijf of 8004933

* V

- 3 - onbuigzaam, doch behouden nagenoeg deflexibiliteit, veerkracht, celstructuur, permeabiliteit, en hand van bekende flexibele poly? urethanschuimen die niet de volgens de onderhavige werkwijze toe-gepaste druppel-inhibitors bevatten. Daardoor kunnen de schuimen 5 volgens de uitvinding in bijna alle toepassingen waarvoor tot op heden gebruikelijke flexibele schuimen zijn toegepast, worden gebruikt. Deze nieuwe schuimen kunnen desgewenst worden geschild, gespleten of gesneden tot vellen met elke gewenste dikte waarbij bekende technieken worden gebruikt, en de flexibele vellen kunnen 10 ook voor een geschikte opslag en transport worden opgerold. Zoals gebruikelijke flexibele polyurethanschuimen kunnen de pradukten van de onderhavige werkwijze worden gelamineerd tot textiel- of kunststofsubstraten volgens bekende methoden, b.v. vlamlaminering of door middel van kleefmiddelen.

15 Hoewel de schuimen volgens de uitvinding het uiterlijk en de flexibiliteit van bekende schuimen bezitten, hebben ze wanneer ze eenmaal ontbrand zijn, een sterk verminderde neiging tot de vor? ming van brandende gloeiende stukken. Zoals bekend is een van de nadelen van de bekende polyurethanschuimen en andere synthetische 20 polymeren het feit, dat wanneer ze worden aangestoken, de neiging hebben om te smelten en brandende gloeiende stukken te vormen die kunnen druppelen en verspreiding van vlammen naar andere nabije materialen veroorzaken. Zelfs wanneer dergelijke bekende materia? len gehalogeneerde fosforhoudende esters als vlamvertragera bevat? 25 ten, kunnen ze druppelende gloeiende stukken veroorzaken die na? bije, niet?vlamvertragende materialen kunnen doen ontbranden. Deze nadelen worden door de produkten van de werkwijze volgens de onder? havige uitvinding vrijwel overwonnen.

Volgens de uitvinding wordt in een overigens gebruikelijk 30 polyurethanschuimvormend reactiemengsel tenminste één keton of benzaldehyde of mengsels daarvan, opgenomen. De geprefereerde keto? nen zijn die, wélke ongeveer 5-12 koolstofatomen bevatten, b.v. diëthylketon, methylisobutylketon, ethylbutylketon, acetofenon, propiofenon, diisobutylketon, isobutylheptylketon, cyclohexanon, 35 mesityloxyde, isoforon, 2.4-pentaandion en diacetonalcohol. De ge- prefeerde druppel\inhibitors in de praktijk van de uitvinding zijn o η n /, o 7 7 - 4 - benzaldehyde, methylisobutylketon, en cyclohexanon.

Hoewel bij voorkeur een enkeledruppel-inhibitar wordt ge» bruikt, kan desgewenst een mengsel van twee of meer daarvan worden toegepast, zonder dat daarmede de idee van de uitvinding wordt 5 verlaten,

De toe te voegen hoeveelheid van de druppel-inhibitor is niet kritisch en kan variëren van ongeveer 0,8 tot ongeveer 20 gew.dln per 100 gew.dln polyol in het reactiemengsel. Een geprefereerde hoeveelheid is ongeveer 1-10 gew.dln, vooral ongeveer 2 -10 6 gew.dln.

Hoewel een of meerdere druppel-inhibitors alleen kunnen worden toegepast om de neiging tot het vormen van vlammende .druppelende, gloeiende stukken te verminderen, wordt bij voorkeur ook een vlamvertrager in het sohuimvormende reactiemengsel opgenomen.

15 Geschikte vlamvertragers zijn die, welke gebruikelijk zijn bij de bereiding van flexibele polyurethanschuimen, en omvatten triësters van fosforzuur, gehalogeneercie triësters van fosforzuur, gehaloge-neerde koolwaterstoffen en dergelijke.

Voorbeelden van geschikte vlamvertragers zijn trisC1.3»di» 20 chloorpropyl]fosfaat, tris[2.3-dibroompropyl)fosfaatJ 2.2»bis(chloor- methyl)-1.3-propyleen-bis^"dit2-chlaorethyl)fosfaat3, trisC2-chloorethyl)fosfaat, tris(2-chloorpropyl]fosfaat, bis(dichloorpro-pylltribroomneopentylfosfaat, trikresylfosfaat, kresyldifenylfos-faat, gechloreerd paraffine, en gebromeerd paraffine. Bij voorkeur 25 worden gehalogeneerde fosfaten, in het bijzonder tris[l,3-dichloor» propylJfosfaat toegepast. Hoewel een enkele vlamvertrager de voorkeur heeft omdat de samenstelling dan eenvoudiger is, kunnen mengsels van twee af meerdere van hetzelfde type of verschillende typen blijken een beter gedrag onder bepaalde omstandigheden te ge-30 ven en dergelijke mengsels worden dan ook door de uitvinding omvat.

De hoeveelheid vlamvertrager is niet kritisch en kan variëren van ongeveer 2 tot ongeveer 30 gew.dln per 100 gew.dln polyól in het reactiemengsel. Bij voorkeur wordt ongeveer 5 - 2Q gew.dln, liefst ongeveer 7-20 gew.dln, toegepast.

35 Het zal de deskundige duidelijk zijn dat de toe te passen 8004933 ¥ ·«* - 5 - hoeveelheden druppel-inhibitor en vlamvertrager afhankelijk zullen zijn van de voor een bepaalde toepassing gewenste mate van druppel-inhibitie en vlamvertraging. Een geschikte hoeveelheid kan gemakkelijk met slechts een minimum aan proeven worden vastgesteld.

5 Het te schuimen mengsel omvat tenminste een polyol, tenmin ste een organisch polyisocyanaat, tenminste een blaasmiddel, en tenminste een katalysator. Anderzijds kan hefcte schuimen mengsel ook andere bekende toevoegingen en ingrediënten voor de bereiding van polyurethansohuimen omvatten. Dergelijke toevoegingen en ingre-10 diënten zijn b.v. vulstoffen; pigmenten of andere kleurstoffen, oppervlakteactieve middelen, schuimstabilisatoren, celopeners, smeermiddelen, microbiciden enz.

Het polyol kan bestaan uit een of meerdere polyetherpolyo-len, een of meerdere polyesterpolyolen, of mengsels van een of 15 meerdere polyetherpolyolen en polyesterpolyolen.

De voor de onderhavige uitvinding geschikte polyolen kunnen polyetherpolyolen zijn, b.v. die welke bereidworden door toevoeging van een overmaat 1.2-propyleenoxyde aan hexaantriol, trimethylol-propaan, glycerol, triëthanolamine of een polyethyleenglycol. Ook 20 kunnen de voor de uitvinding geschikte polyolen polyesterpolyolen of een mengsel van polyesterpolyolen en polyetherpolyolen zijn,

Het polyesterpolyol kan b.v. worden bereid door een dicarbonzuur b.v. adipinezuur, te laten reageren met een mengsel van een dial, b.v. diëthyleenglycal, en een trial, b.v, glycerol.

25 De polyetherpolyol kan ook worden gekozen uit vele soorten polyhydrische polyetherverbindingen, die beschikbaar zijn en gewoonlijk worden gebruikt voor de bereiding van flexibele polyetherty-pen polyurethanen. De meest gebruikelijke polyetherpolyolverbindin-gen, de polyoxyalkyleenpolyetherpolyolen, worden in het algemeen 30 bereid door de reactie van alkyleenoxyde, b.v. 1.2-propyleenoxyde, met een polyhydrische initiator o- starter. De polyhydrische initiator af starter kan b.v. glycerol, trimethylolethaan, trimethylol-propaan, triëthanolamine of een polyethyleenglycol zijn.

De voor de bereiding van de polyethers toegepaste alkyleen-35 oxyden zijn bij voorkeur die welke 2-4 koolstofatomen bevatten, 8004933 - 6 - , b.v, ethyleenoxyde, 1.2-*>propyleenoxyde, 1.2-butyleenoxyde, trims-thyleenoxyde en tetramethyleenoxyde. Ook bruikbaar zijn de poly-(aralkyleenether)polyolen, die afgeleid zijn van de overeenkomstige aralkyleenoxyden zoals b.v. styreenoxyde ,alleen of gemengd met 5 een alkyleenoxyde. Gewoonlijk hebben propyleenoxyde, d.w.z. het 1.2- propyleenoxyde, en mengsels van 1.2-propyleenoxyde met ethyleen-oxyde de voorkeur voor de bereiding van de polyetherpolyolreactant.

De in de onderhavige uitvinding te gebruiken polyethers hebben bij voorkeur een molecuulgewicht van ongeveer 500 - 6500, 10 liefst ongeveer 2800 - 4600 en een gemiddelde hydroxyfunctionaliteit van tenminste 2,5 tot ongeveer 3,1.

De volgens de uitvinding bruikbare polyesterpolydreactanten omvatten alle gewoonlijk voor de bereiding van flexibele en semi-flexibele urethanpolymeerschuimen gebruikte materialen. De polyhy-15 drische polyesterreactant heeft gewoonlijk een molecuulgewicht van tenminste ongeveer 400 en bij voorkeur tussen ongeveer 500 en ongeveer 5,000, Het hydroxylgetal van de verbinding ligt overeenkomstig in het gebied van ongeveer 15 tot ongeveer 300. De hydroxyfunctionaliteit voor de polyesterharsen bedraagt bij voorkeur onge-20 veer 2,2 - 2,8,

Het voor de bereiding van de flexibele polyurethanschuimen volgens de uitvinding bruikbare gebied van polyesterpolyolverbin-dingen is bekend, en de polyesterpolyolverbindingen kunnen b.v. worden bereid door de reactie van polyhydrische alcohol met een 25 polycarbonzuurverbinding, die elk 2 tot ongeveer 36 of meer kool- stof atomen in het molecuul bevatten. Het polycarbonzuur omvat zuur-voorlopers zoals de overeenkomstigezuuranhydriden of zuurhalogeni-den of zelfs b.v. alkylesters. De geprefereerde zuren zijn de di-carbonzuren welke 4-36 koolstofatomen in het molecuul bevatten.

30 Voorbeelden van dergelijke geprefereerde carbonzuurverbindingen wel^ ke kunnen worden gebruikt omvatten b.v. aromatische zuren zoals ftaalzuur, tereftaalzuur, isoftaalzuur, tetrachloorftaalzuur, cyclo-alifatische zuren zoals gedimeriseerd linolzuur, harszuurmaleaten en rFumaraten, en cyclohexaan-1.4-diazijnzuur, en in het bijzonder 35 de alifatische zuren zoals itaconzuur, oxydipropionzuur, barnsteen- 8004933 - 7 - zuur, glutaarzuur, adipinezuur, azelalnezuur, suberinezuur en seba-cinezuur, of combinaties van dergelijke zuren. Oe polyesterpclyolen kunnen ook worden Bereid uit de overeenkomstige lactonen, b.v. £*-öutyrolacton of £ -caprolacton,door b.v. zelfcondensatie op een 5 diol-triol-initiator.

De voor de bereiding van de polyesterpolyol toegepaste poly-hydrische alcohol is gewoonlijk een mengsel van een dihydrische en trihydrische alcohol. Bij voorkeur wordt een mengsel van polyo-len gebruikt, waarvan het merendeel een functionaliteit van 2 en 10 de minderheid een functionaliteit van 3 bezit. Dit mengsel van di-s en tri-functionele polyolen wordt gebruikt teneinde een gemiddelde functionaliteit tussen 2 en 3 te verkrijgen. Een functionaliteit van meer dan 2 is gewenst om verknoping in de reactie tussen de polyesterpolyol en het polyisacyanaat te verkrijgen onder vorming 15 van een flexibel, maar sterk schuim. Gevonden is dat bij voorkeur deze additionele functionaliteit wordt verkregen door trihydrische of hogere polyolen in ondergeschikte hoeveelheid te gebruiken bij de vorming van de polyesterpolyol.

Opgemerkt wordt dat bepaalde verbindingen, die door deskun-20 digen als polyesterharsen worden beschouwd, ook etherbruggen bevat- ten, b.v. esters die uit dipropyleenglycol zijn bereid. Als primaire karakter van dergelijke harsen wordt echter dat van een ester beschouwd.

De in de uitvinding bruikbare organische polyisocyanaten 25 zijn eveneens bekend. Ze bevatten tenminste 2 isocyanaatgroepen per molecuul. Bij voorkeur heeft het gekozen isocyanaatmengsel een isocyanaatfunctionaliteit van 2,0 - 3,0, De bruikbare isocya-naten zijn de aromatische polyisocyanaten alleen of gemengd met alifatische, cycloalifatische of heterocyclische polyisocyanaten, 30 De aromatische diisocyanaten zijn in het algemeen de minst kostbare en meest geschikte, beschikbare polyisocyanaten. De aromatische diisocyanaten, in het bijzonder de tolueendiïsocyanaatiso-meren, worden in de handel gebruikt voor de bereiding van schuim volgens de enkelschots-continue plaatmatsriaalwerkwijze ("one-35 shot", continuous slab-stock process), Voor bepaalde doeleinden 8004933 - 8 τ ♦ t hebben echter andere polylsocyanaten, ifrhet bijzonder de alifati* sche, en alRyl* en cycloalRylpolyisocyanaten waardevolle eigen* schappen en Runnen ze desgewenst gemengd met ö.v. tolueendiïsocya* naten worden toegepast. De aralRyl*, alifatische en cycloalifati-5 sche polylsocyanaten zijn in het bijzonder nuttig wanneer bestand* heid tegen afbraaR en verRleuring als gevolg van oxydatie of licht nodig is. De non*arylpolyisocyanaten zijn in het algemeen alleen niet bruiRbaar, maar Runnen in combinatie met de andere typen voor speciale doeleinden worden toegepast.

10 GeschiRte organische polylsocyanaten omvatten b.v. n*buty- leendiïsocyanaat, methyleendiïsocyanaat, m*xylyldiïsocyanaat, prxy* lyldiïsocyanaat, cyclohexyl*1.4*diïsocyanaat, dicyclohexylmethaan* λ 4,4'*diïsocyanaat, m*fenyleendiïsocyanaat, p*fenyleendiïsocyanaat, 3* *isocyanatoëthyl)*fenylisocyanaat, 2.5-diëthylbenzeen*l.4-di* 15 isocyanaat, difenyldimethylmethaan*4.4’-diïsocyanaat, ethylideen* diïsocyanaat, propyleen*!.2*diïsocyanaat, cyclohexyleen-rl.2*diïsoT cyanaat, 2.4*talueendiïsocyanaat, 2.6Ttolueendiïsocyanaat, 3.3’* dimethyl-4’-blfenyleendilsocyanaat, 3.3'-dimethoxyl*4.4’*hifenyleen* diïsocyanaat, 3.3*difenyl*4.4’^blfenyleendilsocyanaat, 4,4*bifeny* 20 leendilsocyanaat, 3.3'*dichloorv4.4'vbifenyleendiïsocyanaat, 1.5* naftaleendiïsocyanaat, isoforondiïsocyanaat, mrxylyleendiïsocya* naat, triazinetrilsocyanaat, triRetotrihydrotrisCisocyanatofenylI* triazine en trisCisocyanatofenyllmethaan,

Zijn bij het uitvoeren van de urethanpolymerisatiereacties 25 de isacyanaatgroepen en de actieve waterstofgroepen die ten opzicht te daarvan reactief zijn, de enige belangrijRe groepen in de reage* rende verbindingen. Acyclische, alicyclische, aromatische en hetero* cyclische groepen zijn allemaal mogelijRe substituenten voor de r' actieve waterstof- en polyisocyanaatreactiecomponenten, 30 Het voor algemeen gebruiR bij de bereiding van flexibel po* lyurethanschuim geprefereerde blaasmiddel is water. De voordelen van het gebruiR van water zijn lage kosten en stabiliteit die fet gebruiR van water aan de schuimbereiding geeft. De water*isocya* naatreactie geeft niet alleen gas voor het blazen maar leidt ook 35 zeer snel tot ureumhoudend polymeer, waardoor het materieel bij* 8004933 9 - ·* 'lO' draagt aan een vroegtijdige polymeersterkte die nodig is om het gas Binnen te houden voor de vorming van schuim, In het algemeen is water, wanneer het wordt toegepast, aanwezig in hoeveelheden van ongeveer 0,5 tot ongeveer 6 gew.%, gebaseerd op het totale gewicht 5 van de reagerende polyolen. Blaasmiddelen die niet met het isocya- naat reageren, kunnen tezamen met sater of geheel in de plaats van water, worden toegepast, Deze omvatten verbindingen, die bij de door de exotherme isocyanaatreactieve waterstofreactie verkregen temperaturen verdampen. De verschillende' blaasmiddelen zijn bekend 10 en vormen geen deel van de uitvinding. Andere blaasmiddelen dan die welke bij voorkeur worden toegepast, omvatten bepaalde door halo-geen gesubstitueerde alifatische of cycloalifatische koolwaterstof? fen met kookpunten tussen ongeveer -40°C en +40°C, waaronder methy-leenchloride,· de vluchtige fluorkoolstofverbindingen zoals tri-15 chloormonofluormethaan, dichloordifluormethaan, en l-chloor-2-fluor- ethaan; laagkokende koolwaterstoffen zoals nx-propaan, cyclopropaan, butaan, isobutaan, pentaan, hexaan, cyclohexaan en mengsels daareven.

Zoals gebruikelijk voor de bereiding van polyurethanschuim 20 zal het reactiemengsel ook een katalysator bevatten. Voor toepas sing bij de uitvinding geschikte katalysatoren zijn bekend op het gebied van de polyurethanschuimen en omvatten tertiaire aminen en metallische verbindingen. Bruikbare tertiaire aminen omvatten N-alkylmorfolinen zoals Al-ethylmorfoline,· N.Nrdialkylcyclohexylami-25 nen waarin de alkylgroepen methyl, ethyl, propyl, butyl enz. voor- stellenj trialkylaminen zoalstriëthylamine, tripropylamine, tribu-tylamine, triamylamine enz.; triëthyleendiamine, bis(2rdimetbylamiT noëthyDether; N,N-dimethylaminoëthyl-N' ,N’-dimethylaminapropyl-ether; het tertiaire amine, verkocht door Jefferson Chemical Co., 30 onder de naam THANCAT DD; en andere bekende tertiaire aminen,

Geschikte metaalverbindingen omvatten die van bismuth, lood, ti? taan, ijzer, antimoon, uraan, cadmium, kobalt, aluminium, kwik, zink, nikkel, cerium, vanadium, koper, mangaan, zirkoon, tin en andere. Tinverbindingen zijn bijzonder nuttig, waarvan enkele voor-35 beelden zijn tinflDoctoaat, tin(IIl-2-ethylhexoaat, tinCIIloleaat, 8004933 -10- dibutyltinbisC2-ethylhexoaat}, en dibutyltindilauraat. De toegepaste gehalten aan Katalysator zijn zoals gebruikelijk.

Zoals eveneens gebruikelijk bij de bereiding van palyure-thanschuim kan het reactiemengsel ook desgewenst een oppervlakte-5 actief middel bevatten, bij voorkeur een organosiliciumoppervlakte- actief middel, ook wel siliconenoppervlakteactief middel genoemd. Zoals bekend vervullen siliconenoppervlakteactieve middelen verschillende functies bij de vorming van polyursthanschuimen, waaronder dat ze instorting tijdens het rijzen van het schuim voarko-10 men en dat ze de celgrootte regelen. De organosiliciumoppervlakte actieve middelen bevatten een of meerdere hydrofobe groepen en een of meerdere hydrofiele groepen. De hydrofobe groepen omvatten meerdere siliciumatomen, in het algemeen in de vorm van repeterende siloxangroepen. De hydrofiele groepen bestaan in het algemeen uit 15 meerdere oxalkyleengroepen in de vorm van ketens van repeterende eenheden. In één type silicoonoppervlakteactief middel omvat de ruggegraat van het molecuul een keten van siloxangroepen waaraan hangende hydrofiele polyoxyalkyleengroepen zijn gebonden. In een ander type vormen een keten van alternerende polysiloxan- en poly-20 oxyalkyleensegmenten de ruggegraat van het molecuul. In een derde minder gebruikelijk type wordt de ruggegraat van het polymeer gevormd door een koolstof-koolstofketen waaraan siliciumatomen en uit lange ketens bestaande hydrofiele groepen zijn gebonden, De verschillende typen organosiliciumoppervlakteactieve middelen die 25 voor de bereiding van polyurethanschuim kunnen worden toegepast, zijn bekend, uitgebreid in de literatuur beschreven en in de handel verkrijgbaar. Enkele representatieve organosiliciumoppervlakte-actieve middelen, die voor toepassing bij de uitvinding geschikt zijn, zijn: L-520, L-540, en L-5720, bereid door:Union Carbide 30 Corp.j en DC-191, DC-196 en OC-198, bereid door Dow Corning. De volgens de uitvinding toegepaste hoeveelheid organosiliciumopper-vlakteactief middel zal in het algemeen liggen tussen ongeveer 0,01 en ongeveer 1 gew.dl per 100 gew.dln polyol, hoewel kleinere of grotere hoeveelheden desgewenst kunnen worden toegepast.

35 De polyurethanschuimen volgens de uitvinding kunnen volgens 8004933 - 11 - alle bekende methoden worden bereid, waaronder voorpolymeer, kwasi-voorpolymeer, eenschots-, ladingsgewijze of continue processen.

Ze worden bij voorkeur continu bereid volgens de eenschatsmethode in de vorm van grote broden met een rechthoekige of cirkelvormige 5. doorsnede die vervolgens gespleten of geschild kunnen worden tot vellen van geschikte dikte. Broden met een cirkelvormige doorsnede en geschikt om te worden geschild, zijn b.v. beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.874.968. De polyurethanschuimen kun-nen vrijwel volledig uit open cellen bestaan zoals die, welke be-1G schreven zijn in de Amerikaanse octrooischriften 3.748.288 en 3.884.848, of netvormige schuimen zijn, bereid volgens willekeurige netvormingsmethoden. De schuimen kunnen ook gedeeltelijk opencel-lig of overwegend geslotencellig zijn.

„Van de volgende voorbeelden, waarvan er één een vergelijk 15 kingsvoorbeeld is, en de andere volgens de.uitvinding zijn, zijn die volgens de uitvinding slechts ter toelichting maar niet beper-kend bedoeld. In deze voorbeelden zijn alle hoeveelheden in gewichfcs delen weergegeven.

De schuimen werden geëvalueerd volgens een gemodificeerde 20 versie van de procedure van UL 94, Standard for Tests for

Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances, gepubliceerd door Underwriters Laboratories Ine. De modificatie van UL 94 lag in de meting van de vlamtijd. Volgens de standaardproef wordt met het tellen van de vlamtijd begonnen SQ sec 25 na de ontbranding, terwijl bij de hier gebruikte procedure de vlam- tijd vanaf het begin van de ontbranding werd geteld.

Thans worden de verschillende in de voorbeelden gehruikte ingrediënten geïdentificeerd. TDI betekent tolyleendiïsocyanaat Cook wel tolueendiïsocyanaat genoemd]. De op de letters TDI volgen-30 de getallen geven de verhouding aan van de 2,4- en de 2,6-isomeren

Cb.v. TDI 65/35 betekent een 65/35 mengsel van tolyleen-2.4-diïso-cyanaat en tolyleen-2.6-diïsocyanaat]. A 390 is een oppervlakte·* actief middel, bestaande uit een mengsel van gemodificeerde vet-zuuresters plus een siliconen, in de handel gebracht door Witco.

35 NEM is N-ethylmorfoline, in de handel gebracht door Jefferson 8004933 - 12 -

Chemical ala THANCAT NEM. DM"16D ia n»-b.exadecyldimethylamine, in de handel gebracht door Lonza als BAIRCAT Β’-Ιδ, NCM is N-'-cocomorfoli-ne, in de handel gebracht door Lonza als BAIRCAT NCM. C^2 is tinClIloctoaat, in de handel gebracht door M & T Chemicals als 5 FOMREZ C-<i2.' KAYDOL is een witte minerale olie, in de handel gebracht door Witco, 73D is een dispersie van zwarte pigmenten in een orga^· nische drager (zwarte pastal, FRt2 is tris(l,3-dichlüorpropyl)'-fosfaat, in de handel gebracht door Stauffer Chemical als FYROL FR-2.

Tabel A

10 vergelijk voorbeeld

Ringsvoor-

beeld 1 I II III

Polyester, bereid uit diëthy-leenglycol, adipinezuur, en 15 trimethylolethaanj OH No.56 100,0 100,0 100,0 100,0 TDI 65/35 50,1 50,1 50,1 50,1 zwarte dispersie 73D 7,45 7,45 7,45 7,45

At390 2,0 2,0 2,0 2,0 water 3,7 3,7 3,7 3,7 20 NCM 0,6 0,8 0,6 0,8 KAYD0L 0,2 0,2 0,2 0,2 NEM 0,5 0,5 0,5 0,5 DM *460 0,3 0,3 0,3 0,3

Ct>2 1,5 1,5 1,5 1,5 25 FR-2 20,0 20,0 20,0 20,0 methylisobütylketon --- 5,0 —- *— cyclohexanon r— --- 5,0 benzaldehyde r— --- --- 5,0

De index van deze voorbeelden was 111, Vergelijkingsvaor-30 beeld 1 is volgens de stand der techniek en bevatte geen druppel- inhibitor, en de voorbeelden I - III waren volgens de· uitvinding.

Elk van de voorbeelden gaf een flexibel, veerkrachtig schuim met een uniforme celstructuur. De vlambaarheidseigenschappen van de schuimen werden geëvalueerd volgens een gemodificeerde LIL 94?proce-35 dure, en de resultaten staan in tabel B.

8004933 - 13 - ,

Tabel B

Vergelijk Voorbeeld kingsvoor·^

beeld 1 I II III

5 gemiddelde brandduur 58,7 71,9 60,5 56,3 gemiddelde uitgebreidheid van het branden in cm 1,95 2,85 2,15 2,03 druppelvorming ja nee nee nee koolvorming nee nee nee nee 10 Tijdens de verbranding vormde zich uit het produkt van ver-" gelijkingsvoorbeeld 1 druppelende gloeiende stukjes en geen kool-Hoewel de produkten van de voorbeelden I ~ III eveneens geen kool tijdens de verbranding vormden waren ze vrij van druppelende, bran*· dende gloeiende stukjes.

«r 8004933

Claims (7)

1, Werkwijze voor de bereiding van flexibel, veerkrachtig poly-urethanschuim door de reactie van tenminste één polyol en tenminste één organisch polyisocyanaat Bij aanwezigheid van tenminste één blaasmiddel en tenminste één katalysator, met het kenmerk, dat in 5 het te schuimen mengsel tenminste één druppel-inhibitor, gekozen uit ketonen met ongeveer 5-12 koolstofatomen, in een voldoende hoeveelheid wordt opgenomen om de vorming van druppelende, branden-de gloeiende stukjes wanneer het schuim in brand raakt, te verminderen, alsmede tenminste één vlamvertrager in een voldoende hoeveel-10 heid om de vlamvertragende eigenschappen van het schuim te vergro ten.

2, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de druppel-inhibitor methylisobutylketon is.

3, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de drup- 15 pel-inhibitor cyclohexanon is. «

4, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vlamvertrager een gehalogeneerde ester van fosforzuur is.

5, Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de gehalogeneerde ester van fosforzuur tris(1.3-dichloorpropyl)fosfaat is.

6. Produkt van de werkwijze volgens een of meer van de conclu sies 1-5.

7. Geheel of gedeeltelijk uit volgens een of meer van de conclusies 1 - 5 bereid polyurethanschuim vervaardigde voortbrengselen. 8004933