NO115154B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO115154B
NO115154B NO157165A NO15716565A NO115154B NO 115154 B NO115154 B NO 115154B NO 157165 A NO157165 A NO 157165A NO 15716565 A NO15716565 A NO 15716565A NO 115154 B NO115154 B NO 115154B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
foam
catalyst
amine
foams
parts
Prior art date
Application number
NO157165A
Other languages
English (en)
Inventor
A Lowe
E Chandley
H Leigh
Original Assignee
Lankro Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lankro Chem Ltd filed Critical Lankro Chem Ltd
Publication of NO115154B publication Critical patent/NO115154B/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/161Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C08G18/165Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/24
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1825Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof having hydroxy or primary amino groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/285Nitrogen containing compounds
    • C08G18/2875Monohydroxy compounds containing tertiary amino groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av fleksible polyurethanskum.
Foreliggende oppfinnelse angår polyurethanskum og anvendelsen av nye kombinasjoner av
katalysatorer ved fremstilling av fleksible polyurethaner.
Fleksible polyurethanskum fremstilles ved
den velkjente éntrinnsprosess. Det meste av
skummet fremstilles til nøye spesifikasjoner med
hensyn på fysikalske egenskaper som strekkfasthet, rivestyrke, motstand mot permanent
sammentrykning og lastbærende egenskaper. Det
er viktig at disse egenskaper opprettholdes under anvendelsesbetingelser såsom statisk og dy-namisk påkjenning, tørrvarmeeldning og eld-ning under fuktige betingelser i løpet av årene.
Økonomiske faktorer har nødvendiggjort be-traktelige besparelser ved nedsetning av tett-heten av skummene til mellom 16 kg/m<3>og 32
kg/m<3>. Slike besparelser har vært oppnådd uten
å ofre de fysikalske egenskaper av skummene.
Under disse betingelser er kvaliteten og økono-
mien ved urethan-fleksible skum bemerkelses-verdig god og ikke overraskende, idet fremstil-lingsmåtene er vel standardisert over hele verden, både med henblikk på de kjemikalier som anvendes og måtene å omsette dem på.
Det er velkjent å fremstille fleksible urethanskum på polyetherbasis ved omsetningen av et polyfunksjonelt isocyanat med vann og polyethere inneholdende to eller flere hydroxylgrup-per i nærvær av et skumstabiliserende middel, en katalysator og eventuelt et hjelpeblåsemiddel. Det er også vel kjent at det polyfunksjonelle isocyanat fortrinnsvis anvendes i en blanding av 80 pst. 2,4-tolylen-diisocyanat og 20 pst. 2,6-tolylen-di-isocyanat og at de hydroxyl-avsluttede polyethere vanligvis er trioléne erholdt ved kon-densasjon av 1,2-propylenoxyd med glycerol slik at der fåes polyethere méd molvekter-mellom 1000 og 5000;og vanligvis mellom 3000 og 4000; Det er vel kjent at det'skoimstabiliseréfide mid del fortrinnsvis er en polysiloxan-polyoxyalkylen-kopolymer, idet en slik siliconolje er produktet «L-520» som selges av the Union Carbide Cor-
poration og antas å ha følgende gjennomsnitts - sammensetning:
Det er dessuten vel kjent at hjelpeblåsemid-lene som hyppigst anvendes er de halogenerte hydrocarboner, særlig triklor-fluor-methan og i mindre utstrekning methylendiklorid.
Katalysatorene som anvendes ved fremstilling av fleksible polyurethanskum er tinnforbin-delser anvendt sammen med tertiære aminer. Tinnforbindelsene er nesten alltid stannooctoat skjønt leilighetsvis anvendes stannooleat eller dibutyl-tinn-dilaurat. Aminet som anvendes for å fremstille mest skum i hele verden er 1,4-diaza-bicyclooctan, eller kjent som triethylendiamin. Dette amin anvendes vanligvis som det eneste amin, men av og til anvendes det sammen med N-methylmorfolin. De eneste andre aminer som anvendes i noen utstrekning er N,N,N',N'-tetramethyl-l,3-butandiamin og triethylamin. Det er antagelig betegnende for de stringente krav i den moderne urethanskumteknologi at blant de mange tusen katalysatorkombinasj oner som har vært foreslått og undersøkt, er bare én, dvs. stannooctoat og 1,4-diaza-bicyclooctan, vidt anvendt. Dette er enndog mere bemerkelsesver-dig når man tar i betraktning at 1,4-diaza-bicyclooctan koster mellom 100.000 kroner og 140.000 kroner pr. tonn sammenlignet med 8000 kroner pr. tonn for trimethylamin. Dette forhold alene taler sterkt for den tekniske kvalitet og økonomi av éntrinnsproduksjon av skum under anvendelse av stannooctoat/l,4-diaza-bicyclooc-tankatalysatorsystemet.
Tross dets mange fordeler bevirker 1,4-diaza-bicyclooctan eller triethylendiamin noen proble-mer. Det anvendes vanligvis i mengder av 0,1— 0,2 vektdel pr. 100 deler polyol. Det innføres vanligvis i reaktantene som en vandig oppløsning i hvilken vannet som skal omsettes med isocyanatet anvendes for å oppløse både det faste triethylendiamin og siloxan-oxyalkylencopolyme-ren. Dets sterke reaktivitet bevirker egne prob-lemer idet forskjellen mellom 0,1 del og 0,12 deler triethylendiamin kan representere forskjellen mellom et godt skum og et dårlig skum. Den jevne dispergering av en liten mengde av aminkatalysator både de opprinnelige flytende reaktanter og den skummende delvis omsatte mas-se er vanskelig. Det er vel kjent at et fleksibelt urethanskum er hverken fullstendig omsatt eller herdet inntil flere timer eller endog dager efter at det er fremstilt. Det er derfor viktig at aminkatalysatoren holdes tilbake i denne herdnings-tid. I denne henseende er triethylendiamin meget bedre enn det mere flyktige triethylamin og N-methylmorfolin. Til tross for bedre tilbakehol-delse går triethylendiamin kontinuerlig tapt ved fordampning fra skummet. Bortsett fra virkningen på herdningsegenskapene av skummet bevirker dette tap en ubehagelig ammoniakkalsk lukt når skummet anvendes i lukkede rom såsom i sengetøy og madrasser.
Anvendelsen av diethanolamin og triethanolamin som trifunksjonelle tverrbindingsmidler for polyurethaner, er vel kjent. Andre tertiære aminer enn triethylendiamin, har i alminnelighet enten ikke vært kraftige nok eller vist seg uønsket på grunn av lukt eller manglende evne til å bevirke fullstendig herdning selv når de anvendes alene eller (med stannooctoat) i én-trinnsskum.
Fremstillingen av forpolymerskum under anvendelse av tertiære aminer som er beta-hydr-oxyaminer, har vært publisert, men forslagene omfatter presning av skummet for å nedbryte cellene i dette og fjerne eventuelt innestengte gasser. Saltene av lignende tertiære aminer med fettsyrer såsom oljesyre, har vært foreslått som katalysatorer for polyesterurethanskum. Disse katalysatorer er ineffektive når de anvendes som eneste katalysator med éntrinns urethanskum.
Tertiære aminer fremstilt ved omsetning av et monoalkylamin eller et dialkylamin med enten ethylenoxyd eller 1,2-propylenoxyd, er betraktelig mindre basiske enn de fleste av ami-nene som har vært foreslått og prøvet i éntrinns-skum. Det er derfor forbausende å finne at katalysatorer av denne type, som definert heri, kan anvendes sammen med en tinnkatalysator som den eneste aminkatalysator for å fremstille utmerkede fleksible urethanskum med gode fysikalske egenskaper.
Oppfinnelsen angår følgelig en fremgangsmåte ved fremstilling av fleksible polyurethanskum ved omsetning i et enkelt trinn av et polyfunksjonelt organisk isocyanat, fortrinnsvis et aromatisk diisocyanat, med vann og en polyoxyalkylen-glycoletherdiol med en molekylvekt på fra 1000 til 3000 eller en polyoxyalkylen-glycolethertriol med en molekylvekt på fra 1000 til 6000, i nærvær av et skumstabiliseringsmiddel, en tinnkatalysator og en aminkatalysator, idet der som aminkatalysator anvendes et tertiært amin med ikke over 11 carbonatomer og minst én beta-hydroxylgruppe, idet andre aminkatalysatorer med to nitrogenatomer i molekylet er praktisk talt fraværende.
Ved et fleksibelt polyurethanskum menes et polyurethanskum som ved sammentrykning til 25 pst. av sin opprinnelige høyde og som holdes i denne tilstand i 22 timer ved 70°C, vil når det frigjøres,.gjenvinne minst 90 pst. av sin opprinnelige høyde i løpet av 30 minutter.
Katalysatorene ifølge foreliggende oppfinnelse anvendes i praktisk talt fravær av andre aminkatalysatorer inneholdende to nitrogenato mer i molekylet. Ved uttrykket «praktisk talt fravær»' menes mindre enn 0,02 vektdel av aminet inneholdende to nitrogenatomer, pr. 100 vektdeler polyol.
De foretrukne hydroxyl-holdige tertiære
aminer er de 2-hydroxyethyl- eller 2-hydroxy-propyl-dialkylaminer av de generelle formler:
hvor R og R' er alkylgrupper og'som kan fremstilles ved å omsette dlalkylaminet
henholdsvis ethylenoxyd og 1,2-propylenoxyd. De særlig foretrukne aminer er N,N-dimethylethanolamin, N,N-diethyl-ethanolamin, N,N-dimethyl-isopropanolamin og N,N-diethyl-isopro-panolamin.
I stedet for gruppene R og R' kan (3-hydroxy-monoalkanolamin fremstilles ved å omsette alkylenoxydet med et cyclisk sekundært amin såsom piperidin. En av CH2-gruppene i den cyc-tiske struktur kan erstattes med oxygen eller en hvilken som helst annen gruppe som er stort sett ikke-reaktiv overfor polyurethanmellompro-duktene, f. eks. N-((3-hydroxyethyl)-morfolin. Andre cycliske aminer innbefatter N-methyl, N-(p - hydroxye thyl) -cyclo-hexylamin.
Andre foretrukne aminkatalysatorer er di-alkanolaminene fremstilt ved omsetning av
ethylenoxyd eller 1,2-propylenoxyd med mono-alkylaminer. De foretrukne dialkanolaminer er de som inneholder mindre enn 8 carbonatomer og spesielt N-methyl-diethanolaminer og N-met-thyl-diisopropanolaminer.
Tinnkatalysatoren for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse innbefatter dem som er vel kjent ved fremstilling av urethanskum ved én-trinnsmetoden, de innbefatter stannosaltene av alifatiske organiske syrer og fortrinnsvis saltene av de syrer som inneholder mere enn 4 carbonatomer, såsom stannooctoat og stannooleat. De innbefatter stannosaltene av organiske syrer inneholdende mere enn 4 carbonatomer såsom stannosaltet av gamma- (2-methyl, 4-klor-fen-oxy)-smørsyre og stannosaltet av gamma-(tertiær butylfenoxy)-smørsyre. En del, inntil 0,02 vektdeler for 100 vektdeler polyoxyalkylenpolyol, av stannosaltene kan erstattes av organotinn-forbindelser med en direkte carbon-tinnbinding såsom butyl-tinn-dilaurat.
Det foretrukne alkanolamin eller blanding
av de foretrukne alkanolaminer kan anvendes som den eneste aminkatalysator, eller en del av denne kan erstattes av ikke-hydroxylholdige tertiære aminer såsom triethylamin eller N-methylmorfolin. Anvendelsen av ikke-hydroxylholdige tertiære aminer sammen med alkanolaminene av foreliggende oppfinnelse er ikke særlig ønskelig, da de gir ubehagelige lukter og forstyrrer balan-
sen mellom polymerisasjonskatalysen og gass-utviklingskatalysen. Anvendelsen av aminer som har en sterk virkning på isocyanat-hydroxylre-aksjonen bør unngås, spesielt triethylendiamin, N,N,N',N'-tetramethyl-l,3-butan-diamin, og N,N,N',N'-tetramethyl-ethylen-diamin bør ikke anvendes annet enn i spormengder på mindre enn 0,02 deler pr. 100 deler polyol da de kataly-serer reaksjonen av isocyanatgruppene og pde-legger katalysatorbalansen.
De mindre foretrukne alkanolaminer, dvs. de som inneholder mellom 7 og 11 carboner, kan leilighetsvis anvendes med fordel som den eneste aminkatalysator, men i alminnelighet er stig-ningshastigheten av skummet for sakte ved anvendelse av disse materialer. Som eksempel 2 og 3 viser, vil en fordobling av mengden av denne type av aminkatalysator bare nedsette stignings-tiden (som definert her) med ca. 10 pst., men samtidig blir skummet mindre porøst og utsatt for stadige forandringer i de fysikalske egenskaper ved kommersiell anvendelse. De høymole-kylære alkanolaminer har den ulempe at de koster mere pr. kg og videre må de anvendes i mengder som utgjør en større del av vekten av mate-rialene som anvendes for å frembringe skummet.
De foretrukne polyoxyalkylenforbindelser for fremstilling av fleksible polyurethanskum er po-lyoxyalkylenglycoletherdiolene med molvekt 100» til 3000 og polyoxyalkylen-glycolethertriolene med molvekt 1000 til 6000.
Polyhydroxy-polyoxyalkylenglycoletherne kan fremstilles ved kjente fremgangsmåter og fremstilles fortrinnsvis ved å omsette 1,2-propylenoxyd i nærvær av en alkalimetallkatalysator med konvensjonelle lavmolekylære initiatorer som kan innbefatte ethylenglycol, 1,2-propylen-glycol, butandiol eller ethylenglycol for å danne dihydroxy-avsluttede polyestere, glycerol, tri-methylolpropan eller hexantriol for å danne tri-hydroxyglycolethere, pentaerythritol eller o-me-thylglucosid for å danne tetroler og sorbitol for å danne hexoler. Skjønt homopolymerene av 1,2-propylenoxyd foretrekkes, kan copolymerer av ethylenoxyd og 1,2-propylenoxyd inneholdende inntil 20 vektpst. oxyetylengrupper, med fordel anvendes ved noen former av foreliggende oppfinnelse. Noen av disse polyethere er beskrevet
i patent nr. 110 468. Blandinger av en eller flere polyhydroxy-polyoxyalkylenglycolethere kan anvendes. Foretrukne katalysatorer for polymerisasjonen av alkylenoxydet er natriummetall opp-løst i initiatoren for å få natriumalkoxyd, natri-ummethoxyd, natriumhydroxyd eller kaliumhy-droxyd, da disse er tilbøyelige til å danne se-kundære alkoholer ved polymerisasjonen av 1,2 propylenoxyd.
Det organiske polyisocyanat som anvendes ved reaksjonen, kan være en alifatisk, aromatisk
eller cycloalifatisk forbindelse og kan inneholde
substituentgrupper forutsatt at disse grupper
ikke griper forstyrrende inn i urethanreaksjo-nen. De foretrukne isocyanatforbindelser er de som inneholder 2 isocyanat- eller isothiocyanat-grupper. Eksempler på slike forbindelser er po-lymethylen-diisocyanat og -diisothiocyanat,
hexamethylen-diisocyanat, xylen-diisocyanat, 1-methyl-2,4-fenylen-diisocyanat, l-methyl-2,6-fe-
nylen-diisocyanat, 4,4'-diisocyanat-difenyl-methan.
De foretrukne isocyanater er de aromatiske diisocyanater. De særlig foretrukne isocyanater er tolylen-diisocyanat inneholdende 80 pst. tolylen-2,4-di-isocyanat og 20 pst. tolylen-2,6-di-isocyanat.
De foretrukne skumstabilisatorer er polysil-oxanpolyoxyalkylen-copolymerene hvis fremstilling er beskrevet i britisk patent nr. 804 369, 931 939 og 978 284.
Siliconoljene som kan anvendes innbefatter produktet «L-520» omtalt ovenfor.
Andre foretrukne skumstabilisatorer innbefatter produktet «B-617» som selges av Theodore Goldschmidt A.G. i Forbundsrepublikken Tysk-land og som antas å være en polysiloxan-oxyalkylen-copolymer inneholdende ca. 25 pst. poly-siloxan og 75 pst. av en oxyalkylen-copolymer i hvilken oxyalkylen-blokken inneholder mellom 50 og 60 vektpst. oxypropylengrupper og mellom 50 og 40 vektpst. oxyethylengrupper. De foretrukne siloxan-oxyalkylen-copolymerer inneholder mellom 15 og 30 vektpst. polysiloxan-grupper og mellom 85 og 70 vektpst. oxyalkylen-grupper. Oxyalkylengruppene inneholder fortrinnsvis mellom 50 og 75 vektpst. oxypropylen-grupper og mellom 50 og 25 vektpst. oxyethylen-grupper. , Ved fremstilling av det fleksible skum ved omsetning av polyisocyanatet, en polyhydroxy-polyoxyalkylenglycolether og vann, gir reaksjonen mellom isocyanatgruppene og vannet ytterligere tverrbindinger i polymerstrukturen og gir samtidig det carbondioxyd som anvendes som blåsemiddel. Hjelpeblåsemidler, vanligvis halogenerte hydrocarboner, anvendes med fordel for å få myke, men spenstige skum. Blåsemidlet kan med fordel være triklorfluormethan, diklordi-fluormethan eller methylendiklorid.
Mengden av organo-polyisocyanat som anvendes, er fortrinnsvis mellom 75 pst. og 110 pst., og vanligvis mellom 103 pst. og 108 pst. av den støkiometriske mengde som kreves for å reagere med alle hydroxylgruppene og alt vann som er tilstede i systemet.
Vannmengden som anvendes for å fremstille urethanskummene, kan varieres mellom 1 del og 5 vektdeler pr. 100 deler av polyhydroxy-polyoxyalkylenglycoletheren (herefter betegnet som polyolen). Mengden av skumstabilisator som anvendes, avhenger av typen av skummet og illustreres best ved eksemplene. I alminnelighet foretrekkes mellom 0,5 og 3,0 deler siloxanoxy-alkylen-copolymer pr. 100. deler polyol.
Mengden av tinnkatalysator som kreves, varierer også med skummet og illustreres av eksemplene. De foretrukne mengder av tinnsalter varierer fra 0,2 deler til 1,2 deler pr. 100 deler polyol, og mere alminnelig fra 0,2 til 0,6 deler stannooctoat pr. 100 deler polyol.
Mengdene av tertiær alkanolaminkatalysator som kreves, avhenger igjen av skumtypen og mplvekten av alkanolaminét. Igjen fremgår typiske mengder av eksemplene. De foretrukne mengder av alkanolaminkatalysator er mellom 0, 3 - deler og 3,0 vektdeler aminkatalysator pr. 100 \ åelev polyol. Under anvendelse av de foretrukne ammer dimethylethanolamin; diettiyl-ethanolamin, dimethylisopropanolamin, di-ethylisopropanolamin og methyldiethanolamin, er de foretrukne mengder av aminkatalysator mellom 0,3 deler og 1, deler pr. 100 deler polyol.
I de delikate reaksjonssystemer som senere omtales, er det ønskelig å velge alkanolaminka-talysatoren blant dimethylethanolamin, diethylethanolamin og dimethylisopropanolamin. Av disse tre foretrekkes den første, da den er den mest aktive og selv under anvendelse av dette alkanolamin, kan det være nødvendig å anvende 1,0 og 2,0 deler pr. 100 deler polyol. Høyere-molekylære alkanolaminer inneholdende mellom 7 og 11 carbonatomer er ikke ønskelig i disse delikate formuleringer, da de er tilbøyelige til å bevirke at skummet blir mindre porøst og å gjøre det mere vanskelig å kontrollere skumningen under produksjonén.
De fleste fleksible urethanskum fremstilles
i et kontinuerlig anlegg ved å omsette 45—230 kg pr. minutt av kjemikalier under dannelse av en kontinuerlig blokk av skum ca. 71 cm til 76 cm høy og mellom 91 cm og 213 cm bred. De flytende reaktanter blir, efter blanding i et blande-hode, anbragt på en i vinkel stående transpor-tør. Reaksjonshastigheten avpasses vanligvis slik at økningen i volum eftersom reaksjonen inntrer, finner sted i løpet av 60 til 120 sekunder. Det er viktig at der er en periode på mellom 10 og 15 sekunder før skumning og volumøkning
inntrer, og at derefter hastigheten av volumøkningen skal være relativt jevn. Det er viktig at skummet er fritt for fysikalske defekter såsom spaltning og at det bør ha tilstrekkelig mekanisk styrke til å tillate lett føring langs trans-portørene gjennom oppvarmningstunnelene til skjæreutstyret.
For at skummet kanha gode fysikalske egenskaper som ikke tapes ved anvendelse, er det viktig at skummet bør ha en fin regelmessig struktur og bør yte en minimal motstand mot luftgjennomgang. Skjønt de fleste av de moderne fleksible skum har et høyt prosentinnhold av åpne celler, er der ofte et antall lukkede mi-kroceller eller celler i hvilke et utilstrekkelig antall av cellemembranene er brutt, hvilket fører til en uekte begynnelseshårdhet i skummet. Ved bruk blir de cellemembraner som stenger for den fri passasje av gasser, sprengt, hvilket nedsetter deres bidrag til de lastbærende egenskaper av skummet og totalhårdheten av skummet.
Det er vel kjent at geleringsreaksjonen som skyldes reaksjonen av isocyanatgruppene med hydroxylgruppene, katalyseres hovedsakelig av tinnkatalysatoren mens ekspansjons- eller blåsereaksjonen mellom isocyanatet og vannet katalyseres av aminet. Da både tinn- og aminkatalysatoren kan delvis påskynne begge reaksjoner, kan enten stannooctoatet eller aminet teoretisk anvendes som den eneste katalysator. I praksis er antagelig bare triethylendiamin blant de kjente aminkatalysatorer tilstrekkelig kraftig for begge formål. I kommersiell praksis er anvendelsen av en av disse katalysatorer alene økonomisk ubrukbart og teknisk ikke gjennomførbart annet enn ved de enkleste formuleringer. Det er en fordel fra skumprodusentens synspunkt å ha kontrollen med de to reaksjoner, blåsing og ge- lering, så vidt adskilt som mulig. Dette mulig-gjør lettere kontroll med hele reaksjonssystemet. Det er en fordel ved foreliggende fremgangsmåte at alkanolaminene er bare svakt basiske og mens de er utmerkede blåsekatalysatorer, er de dår-lige geleringskatalysatorer. Dette har vist seg meget nyttig ved mere følsomme formuleringer, såsom dem som anvendes for å fremstille super-myke skum når sterkt reaktive lavmolekylære polyoler omsettes med et underskudd av isocyanat, eller en hvilken som helst formulering hvori methylendiklorid anvendes som blåsemiddel, når det er nødvendig å varme reaktantene før blandingen. Den høye temperatur fører til høyere reaksjonshastigheter og anvendelsen av mindre mengder katalysator. Andre særlig nyttige områ-der er ved formning og ved fremstilling av de skum som inneholder inerte fyllstoffer såsom bariumsulfat.
Et av problene i urethanskumteknologien har vært iblandingen i korte tidsrom av hydrofile og hydrofobe materialer, ofte av forskjellige tettheter og viskositeter og vanligvis under betingelser hvor det hydrofile materiale bare utgjør en meget liten del av totalen.
Det er et trekk ved foreliggende oppfinnelse at aminkatalysatoren bindes kjemisk til urethan-polymeren ved reaksjonen av dens hydroxylgruppe med en isocyanatgruppe. Katalysatoren
■ er derfor jevnt fordelt i hele massen. Mono-alkanolaminene har bare én hydroxylgruppe og da de er tertiære aminer, gir de ikke korte tverr-bindingsbroer mellom nabo-polymerenheter. Slik tverrbinding forbindes ofte med skum som har dårlig trykksetningsegenskaper. Mengden av dialkanolaminkatalysator som kreves, vanligvis mindre enn 1 vektpst. eller 5 molpst. av polyolen, er ikke tilstrekkelig til å gi alvorlig tverrbinding. Den jevne fordeling av blåsekatalysatorer hjelper til at man unngår de lokale områ-der med lukkede eller delvis lukkede celler. Den kjemiske binding av aminet til skummene fører til permanenthet hvilket sterkt letter efterskum-ningsreaksj onene og den efterfølgende langsom-me herdning av skummet. Det forhindrer også utviklingen av ubehagelige ammoniakalske lukter.
De foretrukne dialkyl-alkanolamin- eller al-kyldialkanolamin-katalysatorer er bevegelige væsker, lett oppløselige i vann, i propylen eller vannstrømmen. De er relativt billige å fremstille og behøver ikke å underkastes dyre rens-ningsbehandlinger da nærvær av små mengder kommersielle forurensninger, såsom alkyl-dialkanolaminer, trialkylaminer og kondensater av typen:
nedsetter ikke virkningen av katalysatoren, da forurensningene fremdeles er katalytisk virk-somme. Heldigvis er pris- og viskositetsforhol-dene størst ved den foretrukne methyldialkanol-amin, dimethyl- og diethyl-alkanolaminer.
I alminnelighet er det når mindre enn 1
pst. alkylalkanolamin anvendes, et tilstrekkelig overskudd av isocyariat i reaksjonsblandingen uten å gjøre noe tillegg for det som vil reagere med hydroxylgruppene i katalysatoren.
I det følgende er det en beskrivelse i form av eksempler på fremgangsmåter ved utførel-se av foreliggende oppfinnelse.
Skummene fremstilt på den måte som er beskrevet i de følgende eksempler ble prøvet ved
følgende metoder:
Kompres j onssetning.
British Standard Specification No 3379:1961, Appendix D.
Prøvestykkene, 5 x 5 x 2,5 cm, ble sammen-trykket til 25 pst. av sin opprinnelige høyde og holdt slik ved 70°C i 22 timer. Efter 30 minutters opphold ved værelsestemperatur ble tap i høyde notert som en prosent av den opprinnelige høyde.
Bruddforlengelse og strekkfasthet.
British Standard Specification No. 3379:1961, Appendix C.
Prøvene ble utført på de herdede skum og også efter varmeeldning i 16 timer ved 140°C og fuktighetseldning i en dampautoklav i 3 timer ved 105°C.
Nedtrykningshårdhetsegenskaper:
British Standard Specification No. 3667: Part 2: 1963.
Fremgangsmåten beskrevet i denne spesifi-kasjon ble fulgt under anvendelse av prøvestyk-ker 51 mm tykke, idet resultatene ble uttrykt i lbs./50 square inches ved 25 pst., 50 pst. og 65 pst. nedtrykning.
Spenstighet:
Fallende kuleteknikk: ASTM D-1564-59T Suffix R.
En stålkule 12,7 mm i diameter ble sluppet fra 457 mm på midten av prøvestykket som hadde en tykkelse av 51 mm. Tilbakespretnings-høyden ble uttrykt som en prosent av fallhøyden.
Rivestyrke:
ASTM Method D-1564-59 T (Suffix G Tear Resistance Test).
Prøvestykker 152 mm x 25 mm x 25 mm ble skåret på langs til en dybde av 38 mm. De to deler ble trykket fra hverandre av prøvemaski-nen som arbeidet med en adskillelseshastighet på kjevene på 51 mm pr. minutt.
Porøsitetsprøve:
Denne prøve er blitt anordnet for å mulig-gjøre en sammenligning mellom porøsitetene av tilsvarende stykker av «fleksible urethanskum. Prøver av fleksibelt skum 50 mm i tykkelse skåret ut av 254 mm firkantede stykker av skum i avstander mellom 75 mm og 125 mm fra bunnen av skummet, anbringes mellom to ring-klemmer, 50 mm i diameter anbragt 50 mm fra hverandre. Et glassrør med 19 mm innvendig
diameter, 24,5 mm utvendig diameter, anbragt
konsentrisk med de skumunderstøttende ringer,
trykkes 10 mm inn i midten av skumprøvestyk-ket, idet man er forsiktig med ikke å skjære eller
skade den plane overflate av skummet. Luft fø-res gjennom røret med en hastighet på 8 l/min
og motstanden som bevirkes av nærværet av
skum på luftgjennomgangen, måles og et mano-meter inneholdende ethanol som indikerings-væske.
Skumprøven snues og mottrykket måles
igjen. De verdier som er angitt under overskriften porøsitet i de efterfølgende tabeller i eksempel 1, 2, etc, refererer seg til det gjennomsnittlige mottrykk målt ved de to overflater av
hver skumprøve.
Sammenligning av katalytisk virksomhet.
For å sammenligne den katalytiske virksomhet av de hydroxy-tertiære aminer ifølge foreliggende oppfinnelse i det éntrinns urethan-skumsystem ble der anordnet en standard hånd-blandingsfremgangsmåte. Fremgangsmåten innbefatter anvendelse av en fastsatt molarkonsen-trasjon av aminet som prøves i en fastsatt formulering under anvendelse av en standardisert
blandingsmåte og reaktant-temperaturer. Formuleringen anvendt i eksempel 1 og 2 var som
følger:
Mengden av tolylen-diisocyanat T i vektdeler som kreves for å reagere med 100 vektdeler av en polyether med: i en formulering hvori anvendes ytterligere vann = W (i vektdeler pr. 100 vektdeler polyol) er gitt ved:
Ved fremstillingen av skum beskrevet i ek- på grunn av lav katalytisk aktivitet av noen semplene, ble bestanddel A 300 g innveiet i et aminer som ble anvendt for sammenligningsfor-polyethylenbeger, bestanddel B bestående av en mål, eller i tilfeller hvor ingen aminer ble an-oppløsning av siliconolje «L-520» 3 vektdeler, vendt, kom ingen «health»-bobler tilsyne, og hev-oppløst i 10,8 vektdeler vann og inneholdende ningstiden ble tatt til det punkt da maksimal - den passende mengde av det amin som skulle høyden ble nådd.
prøves, ble blandet med bestanddel A i 20 se- Skummene ble overført til en varmluftsovn kunder ved lav blandingshastighet, under unn- innstilt på 120° C og forherdet i 10 minutter, gåelse av luftinneslutninger såvidt mulig. Tem- Eventuell tilbøyelighet til å krympe efter av-peraturen på blandingen ble innstilt på 22°C. sluttet hevning ble målt langs «flolinjen» på Blandingen ble utført ved hjelp av en rører sidene av esken. Skummene ble så flekket ut med en flat skive 57 mm i diameter med åtte av eskene og herdet ved 120°C i 2 timer.
«D»-formede kopper stemplet fra den øvre over- Et tidsrom på minst 18 timer fikk lov til å flate 8 mm fra periferien av skiven. Rotasjonen henstå før oppskjæringen og den fysikalske av skiven ble avpasset slik at den åpne side av prøvning. I hvert tilfelle ble produktene skåret koppene var rettet i rotasjonsretningen. Skive- ved 25 mm, 75 mm, 125 mm og 150 mm fra røreren ble drevet med en rheostat-regulert 1/8 bunnen, idet midtseksjonen fra 75 til 125 mm H.K. elektrisk motor med maksimalhastighet un- ble anvendt ved bestemmelsen av nedtryknings-der belastning på 7000 omdr. pr. min. hårdhetsegenskapene, gjennomsnittlig skumtett-Efter blandingen og temperaturinnstillingen het og porøsitet. Seksjonen fra 125 til 150 mm av bestanddelene A, B og C; ble bestanddel C ble. anvendt for kompresjons-setningsprøven.
(141 g) hurtig tilsatt til komponentene A og B
i begere og det hele omrørt ved maksimalhastig- Eksempel<1.>
het i 6 sekunder. Skumblandingen ble overført Skumprøvene IA til 1J ble fremstilt ved stan-til en 254 mm firkantet pappbeholder og et stop- dardbetingelsene beskrevet ovenfor med hensyn peur ble samtidig satt igang. Skumstigningen til den generelle fremgangsmåte. Avvikelser fra ble bedømt som værende ferdig ved tilsynekom- standardfremgangsmåten er vist i tabellen nesten av «health»-bobler på skumoverflaten og denfor med hensyn til mengdene av de anvendte hevningstiden ble notert. I de tilfelle hvor for- katalysatorer. Den eneste annen avvikelse fra muleringene viste seg å være ubalansert, enten standardfremgangsmåten var under fremstillin-
gen av skummene ID, 1E og 1F, da det var nød-vendig å nedsette blanderhastigheten til 2500 omdr. pr. min. Til tross for den relativt høye forekomst av lukkede celler hadde skummene bortsett fra ID, 1E og 1F en fin regelmessig struktur og hadde tettheter på 28,0 ± 1,1 kg/m<3>.
Med unntagelse av de tre skum, ID, 1E, 1F, hadde resten kompresjonssetninger på mindre enn 10 pst. Resultatene av forsøkene som er omtalt nedenfor, viser at hverken stannooctoat eller dimethylethanolamin er tilfredsstillende som enste katalysator.
Et polyurethanskum ble fremstilt ved be-gynnelsen av denne serie under anvendelse av et relativt standard kommersielt katalysatorsystem inneholdende 0,12 deler triethylendiamin og 0,3 deler stannooctoat pr. 100 deler polyol, som katalysator. Dette skum steg til sin maksimums-høyde i løpet av 80 sekunder og når det ble prø-vet i det anvendte standard porøsitetsapparat, som beskrevet ovenfor, hadde det en motstand på 1,6 cm. Med hensyn til hevningstid og porø-sitet og andre fysikalske egenskaper viste skummet seg fordelaktig sammenlignet med kommersielle skum av lignende tettheter. Ved den anvendte standard porøsitetsprøve er en verdi på mindre enn 2,5 cm god og lukkede celler kan ikke påvises i denne form. Ved en verdi på 7,5 cm er lukkede celler påvisbare ved berøring og over 10 cm er lukkede celler meget fremhers-kende, skjønt ennu ikke i tilstrekkelig mengde til å bevirke krympning eller misformning av skummet. I det annet av de utførte standard forsøk ble triethylendiamin sløyfet frå formuleringen, men stannooctaninnholdet ble holdt på 0,3 deler pr. 100 deler polyol. Hevningstiden øket til 136 sekunder og porøsitetsfaktoren til 10,1, hvilket viste at triethylendiamin var an-svarlig for en reduksjon på 50 sekunder i hevningstiden og var nødvendig for å sikre et åpent, porøst og kommersielt godtagbart skum. Fordobling av mengden av stannooctoat (eksempel 1C) nedsatte hevetiden til 95 sekunder, hvilket viste at stannooctoat er en dårlig blåsekatalysator, men skummet var lukket å føle på, idet det hadde et betraktelig større antall lukkede celler enn eksempel IB og et porøsitetstall på 24,7. Det ville ha vært uantagelig kommersielt. Eksempel ID, 1E, 1F viser at en av de foretrukne katalysatorer N,N'-dimethylaminoethanol, er uvirksom som eneste katalysator selv når det anvendes i mengder som ville være ubrukbart høye. Skummene var smuldrende og sprakk stygt. Den neste serie (eksemplene 1G til 1J) er tilbake til det foretrukne 0,3 innhold av stannooctoat og for-søker å anvende alkanolaminer som tidligere har vært foreslått som tverrbindingsmidler for urethanskum, som aminkatalysator. Disse er monoethanolamin, diethanolamin, triethanolamin og triisopropanolamin. Bortsett fra en svak in-dikasjon i tilfelle av triisopropanolamin, er der intet tegn på katalytisk aktivitet, bestemt ved nedsettelse av hevetiden sammenlignet med stannooctoat alene, og, som det kunne ventes, er der et øket innhold av lukkede celler og enndog ytterligere nedsettelse i porøsitet.
Eksempel 2.
Forsøkene 2A til 2L hvis resultater er vist i
tabellen nedenfor, ble utført i overensstemmelse med standard skumningsbetingelsene og for-søksmetodene beskrevet ovenfor. I disse forsøk ble der anvendt 0,3 deler stannooctoat sammen med 4,3 millimol pr. 100 deler polyol, av de tertiære aminoalkoholer ifølge oppfinnelsen. Alle de fremstilte skum hadde tettheter på 28,0 ± 1,1 kg/m<3>og kompresjonssetninger på mindre enn 10 pst.
Eksemplene 2C—21 under anvendelse av di-alkylmonoalkanolaminer med under 11 carbonatomer eller monoalkyldialkanolaminer med under 8 carbonatomer, viser nedsatt hevetid sammenlignet med standarden 2B ved anvendelse av stannooctoat alene, hvilket indikerer katalytisk aktivitet på blåsningsreaksjonen. Det beste var fordelaktig sammenlignet med hevetiden for standardformuleringen (2A) hvor der ble anvendt triethylendiamin og stannooctoat. De mere aktive av aminkatalysatorene anvendt ved eksemplene ga skum med en endog bedre porøsi-tet enn den kommersielle standard, mens alle var vel godtagbare.
Det vil sees at ved ekvimolar konsentrasjon synker den katalytiske aktivitet, målt ved hevningstiden, med økende molekylvekt. Eksemplene 2J, 2K og 2L anvender alkanolaminer av endog høyere molekylvekter og det sees at ved disse konsentrasjoner, kan ingen katalytisk aktivitet iakttaes, idet hevetidene er lik eller større enn standarden ved anvendelse av stannooctoat alene, mens porøsiteten er liten, og i det hele tatt, bedre. Det antas at nedsetningen i katalytisk aktivitet skyldes molekylær kompleksitet og sterisk hindring. Det vil også sees at den hur-tigste av standardformuleringene under anvendelse av 0,3 deler stannooctoat og 0,12 deler triethylendiamin (til 1,0 millimol triethylendiamin) pr. 100 deler polyol er så hurtig i hevning som det mest aktive amin (dimethylaminoethanol) som prøves, skjønt sistnevnte anvendes i en mengde av 4,3 millimol. At monoethanolamin og diethanolamin (henholdsvis primært og sekundært amin) ikke er vellykket, kan forklares ved den hurtige reaksjon som utvilsomt inntrer mellom NH2eller NH-gruppen og en isocyanatgruppe. Dette kan ikke forklare mangelen på aktivitet i triethanolamin og triisopropanolamin, men svikten her kan skyldes steriske faktorer da det er alminnelig antatt at den større aktivitet av triethylendiamin i det minste delvis skyldes fravær av sterisk hindring.
Eksempel 3.
Forsøk 3A til 3F for hvilke resultatene er vist i den følgende tabell, ble utført i henhold til de standard skumningsbetingelser og prøve-metoder som er beskrevet under overskriften «Sammenligning av katalytisk aktivitet». Amin-ene som ble prøvet, var dem som er beskrevet i eksempel 2, nr. 2G—2L som hadde vist middels eller lav katalytisk aktivitet ved anvendelse i konsentrasjon på 4,3 millimol pr. 100 deler polyol.
For formålene ved dette eksempel ble konsentrasjonen av amin som ble anvendt i hvert forsøk, øket til 8,6 millimol pr. 100 deler polyol for å fastlegge om hevetiden for skummet kunne forbedres ved denne fremgangsmåte uten å skade andre fysikalske egenskaper av skummene. Sammenligning av skum hevetidene i ovenstående tabell og porøsitetstallene erholdt ved to konsentrasjoner av hver aminkatalysator, viser at hevetidene ble bare svakt nedsatt og med unntagelse av eksempel 3A, var skumporøsitetene meget dårligere, ved de høyere konsentrasjoner av aminkatalysatorer. Det er derfor klart at det ikke er mulig å få et balansert skumsystem bare ved å øke konsentrasjonen av en aminkatalysator som oppviser dårlig aktivitet på grunn av molekylær kompleksitet eller steriske hindrings-faktorer.
Tallene i spalter 3 og 5 i ovenstående tabell ble tatt fra tabellen i eksempel 2, nr. 2G til 2L.
Eksempel 4.
Det er viktig at et nytt katalysatorsystem
bør være anvendbart under de videst mulige skumningsbetingelser. Blant de mere kritiske formuleringer er dem som angår fremstillingen av skum med lav tetthet. Det er vanlig å anvende et hjelpeblåsemiddel, en flyktig klorfluor-holdig forbindelse, såsom triklorfluormethan
(kokepunkt 23,8°C) eller diklorfluormethan (kokepunkt —29,8°C) for å få lave skumtettheter. Methylenklorid (kokepunkt 40°C) kan anvendes som blåsemiddel skjønt dets høyere kokepunkt gjør det nødvendig å anvende høyere temperaturer på polyolstrømmen for fullt å utnytte hele blåsepotensialet. Vanskeligheter kan oppstå ved fremstillingen av et stabilt skum særlig i de første stadier av en éntrinnsprosess på grunn av senkningen av viskositeten av polyolstrøm-men og aktiveringen av stannooctoatkatalysato-ren som bevirkes av den høyere strømtemperatur. Ved anvendelse av diethylaminoethanol som
aminkatalysator, er det mulig å fremstille skum av lav tetthet under anvendelse av methylenklorid som blåsemiddel under de ovenfor angitte kritiske betingelser. Formuleringen som er anvendt i dette eksempel muliggjør fremstillingen av et skum av tetthet 20,0 kg/m<3>. I stor skala ville man vente at skumtettheten kunne ned-settes til ca. 16 kg/m3 på grunn av den bedre utnyttelse av reaksjonsvarmen.
Skummene var spenstige (spenstighet = 41
pst.), hadde lav tetthet (18,7 kg/m<3>) og hadde middels til lav lastbærende egenskaper for skum av denne tetthet. Porøsiteten bestemt ved den ovenfor beskrevne metode, var 1,0.
Eksempel 5.
De foretrukne (3-hydroxy-tertiære aminkatalysatorer kan anvendes ved fremstilling av fleksible skum av den supermyke type. Prinsippet ved fremstillingen av disse skum går ut på anvendelsen av en formulering inneholdende vesentlige mengder av en polyethertriol med relativt høyt hydroxyltall og en T.D.I. indeks betraktelig la-vere enn 100. Hovedhensikten er å frembringe et fleksibelt skum med et lavt nedtryknings-hårdhetsindeks og meget lav spenstighet, uten tap av den lave kompresjonssetning, som er ka-rakteristisk for normale fleksible skum som bru-kes ved lastbærende anvendelser.
Formuleringen som ble anvendt i båndblan-dingsforsøket avvek betraktelig fra den som vanligvis anvendes i nærvær av diaza-bicyclo-octan som aminkatalysator. Når sistnevnte anvendes, har det ikke vist seg mulig ved anvendelse av en 80:20 blanding av en glycerol-basert polyoxypropylentriol med henholdsvis 1050 og 300
i gjennomsnittlig molekylvekt, å anvende mere enn 0,05 deler stannooctoat pr. 100 deler polyol. Dessuten var den T.D.I. indeks som var nødven-dig for å gi et skum med en godtagbar kompresjonssetning, 85. Ved anvendelse av dimethylethanolamin som aminkatalysator er det imidlertid mulig å nedsette T.D.I. indeksen til 75 og anvende betraktelig mere stannooctoat og å bevirke en betraktelig nedsettelse av skumheveti-den. Denne siste faktor er av viktighet i kommersiell blokkskumfremstilling hvor det er viktig at skummet må ha tilstrekkelig mekanisk styrke til å være selvbærende ved slutten av den første del av transportsystemet fra hvilket punkt sidestøttende anordninger ikke er tilstede.
Formuleringen anvendt for å fremstille super-myke skum under anvendelse av dimethylethanolamin som aminkatalysator, var som føl-ger:
Eksempel 6
Det foregående eksempel belyser anvendelsen av et dialkylalkanolamin som katalysator i en formulering for fremstilling av et «super-myktf skum av middels tetnet ved den ovenfor beskrevne håndblandingsteknikk. En videre anvendelse av aminkatalysatorene ifølge foreliggende oppfinnelse for å fremstille «super-myke» skum av meget lav tetthet i formuleringen inneholdende høye konsentrasjoner av vann og triklorfluormethan som hjelpeblåsemiddel, er be-lyst i eksempel 6. Anvendelsen av dimethylethanolamin som katalysator ved blåsereaksjonen, muliggjør økningen av stanno-konsentrasjonen og følgelig har skum fremstilt fra et slikt system relativt korte levetider. Det er ofte nødyendig å øke lengden av sidestøttene ved blokkskumningsoperasjoner av hensyn til en sakte hevning og forherdningstidene ved fremstilling av «super-myke» skum av lav tetthet. «Super-myke» skum kan imidlertid fremstilles under anvendelse av formuleringer basert på de nye dialkylalkanolaminkatalysatorer på konvensjonelle blokkskumningsmaskiner uten å anvende sidestøtter av øket lengde.
En typisk éntrinns formulering basert på en 80:20 blanding av polyoxypropylentrioler (med gjennomsnittsmolvekter på henholdsvis 1050 og 3000) under anvendelse av dimethylethanolamin som den tertiære aminkatalysator, ble fremstilt ved en 4 strøms urethanskum målings- og blandingsmaskin som arbeidet med en totalkapasitet på 13,6 kg/min. Sammensetningen av formuleringen var som følger:
Blanderen som ble anvendt på maskinen besto av en sylinder forsynt med en «maiskolbe» - totrinns høytskjærende blander. Rotasjonshastigheten var 100 omdr. pr. min. 38 cm's bokser ble fylt fra maskinen og herdet på vanlig måte, dvs. i 2 timer ved 120°C. Skummene ble tatt ut av boksene og skåret i 63 mm skiver begyn-nende fra bunnen. Burinskivene ble kastet. De neste fire skiver ble betegnet som følger:
og ble anvendt på følgende måte.
De LM og T skiver ble anvendt ved bestemmelse av strekkfasthet og bruddforlengelse, rivefasthet, kompressjonssetning og spenstighet.
M og ØM skivene ble anvendt ved bestemmelse av nedtrykningshårdhetstallene under anvendelse av en 12" indentor som foreskrevet i British Standard Specification No. 3379:1961, Appendix A.
Midtskiven ble anvendt ved bestemmelse av den gjennomsnittlige skumtetthet.
Ingen vanskeligheter oppsto under eller efter fremstillingen av skumprøvene. Hastigheten av skumhevningen var jevn under hele hevningsperioden og de fysikalske prøvetall er angitt nedenfor.
Fysikalske prøveresultater. Én- trinns «super-myke», urethanskum fremstilt med dimethylethanolamin som eneste aminkatalysator:
Eksempel 7.
En typisk éntrinns skumformulering basert på en polyoxypropylentriol med 3000 i gjennomsnitts molekylvekt og diethylethanolamin som tertiær aminkatalysator ble bearbeidet gjennom en 3-strøms urethanskummatnings- og blan- 4,2 kg pr. min. Sammensetningen av formu-dingsmaskin som hadde en totalkapasitet på leringen var som følger:
Den anvendte blander på maskinen besto av et sylindrisk løp med en konisk endeseksjon, idet løpet hadde åtte rader med faststående pinner, fire pinner i hver rad. Motoren hadde ni rader med pinner, to pinner i hver rad, unn-tatt i stopp- og bunnrekkene som hver inne-holdt fire pinner. Rotasjonshastigheten ble innstilt på 300 omdr./min, dvs. lik den som ble anvendt ved konvensjonelle diaza-bicyclooctan-katalysator. 38 cm firkantede esker ble fylt fra maskinen og herdet på vanlig måte, dvs. i 2 timer ved 120° C. Skummene ble tatt ut av boksene og skåret i 63 mm tykke skiver begyn-nende fra bunnen. Bunnskivene ble kastet. De neste fire skiver ble betegnet som følger:
og ble anvendt på følgende måte..
LM og T skivene ble anvendt ved bestemmelse av strekkfasthet og bruddforlengelse, rivstyrke, kompresjonssetning og spenstighet.
M og ØM skivene ble anvendt for å bestemme nedpresningshårdhetstallene under anvendelse av en 12" indentor som foreskrevet i British Standard Specification No. 3379:1961, Appendix A.
Midtskiven ble anvendt for å bestemme den gj ennomsnittlige skumtetthet.
Ingen vanskeligheter oppsto under eller efter fremstillingen av skumprøvene. Hastigheten av skumhevningen var jevn under hele hevningsperioden og de fysikalske prøvetall angitt nedenfor er kunstige på alle måter sammenlignet med dem for maskinfremstilte skum fremstilt fra konvensjonelle formuleringer:
Fysikalske prøveresultater av én- trinns urethanskum fremstilt med diethylethanolamin som eneste aminkatalysator..
Eksempel 8.
Anvendbarheten av p-hydroxyl-holdige tertiære aminer ifølge foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til fremstillingen av skum med middels og lav tetthet. Dette eksempel illustre-rer anvendelsen av en dialkylmonoalkanolamin-katalysator ved fremstilling av et fleksibelt skum med høy tetthet inneholdende et uorganisk fyllstoff. Med et slikt system i hvilket der anvendes relativt lave vannkonsentr as joner, er anvendelsen av en tertiær aminkatalysator med betraktelig aktivitet overfor geleringsreaksjonen i tillegg til blåsereaksjonen en ulempe da en relativt større akselerasjon av blåsereaksjonen er nødvendig for å fremstille skum med en åpen cellestruktur. Ved å anvende dimethylethanolamin sammen med stannooctoat er det mulig å skille blåsnings- og polymeriserings-funksj onene skarpere og derved sikre en avba-lansert formulering.
En formulering utviklet for fremstillingen av fylte skum av høy tetthet under anvendelse av dimethylethanolamin, var som følger:
Skumformuleringen ble bearbeidet på en trestrøms målings- og blandingsmaskin som beskrevet i eksempel VII, og som arbeidet ved en totalproduksjon på 5 kg/min. Skumblandingen ble heldt i 38 cm firkantede bokser og steg til maksimalhøyde i 95 sekunder. Efter herdning i 2 timer ved 120° C og henstand over natten ved værelsetemperatur viste et lag skårét fra midten av prøven følgende fysikalske egenskaper: Skumtetthetkg/m3 64
Nedpresningshårdhetsegenskaper:
lbs/50 sq. inches, 2 inch skive
ved 25 % nedpresning 35,2
» 65 % » 100
Forhold mellom 65%/25% kompresjonsbelast-ninger 2,84
75 % kompresjonssetning (efter 22 timer ved
70°C) 4,5
Spenstighet % tilbakespretning 40
Skummet hadde fin jevn struktur, og var
åpent for luftgjennomgang.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av fleksible polyurethanskum ved omsetning i et enkelt trinn av et polyfunksjonelt organisk iso-
cyanat, fortrinnsvis et aromatisk diisocyanat, med vann og en polyoxyalkylenforbindelse, fortrinnsvis en polyoxy-alkylen-glycoletherdiol med en molekylvekt på fra 1000 til 3000 eller en polyoxyalkylen-glycolethertriol med en molekylvekt på fra 1000 til 6000, i nærvær av et skumstabiliseringsmiddel, en tinnkatalysator og en aminkatalysator, karakterisert ved at der som tinnkatalysator anvendes et stanno-salt av en organisk syre og eventuelt en organo-tinnforbindelse med en direkte carbon-tinnbinding, og som aminkatalysator anvendes et tertiært amin med ikke over 11 carbonatomer og minst én f5-hydroxylgruppe, idet andre aminkatalysatorer med to nitrogenatomer i molekylet er praktisk talt fraværende.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der som tertiært amin anvendes N,N-dimethylethanolamin, N,N-diethylethanolamin eller N,N-dimethylisopropanolamiri i mengder på 0,3 til 1,2 pr. 100 vektdeler polyoxyalkylenforbindelse .
NO157165A 1964-03-12 1965-03-11 NO115154B (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB10558/64A GB1091604A (en) 1964-03-12 1964-03-12 Improvements in or relating to polyurethane foams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO115154B true NO115154B (no) 1968-08-12

Family

ID=9970056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO157165A NO115154B (no) 1964-03-12 1965-03-11

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3520835A (no)
BE (1) BE660987A (no)
DE (1) DE1569118A1 (no)
DK (1) DK111643B (no)
ES (1) ES310437A1 (no)
FR (1) FR1431982A (no)
GB (1) GB1091604A (no)
NL (1) NL6503134A (no)
NO (1) NO115154B (no)
SE (1) SE317200B (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3931387A (en) * 1973-04-17 1976-01-06 Inter-Polymer Research Corporation Catalyst system for injection molding polyurethanes
US4049931A (en) * 1975-05-29 1977-09-20 Union Carbide Corporation Catalyst systems containing dimethylamino ether mono-ols for polyurethane foam formation
US4026840A (en) * 1975-06-09 1977-05-31 Air Products And Chemicals, Inc. Hydroxyalkyl tertiary amine catalysts for isocyanate reactions
US4228248A (en) * 1979-02-12 1980-10-14 Texaco Development Corp. Morpholine derivatives and use as polyurethane catalyst
DE3021293A1 (de) * 1980-06-06 1981-12-24 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von elastischen polyurethanschaumstoffen
US4380591A (en) * 1982-02-03 1983-04-19 Union Carbide Corporation Novel amino catalyst mixture for stabilization of polyurethane foam
US4980385A (en) * 1989-05-22 1990-12-25 Basf Corporation Polyurethane/polycarbonate compatibility
US5229430A (en) * 1990-07-30 1993-07-20 Tosoh Corporation Amine catalyst for producing polyurethane and process for producing polyurethane
DE69122574T2 (de) * 1990-07-30 1997-02-20 Tosoh Corp Aminkatalysator zur Herstellung von Polyurethanschäumen und Verfahren zur Herstellung dieser Schäume
US5633293A (en) * 1995-11-30 1997-05-27 Air Products And Chemicals, Inc. Hydroxy-functional triamine catalyst compositions for polyurethane production
JP5194801B2 (ja) * 2006-02-10 2013-05-08 旭硝子株式会社 ウレタン樹脂の製造方法および粘着剤
DE102007046860A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-09 Evonik Goldschmidt Gmbh Aminkatalysatoren geeignet zur Herstellung emissionsarmer, rekatalysestabiler Polyurethanweichschaumstoffe
US8980965B2 (en) 2007-10-26 2015-03-17 Tosoh Corporation Method for producing polyester type flexible polyurethane foam, and catalyst composition to be used therefor
EP2295438B2 (en) 2008-05-30 2025-03-26 Tosoh Corporation Process for producing hydroxyalkyltriethylenediamine compound, and catalyst composition for the production of polyurethane resin using the hydroxyalkyltriethylenediamine compound
KR101824757B1 (ko) 2010-12-22 2018-03-14 토소가부시키가이샤 신규한 환상 아민 화합물 및 이를 이용한 폴리우레탄 수지의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA628220A (en) * 1961-09-26 E. Kraus Robert Catalyst system for polyurethane foam
NL125854C (no) * 1958-11-03

Also Published As

Publication number Publication date
BE660987A (no) 1965-07-01
ES310437A1 (es) 1965-07-01
GB1091604A (en) 1967-11-22
DK111643B (da) 1968-09-23
FR1431982A (fr) 1966-03-18
SE317200B (no) 1969-11-10
NL6503134A (no) 1965-09-13
DE1569118A1 (de) 1970-04-16
US3520835A (en) 1970-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103814081B (zh) 用于生产高空气流动性聚醚泡沫的方法及由该方法生产的泡沫
NO115154B (no)
US3836488A (en) Tris(2-(dimethylamino)ethyl)amine as catalyst for the preparation of polyurethanes
CN101535235A (zh) 含有低聚天然油多元醇的粘弹性聚氨酯泡沫
US10793692B2 (en) Viscoelastic flexible foams comprising hydroxyl-terminated prepolymers
US4144386A (en) Process for the production of flexible polyurethane foams
JP2008144171A (ja) カシューナッツ殻液に基づく新規ポリエーテルポリオール、これらのポリエーテルポリオールの製造方法、これらのポリエーテルポリオールから製造される軟質発泡体、およびこれらの発泡体の製造方法
US3060137A (en) Preparation of cellular polyurethane plastics
MXPA00000238A (es) Proceso para preparar espuma de poliuretano.
US6423756B1 (en) Process to improve polyurethane foam performance
RU2403268C2 (ru) Новый модификатор пены, пены, полученные из этого нового модификатора пены, и процесс для получения этих пен
US5373030A (en) Polyurethane foams having improved retention of insulative properties and methods for the preparation thereof
CN109476807B (zh) 自催化多元醇
NO134841B (no)
JP2019519657A (ja) 発泡イソシアネート系ポリマー
US3770671A (en) Polyurethanes produced oxyalkylated resoles
CN107428901B (zh) 聚醚多元醇组合物
NO151527B (no) Glidelaasbaerer med luftehull
CA3143005A1 (en) Process for making a flexible polyurethane foam having a hardness gradient
JPH1053635A (ja) ポリウレタン重合体に用いられる反応性アミン触媒
JPS6052168B2 (ja) レジリエンスの高いポリウレタンフオ−ムの製造法
NO127755B (no)
JP7668065B1 (ja) ポリウレタンフォーム製造用組成物及び発泡体
MXPA04009801A (es) Una mezcla reactiva a isocianato mejorada y procedimiento para su preparacion.
EP3763763A1 (en) Process for preparing a reticulated flexible polyurethane foam