Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen mit verbesserter FormstandzeitProcess for the production of rigid polyurethane foams with improved mold life
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Urethangrup- pen aufweisenden Hartschaumstoffen, welche sich durch hervorragende Formstandzeit auszeichnen. Bessere Formstandzeit bedeutet eine erhöhte Produktivität und führt somit zu niedrigeren Produktionskosten.The present invention relates to a process for the production of rigid foams containing urethane groups, which are characterized by excellent mold life. Better mold life means increased productivity and thus leads to lower production costs.
Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen geschlossenzelligen Urethan-, Harnstoff- und Biuretgruppen enthaltenden Hartschaumstoffen sind allgemein bekannt. Zur Herstellung derartiger Hartschaumstoffe werden üblicherweise aromatische Polyisocyanate mit Polyolen, vorzugsweise Polyethern und Polyesterpolyolen, in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren und Hilfs- und Zusatzstoffen zur Reak- tion gebracht.Processes for the production of rigid cellular urethane, urea and biuret groups containing rigid foams are generally known. For the production of such rigid foams, aromatic polyisocyanates with polyols, preferably polyethers and polyester polyols, are usually reacted in the presence of blowing agents, catalysts and auxiliaries and additives.
Die Produktion von Verbundelementen aufgebaut aus einem PU-Hartschaumstoff und mindestens einer Deckschicht aus einem starren oder elastischen Material, wie z.B. Papier, Kunststoff, Metallblechen, Glasvliesen, Spanplatten u.a. ist an sich bekannt. Bekannt ist ferner die Ausschäumung von Hohlräumen in Haushaltsgeräten, insbesondere Kühlmöbel, wie z.B. Kühlschränke oder Kühltruhen, oder auch Heizwasserspeicher mit PU-Hartschaum als Wärmedämmstoff.The production of composite elements made of a rigid PU foam and at least one cover layer made of a rigid or elastic material, such as Paper, plastic, sheet metal, glass fleece, chipboard, etc. is known per se. The foaming of cavities in household appliances, in particular refrigerated cabinets, such as e.g. Refrigerators or freezers, or heating water tanks with PU rigid foam as thermal insulation.
In der DE 19 502 578 wird ein Verfahren beschrieben, 40-80 Gew.-% eines o-TDA PO Polyethers einzusetzen, um einen PU Hartschaumstoff herzustellen. Nachteilig an derartig hergestellten Schaumstoffen ist die schlechte Haftung zwischen Deckschicht und PU-Hartschaum. In der DE 196 34 700 wird ein Verfahren beschrieben, wie man durch Einsatz von 20-80 % eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 500 aus primäre und oder sekundäre Aminogruppen aufweisenden Di- oder Polyaminen mit Alkylenoxiden mit Rizinusöl problemlos verschäumbareDE 19 502 578 describes a method of using 40-80% by weight of an o-TDA PO polyether to produce a rigid PU foam. A disadvantage of foams produced in this way is the poor adhesion between the top layer and rigid PU foam. DE 196 34 700 describes a process for easily foaming with castor oil using alkylene oxides with alkylene oxides using 20-80% of an addition product with an OH number of at least 500 di- or polyamines containing primary and / or secondary amino groups
Polyolformulierungen erhält.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartformschaumstoffen mit kürzerer Formstandzeit zur Verfügung zu stellen. Die Formstandzeit ist ein wesentliches Kriterium für einen Hartschaum, der für die Ausschäumung von Kühlgeräten eingesetzt wird.Receives polyol formulations. The object of the present invention was to provide a process for the production of rigid polyurethane foams with a shorter mold life. The mold life is an essential criterion for a rigid foam that is used for the foaming of cooling devices.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei Einsatz von 5-25 % eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisenden Di- oder Polyaminen mit Alkylenoxiden mit den im Hartschaum üblichen Polyethern bzw. Polyestern eine deutliche Reduktion derSurprisingly, it has now been found that when 5-25% of an addition product with an OH number of at least 550 from primary and / or secondary amino groups having di- or polyamines with alkylene oxides is used with the polyethers or polyesters customary in rigid foam, a significant reduction in
Quellung (Höhenänderung eines Formteils) bewirkt und damit verbunden eine deutliche Verbesserung der Formstandzeit erreicht.Swelling (change in the height of a molded part) brings about a significant improvement in the tool life.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Poly- urethan-Hartschaumstoffen durch Umsetzung vonThe invention relates to a process for the production of rigid polyurethane foams by reacting
1. Polyisocyanaten mit1. Polyisocyanates with
2. 5-35 % eines Additionsproduktes mit einer OH-Zahl von mindestens 550 aus primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisende Di- oder Polyami- nen mit Alkylenoxiden2. 5-35% of an addition product with an OH number of at least 550 from primary and / or secondary amino groups having di- or polyamines with alkylene oxides
3. höhermolekularen Polyethern und/oder Polyestern mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen und gegebenenfalls3. High molecular weight polyethers and / or polyesters with at least two reactive hydrogen atoms and optionally
4. niedermolekularen Kettenverlängeren und/oder Vernetzern in Gegenwart von4. low molecular weight chain extenders and / or crosslinkers in the presence of
5. Treibmitteln und Wasser sowie 6. an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen.5. blowing agents and water and 6. known auxiliaries and additives.
Bevorzugt wird das Additionsprodukt in einer Konzentration von 5-25 Gew.-% eingesetzt.
BeispieleThe addition product is preferably used in a concentration of 5-25% by weight. Examples
Beispiel 1example 1
Herstellung des PU-HartschaumstoffesProduction of the rigid PU foam
A-Komponente bestehend ausA component consisting of
57,0 Gew.-Teilen eines Polyetherpolyols der Hydroxylzahl 470, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an ein Zucker/Propylenglykol-Gemisch.57.0 parts by weight of a polyether polyol having a hydroxyl number of 470, prepared by polyaddition of propylene oxide to a sugar / propylene glycol mixture.
19,0 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 605, hergestellt durch19.0 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 605, produced by
Polyaddition von Propylenoxid an Toluylendiamin. 9,5 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 620, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Ethylendiamin. 9,5 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 112, hergestellt durchPolyaddition of propylene oxide to toluenediamine. 9.5 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 620, prepared by polyaddition of propylene oxide to ethylenediamine. 9.5 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 112, prepared by
Polyaddition von Propylenoxid an Propylenglykol. 1 ,4 Gew.-Teilen WasserPolyaddition of propylene oxide to propylene glycol. 1.4 parts by weight of water
1 ,4 Gew.-Teilen eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (Tegostab ®B 8409) 1 ,7 Gew.-Teilen N,N-Dimethylcyclohexylamin 0,5 Gew.-Teilen Pentamethyldiethylentriamin und1.4 parts by weight of a silicone-based foam stabilizer (Tegostab ® B 8409) 1.7 parts by weight of N, N-dimethylcyclohexylamine, 0.5 parts by weight of pentamethyldiethylenetriamine and
20,5 Gew.-Teilen einer Mischung aus 30 Gew.-% iso-Pentan mit 70 Gew.-Teilen cyclo-Pentan.20.5 parts by weight of a mixture of 30% by weight of iso-pentane with 70 parts by weight of cyclo-pentane.
B-KomponenteB component
Mischung aus etwa 45 % Diphenylmethandiisocyanaten und etwa 55 % Polyphenyl- polymethylen-polyisocyanaten (Roh MDI, NCO-Gehalt etwa 31 Gew.-%).Mixture of about 45% diphenylmethane diisocyanates and about 55% polyphenyl polymethylene polyisocyanates (raw MDI, NCO content about 31% by weight).
123 Gew.-Teile der A-Komponente werden mit 142 Gew.-Teilen der B-Komponente bei 1000 UpM bei 20°C intensiv in einem Becher des Durchmessers 9 cm miteinander vermischt.
Die reaktive Mischung wird in eine Form mit den Abmessungen 22 x 22 x 6 cm eingebracht, so daß die Rohdichte des entstehenden Schaumstoffes etwa 35 g/1 beträgt. Der Schaumstoff wird nach drei Minuten entformt. Die Ände- rung der Höhe (6 cm) wird nach 24 Stunden mit einem elektronischen Taster bestimmt. Sie beträgt 0,2 mm.123 parts by weight of the A component are mixed intensively with 142 parts by weight of the B component at 1000 rpm at 20 ° C. in a 9 cm diameter beaker. The reactive mixture is introduced into a mold with the dimensions 22 x 22 x 6 cm, so that the bulk density of the resulting foam is about 35 g / l. The foam is removed from the mold after three minutes. The change in height (6 cm) is determined after 24 hours with an electronic button. It is 0.2 mm.
VergleichsbeispielComparative example
Herstellung des PU-HartschaumstoffesProduction of the rigid PU foam
A-Komponente bestehend ausA component consisting of
57,0 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 470, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an ein Zucker/Propylenglykol-Gemisch.57.0 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 470, produced by polyaddition of propylene oxide to a sugar / propylene glycol mixture.
19,0 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 400, hergestellt durch19.0 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 400, prepared by
Polyaddition von Propylenoxid an Toluylendiamin. 9,5 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 620, hergestellt durch Polyaddition von Propylenoxid an Ethylendiamin. 9,5 Gew.-Teilen eines Polyetheφolyols der Hydroxylzahl 112, hergestellt durchPolyaddition of propylene oxide to toluenediamine. 9.5 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 620, prepared by polyaddition of propylene oxide to ethylenediamine. 9.5 parts by weight of a Polyetheφolyols of hydroxyl number 112, prepared by
Polyaddition von Propylenoxid an Propylenglykol. 2,1 Gew.-Teilen WasserPolyaddition of propylene oxide to propylene glycol. 2.1 parts by weight of water
1 ,4 Gew.-Teilen eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (Tegostab ®B 8409) 1 ,7 Gew.-Teilen N,N-Dimethylcyclohexylamin 0,5 Gew.-Teilen Pentamethyldiethylentriamin und1.4 parts by weight of a silicone-based foam stabilizer (Tegostab ®B 8409) 1.7 parts by weight of N, N-dimethylcyclohexylamine, 0.5 parts by weight of pentamethyldiethylenetriamine and
13,8 Gew.-Teilen einer Mischung aus 30 Gew.-% iso-Pentan mit 70 Gew.-Teilen cyclo-Pentan.
B-Komponente13.8 parts by weight of a mixture of 30% by weight of iso-pentane with 70 parts by weight of cyclo-pentane. B component
Mischung aus etwa 45 % Diphenylmethandiisocyanaten und etwa 55 % Polyphenyl- polymethylen-polyisocyanaten (Roh MDI, NCO-Gehalt etwa 31 Gew.-%).Mixture of about 45% diphenylmethane diisocyanates and about 55% polyphenyl polymethylene polyisocyanates (raw MDI, NCO content about 31% by weight).
120 Gew.-Teile der A-Komponente werden mit 145 Gew.-Teilen der B-Komponente bei 1000 UpM bei 20°C intensiv in einem Becher des Durchmessers 9 cm miteinander vermischt.120 parts by weight of the A component are mixed intensively with 145 parts by weight of the B component at 1000 rpm at 20 ° C. in a 9 cm diameter beaker.
Die reaktive Mischung wird in eine Form mit den Abmessungen 22 x 22 x 6 cm eingebracht, so daß die Rohdichte des entstehenden Schaumstoffes etwa 35 g/1 beträgt. Der Schaumstoff wird nach drei Minuten entformt. Die Änderung der Höhe (6 cm) wird nach 24 Stunden mit einem elektronischen Taster bestimmt. Sie beträgt 1 ,0 mm.
The reactive mixture is introduced into a mold with the dimensions 22 x 22 x 6 cm, so that the bulk density of the resulting foam is about 35 g / l. The foam is removed from the mold after three minutes. The change in height (6 cm) is determined after 24 hours with an electronic button. It is 1.0 mm.