DE1067207B

DE1067207B - Vorrichtung zur Regulierung der Porenstruktur von Schaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis

Info

Publication number: DE1067207B
Application number: DENDAT1067207D
Authority: DE
Inventors: Leverkusen Dr. Harold Ebneth und Hans FaIk f
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1955-12-16
Publication date: 1959-10-15
Also published as: US2948928A

Description

DEUTSCHES

kl, 39 a 19/07

DlTEBMAT. KL. B 29 f

PATENTAMT

_cq90

/17 5 F19079X/39a

ANMELDETAG: 1«. DEZEMBER 19SS

BBKANNTMACBDNG
DERANMKLDUNG
OND AOSGABE DEB
AOSLEGESCHRIFT: 15. OKTOBER 19S9

Die Herstellung von Schaumstoffen aus Polyhydroxyverbindungen und Polyisocyanaten tinter Zu· satz von Wasser oder aus Polycarboxvlverbindungen und Polyisocyanaten bei gleichzeitiger Verwendung von Aktivatoren und Emulgatoren sowie geeignete S Mischvorrichtungen, die eine gründliche und schnelle Durchmischung der Komponenten vorzunehmen gestatten, sind bekannt. Durch geeignete Variation der Komponenten und ihres Mischungsverhältnisses ist es möglich, harte oder elastische Schaumstoffe mit in weiten Grenzen variablen Ratimgewichten zu erhalten. Bei der Fertigung von größeren Schaumstoffblöcken hat sich gezeigt, daß die Produkte zur Rißbildung neigen, welcher Nachteil sich durch Vergrößerung der Poren des Schaumstoffes beheben läßt. is

Es ist zu diesem Zweck bereits vorgeschlagen worden, dem schaumfähigen Reaktionsgemisch SiIikondl oder Paraffinöl zuzusetzen. Derartige chemische Zusätze verbleiben im fertigen Schaumstoff, was für verschiedene Verwendungszwecke unerwünscht ist, ao ganz abgesehen davon, daß die Mitverwendung chemischer Zusatzstoffe zu unerwünschten Änderungen der mechanischen Eigenschaften des Schaumstoffes führen kann. Hinzu kommt, daß die zur großtechnischen Herstellung benutzten Mischvorrichtungen as leicht verschmutzt werden und bei Änderung der Mischungszusammensetzung einer umständlichen und zeitraubenden Reinigung bedürfen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Regulierung der Porenweite von Schaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis, welche die vorgenannten Nachteile zu vermeiden gestattet und bei welcher als kennzeichnendes Merkmal an der Austrittsöffnung der bekannten Mischvorrichtungen für die Ausgangskomponenten zur Herstellung von Schaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis ein im lichten Querschnitt und/ oder Länge veränderlicher, vorzugsweise auswechselbarer enger Rohransatz angebracht ist. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß allein durch Veränderung von Länge oder lichter Weite des Rohransatzes die Porenweite des zu fertigenden Schaumes bei gleichbleibender Zusammensetzung der Ausgangskomponenten variiert werden kann.

Schaumstoffe auf Polyisocyanatbasis werden in an sich bekannter Weise aus den eingangs erwähnten Ausgangskomponenten hergestellt. Unter Polyhydroxyverbindungen sind dabei hydroxylgruppenhaltige lineare oder verzweigte, gegebenenfalls isocyanatmodifizierte Polyester, Polyesteramide und/oder PoIyäther zu verstehen, die noch Fremdatome in der Kette enthalten können, oder auch die Hydrierungsprodukte τοπ Kohlenoxyd-Äthylen- Mischpolymerisaten.

Als Polyisocyanate können z.B. 2,4-ToIuylendiisocyanat, 2,6-Toluylendijsocyanat oder eine tech-Vorriditung zur Regulierung

der Porenstruktur von Schaumstoffen

auf Polyisocyanat-Basis

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

Dr. Harold Ebneth und Hans FaIk. f, Leverkusen, sind als Erfinder genannt worden

nische Mischung der beiden, 1,4-Phenylendiisocyanat, 1,5-Naphthylendi isocyanat, Tr iphenyltnethan-4,4',4"-triisocyanat, Diphenylmethan^^'-diisocyanat, 4,4'-Diphenyl-dimethylmethan-düsocyanat Verwendung finden.

Erfindungsgemäß ist gemäß Abb. 1 der Zeichnung an der Austrittsöffnung der Mischapparatur ein Rohransatz 2 angebracht, der bei gegebener Länge und lichter Weite eine bestimmte Porenweite des herzustellenden Schaums bedingt. Die folgenden Tabellen zeigen, wie ausschließlich durch Änderung der lichten Weite des Rohres die Porenstruktur eines Polyurethanschaumes bei konstanten Ausgangskomponenten und konstantem Mischungsverhältnis bei gleichbleibendem Raumgewicht verändert wird.

Tabelle 1
Zusammensetzung des schaumfähigen Gemisches

100 Teile eines Polyesters aus 15 Mol Adipinsäure, 16 Mol Diäthylenglykol, 1 Mol Trimethylolpropan mit der OH-Zahl 60 und einer Säurezahl unter 1,
49 Teile Toluylenditsocyanat,
11 Teile eines Gemisches aus

3 Teilen bis-(Diäthylaminoäthanol)-adipat, V

1 Teil ölsaurem Diethylamin,

1,5 Teilen Natriumsalz eines sulfonierten Rizinusöls mit 54·/· Wasser,

1,5 Teilen sulfoniert« Rizinolsäure mit 54·/· Wasser.

0,3 Teilen Glycerin,

2 Teilen Wasser.

Raumgewicht des resultierenden Schaumstoffes 35 kg/m».

	3	' Porengröße	0,35
UOiXJt Veite	Anzahl Poren	mm	0,35
' ' IWfH	pro cm*	etwa 0,25 bis	0,35
• 20 -V	etwa 260 bis 320	etwa 0,25 bis	0,35
18	etwa 260 bis .320	etwa 0,25 bis	0,35
16	etwa 260 bis 320	etwa 0,25 bis	0,35
^: 15	etwa 260 bis 320	etwa 0,25 bis	0,40
f 14	etwa 260 bis 320	etwa 0,25 bis	0,40
"13,5	etwa 260 bis 320	etwa 0,30 bis	0,40
13,0	etwa 220 bis 280	etwa 0,30 bis	0,45
123	etwa 220 bis. 280 .	etwa 0,30 bis	0,45
12,0	etwa 220 bis 280	etwa 0,35 bis	0,50
11,5	etwa 180 bis 220	etwa 0,35 bis	0,55
tl,0	etwa 180 bis"220	etwa 0,40 bis	0,60
103	etwa 160 bis 200	etwa 0,45 bis	0,70
10.0 .	etwa 140 bis 180	etwa 0,50 bis	0,85
9,5	etwa 120 bis 160	etwa 0,60 bis	1,00
9,0	etwa 110 bis 150	etwa 0,75 bis	1,20
8,5	etwa 100 bis 140	etwa 0,90 bis	1,40
.— 8,0-	etwa 90 bis 130	etwa 1,00 bis	2,20
73	etwa 80 bis 120	etwa 1,20 bis	3,60
7,0	etwa 60 bis 90	etwa 1,80 bis	5,20
63	etwa 40 bis 60	etwa 2,80 bis
6,0	etwa 30 bis ; 40	etwa 4,50 bis
53	etwa 15 bis . 25

Tabelle3
Zusammensetzung des schaumfähigen Gemisches

100 Teile eines Polyesters aus 15 Mol Adipinsäure, 16 Mol Diäthylenglykol, 1 Mol Trimethylol-

propan mit der OH-Zahl60 und einer Säurezahl unter 1,
37,4 Teile Totuylendiisocyanat,
9,0 Teile eines Gemisches aus
to 3 Teilen bis-(Diäthylaminoäthanol)

adipat,

1 Teil ölsauren Diethylamin, 0,75 Teilen Natriumsalz eines sulfonierten Rizinusöls mit 54*/» Wasser, 0,15 Teilen Glycerin,

1,5 Teilen Wasser,

0,75 Teilen sulfonierter Rizinolsäure mit 54·/. Wasser.

ao Raumgewicht
45 kg/m»

des resultierenden Schaumstoffes

.-... Tabelle 2

Zusammensetzung des schaumfähigen Gemisches

100 Teile eines Polyesters aus 15 Mol Adipinsäure,

16 Mol Diäthylertglykol, 1 Mol Trimethylol-

propan mit der OH-Zahl 60 und einer Säurezahl unter 1,
33,2 Teile Toluylendiisocyanat,
9,5 Teile eines Gemisches aus

3 Teilen bis-(Diäthylaminoäthanol)-

adipat.

13. Teilen Ölsauren Diäthylamin, " 1,5 Teilen Natriumsalz eines sulfonierten

Rizinusöls mit 54·/· Wasser, 1 Teil Wasser.

Raumgewicht
55 kg/m».

des resultierenden Schaumstoffes

	Lichte Weite	Anzahl Poren	Porengröße	0,17
	mm	pro cm*	mm	0,18
»5	20	etwa 550 bis 650	etwa 0,15 bis	0,18
	18	etwa 500 bis 600	etwa 0,16 bis	0,18
	16	etwa 500 bis 600	etwa 0,16 bis	0,18
	15	etwa 500 bis 600	etwa 0,16 bis	0,20
30	14	etwa 500 bis 600	etwa 0,16 bis	0,22
	13,5	etwa 500 bis 600 *	etwa 0,17 bis	0,22
	13,0	etwa 450 bis 550	etwa 0,18 bis	0,22
	12,5	etwa 450 bis 550	etwa 0,18 bis	0,30
	12,0	etwa 450 bis 550	etwa 0,18 bis	0,35
35	11,5	etwa 320 bis 400	etwa 0,25 bis	0,50
	11,0	etwa 280 bis 340	etwa 0,30 bis	0,65
	10,5	etwa 180 bis 240	etwa 0,40 bis	0,85
	10,0	etwa 140 bis 180	etwa 0,55 bis	1,30
	9,5	etwa 100 bis 130	etwa 0,75 bis	2,10
40	9,0	etwa 60 bis 100	etwa 1,00 bis	3,50
	8,5	etwa 40 bis 60	etwa 1,80 bis	5,00
	8,0	etwa 30 bis 40	etwa 2,50 bis
	73	etwa 20 bis 30	etwa 4,00 bis

Iidue Weite	Anzahl Poren	1050	Porengröße	0,12
mm	pro cm*	900	mm	0,13
20	etwa 950 bis	750	etwa 0,09 bis	0,15
18	etwa 800 bis	750	etwa 0,10 bis	0,15
16	etwa 650 bis	750	etwa 0,12 bis	0,15
15	etwa 650 bis	750	etwa 0,12 bis	0,15
14	etwa 650 bis	750	etwa 0,12 bis	0,15
13.5	etwa 650 bis	750	etwa 0,12 bis	0,15
13,0	etwa 650 bis	750	etwa 0,12 bis	0,15
12,5	etwa 650 bis	650	etwa 0,12 bis	0,17
12,0	etwa 650 bis	650	etwa 0,12 bis	0,17
113	etwa 550 bis	550	etwa 0,14 bis	0,19
11,0	etwa 550 bis	480	etwa 0,14 bis	0,24
103	etwa 500 bis	350	etwa 0,16 bis	0,35
10,0	etwa 450 bis	260	etwa 0,20 bis	0,45
93	etwa 300 bis	180	etwa 0,28 bis	0,65
9.0	etwa 220 bis	120	etwa 0,40 bis	1,10
8.5	etwa 140 bis	70	etwa 0,55 bis	1.80
8,0	etwa 80 bis	40	etwa 0,80 bis	3,50
73	etwa 50 bis	25	etwa 1,50 bis	5,00
7.0	etwa 30 bis	etwa 2,50 bis
63	etwa 20 bis	etwa 4,00 bis

♦5 Aus den Angaben der Tabellen, die alle mit einem Rohr von 10 cm Länge gemessen sind, ergibt sich, daß die Anzahl der Poren mit sinkender lichter Weite des Rohres abnimmt und die Porengröße entsprechend steigt.

Es ist auch möglich, durch Verlängerung des erfindungsgemäß anzubringenden Rohres bei gleichbleibender Rohrweite ebenfalls die Anzahl der Poren des herzustellenden Polyurethanschaumes herabzusetzen und die Porenweite zu vergrößern. So wirkt sich z. B.

eine Verlängerung des Rohres von 10 auf 25 cm auf die Porenweite derart aus, als ob ein Rohr von 10 cm Länge mit einer 0,5 mm geringeren lichten Weite benutzt worden wäre.

Es ist möglich, bei der großtechnischen Herstellung

von Schaumstoffen bei jeder beabsichtigten Änderung der Porenweite unter Weiterverwendung des einmal gegebenen schaumfähigen Mischungsansatzes das Rohr gegen ein entsprechend gewähltes anderes Rohr auszutauschen. Es ist aber erfindungsgemäß auch mög-

«s Hch, gemäß Abb. 2 der Zeichnung den Rohransatz 2 mit einer beweglichen Blende 3 zu versehen, die durch einen Schlitz 4 im Rohransatz einschiebbar ist und eine beliebige lichte Weite des Rohransatzes einzustellen gestattet, so daß sich ein Wechsel des ganzen

Rohransatzes erübrigt.

Die Zusammensetzung, Herstellung und Verwendung der vorstehend angegebenen chemischen Erzeugnisse ist durch den Stand der Technik bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regulierung der Porenweite vott Schaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis, gekennzeichnet durch einen an der Austrittsoffnung der bekannten Mischeinrichtungen für die Ausgangskomponenten angebrachten, im lichten Querschnitt und/oder Länge veränderlichen, vorzugsweise auswechselbaren engen Rohransatz.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz mit einer beweglichen Blende versehen ist, die durch einen Schlitz im Rohransatz einschiebbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

» «3S/35!«.»