DE19509499A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen mit einer unregelmäßigen Zellstruktur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen mit einer unregelmäßigen ZellstrukturInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
Polyurethan (PU)-Weichschaumstoffen mit einer unregelmäßigen Zell
struktur und dadurch bedingter verbesserter Schaumstoffqualität
und einem erhöhten Sitzkomfort durch Umsetzung der an sich be
kannten Aufbaukomponenten in Gegenwart von Bienenwachs als Zu
satzstoff.
Die Herstellung von PU-Weichschaumstoffen ist bekannt und wird in
zahlreichen Patent- und Literaturpublikationen beschrieben. Bei
spielhaft genannt seien das Kunststoff-Handbuch, Band VII, Poly
urethane, Carl-Hanser Verlag, München, 1. Auflage, 1966, heraus
gegeben von Dr. R. Vieweg und Dr. A. Höchtlen, und 2. Auflage,
1983, herausgegeben von Dr. G. Oertel.
Zur Herstellung von PU-Weichschaumstoffen werden üblicherweise
als Polyisocyanate handelsübliche Toluylen-diisocyanate, als
polyfunktionelle höhermolekulare Verbindungen Polyoxyalkylen
polyole auf der Grundlage von 1,2-Propylenoxid und/oder Ethylen
oxid sowie Mischungen aus derartigen Polyoxyalkylen-polyolen und
Pfropf-polyoxyalkylen-polyolen und als Kettenverlängerungsmittel
Alkandiol oder hydroxyl- und/oder aminogruppenhaltige Ver
bindungen mit einer Funktionalität größer als 2, wie z. B. Gly
cerin oder Alkanolamine, verwendet.
PU-Weichschaumstoffe mit einer unregelmäßigen Zellstruktur können
z. B. erhalten werden durch Umsetzung von höhermolekularen Poly
hydroxylverbindungen, wie z. B. Polyester- oder Polyether-polyolen
und Toluylen-diisocyanaten (TDI) und/oder modifizierten TDI in
Gegenwart von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) als Treibmit
tel unter Verwendung von Niederdruckschäummaschinen und unter
Zusatz von Mischluft. Durch den Einsatz von Hochdruckschäum
maschinen anstelle der Niederdruckschäummaschinen werden dagegen
PU-Weichschaumstoffe mit einer gleichmäßigen, feinen Zellstruktur
und einem mäßigen Sitzkomfort hergestellt. Nachteilig auf den
Sitzkomfort der PU-Weichschaumstoffe wirkt sich auch der Verzicht
auf FCKW als Treibmittel und die Verwendung von gegebenenfalls
modifizierten Polyisocyanaten auf Diphenylmethan-diisocya
nat(MDI)-basis aus. Einer derartigen Verschlechterung des
Sitzkomforts konnte teilweise durch den Zusatz von Mischluft in
die schaumfähige Reaktionsmischung mit Hilfe der Nieder- oder
Hochdruckschäummaschinen entgegengewirkt werden.
Zur Erzielung von PU-Weichschaumstoffen mit guten mechanischen
Eigenschaften und gleichmäßiger Zellstruktur werden der schäum
fähigen Reaktionsmischung oder mindestens einer Aufbaukomponente
zur Herstellung der PU-Weichschaumstoffe üblicherweise Zusatz
stoffe einverleibt. Als geeignete Zusatzstoffe seien z. B. Ten
side, Emulgatoren, Schaumstabilisatoren und Zellregler genannt.
Auf diese Weise hergestellte PU-Weichschaumstoffe mit einer
gleichmäßigen feinzelligen Struktur besitzen ein gutes Dämpfungs
verhalten.
Nach Angaben der Referatekopie der JP 20798/67 können PU-Schaum
stoffe mit Mikro- und Makroporen hergestellt werden durch Zusatz
von 0,1 bis 2 Gew.-% eines pulverförmigen Zusatzstoffes aus der
Gruppe Maleinsäure, Hexamethylentetramin-palmitinsäure, Stearin
säure, Cetylalkohol oder eines Wachses, z. B. eines Paraffin- oder
Erdwachses (Ceresin), in die schäumfähige Reaktionsmischung zur
Zerstörung der Schaumstruktur. Zur Herstellung von PU-Schaum
stoffen auf Basis von Polyester-polyolen mit einer partiell fein-
und grobporigen Zellstruktur, wie sie beispielsweise in Natur
schwämmen vorliegt, können nach Angaben der GB-A-852 379 der
Reaktionsmischung Paraffinöle, Fettsäuren, sulfonierte Fett
säuren, Aminsalze von Fettsäuren, Silikonöle und Fettalkohole
einverleibt werden. Nachteilig an derartigen bemerkenswert gut
wasserabsorbierenden Polyester-polyurethan-Schaumstoffen ist ihre
geringe Hydrolysestabilität. PU-Schaumstoffe mit einer unter
schiedlichen fein- und grobzelligen Struktur, einem guten Wasser
absorptionsvermögen und einer Naturschwamm ähnlichen Weichheit
werden gemäß US-A-3 007 883 hergestellt unter Verwendung von 0,1
bis 5% Lecithin als Zusatzmittel. Derartige PU-Schaumstoffe mit
Naturschwamm ähnlichen Eigenschaften finden vorzugsweise Ver
wendung als Badeschwamm.
Nach Angaben der US-A-4 127 515 können hydrophile, flexible,
offenzellige Polyharnstoffpolyurethan-Schaumstoffe, die homogen
verteilt Wachse enthalten und diese wieder leicht abgeben, herge
stellt werden durch Umsetzung eines Isocyanatgruppen aufweisenden
Prepolymeren mit einer wäßrigen Dispersion, die, neben Wasser als
alleinigem Verdünnungsmittel, ein Wachs, z. B. Montan- oder
Carnaubawachs, und ein nichtionisches Polyoxyethylen-polyol als
oberflächenaktives Agens enthält. Die mit Wachs imprägnierten
Schaumstoffe finden Verwendung in Wachs- und Polierverfahren.
Bekannt ist ferner die Verwendung von mit einem viscoelastischen
Material imprägnierten Schaumstoffen als schwingungsdämpfende
Elemente. Die GB-A-2 011 803 beschreibt als geeignete visco
elastische Materialien eine Kombination aus einem Füllstoff und
einem Ethylen-vinylacetat-copolymeren, einem Polyethylen, einem
Polyethylenwachs, einem natürlichen oder synthetischen Kohlen
wasserstoffharz.
Die zum Stande der Technik genannten Publikationen vermitteln
keine Lehre bezüglich einer Verbesserung der PU-Schaumstoffquali
tät, insbesondere des Sitzkomfort, durch eine gezielte Ein
stellung der Zellstruktur in FCKW-freien PU-Weichschaumstoffen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, den Sitz
komfort von FCKW-freien PU-Weichschaumstoffen durch eine preis
günstige Maßnahme zu verbessern, ohne die gute Verarbeitbarkeit
der PU-Schaumstoff-Formulierungen mit Hilfe von vorzugsweise
Hochdruckschäummaschinen und die mechanischen Eigenschaften der
hergestellten PU-Weichschaumstoffe nachteilig zu beeinflussen.
Diese Aufgabe konnte überraschenderweise mit Hilfe eines ausge
wählten preisgünstigen Zusatzmittels gelöst werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung
von PU-Weichschaumstoffen durch Umsetzung von
- a) organischen Polyisocyanaten, modifizierten organischen Poly isocyanaten oder Mischungen aus organischen und modifizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen und
- c) gegebenenfalls niedermolekularen Kettenverlängerungsmitteln, Vernetzungsmitteln oder Mischungen aus Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmitteln
in Gegenwart von
- d) Treibmitteln,
- e) Katalysatoren und
- f) mindestens einem Zusatzmittel
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Zusatzmittel (f)
Bienenwachs verwendet.
Das Zusatzmittel Bienenwachs verursacht in feiner Verteilung beim
Aufschäumen der Reaktionsmischung lokale Schaumstörungen. Durch
die Bildung einer unregelmäßigen Zellstruktur im PU-Weichschaum
stoff wird nicht nur sein Sitzkomfort erhöht, sondern auch seine
mechanische Eigenschaften, insbesondere sein Dauergebrauchsver
halten, verbessert.
Durch den Bienenwachszusatz kann die unregelmäßige Zellstruktur
entsprechend den Verwendungsanforderungen an den PU-Weichschaum
stoff stufenlos eingestellt werden, ohne daß dadurch die PU-
Weichschaumproduktion nachteilig beeinflußt wird.
Vorteilhaft ist ferner, daß das Bienenwachs mit den übrigen Auf
baukomponenten zur Herstellung der PU-Weichschaumstoffe gut
mischbar und verträglich ist, so daß auch bei längeren Lager
zeiten keine Entmischung und Sedimentation des Bienenwachses ein
tritt. Werden die PU-Weichschaumstoffe in einem geschlossenen
Formwerkzeug unter Verdichtung hergestellt, so ist die Ausbildung
einer Randzone mit einer unregelmäßigen, feineren Zellstruktur
als besonderer Vorteil zu nennen.
Zu den für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren Ausgangs
komponenten (a) bis (f) ist im einzelnen beispielhaft folgendes
auszuführen:
- a) Zur Herstellung der PU-Weichschaumstoffe, vorzugsweise der
PU-Weichschaumstoff-Formkörper, eignen sich die bekannten or
ganischen, z. B. aliphatischen, cycloaliphatischen, arali
phatischen, cycloaliphatisch-aromatischen und vorzugsweise
aromatischen Di- und/oder Polyisocyanate. Im einzelnen seien
als aromatischen Polyisocyanate beispielhaft genannt:
Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-Diphenylmethan-diisocyanat (MDI), Mischungen aus MDI-Isomeren und Polyphenyl-poly methylen-polyisocyanaten, sogenanntes Roh-MDI, zweckmäßiger weise mit einem Gehalt an MDI-Isomeren von mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise von 55 bis 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat sowie die entsprechenden handelsüblichen Isomerenmischungen, Mischungen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanate und MDI, vorzugsweise 4,4′- und 2,4′-MDI, und/oder Roh-MDI, beispiels weise solchen mit einem MDI-Gehalt von 30 bis 90 Gew.-%, vor zugsweise 40 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Roh-MDI′s.
Geeignet sind auch sogenannte modifizierte mehrwertige Iso cyanate, d. h. Produkte, die durch chemische Umsetzung organi scher Di- und/oder Polyisocyanate erhalten werden. Beispiel haft genannt seien Ester-, Harnstoff-, Biuret-, Allophanat-, Isocyanurat- und vorzugsweise Carbodiimid-, Uretonimin- und/ oder Urethangruppen enthaltende Di- und/oder Polyisocyanate. Im einzelnen kommen beispielsweise in Betracht: Urethan gruppen enthaltende Prepolymere mit einem NCO-Gehalt von 14 bis 2,8 Gew.-%, vorzugsweise von 12 bis 3,5 Gew.-% oder Quasiprepolymere mit einem NCO-Gehalt von 35 bis 14 Gew.-%, vorzugsweise von 34 bis 22 Gew.-%, wobei mit Urethangruppen modifizierte Polyisocyanate aus Toluylen-diisocyanaten, ins besondere einem NCO-Gehalt von 34 bis 28 Gew.-% und solche aus 4,4′-MDI, 4,4′- und 2,4′-MDI-Isomerenmischungen oder Roh- MDI, insbesondere einen NCO-Gehalt von 30 bis 14 Gew.-%, ins besondere bevorzugt von 28 bis 22 Gew.-%, bezogen auf das Ge samtgewicht, aufweisen und z. B. hergestellt werden durch Um setzung von Diolen, Oxalkylen-glykolen und/oder Polyoxyalky len-glykolen mit Molekulargewichten von 62 bis 6000, vorzugs weise von 134 bis 4200 mit Toluylen-diisocyanaten, 4,4′-MDI, MDI-Isomerengemischen und/oder Roh-MDI z. B. bei Temperaturen von 20 bis 110°C, vorzugsweise von 50 bis 90°C, wobei als Oxalkylen- und Polyoxyalkylen-glykole, die einzeln oder als Gemische eingesetzt werden können, beispielhaft genannt seien: Diethylen-, Dipropylen-, Polyoxyethylen-, Polyoxy propylen- und Polyoxypropylen-polyoxyethylen-glykole, Carbo diimidgruppen und/oder Uretonimingruppen enthaltende Polyiso cyanate, z. B. auf MDI-Isomeren- und/oder Toluylen-diisocya nat-Basis. In Betracht kommen ferner Mischungen aus mit Urethangruppen modifiziertem 2,4-TDI oder 2,4- und 2,6-TDI- Mischungen und 4,4′-MDI, MDI-Isomerenmischungen und/oder Roh- MDI, Mischungen aus mit Urethangruppen modifiziertem 4,4′-MDI, MDI-Isomerenmischungen, vorzugsweise aus 4,4,- und 2,4′-MDI, oder Roh-MDI und 2,4-TDI oder 2,4- und 2,6-TDI- Mischungen und Mischungen aus mit Urethangruppen modifizier tem 2,4-TDI oder 2,4- und 2,6-TDI-Mischungen und mit Urethan gruppen modifiziertem 4,4,-MDI, MDI-Isomerenmischungen, vor zugsweise aus 4,4′- und 2,4′-MDI, und/oder Roh-MDI, wobei zur Modifizierung des 4,4′-MDI und der Polyisocyanatmischungen aus TDI, MDI und Roh-MDI bevorzugt di- und/oder trifunktio nelle Polyoxypropylen- und/oder Polyoxypropylen-polyoxy ethylen-polyole mit Molekulargewichten von 134 bis 4200, vor zugsweise 1800 bis 4200 Verwendung finden.
Besonders bewährt haben sich jedoch und daher vorzugsweise Anwendung finden Toluylen-diisocyanat-2,4, Toluylen-diiso cyanat-2,6, Mischungen aus Toluylen-diisocyanat-2,4 und -2,6 und insbesondere Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-MDI, Roh-MDI mit einem MDI-Gehalt von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-MDI und 2,4- und 2,6-TDI-Gemischen, Mischungen aus Roh-MDI und 2,4- und 2,6-TDI-Gemischen und Urethangruppen enthaltenden Polyiso cyanatmischungen mit einem NCO-Gehalt von 30 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, hergestellt aus MDI und/oder Roh-MDI und Polyoxypropylen-glykolen und/oder Polyoxy propylen-polyoxyethylen-polyolen mit einem Molekulargewicht von 134 bis 4200, vorzugsweise von 1800 bis 4200. - b) Als höhermolekulare Polyhydroxylverbindungen mit mindestens
zwei reaktiven Wasserstoffatomen (b) finden, zweckmäßiger
weise solche mit einer Funktionalität von durchschnittlich
2,0 bis 4,0, vorzugsweise 2,0 bis 3,0 und insbesondere 2,0
bis 2,4 und einem Molekulargewicht von 1800 bis 8000, vor
zugsweise 2200 bis 6500 Verwendung. Die genannten Molekular
gewichte wurden berechnet nach der Formel
wobei die Hydroxylzahl in bekannter Weise experimentell ge
messen wurde. Insbesondere geeignet sind Polyether-polyole.
In Betracht kommen jedoch auch polymermodifizierte Polyether polyole, Polyether-polyol-dispersionen und andere hydroxyl gruppenhaltige Polymere und Polykondensationsprodukte mit den obengenannten Molekulargewichten, beispielsweise Polyacetale, Polyesteramide und/oder Polycarbonate, insbesondere solche, hergestellt aus Diphenylcarbonat und Hexandiol-1,6 durch Umesterung oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Polyhydroxylverbindungen.
Als Polyhydroxylverbindungen werden, wie bereits ausgeführt wurde, insbesondere Polyether-polyole verwendet, die nach be kannten Verfahren, beispielsweise durch anionische Polymeri sation mit Alkalihydroxiden, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid oder Alkalialkoholaten, wie Natriummethylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisopropylat als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls das 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3 reaktive Wasserstoffatome gebunden ent hält, oder durch kationische Polymerisation mit Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid, Borfluorid-Etherat u. a. oder Bleich erde als Katalysatoren aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest hergestellt werden können.
Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, Styroloxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid. Die Alkylen oxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermoleküle kommen bei spielsweise in Betracht: Wasser, organische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und Terephthal säure, aliphatische und aromatische, gegebenenfalls N-mono-, N,N- und N,N′-dialkylsubstituierte Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie gegebenenfalls mono- und dialkylsubstituiertes Ethylendiamin, Diethylentriamin, Tri ethylentetramin, 1,3-Propylendiamin, 1,3- bzw. 1,4-Butylen diamin, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- und 1,6-Hexamethylendiamin, Phenylendiamine, 2,3-, 2,4- und 2,6-Toluylendiamin und 4,4′-, 2,4′- und 2,2′-Diamino-diphenylmethan.
Als Startermoleküle kommen ferner in Betracht: Alkanolamine, wie z. B. Ethanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-ethanolamin, Dialkanolamine, wie z. B. Diethanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin und Trialkanolamine wie z. B. Tri ethanolamin und Ammoniak. Vorzugsweise verwendet werden mehr wertige, insbesondere zwei- und/oder dreiwertige Alkohole und Dialkylen-glykole, wie Ethandiol, Propandiol-1,2 und -1,3, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Butandiol-1,4, Hexan diol-1,6, Glycerin, Trimethylolpropan und Pentaerythrit.
Die Polyether-polyole, vorzugsweise Polyoxypropylen- und Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole, besitzen eine Funktionalität von 2 bis 4 und vorzugsweise 2 bis 3 und Mole kulargewichte von 1800 bis 8000, vorzugsweise 2200 bis 6500 und insbesondere 2800 bis 6200 und geeignete Polyoxytetra methylen-glykole ein Molekulargewicht bis ungefähr 3600.
Als Polyether-polyole eignen sich ferner polymermodifizierte Polyether-polyole, vorzugsweise Pfropf-polyether-polyole, insbesondere solche auf Styrol- und/oder Acrylnitrilbasis, die durch in situ Polymerisation von Acrylnitril, Styrol oder vorzugsweise Mischungen aus Styrol und Acrylnitril, z. B. im Gewichtsverhältnis 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise 70 : 30 bis 30 : 70, in zweckmäßigerweise den vorgenannten Polyether polyolen analog den Angaben der deutschen Patentschriften 11 11 394, 12 22 669 (US 3 304 273, 3 383 351, 3 523 093), 11 52 536 (GB 10 40 452) und 11 52 537 (GB 987 618) herge stellt werden, sowie Polyether-polyoldispersionen, die als disperse Phase, üblicherweise in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 25 Gew.-%, enthalten: z. B. Polyharn stoffe, Polyhydrazide, tert.-Aminogruppen gebunden ent haltende Polyurethane und/oder Melamin und die z. B. be schrieben werden in der EP-B-011 752 (US 4 304 708), US-A-4 374 209 und DE-A-32 31 497.
Die Polyether-polyole können einzeln oder in Form von Mischungen verwendet werden. Ferner können sie mit den Pfropf-polyether-polyolen, den hydroxylgruppenhaltigen Poly esteramiden, Polyacetalen und/oder Polycarbonaten gemischt werden. Vorzüglich bewährt haben sich beispielsweise Mischungen mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und einem Molekulargewicht von 1800 bis 8200, die enthalten mindestens ein Polyether-polyol und mindestens ein polymermodifiziertes Polyether-polyol aus der Gruppe der Pfropfpolyether-polyole oder Polyether-polyoldispersionen, die als disperse Phase Polyharnstoffe, Polyhydrazide oder tertiäre Aminogruppen gebunden enthaltende Polyurethane enthalten.
Als hydroxylgruppenhaltige Polyacetale kommen z. B. die aus Glykolen, wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, 4,4′-Di hydroxyethoxy-diphenyldimethylmethan, Hexandiol und Form aldehyd herstellbaren Verbindungen in Frage. Auch durch Poly merisation cyclischer Acetale lassen sich geeignete Poly acetale herstellen.
Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen solche der an sich bekannten Art in Betracht, die beispielsweise durch Umsetzung von Diolen, wie z. B. Propandiol-(1,3), Butan diol-(1,4) und/oder Hexandiol-(1,6), Diethylenglykol, Tri ethylenglykol oder Tetraethylenglykol mit Diarylcarbonaten, z. B. Diphenylcarbonat, oder Phosgen hergestellt werden können.
Zu den Polyesteramiden zählen z. B. die aus mehrwertigen, gesättigten und/oder ungesättigten Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und mehrwertigen gesättigten und/oder ungesättigten Aminoalkoholen oder Mischungen aus mehrwertigen Alkoholen und Aminoalkoholen und/oder Polyaminen gewonnenen, vorwiegend linearen Kondensate. - c) Die vorzugsweise FCKW-freien PU-Weich(form)schaumstoffe
können ohne oder unter Mitverwendung von difunktionellen
Kettenverlängerungs- und/oder mindestens trifunktionellen
Vernetzungsmitteln (c) hergestellt werden. Zur Modifizierung
der mechanischen Eigenschaften, z. B. der Härte, kann sich je
doch der Zusatz von derartigen Kettenverlängerungsmitteln,
Vernetzungsmitteln oder gegebenenfalls auch Gemischen davon
als vorteilhaft erweisen. Als Kettenverlängerungs- und/oder
Vernetzungsmittel kommen polyfunktionelle, insbesondere di-
und/oder trifunktionelle Verbindungen mit Molekulargewichten
von 18 bis ungefähr 400, vorzugsweise von 62 bis ungefähr 300
in Betracht. Verwendet werden beispielsweise Di- und/oder
Trialkanolamine, wie z. B. Diethanolamin und Triethanolamin,
Alkylenglykole, z. B. Diethylen- und Dipropylenglykol, alipha
tische Diole und/oder Triole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen
im Alkylenrest, wie z. B. Ethan-, 1,3-Propan-, 1,4-Butan-,
1,5-Pentan-, 1,6-Hexandiol, Glycerin und/oder Trimethylol
propan und niedermolekulare Ethoxylierungs- und/oder Propoxy
lierungsprodukte, hergestellt aus den vorgenannten Di-,
Trialkanolaminen, Diolen und/oder Triolen sowie aliphatischen
und/oder aromatischen Diaminen wie z. B. 1,2-Ethan-,
1,4-Butan-, 1,6-Hexandiamin, 2,3-, 2,4- und/oder 2,6-Tolu
ylen-diamin, 4,4′-Diamino-diphenylmethan, 3,3′-di- und/oder
3,3′,5,5′-tetraalkyl-substituierten 4,4′-Diaminodiphenyl
methanen als Startermolekülen und Alkylenoxid oder
-gemischen.
Als Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel (c) vor zugsweise eingesetzt werden Dialkanolamine, Diole und/oder Triole und insbesondere Diethanolamin, Hexandiol-1,6, Butan diol-1,4, Trimethylolpropan und Glycerin oder Mischungen davon.
Die Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel (c), die vorteilhafterweise zur Herstellung der PU-Weich(form)schaum stoffe mitverwendet werden, kommen zweckmäßigerweise in solchen Gewichtsmengen zur Anwendung, die pro Mol höher molekularer Polyhydroxylverbindung (B) 0,01 bis 8 Mole, ins besondere 0,1 bis 3 Mole Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel (c) in der Reaktionsmischung vorliegen. - d) Als Treibmittel (d) zur Herstellung der PU-Weich(form)
schaumstoffe, findet insbesondere Wasser Verwendung, das mit
Isocyanatgruppen unter Bildung von Kohlendioxid reagiert. Die
Wassermengen, die zweckmäßigerweise eingesetzt werden, be
tragen 0,1 bis 8 Gew.-Teile und vorzugsweise 2,5 bis
6,0 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Polyhydroxyl
verbindungen (b).
Als Treibmittel geeignet sind ferner Flüssigkeiten, welche gegenüber den flüssigen, mit Urethangruppen modifizierten Polyisocyanatmischungen (a) inert sind und Siedepunkte unter 80°C, vorzugsweise unter 50°C, insbesondere zwischen -50°C und 30°C bei Atmosphärendruck aufweisen, so daß sie unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen sowie Mischungen aus solchen physikalisch wirkenden Treibmitteln und Wasser. Beispiele derartiger, vorzugsweise verwendbarer Flüssigkeiten sind Alkane, vorzugsweise solche mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen wie z. B. Heptan, Hexan, n- und iso-Pen tan, vorzugsweise technische Gemische aus n- und iso-Penta nen, n- und iso-Butan und Propan, Cycloalkane, vorzugsweise solche mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Cyclopentan und/oder Cyclohexan, Ether, z. B. wie Furan, Dimethylether und Diethylether, Ketone, wie z. B. Aceton und Methylethylketon, Carbonsäurealkylester, wie z. B. Methylformiat, Dimethyloxalat und Ethylacetat und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Methylenchlorid, Dichlormonofluormethan, Difluormethan, Tri fluormethan, Difluorethan, Tetrafluorethan, Chlor-difluore thane, 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan, 2,2-Dichlor-2-fluore than und Heptafluorpropan. Auch Gemische dieser niedrigsie denden Flüssigkeiten untereinander und/oder mit anderen sub stituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen können verwendet werden. Geeignet sind ferner organische Carbon säuren, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Ricinolsäure und andere carboxylgruppenhaltige Verbindungen.
Als Treibmittel vorzugsweise Verwendung finden Chlordifluor methan, Chlordifluorethane, Dichlorfluorethane, Alkane mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen, z. B. Pentangemische, Cycloalkane mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen z. B. Cyclopentan, Cyclohexan und insbesondere Wasser sowie Mischungen aus mindestens zwei dieser Treibmittel, z. B. Mischungen aus Wasser und Cyclo pentan und/oder Cyclohexan, Mischungen aus Chlordifluormethan und 1-Chlor-2,2-difluorethan und gegebenenfalls Wasser. Als Treibmittel nicht verwendet werden Fluorchlorkohlenwasser stoffe, die die Ozonschicht schädigen.
Die erforderliche Menge an physikalisch wirkenden Treib mitteln kann in Abhängigkeit von der gewünschten Schaumstoff dichte und der gegebenenfalls eingesetzten Wassermenge auf einfache Weise experimentell ermittelt werden und beträgt un gefähr 0 bis 25 Gew.-Teile, vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der Polyhydroxylverbindungen (b). Gegebe nenfalls kann es zweckmäßig sein, die organischen Polyiso cyanate und/oder modifizierten organischen Polyisocyanate so wie insbesondere die Urethangruppen gebunden enthaltenden Polyisocyanatmischungen (a) mit dem inerten physikalisch wirkenden Treibmittel zu mischen und dadurch ihre Viskosität zu verringern. - e) Als Katalysatoren (e) zur Herstellung der PU-Weichschaum
stoffe und PU-Weichformschaumstoffe werden vorzugsweise
Verbindungen verwendet, die die Reaktion der Hydroxylgruppen
enthaltenden Verbindungen der Komponenten (b) und gegebenen
falls (c) mit den organischen und/oder modifizierten organi
schen Polyisocyanaten (a) stark beschleunigen. In Betracht
kommen organische Metallverbindungen, vorzugsweise organische
Zinnverbindungen, wie Zinn-(II)-salze von organischen Carbon
säuren, z. B. Zinn-(II)-acetat, Zinn-(II)-octoat,
Zinn-(II)-ethylhexoat und Zinn-(II)-laurat und die Dialkyl
zinn-(IV)-salze von organischen Carbonsäuren, z. B. Dibutyl
zinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinn-maleat und
Dioctylzinn-diacetat und stark basische Amine, beispielsweise
Amidine, wie z. B. 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin,
tertiäre Amine, wie z. B. Triethylamin, Tributylamin,
Dimethylbenzylamin, N-Methyl-, N-Ethyl-, N-Cyclohexyl
morpholin, N,N,N′,N′-Tetramethylethylendiamin, N,N,N′,N′-
Tetramethyl-butandiamin, N,N,N′,N′-Tetramethyl-hexan
diamin-1,6, Di-(4-dimethylaminocyclohexyl)-methan, Penta
methyl-diethylentriamin, Tetramethyl-di(aminoethyl)ether,
Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin,
1,2-Dimethylimidazol, 1-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan und vor
zugsweise 1,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan und Alkanolamin
verbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin,
N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin und Dimethylethanolamin.
Als Katalysatoren kommen ferner in Betracht: Tris-(dialkyl aminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, insbesondere Tris-(N,N-di methylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin, Tetraalkylammonium hydroxide, wie Tetramethylammoniumhydroxid, Alkalihydroxide, wie Natriumhydroxid und Alkalialkoholate, wie Natriummethylat und Kaliumisopropylat sowie Alkalisalze von langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und gegebenenfalls seiten ständigen OH-Gruppen und Kombinationen aus den organischen Metallverbindungen und stark basischen Aminen. Vorzugsweise verwendet werden 0,001 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-% Katalysator bzw. Katalysatorkombination bezogen auf das Gewicht der Polyhydroxylverbindung (b). - f) Erfindungswesentlich für die Herstellung der PU-Weichschaum
stoffe und PU-Weichformschaumstoffe nach dem erfindungs
gemäßen Verfahren ist die Verwendung von Bienenwachs als
Zusatzmittel (f) zur Ausbildung einer unregelmäßigen Zell
struktur zur Verbesserung der PU-Weichschaumstoffqualität.
Zur Erzielung der vorgenannten verbesserten mechanischen Eigenschaften und insbesondere des hohen Sitzkomforts wird das Bienenwachs zweckmäßigerweise in einer Menge von 0, 01 bis 3 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,03 bis 1,0 Gew.-Teilen und insbesondere 0, 05 bis 0,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der höhermolekularen, Polyhydroxylverbindung (b) eingesetzt. Das Bienenwachs kann hierzu direkt der soge nannten Komponente-A, die als wesentliche Bestandteile die höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen (b) und gegebenen falls Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel (c) enthält, einverleibt werden. Zur Erzielung einer möglichst homogenen Verteilung in der Komponente A, hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, das Bienenwachs zweckmäßigerweise unter Erwärmung z. B. auf Temperaturen bis 85°C, vorzugsweise von 70 bis 80°C in einem geeigneten Lösungsmittel zu lösen und in gelöst er Form der Komponente A oder direkt in die schäumfähige Reaktionsmischung einzubringen. Als geeignete Lösungsmittel haben sich z. B. Testbenzine (Siedepunkte 120 bis 220°C), hydroxylgruppenhaltige Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmittel (c) und insbesondere die höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen besonders bewährt, so daß diese Lösungsmittel bevorzugt Anwendung finden. Als Lösungsmittel eignen sich ferner gegenüber Isocyanatgruppen inert, niedrig siedende Flüssigkeiten, die unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen und daher zusätzlich als Treibmittel wirksam werden können, wie z. B. Alkane, z. B. Pentanisomerengemische, Cycloalkane wie z. B. Cyclopentan und/ oder Cyclohexan, lineare und cyclische Ether z. B. Diethyl ether und Tetrahydrofuran und partiell fluorierte Alkane, wie z. B. Heptafluorpropan. Die pro Gew.-Teil Bienenwachs verwen dete Menge an Lösungsmittel ist abhängig von dessen Wirksam keit, die experimentell leicht ermittelt werden kann. Bei der Verwendung von Testbenzin als Lösungsmittel, finden pro Gew.- Teil Bienenwachs üblicherweise 4 bis 10 Gew.-Teile, vorzugs weise 6 bis 8 Gew.-Teile Testbenzin mit einem Siedebereich von 120 bis 220°C Verwendung.
Zusätzlich zu dem erfindungswesentlichen Zusatzmittel (f) Bienenwachs können der Reaktionsmischung zur Herstellung der PU-Weich(form)schaumstoffe gegebenenfalls noch andere Zusatz mittel einverleibt werden. Genannt seien beispielsweise ober flächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Flammschutzmittel, Hydrolysemittel, fungistatische und bakteriostatisch wirkende Substanzen.
Als oberflächenaktive Substanzen kommen Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen. Genannt seien beispielsweise Emul gatoren, wie z. B. die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten, oder von Fettsäuren sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z. B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, rici nolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z. B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol- oder Dinaphthylmethan disulfonsäure und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie Siloxan-Oxalkylen-Mischpolymerisate und andere Organo polysiloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fett alkohole, Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnußöl. Zur Verbesserung der Emulgier wirkung und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich ferner oligomere Polyacrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluor alkanresten als Seitengruppen. Die oberflächenaktiven Sub stanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Polyhydroxyl verbindungen (b), angewandt.
Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekannten, üblichen organischen und anorga nischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel und Beschwerungsmittel zu verstehen. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: anor ganische Füllstoffe wie z. B. silikatische Mineralien, bei spielsweise Schichtsilikate wie Antigorit, Serpentin, Horn blenden, Amphibole, Chrysotil, Zeolithe, Talkum; Metalloxide, wie z. B. Kaolin, Aluminiumoxide, Aluminiumsilikat, Titanoxide und Eisenoxide, Metallsalze wie z. B. Kreide, Schwerspat und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsulfid, Zinksulfid sowie Glaspartikel. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Ruß, Melamin, Kolophonium, Cyclopentadienyl harze und Pfropfpolymerisate.
Die anorganischen und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische verwendet werden und werden der Reaktions mischung vorteilhafterweise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten (a) bis (c), einverleibt.
Geeignete Flammschutzmittel sind beispielsweise Trikresyl phosphat, Tris-(2-chlorethyl)phosphat, Tris-(2-chlorpro pyl)phosphat, Tris-(1,3-dichlorpropyl)phosphat, Tris-(2,3-di brompropyl)phosphat und Tetrakis-(2-chlorethyl)-ethylendi phosphat.
Außer den bereits genannten halogensubstituierten Phosphaten können auch anorganische Flammschutzmittel, wie roter Phos phor, Aluminiumoxidhydrat, Antimontrioxid, Arsenoxid, Ammoniumsulfat, Ammoniumpolyphosphat, Blähgraphit und Calciumsulfat oder Cyanursäurederivate, wie z. B. Melamin oder Mischungen aus mindestens zwei Flammschutzmitteln, wie z. B. Ammoniumpolyphosphaten und Melamin und/oder Blähgraphit sowie gegebenenfalls Stärke zum Flammfestmachen der erfindungsgemäß hergestellten PU-Weich(form)schaumstoffe verwendet werden. Im allgemeinen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, 5 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-Teile der genannten Flammschutzmittel oder -mischungen für jeweils 100 Gew.-Teile der Komponenten (a) bis (c) zu verwenden.
Nähere Angaben über die oben genannten anderen üblichen Hilfs- und Zusatzstoffe sind der Fachliteratur, beispiels weise der Monographie von J.H. Saunders und K.C. Frisch "High Polymers" Band XVI, Polyurethanes, Teil 1 und 2, Verlag In terscience Publishers 1962 bzw. 1964, oder dem Kunststoff- Handbuch, Polyurethane, Band VII, Carl-Hanser-Verlag, München, Wien, 1. und 2. Auflage, 1966 und 1983 zu entnehmen.
Zur Herstellung der PU-Weich(form)schaumstoffe können die
flüssigen Urethangruppen gebunden enthaltenden Polyisocyanat
mischungen (a), höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen (b)
und gegebenenfalls Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungs
mittel (c) in Gegenwart von Treibmitteln (d), Katalysatoren (e)
und Zusatzstoffen (f) bei Temperaturen von z. B. 10 bis 100°C, vor
zugsweise 18 bis 80°C in solchen Mengenverhältnissen zur Reaktion
gebracht werden, daß pro NCO-Gruppe zweckmäßigerweise 0,5 bis 2,
vorzugsweise 0,8 bis 1,3 und insbesondere ungefähr ein reak
tive(s) Wasserstoffatom(e) gebunden an die Ausgangskomponen
ten (b) und gegebenenfalls (c) vorliegen und, sofern Wasser als
Treibmittel verwendet wird, das Molverhältnis von Äquivalente
Wasser zu Äquivalente NCO-Gruppe vorteilhafterweise 0,5 bis
5 : 1, vorzugsweise 0,7 bis 0,95 : 1 und insbesondere 0,75 bis
0,85 : 1 beträgt.
Die PU-Weich(form)schaumstoffe werden zweckmäßigerweise nach dem
one shot-Verfahren durch Vermischen von zwei Komponenten mit
Hilfe einer Hochdruck- oder Niederdruckschäummaschine herge
stellt, wobei die Ausgangskomponenten (b), (d), (e), (f) und ge
gebenenfalls (c) zu der sogenannten Komponente A oder Polyol-Kom
ponente vereinigt und als Komponente B oder Polyisocyanat-Kompo
nente die organischen und/oder modifizierten organischen Polyiso
cyanate (a), gegebenenfalls im Gemisch mit inerten, physikalisch
wirkenden Treibmitteln verwendet werden. Da die Komponente A und
Komponente B sehr gut lagerstabil sind, müssen diese vor Her
stellung der PU-Weich(form)schaumstoffe nur noch intensiv ge
mischt werden. Die Reaktionsmischung kann in offenen oder ge
schlossenen Formwerkzeugen verschäumt werden; sie eignet sich
ferner zur Herstellung von Blockschaumstoffen.
Zur Herstellung von PU-Weichformschaumstoffen wird die Reaktions
mischung vorteilhafterweise mit einer Temperatur von 18 bis 40°C,
vorzugsweise 20 bis 35°C in ein zweckmäßigerweise metallisches
temperierbares Formwerkzeug eingebracht. Die Formwerkzeugtempe
ratur beträgt üblicherweise 20 bis 70°C, vorzugsweise 30 bis 60°C.
Die Reaktionsmischung läßt man unter Verdichtung z. B. bei Ver
dichtungsgraden von 1,1 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 6 und ins
besondere 2,2 bis 4 in dem geschlossenen Formwerkzeug aushärten.
Die PU-Weichschaumstoffe besitzen üblicherweise freigeschäumte
Dichten von z. B. 20 bis 120 g/l und vorzugsweise von 30 bis
70 g/l. Aus derartigen Schaumstoff-Formulierungen hergestellte
PU-Weichschaumstoff-Formkörper können in Abhängigkeit vom ange
wandten Verdichtungsgrad eine Gesamtdichte von 30 bis 700 g/l, vor
zugsweise von 40 bis 250 g/l aufweisen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten PU-Weich
schaumstoffe eignen sich z. B. als Sitzpolster für Polstermöbel
und die PU-Formweichschaumstoffe als Polsterelemente, Armlehnen,
Kopfstützen, Sonnenblenden und Sicherheitsabdeckungen in Fahr
zeugkabinen, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen und Flugzeugen.
14,3 Gew.-Teile Bienenwachs und 85,7 Gew.-Teile Testbenzin mit
einem Siedepunktbereich von 120 bis 220°C wurden bei 23°C unter
Rühren auf 60°C erwärmt. Sobald sich das Bienenwachs vollständig
gelöst hatte, wurden die 100 Gew.-Teile der Lösung mit 700 Gew.-
Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen-polyoxye
thylen-polyols mit einem Molekulargewicht von 4800 unter Rühren
gemischt. Das Gewichtsverhältnis von Bienenwachs zu Polyoxypropy
len-polyoxyethylen-polyol betrug ca. 2 : 98.
Eine Mischung aus 2 Gew.-Teilen Bienenwachs und 48 Gew.-Teilen
eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen-polyoxyethylen-po
lyols mit einem Molekulargewicht von 4800 wurde unter Rühren auf
80°C erwärmt. Nachdem das Bienenwachs vollständig gelöst war,
wurde die erhaltene Lösung mit 50 Gew.-Teilen des vorgenannten,
auf 20 bis 23°C temperierten Polyoxypropylen-polyoxyethylen-poly
ols verdünnt und unter Rühren auf 23 bis 25°C abkühlen gelassen.
Das Gewichtsverhältnis von Bienenwachs zu Polyoxypropylen-poly
oxyethylen-polyolbetrug 2 : 98.
Mischung, die bestand aus
75 Gew.-Teilen
eines Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyols mit der Hydroxylzahl 35 mg KOH/g, hergestellt durch Propoxylierung von Glycerin und anschließende Ethoxylierung des Glycerin-Polyoxypropylen addukts,
10 Gew.-Teilen
eines Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyols mit der Hydroxylzahl 55 mg KOH/g, hergestellt durch Propoxylierung von Glycerin und anschließende Ethoxylierung des Glycerin-Polyoxypropylen addukts,
10 Gew.-Teilen
eines Pfropfpolyether-polyols mit der Hydroxyl zahl von 25 mg KOH/g, hergestellt durch in situ- Polymerisation einer Mischung aus Styrol und Acrylnitril in Gegenwart eines Polyoxyalkylen polyols,
0,5 Gew.-Teilen
N,N,N′,N′-Tetramethyl-4,4′-diamino-diphenyl methan,
0,4 Gew.-Teilen
N,N-Dimethylaminopropylamin,
0,2 Gew.-Teilen
einer 33 Gew.-%igen Lösung von Triethylendiamin in Dipropylen-glykol,
0,15 Gew.-Teilen
eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (Tegostab® B 8631 der Firma Goldschmidt AG, Es sen) und
3,70 Gew.-Teilen
Wasser
eines Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyols mit der Hydroxylzahl 35 mg KOH/g, hergestellt durch Propoxylierung von Glycerin und anschließende Ethoxylierung des Glycerin-Polyoxypropylen addukts,
10 Gew.-Teilen
eines Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyols mit der Hydroxylzahl 55 mg KOH/g, hergestellt durch Propoxylierung von Glycerin und anschließende Ethoxylierung des Glycerin-Polyoxypropylen addukts,
10 Gew.-Teilen
eines Pfropfpolyether-polyols mit der Hydroxyl zahl von 25 mg KOH/g, hergestellt durch in situ- Polymerisation einer Mischung aus Styrol und Acrylnitril in Gegenwart eines Polyoxyalkylen polyols,
0,5 Gew.-Teilen
N,N,N′,N′-Tetramethyl-4,4′-diamino-diphenyl methan,
0,4 Gew.-Teilen
N,N-Dimethylaminopropylamin,
0,2 Gew.-Teilen
einer 33 Gew.-%igen Lösung von Triethylendiamin in Dipropylen-glykol,
0,15 Gew.-Teilen
eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (Tegostab® B 8631 der Firma Goldschmidt AG, Es sen) und
3,70 Gew.-Teilen
Wasser
Mit Urethangruppen modifizierte Semiprepolymermischung mit einem
NCO-Gehalt von 27 Gew.-%, die hergestellt wurde durch Umsetzung
einer Mischung aus 48 Gew.-Teilen eines 4,4′- und 2,4′-MDI-Iso
merengemisches und 37 Gew.-Teilen Roh-MDI mit einer Mischung aus
10 Gew.-Teilen eines mit Glycerin gestarteten Polyoxypropylen-po
lyoxyethylen-polyols mit der Hydroxylzahl 42 mg KOH/g und 5 Gew.-
Teilen Polyoxypropylen-glykol mit der Hydroxylzahl von
56 mg KOH/g.
Zur Herstellung der PU-Weichformschaumstoffe wurden 100 Gew.-
Teile der A-Komponente mit 62 Gew.-Teilen der B-Komponente, ent
sprechend einem NCO-Index von 84, oder 72 Gew.-Teilen der B-Kom
ponente, entsprechend einem NCO-Index von 100, bei 23°C mit Hilfe
eines Rührers intensiv gemischt, die Reaktionsmischung wurde in
ein auf 45°C temperiertes metallisches Formwerkzeug mit den
inneren Abmessungen 40 cm × 40 × 10 cm eingefüllt und in dem da
nach verschlossenen Formwerkzeug aufschäumen und aus reagieren ge
lassen. Das erhaltene Formteil wurde nach 5 Minuten entformt.
Zur Herstellung der PU-Weichschaumstoffe wurden in 100 Gew.-Teile
A-Komponente die in Tabelle 1 genannten Mengen einer Bienenwachs
lösung nach Beispiel 1 oder Beispiel 2 einverleibt. Hierbei
zeigte sich, daß die Bienenwachslösungen, unabhängig von der Her
stellungsweise im Rahmen der Meßgenauigkeit die gleichen mechani
schen Eigenschaften ergaben.
Die zugegebenen Mengen einer Wachslösung, der angewandte Iso
cyanatindex und die am hergestellten PU-Weichformschaumstoff ge
messenen mechanischen Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammen
gefaßt.
Die Herstellung der PU-Weichschaumstoffe aus den vorgenannten
A- und B-Komponenten wurde in Abwesenheit einer Bienenwachslösung
und gegebenenfalls unter Zudosierung von Mischluft mit 3 bar
durchgeführt.
Der Einsatz von Mischluft, der angewandte Isocyanatindex und die
an den hergestellten PU-Weichformschaumstoffen gemessenen mecha
nischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Das Dauergebrauchsverhalten der PU-Weichformschaumstoffe wurde
mit Hilfe des Dauerschwingversuches mit konstanter Belastungsam
plitude im Eindruck-Schwellbereich (entsprechend DIN 53 574) er
mittelt.
Ein Vergleich der Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigt, daß
durch den Zusatz der Bienenwachslösung der Dicken- und Härtever
lust der PU-Weichformschaumstoffe reduziert werden.
Durch Zusatz von 2,5 Gew.-Teilen Bienenwachs pro 100 Gew.-Teile
A-Komponente kann z. B. der Dickenverlust der PU-Weichschaumstoffe
von 1,91% (Vergleichsbeispiel III) auf 1,49% (Beispiel 9) und
der Härteverlust von 14,1% auf 7,24% reduziert werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen
durch Umsetzung von
- a) organischen Polyisocyanaten, modifizierten organischen Polyisocyanaten oder Mischungen aus organischen und modi fizierten organischen Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen und
- c) gegebenenfalls niedermolekularen Kettenverlängerungs mitteln, Vernetzungsmitteln oder Mischungen aus Ketten verlängerungs- und Vernetzungsmitteln
in Gegenwart von
- d) Treibmitteln,
- e) Katalysatoren und
- f) mindestens einem Zusatzmittel,
dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatzmittel (f) Bienen
wachs verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
0,01 bis 3 Gew.-Teile Bienenwachs pro 100 Gew.-Teile der
höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen (b) verwendet.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß man das Bienenwachs, in Form einer Lösung in
einem geeigneten Lösungsmittel verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß man das Bienenwachs in Form einer Lösung in
Testbenzin verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als organische und/oder modifizierte orga
nische Polyisocyanate (a) verwendet:
Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-Diphenylmethan-diisocyanat, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl polymethylen-polyisocyanaten mit einem Gehalt an Diphenyl methan-diisocyanaten von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-Diphenylme than-diisocyanat und Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylen diisocyanat, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten und Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanaten, Urethangruppen enthal tende Polyisocyanatmischungen mit einem NCO-Gehalt von 30 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht auf der Grundlage von Diphenylmethan-diisocyanaten oder Mischungen aus Diphe nylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyiso cyanaten und Polyoxypropylen-glykolen und/oder Polyoxypro pylen-polyoxyethylen-polyolen mit einem Molekulargewicht von 134 bis 4200.
Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-Diphenylmethan-diisocyanat, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl polymethylen-polyisocyanaten mit einem Gehalt an Diphenyl methan-diisocyanaten von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Mischungen aus 4,4′- und 2,4′-Diphenylme than-diisocyanat und Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylen diisocyanat, Mischungen aus Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten und Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanaten, Urethangruppen enthal tende Polyisocyanatmischungen mit einem NCO-Gehalt von 30 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht auf der Grundlage von Diphenylmethan-diisocyanaten oder Mischungen aus Diphe nylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyiso cyanaten und Polyoxypropylen-glykolen und/oder Polyoxypro pylen-polyoxyethylen-polyolen mit einem Molekulargewicht von 134 bis 4200.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als höhermolekulare Polyhydroxyl
verbindungen Polyether-polyole mit einer Funktionalität im
Bereich von 2,0 bis 4,0 und einem Molekulargewicht von 1800
bis 8000 verwendet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als Treibmittel Wasser, Alkane mit 3 bis
7 Kohlenstoffatomen, Cycloalkane mit 4 bis 7 Kohlenstoff
atomen oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten
Verbindungen verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß man die Umsetzung in einem geschlossenen Form
werkzeug unter Verdichtung mit einem Verdichtungsgrad von 1,1
bis 10 durchführt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19509499A DE19509499A1 (de) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen mit einer unregelmäßigen Zellstruktur |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19509499A DE19509499A1 (de) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen mit einer unregelmäßigen Zellstruktur |
Publications (1)
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DE19509499A1 true DE19509499A1 (de) | 1996-09-19 |
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ID=7756815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19509499A Withdrawn DE19509499A1 (de) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen mit einer unregelmäßigen Zellstruktur |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19509499A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19622782A1 (de) * | 1996-06-07 | 1997-12-11 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Polyurethanweichschaum mit Zonen unterschiedlicher Stauchhärte |
DE102004026959B3 (de) * | 2004-06-02 | 2006-02-16 | Girlich, Dieter, Dr. | Verfahren zur Herstellung metallischer Gitterstrukturen |
CN114269804A (zh) * | 2019-09-02 | 2022-04-01 | 日清纺化学株式会社 | 软质聚氨酯泡沫的制备方法 |
-
1995
- 1995-03-16 DE DE19509499A patent/DE19509499A1/de not_active Withdrawn
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