DE2029293B2

DE2029293B2 - Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen

Info

Publication number: DE2029293B2
Application number: DE2029293A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. 5674 Bergisch- Neukirchen Dahm; Karl-Josef Dr. 5090 Leverkusen Kraft; Manfred Dr. 5320 Bad Godesberg Roegler
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-06-13
Filing date: 1970-06-13
Publication date: 1980-04-24
Also published as: US3714080A; NL169887C; NL7108062A; DE2029293A1; DK130534B; DK130534C; GB1324726A; BE768399A; SE377807B; FR2095236B1; FR2095236A1; DE2029293C3; ZA713439B; ES392164A1; NL169887B; CA926550A

Description

^SKR'),, —CH-N-C-O-(C_nH_2n-R" R'" O

und durch Si—O—Si-Brücken damit verbundenen weiteren Strukiureinheiten der allgemeinen Formel

bestehen, wobei mindestens eine von tausend Struktureinheiten der erstegenannten Formel entspricht, und in denen

R' einen gegebenenfalls halogen- oder cyansubstituierten Ci—Cio-Alkyi-, C₄-CiO-CyCIoalkyl-oderCb—Cio-Arylrest,

R" ein Wasserstoffatom oder einen Methyl- oder Phenylrest,

R'" einen Ci-Cio-Alkyl-, Ci-Cio-Cycloalkyl-, Cj-Cio-Alkenyl-, C₇-Cio-Aralk:v, Di-(C -Cio-alkylJamino-Ci-Cio-alkyl-,
C₆-Cio-Aryl- oder C7—Cio-Alkarylrest

Q einen gesättigten Ci-Q-Alkylrest oder Ce-Arylrest,

m 1 oder 2

π 2,3 oder 4 und

b eine ganze Zahl von 1 bis 200

darstellt, wobei diese Reste und Zahlenwerte an jeder Stelle einer Molekel unabhängig voneinander sind.

Schaumstoffe mit den verschiedenartigsten physikalischen Eigenschaften werden nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren aus Verbindungen mit mehreren aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen, und Polyisocyanaten, unter Mitverwendung von Wasser, Aktivatoren. Emulgatoren, Schaumstabilisatoren und anderen Zusatzstoffen seit langem im technischen Maßstab hergestellt (R. Vieweg, A. Höchtlen, Kunststoff-Handbuch, Bd. VII, Polyurethane, C. Hanser-Verlag, München 1966). Es ist nach dieser Verfahrensweise möglich, bei geeigneter Wahl der Komponenten sowohl elastische als auch starre Schaumstoffe bzw. alle zwischen diesen Gruppen liegenden Varianten herzustellen.

Schaumstoffe auf Polyisocyanat-Basis werden vorzugswsise durch Vermischen flüssiger Komponenten hergestellt, wobei man die miteinander umzusetzenden Ausgangsmaterialien entweder gleichzeitig zusammenmischt oder aber zunächst aus einer Polyhydroxylverbindung, wie Polyalkylenglykoläthern oder Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern, mit einem Überschuß an Polyisocyanat ein NCO-Gruppen enthaltendes Voraddukt herstellt, welches dann in einem zweiten Arbeitsgang mit Wasser in den Schaumstoff überführt wird.

Als Schaumstabilisatoren benutzt man dabei Zusatzmittel, welche das »Verkochen« des Schaumstoffes während der Expansion und als Folge ein Entweichen des sich entwickelnden Treibgases oder ein Zusammenfallen des Schaumes nach F.rreichen seiner maximalen Volumenausdehnung verhindern sollen. Die Wirkung der Schaumstabilisatoren besteht unter anderem darin, daß sie die Oberflächensppannung des schäumfähigen Gemisches erniedrigen und gleichzeitig dessen Viskoelastizität erhöhen.

Als Schaumstabilisatoren sind bereits Co-Kondensationsprodukte von Dimethylpolysiloxanen mit PoIyglykolen bekannt, wobei die Verknüpfung zwischen dem Polysiloxan- und dem Polyglykolrest sowohl über Si-O-C-, als auch über Si-C-Brücken erfolgt. Erstere Verbindungsklasse, die dem Typ der (Organo)-Kieselsäureester zugehören, ist leicht hydrolysierbar, was durch die Wasserlöslichkeit ά·-ί Verbindungen selbst und des einen Hydrolyseproduktes sogar noch gefordert wird. Dieser Umstand ist sehr nachteilig für die großtechnische Fertigung von Schaumstoffen. Da nämlich die Mengen an Wasser und insbesondere an Katalysator bzw. Schaumstabilisator klein sind gegenüber den übrigen zur Verschäumung benötigten Komponenten, wird nicht immer jede für sich der Mischkammer zugeführt, sondern es wird, der genauen Einhaltung des Mengenverhältnisses wegen, häufig eine Lösung oder Emulsion von Wasser, Katalysator und Schaumstabilisator in die Mischkammer der Verschäumungsmaschine gegeben. Bei de,-Herstellung von harten Polyurethanschaumstoffen wird aus technischen gründen außerdem häufig so verfahren, daß die Schaumstabilisatoren gemeinsam mit den Katalysatoren, dem Wasser und/oder anderen Treibmitteln oder anderen Zusatzstoffen in den Polyolen gelöst und die so erhaltenen Mischungen mit der not·

wendigen Menge an Polyisocyanat zur Schaumbildung vermischt werden. In keinem dieser Fälle ist ein längerer Kontakt des hydrolisierbaren Kieselsäureesters mit Wasser bzw. der Wasser-Amin-Mischung zu vermeiden, was insofern kritisch ist, als das bei der Hydrolyse entstehende Polymethylpolysiloxan nicht nur als Schaumstabilisator wirkungslos ist, sondern überdies den noch nicht hydrolisierten Schaumstabilisator derart inaktiviert, daß entweder Schaumstoffe mit groben, unregelmäßigen Poren entstehen oder der Schaumstoff kollabiert.

Kondensationsprodukte von Dimethylpolysiloxanen mit Polyglykolen, die Si—C-Verknüpfungen besitzen, weisen diese Nachteile nicht auf; so sind sie in wäßriger Lösung oder in einer Amin-Wasser-Lösung weitestgehend beständig.

Schaumstabilisatoren beeinflussen auf Grund ihrer physikalisch-chemischen Wirksamkeit auch die Porenstruktur der Schaumstoffe; diese sollte möglichst feinzellig sein, damit die Dichteverteilung über den Blockquerschnitt homogen ist und optimale physikalische Eigenschaften erhalten werden. Außerdem ist zu fordern, daß die Schaumstabilisatoren in der Lage sind, Schaumstoffe aus den vielfältigsten Polyolen zu stabilisieren, wobei die Vielfalt dabei in gleicher Weise das Molekulargewicht als auch den chemischen Aufbau umfassen sollte. Der breit wirksame S»:haumstabilisator soll etwa genauso gut bei Hartschaumpolyäthern auf Rohrzucker- oder Trimethylpropan-8asis wie auch bei Weichschaumpolyäthern wirksam sein. Weiterhin soll der Schaumstabilisator eine möglichst hohe Treibmittelausbeute ergeoen und bewirken, daß, insbesondere bei der Formteilherstel'ung, d j Fließvermögen des schäumfähigen Gemisches Tiöglichst gut ist, damit der Schaumstoff den ganzen ihm zur Vc fügung stehenden Raum ausfüllen kann. Schließlich soll der Schaumstabilisator die Herstellung von Schaumstoffen mit optimalen mechanischen Eigenschaften ermöglichen, etwa weiche Polyurethanschaumstoffe mit möglichst großer Härte liefern, und es sollte aus den bereits mitgeteilten Gründen hydrolysestabil sein.

Diese Forderungen der Praxis an einen Schaumstabilisator sind, wie Versuche ergaben und wie im folgenden belegt werden wird, mit keinem der bisher bekannten Schaumstabilisatoren gleichzeitig zu erfüllen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Anforderungen bei der Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen aus Polyhydroxylverbindungen, Polyisocyanaten und Wasser bzw. anderen Treibmitteln in Gegenwart von Schaumstabilisatoren in hohem Maße erfüllt werden, wenn als Schaumstabilisatoren bestimmte süoxanmodifizierte Carbamidsäurederivate verwendet werden.
Aus den FR-PS 13 91300, 13 95 901, 15 03?52,

ίο 15 21 199 und aus der US-PS 34 83 240 ist bereits die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen unter Verwendung von Organopolysiloxanen, die Carbamidgruppen eingebaut enthalten, als Schaumstabilisatoren bekannt. Die in den FR-PS 13 91 300 und 13 95 901 beschriebenen Organopolysiloxane enthalten jedoch, im Gegensatz zu den erfindungsgemäß zu verwendenden Schaumstabilisatoren, keine Polyätherreste. Auch die gemäß der FR-PS 15 03 252 (äquivalent der US-PS 34 83 240) verwendeten Organopolysiloxane sind in der Struktur stark unterschiedlich von den erfindungsgemäß zu verwendenden Schaumstabilisatoren. Diese Feststellung gilt auch für die Organopolysiloxane, wie sie in der FR-PS 15 21 199 beschrieben werden. Die nach dieser Patentschrift einzusetzenden Schaumstabilisatoren werden so hergestellt, daß Polyether mit endständigen AUylgruppen und endständigen Carbamatgruppen mit Organohydrogenpolysiloxanen umgesetzt werden, wobei eine Addition des Organohydrogenpolysiloxans an die ungesättigte Bindung des

jn eine Urethangruppe aufweisenden Polyäthers stattfindet. Die Urethangruppierung weist — im Gegensatz zu der bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen — ein Wasserstoffatom auf, was diesen Produkten von vornherein eine gewisse unerwünschte)

Γ) thermische Labilität verleiht.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen durch Umsetzung von Polyhydroxylverbindungen, Polyisocyanaten, Wasser und/oder anderen Treibmitteln,

4(i Carbaminatgruppen eingebaut enthaltenden Organopolysiloxanen als Schaumstabilisatoren und anderen Zusatzstoffen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Schaumstabilisatoren süoxanmodifizierte Carbamidsäurederivate verwendet, die aus

■η mindestens einer Struktureinheit der allgemeinen Formel

()., ,,,Si(R'),. -CII-N-C-O-(C₁₁Hj₁₁-OV-Q

R" R'"

und durch Si —Ο—Si-Brückcn damit verbundenen weiteren Struktureinheiten der allgemeinen Formel

bestehen, wobei mindestens eine von tausend Struk:ureinheiten der erstgenannten Formel entspricht, und in denen

R' einen gegebenenfalls halogen- oder substituierten Ci-Cio-Alkyl-, C4 —Cin-Cycloalkyl- oder Ch- Cin-Arylrest,

R" ein Wasserstoffatom oder einen Methyl- oder Phe-

nylrest,
R'" einen Ci-Cio-Alkyl-, Gr-Cio-Cycloalkyl-, C2— C,o-Alkinyl-, Cz-Co-Aralkyl-, Di-(C,-C,„-alkyl)-amino-Ci—Cin-alkyl-, Ct-Cio-Aryl- oder C7—Cio-

Alkarylrest
Q einen gesättigten Ci-Cb-Alkylrest oder Ch-Arylrest,

m I oder 2
η 2,3 oder 4 und
b eine ganze Zahl von 1 bis 200

Geeignete, gemäß der Erfindung zu verwendende siloxanmodillzierte Carbamidsaurederivaie sind /. B. die Verbindungen:

-fSi(CH₃),0

worin —OG den Resi —O—JfC₃H₆O)_n-

-Hr]—C₄H₉ eines Blockpolyathers bedeutet.

II. (CHj)₂Si — O CH₂

II I

GO —C-N

-Si(CH₃)-O

CH₂

C-OG

-(Si(CH₃),-O

worin —OG den Rest —O—[(C₂H₄O)₁T- -(C₃H₆—O^—C₄H₉ eines Mischpolyä'thers bedeutet.

-(Si(CH₃)J-O

worin —OG den Rest —O—K

-(C₃H₆O)₁H—C₄H₉ eines Mischpolyiithers bedeutet.

IHb. wie HIa, wobei allerdings — OG den Rest — O ft C₂H₄O htr~ —( C₃H₆O ^\— C₄H, eines

Mischpolyäthers bedeutet.

—(Si(C.H;.V-0

worin —OG t'cn Rest —O—KC₂H₄O)₇ThC₄H, eines l'olyiithcrs bedeutet.

IVb. wie IVa, wobei allerdings — OO den Rest — O K C₇H₁O I₁₄-I— C₁H, eines Polyethers bedeutet

ν. (cii,>₂si —ο—ρ

O CH₂

Il I

(K)-C-N
(CH,)₂CH —CH₂

Si(CH,)-O

CH₂ O

I Il

N C-OG

CH,-C H(CH,)2

-KSi(C H,J₂-

Si(CH,).,

CH₂ O

N- -C-OCi

CH,-CH(CH₁)

worin —OCi den Rest —Ο—{K'₂H₄O J_n-

^ttJ—C₄H₉ eines l'olyiilhers bedeutet.

Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Schaumstabilisatoren kann nach der Lehre der DE-PS 19 05 101 erfolgen.

Diese siloxanmodifizierten Carbamidsäurederivate können den schäumfähigen Reaktionsgemischen je nach deren Reaktionsfähigkeit in den verschiedensten Mengen zugesetzt werden. Überlicherweise wird man mit Mengen von 0,05 bis 5%, bevorzugt mit Mengen von 0,1 bis 3%. bezogen auf die Menge an Polyhydroxyverbindungen, arbeiten.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden siioxanmodifizierten Carbamidsäurederivate können bei der Verschäumung jedem beliebigen Reaktionsteilnehmer, z. B. dem Polyol oder dem organischen Polyisocyanat einverleibt werden, oder sie können z. B. in Form einer wäßrigen Lösung gemeinsam mit dem Aminkatalysator eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, diese Schaumstabilisatoren ganz oder teilweise getrennt dem schäumfähigen Gemisch zuzusetzen oder sie in sogenannten Vermischungen mit einem oder mehreren Polyolen. Treibmitteln, Katalysatoren oder anderen Zusatzstoffen einzumischen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige Polyisocyanate eingesetzt werden, wie z. B. Hexamethylendiisocyanat. Xylylendiisocyanate, Phenylendiisocyanate. Toluylendiisocyanate, Chlorphenylendiisocyanate. Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat,

Naphthylen-!,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanr.t, Xylyleniwx'-diisothiocyanat. Weiterhin geeignet sind Dimere und Trimere von Diisocyanaten. Biuretpolyisocyanate, Semicarbazid-, Harnstoff-, Allophanat- oder acylierte Biuretpolyisocyanate, wie auch freie NCO-Gruppen auweisende Addukte von Polyisocyanaten an Alkohole, wie Trimethylolpropan, Glyzerin, Hexantriol-1.2,6 oder Glykol, an niedermolekulare Polyester oder an Ricinusöl, ferner Umsetzungsprodukte dieser Polyisocyanate mit Acetalen gemäß der DE-PS 10 72 385 sr .vie die in den DE-PS 10 22 789 und 10 27 394 genannten Polyisocyanate, wobei natürlich auch beliebige Mischungen eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt werden 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren und die durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellten Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanate verwendet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige, mindestens zwei aktive Wasserstoffatome aufweisende organische Polyhydroxyverbindungen eingesetzt werden, die in der Regel ein Molekulargewicht von 250 bis 10 000 aufweisen. Bevorzugt werden PoIyhydroxylpolyäther sowie Polyhydroxylpolyester verwendet.

Geeignete Polyhydroxylpolyäther sind insbesondere solche des Molekulargewichtsbereiches von 250 bis 5000. Die Herstellung dieser Verbindungen geschieht

bevorzugt durch Umsetzung von Alkylenoxiden bzw. Alkylenoxidgcmischen mit geeigneten Startermolekülen. Bevorzugt eingesetzte Alkylenoxide sind Äthylenoid, Propylenoxid, 1.2-Butylenoxid, 2,3-Butylenoxid und 1,4-Butylenoxid. Geeignete Startermoleküle sind beliebige, mindestens 2 aktive w'asserstoffatome autweisende, bevorzugt niedermolekulare Verbindungen, wie z. B. Wasser, Äthylenglykol, 1,2-, 1,3-Propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Pentaerythrit, Sorbit, Rohrzucker, Polyhydroxybenzole, Polyhydruxynaplilhaliiie, Polyhydroxyanthracene und Poly-(hydroxyaryl)-alkane. Addukte von Alkylenoxiden an Hydroxylgruppen aufweisende Phenolharze, wie z. B. Novolake, sind ebenfalls geeignet. Als weiterhin zur Umsetze .\g mit Alkylenoxiden geeignete Startermoleküle seien auch primäre Di- und Polyamine, wie z.B. Äthylendiamin, 1,3-Propylendiamin, 1.4-Butylendiamin, Diaminobenzole und Triaminobenzole, sowie sekundäre Di- und Polyamine, wie N.N'Dimethyläthylendiamin, Ν,Ν'-Dimetnylpropylendiamin, N.N'-Dimethyldiaminobenzole und Ν,Ν',Ν''-Trimethyltriaminobenzole genannt. Die Polyhydroxylpolyäther können auch im Gemisch mit den monomeren organischen Startermolekülen eingesetzt werden.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Polyhydroxylpolyester sind insbesondere solche, die ein Hydroxyläquivalentgewicht von 100 bis 3000 aufweisen, wobei unter Hydroxyläquivalentgewicht die Menge an Polyester in Gramm zu verstehen ist, die ein Mol Hydroxylgruppen enthält. Die Herstellung der Polyhydroxylpolyester geschieht durch Umsetzung von Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden mit mehrwertigen Hydroxylverbindungen. Geeignete Polycarbonsäuren sind z. B. Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und dimerisierte Fettsäuren. Geeignete mehrwertige Polyhydroxyverbindungen sind z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Polyäthylenglykole, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Butandiol-1,4, Buten-(2)-diol-l,4, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit. Ricinusöl, Hydrochinon, 4,4-Dihydroxydiphenylmethan und 4,4-Dihydroxydiphenylpropan. Bevorzugt werden bei der Herstellung der Polyhydroxylpolyester Dicarbonsäuren mit zweiwertigen Hydroxylverbindungen zur Reaktion gebracht Auch Tri- oder Polycarbonsäuren sowie höherwertige Polyhydroxyverbindungen können bei der Herstellung der Polyhydroxylpolyester gegebenenfalls zugesetzt werden.

Die für die erfindungsgemäße Schaumstoffherstellung gegebenenfalls mitzuverwendende Menge an tertiärem Amin variiert im allgemeinen zwischen 0,001 und 10 Gew.-°/o, bezogen auf die Menge an P,olyol, und hängt vom Molekulargewicht und der Struktur des

Polyols, des tertiären Amins und des Polyisocyanate ab Die tertiären Amine können dabei gegebenenfalls aktive Wasserstoffatome enthalten.

Typische, mit Isocyanatgruppcn praktisch nicht reaktionsfähige tertiäre Amine sind unter anderem Triethylamin, Tributyla min,

N-Methylmorpho!in, N-Ätnylmorpholin,

N-Cocomorpholine,

Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthylendiamin,

1.4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan,

N-Methyl-N'-dimethylaminoäthyl-piperazin.

Bis-[2 (N.N-dimethylamino)-äthyl]-äther.

N.NDimethylbenzylamin.

BiS-(N₁N-dia'thylaminoäthyl)-adipat,

N.N-Diäthylbenzylamin,

Pentamethyl-diäthylentriamin,

N.N-Dimethylcyclohexylamin,

N.N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butandiamin,

N^-Dimethyl'/J-phenylathylamin,

1.2-Dimethylimidazol.

2-Methylimidazol,

sowi-j Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z.B. in der DE-PS 2 29 290 beschrieben sind; als Beispiele seien erwähnt

2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und

1.3-Diäthylaminomethyltetramethyldisiloxan
Typische tertiäre Amine, die aktive Wasserstoffatome enthalten, die mit Isocyanatgruppen reaktionsfähig sind, sind ζ ti. Triäthanolamin, Triisopropanolamin. N-Methyl-diäthanolamin, N-Äthyldiäthanolamin. Dinethyläthanolarnin, sowie deren Umsetzungspro dukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxid und/oder Äthylenoxid.

Anstelle der iertiären Amine können auch stickstoffhaltige Basen, wie Tetraalkylammoniumhydroxide, sowie Alkalien, Alkaliphenolate oder alkoholate, wie beispielsweise Natriummethylat, sowie auch Hexahydrotriazine als Katalysatoren verwendet werden.

Als zusätzliche Katalysatoren zur Beschleunigung der Isocyanat-Polyol-Reaktion, insbesondere zur Beschleunigung der Polyätherpolyol-Isocyanat-Reaktion können organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen, verwendet werden.

Besonders zu erwähnende Zinnverhindiingen sind die Stannoacylate, wie Zinn(ll)-octoat, Zinn(ll)-äthylhexoat, Zinn(ll)-versatat, Zinn(ll)-acetat und Zinn(ll)-laurat oder die Dialkylzinnsalze von Carbonsäuren, wie z. B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibiitylzinn-dilaurat, Dibutyl· zinn-maleat oder Dioctylzinn-diacetat.

Ah Treibmittel werden Wasser oder verflüssigte Halogenkohienstoffverbindungen allein oder in Kombination miteinander verwendet. Die verflüssigten Halogenkohlenstoffverbiridungen sind gesättigte, aliphatische, mindestens teilweise halogenierte Kohlenwasserstoffe, die bei oder unterhalb der Temperatur der Schaumbildung verdampfen. Bevorzugte Verbindungen sind Wasser und Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform. Trichlorfluormethan und Dichlorfluormethan.

Zusatzstoffe zur Regulierung von Porengröße und Zellstruktur oder Emulgatoren können in geringen Mengen ebenfalls eingesetzt werden, obgleich deren Anwesenheit in manchen Fällen nicht notwendig ist. Weiterhin können bei der Schaumstoffherstellung Füllstoffe in gleicher Weise anwesend sein wie Farbstoffe oder Weichmacher.

Die Herstellung der Polyurethanschaumstoffe kann nach den bekannten Einstufen-, Semiprepolymer- oder Prepolymer-Verfahren bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur erfolgen. Hierbei bedient man sich vorteilhafterweise maschineller Einrichtungen, wie sie z. B. in der FR-PS IO 74 712 beschrieben sind.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumstoffe eignen sich für alle Einsatzgebiete, für welche bislang Polyurethanschaumstoffe verwendet wurden wie /. B. auf dem Gebiet der Polsterelementher^'ellung, der Wärmeisolation, der Schalldämmung, der Textilbeschichtung, der Verpakkung und zur Herstellung von Strukturelementen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch folgende Beispiele näher erläutert:

Bei den in den Beispielen verwendeten Schaumstabilisatoren handelt es sich um folgende Produkte:

A. Erfindungsgemäß zu verwendendes
folgender Konstitution:

Produkt

₂-Si —O

O CH,

GO-C-N

-Si(CHj)-O

CH₂

C-OG

-4Si(CHj)₃O Si(CH,),

C-OCi

worin —OG den Rest — O—EfC₃H₆O)₁T- -{ C₂HjO^tH—C₄H, eines Blockpolyäthers bedeutet.

Herstellung der Verbindung A

bO

1) Durch Zutropfen zu 5000 ml Wasser hydrolysiert man ein Gemisch von 249 g (1,2MoI) Brommethyl-methyl-dichlorsilan, 1900 g

(14,75MoI) Dimethyldichlorsilan und 149,5 g _b5 (0,798 Mo!) Brornmethyl-dimethyi-criiorsuan. Nach Zugabe des Wassers wird '/2 Stunde nachgerührt, und bei 20° C werden die Phasen getrennt. Die organische Phase wird durch Ausheizen und Durchleiten von Stickstoff mit einem Wasserabschneider entwässert. Anschließend werden 3% Bleicherde zugesetzt und im Stickstoffstrom bei 100 bis 150° C weiteres Wasser abgetrennt. Es wird 5 Stunden bei 150° C äquilibriert, abgekühlt und bei Raumtemperatur über Filterhilfsmittel filtriert Es entsteht ein klares öl mit einem

Brechungsindex/? =1,4189. einer Viskosität von 60,9 Centipoise bei 20"C und einem Bromgehalt von 11,2% (Ausbeute: 88,9% der Theorie).

2) 1215g dieses Öls werden in 1300 g (13,2 Mol) Cyclohexylamin von 100°C eingetropft. Ks wird eine Stunde bei lOO'C nachgerührt, auf Raumtemperatur abgekühlt und das entstandene Salz abfiltriert. Das Filtrat wird unter Rühren im Vakuum (15 Torr) bis maximal 100⁰C ausgeheizt und anschließend bei 130⁰C und 0,5 Torr iin Dünnschichtverdampfer behandelt. Das Produkt wird bei 20'C über Filterhilfsmittel filtriert. Das klare öl (Ausbeute: 85,1% der Theorie) hat einen Brechungsindex von 1,4250 und eine Viskosität von 123,5 Centipoise bei 20° C.

Analyse:

S;i"kv.G?f
basischer Stickstoff
primärer Stickstoff
sekundärer Stickstoff
tertiärer Stickstoff

ι unn/~

1.92%

0%

1.81%

0,11%

3) 954 g (1,22 Grammäquivaleni) des unter 2) hergestellten Aminomethylpolysiloxans weiden mit 3100 g Toluol am Rückfluß mit Wasserabschneider entwässert. Zu der entwässerten Lösung werden 135 g (1,35MoI) getrock netes Triethylamin zugesetzt. Zu dieser Mischung werden 1,35 Grammäquivalcni eines Umsetzungsproduktes aus Phosgen mit einem Blockpolyäther der mittleren Zusammensetzung

zugesetzt und 3 Stunden am Rückfluß gekocht.

12

Anschließend wird auf 6O⁰C abgekühlt und der Über;.'hiß des Chlorameisensäureesters mit Cyclohexylamin umgesetzt und eine weitere Stunde nachgerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird filtriert und das Filtrat im Wasserstrahlvakuum im Stickstoffstrom bis maximal 13O⁰C ausgeheizt. Bei Raumtemperatur wird noch einmal über eine Drucknutsche filtriert; das Filtrat ist klar wasserlöslich. Ausbeute: 95,5% der Theorie. Das erhaltene Produkt hat einen Gehalt an (CHs^SiO-Gruppcn von 28% und eine Viskosität von 2l60Centipoise bei 25°C.

B. Firfindungsgemäß zu verwendendes Produkt der gleichen Konstitution wie A. worin -OG jedoch den Rest

-O-r(-C,H₆O-),₂ (-C₂H₄O-M-C₄H.,

eines Mischpolyäthers aus Athylenoxid und Propylenoxid bedeutet.

Herstellung der Verbindung B

954 g (1,22 Grammäquivalent) des unter A 2 hergestellten Aminomethylpolysiloxans werden in gleicher Weise wie in A3 beschrieben mit 1,35 Grammäquivalent eines Umsetningsproduktes aus Phosgen und einem Mischpolyäther aus Athylenoxid und Propylenoxid der Formel

HO—K CJU

umgesetzt. Das erhaltene klare öl besitzt eine Viskosität von 1425Centipoi.se bei 20^c C und einen Gehalt an (CH i)₂SiO-Gruppen von 26,4%.
C. Handelsübliches Produkt folgender Konstitution:

(CH₁KSi-O

Si(CH.,)-O— (CII₂),
NH
C-OCi

Si(CH₁),

worin -OG den Rest

-O-[(-C₂H4p-)!,]-CH, eines Polyäthers auf Basis Athylenoxid bedeutet.

D. Schaumstabilisator der Firma Th. Goldschmidt, der

unter der Bezeichnung B 1400 auf dem Markt ist.

E. Schaumstabilisator der Firma Th. Goldschmidt, der unter der Bezeichnung B 2219 auf dem Markt ist.

F. Schaurnstabilisator der Firma Union Carbide Corporation, der unter der Bezeichnung L 520 auf dem Markt ist.

G. Schaumstabilisator der Firma Dow Corning, der unter der Bezeichnung DC 195 auf dem Markt ist.

H. Schaumstabilisator der Firma General Electric Co., der unter der Bezeichnung SF 1141 auf dem Markt ist.

Beispiel 1

In einer Hochdruckverdüsungsmaschine worden Gewichtsteile eines auf ein Gemisch aus Rohrzucker, Trimethylolpropan und Wasser gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 380 und einer Viskosität von 10 000 Centipoise bei 25°C, 4 Gewichtsteile N-Methyl-N'-dimethylaminoäthyl-piperazin, 1,0 Gewichtsteile eines der Schaumstabilisatoren A bis H, 50 Gewichtsteile Tnchlorfluormethan und 92 Gewichtsteile polymeres Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat vermischt und das Gemisch a) in eine Papierform mit der Grundfläche 12,5 χ 25 cm und b) unter jeweils gleichen Bedingungen in eine L-Form (Höhe des vertikalen Teils 100 cm, Länge des horizontalen Teils 30 cm. Breite der Form 30 cm, Breite des Hohlraums 2,5 cm) eingefüllt, wobei die Schaumbildung erfolgt. Die erhaltenen Schaumstoffe werden bei der Papierform beurteilt auf Raumgewicht, Druckfestigkeit, Zeügröße und Zellstruktur bei der L-Form aur Eimragsmenge, Fiießnöne, mittleres Raurngewicht und Fließstörungen. Aus diesen Daten ergibt sich die Gesamtbeurteilung des Schaumstabilisators. Die erhal-

14

tenen Ergebnisse sind in Jer Tabelle 1 /usammrngestellt: die Beurteilung von Zellgröße, Zcllstruktur und Gesam'beurteilung erfolgte dabei hier, wie auch in anderen Beispielen, nach folgendem Zahicnschlüsscl:

Zellgröße

Note I = sehr fein (kugelförmig)

2 = fein

3 = mittelmäßig fein

4 = grob

5 = sehr grob

Zellstruktur
Note

1 =

2 =

3 =

4 =

sehr regelmäßig
regelmäßig
leichte Mangel
unregelmäßig

Gesamtbejrteiiung

Note 1 = sehr gut

2 = gut

3 = befriedigend bis ausreichend

4 = mangelhaft

Aus den Angaben der Tabelle 1 ergibt sich die Überlegenheit der erfirulungsgemäß verwendeten Schaumstabilisatoren A und B.

Beispiel 2

In einer Hochdruckverdüsungsmaschine werden miteinander vermischt: 100 Gewichtsteile eines auf ein Gemisch aus Sorbit und Propylenglykol gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 480 und einer Viskosität von 8000 Centipoise bei 25°C, 2,0 Gewichtsteile N-Methyl-N'-dimethylaminoäthyl-piperazin, 1,0 Gewichtsteile eines der Schaumstabilisatoren A bis H. 50 Gewichtsteile Trichlorfluormethan und 127 Gewichtsteile polymeres Diphenylmethan^'-diisocyanat. Das Gemisch wird unter Schaumbildung in die im Beispiel 1 beschriebene Papier- bzw. L-Form eingefüllt. Das Ergebnis der Versuche ist in Tabelle 2 zusammengestellt; auch hier zeigt sich wieder das gute Abschneiden der erfindungsgemäß verwendeten Schaumstabilisatoren A und B.

Beispiel 3

In einer Hochdruckverdüsungsmaschine werden folgende Komponenten miteinander vermischt:

40 Gewichtsteile

30 Gewichtsteile

eines Polyesters aus Phthalsäureanhydrid, Adipinsäure, ölsäure und Trimethylolpropan mit der Hydroxylzahl 370 und einer Viskosität von 1400 Centipoise bei 75⁰C

eines auf Trimethylolpropan gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 550 und einer Viskosität von 2000 Centipoise bei 25⁰C
eines auf Trimethylolpropan gestarteten Propylenoxid-PoIyät'ners mit einer Hydroxyzahi von 370 und einer Viskosität von 650 CentiDoisebei25°C Gewii Mlsleile

0.5 Gewichtsteile

1.0 Gewichtsteile

Gewichtsteile
Gewichtsteile

Natrium-riunusölsulfuNHi (50 Gew-% Wasser) N-Methyl-N'-dimethylaminoäthyl-piperazin

einer Mischung aus N-Methyi-N'-dimethylaminoäthylpiperazin und Ν,Ν',Ν''-Pentaaiethyldiäthylentriamin (Gewichtsverhältnis 1 : 3)

eines der Schaumstabilisatoren A bis H

Trichlorfluormethan
polymeres Diphenylmethan-4,4 diisocyanat.

:~i Die homogene Mischung wird in die in Beispiel 1 be schriebene Papier- bzw. L-Form eingefüllt, in df r die Schaumbildung erfolgt. Das Ergebnis der Versuche ist in der Tabelle 3 zusammengestellt, es zeigt eindeutig Hip UbPr!^pcrPnhP!t rjpr prfinHijncrcoprnäß vprwpnHptpr,

:n Schaumstabilisatoren A und B.

Beispiel 4

Gewichtsteile eines auf Rohrzucker gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit

einer Hydroxylzahl von 380 und einer Viskosität von 10 000 Centipoise bei 25°C

Gewichtsteile eines auf Äthylendiamin gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 470 und einer Viskosität von 5000 Centipoise bei 25⁰C

Gewichtsteile eines auf Trimethylolpropan gestarteten Propylenoxid-Poly äthers mit einer Hydroxylzahl von 550 und einer Viskosität von 2000 Centipoise bei 25^C C 3.0 Gewichtsteile Natrium-ricinusölsulfonat

(50 Gew.-°/o Wasser) 2.0 Gewichtsteile N-Methyl-N'-dimethyi«.nin >-

äthyl-piperazin
0.10 Gewichtsteile eines der Schaumstabilisatoren A.

B, C, E. F bzw. G

Gewichtsteile Trichlorfluormethan Gewichtsteile polymeres Diphenylmethan-

4,4'-diisocyanat.

Die homogene Mischung wird in die in Beispiel 1 beschriebene Papier- bzw. L-Form eingefüll;, in der die Schaumbildung erfolgt.

Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengestellt; sie zeigen eindeutig die Überlegenheit der erfindungsgemäß verwendeten Schaumstabilisatoren A und B.

Beispiel 5
Folgende Komponenten werden zusammengemischt:

Gewichtsteile eines auf Trimethylolpropan gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 550 und cinsr Viskosität von 2000 Centipoise bei 25° C Gewichtsteile Trimethylolpropan

15

lOGewichtsteile

Gewichtsteile
1,5 Gewichtsteile

0,6 Gewichtsteile
1,0 Gewichtsteil

Gewichtsteile
Gewichtsteile

eines auf Äthylendiamin gestarteiert Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 470 und einer Viskosität von 5000Centipoisebei25°C
Trichloräthylphosphat
Natrium-ricinusölsulfonat
(50 Gew.-% Wasser)
Triäthylamin

eines der Schaumstabilisatoren A bis H

Trichlorfluormethan
polymeres Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat.

Gewichtsteile

lOGewichtsteile
Gewichtsteil

2,0 Gewichtsteile
2,0 Gewichtsteile

1,0 Gewichtsteil

Gewichtsteile
Gewichtsteile

eines auf Rohrzucker gestarteten

Propylenoxid-Polyäthers mit

einer Hydroxylzah! von 380 und

einer Viskosität von 10 000

Centipoisebei25°C

O,O-Diäthyl-N,N-bis-(2-hydroxy-

äthylj-aminomethylphosphonat

Ricinusöl

Natrium-ricinusölsulfonat

(50 Gew.-% Wasser)

oxäthyliuTtes Benzyl-oxydiphenyl

N-Methyl-N'-dimethylamino-

äthyl-piperazin

eines der Schaumstabilisatoren

A, C, E, F und G

Trichlorfluormethan

polymeres Diphenylmethan-4,4'-

diisocyanat.

Die homogene Mischung wird in die in Beispiel 1 beschriebene Papier- bzw. L-Form eingefüllt, in der die Schaumbildung erfolgt. Das Ergebnis der Versuche die in der Tabelle 6 zusammengestellt sind, zeigt eindeutig die Überlegenheit des erfindungsgemäß verwendeten Schaumstabilisators A.

Beispiel 7

Eine Mischung aus

Gewichtsteilen eines auf Rohrzucker gestarteten Propylenox id-Polyethers mit einer Hydroxylzahl von 380 und einer Viskosität von lOOOOCentipoisebei25''C,

15Gewichtsteilcn eines auf Äthylendiamin gestarteten Propylenoxid-Polyöthers mit einer Hydroxylzahl von 470 und einer Viskosität von 5000Centipoisebei 25^ΊΟ

lOGewichtsteile

3,0 Gewichtsteiie
2,0 Gewichtsteile
ίο 1,0 Gewichtsteil

Die horwgene Mischung wird in die in Beispiel 1 beschriebene Papier- bzw. L-I^:orm eingefüllt, in der sich die entsprechenden harten Polyurethanschaumsioffe bilden. Das Ergebnis der Versuche ist in der Tabelle 5 zusammengestellt,- aus ihnen zeigt sich die Überlegenheit der erfindungsgemäß verwendeten Schaumstabilisatoren A und B.

Beispiel 6

16

eines auf Trimethylolpropan gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 550 und einer Viskosität von 2000 Centipoise bei 25° C, Natrium-ricinusölsulfonat (50 Gew.-% Wasser), N-Methyl-N'-direetiiylaminoäthyl-piperazinund
eines der Schaumstabilisatoren A, C bzw. E

wird jeweils hergestellt und bei 80⁰C im Trockenschrank gelagert Nach verschieden langen Lagerzeiten werden dem Gemisch Proben entnommen und jeweils mit

Gewichtsteilen Trichlorfluormethan, und Gewichtsteilen polymerem Diphenylmethan-

*t,t -uiiSOCyänäi

intensiv vermischL Es werden harte Polyurethanschaumstoffe erhalten, deren Raumgewicht und Abbindezeiten ermittelt werden und deren Zellgröße und Zeilstruktur beurteilt wird. Diese Daten sind ein MaB für die Stabilität der Schaumstabilisatoren gegen einen Abbau im wäßrigen Aminmilieu. Besonders deutlich ist der Abfall der schaumstabilisierenden Wirkung an der Erhöhung des Raumgewichts und der Zunahme der Zellgröße zu erkennen. Das Ergebnis der Versuche ist in der Tabelle 7 zusammengestellt; deutlich ist zu erkennen, daß der erfindungsgemäß verwendete Schaumstabilisator A auch nach einer Htätigen Lagerung unter den genannten Bedingungen noch unverändert geblieben ist, während die Schaumstabilisatoren C und E deutlich schlechter geworden sind.

Beispiel 8

Eine Mischung aus
Gewichtsteilen

Gewichtsteile

lOGewichtsteile
Gewichtsteil

2,0 Gewichtsteile
2,0 Gewichtsteile

1,5 Gewichtsteile

eines auf Rohrzucker gestarteten Propylenoxid-Polyäthers mit einer Hydroxylzahl von 380 und einer Viskosität von 10 000 Centipoise bei 25° C,

O,O-Diäthyl-N,N-bis-(2-hydroxyäthyl)-aminomethyl-phosphonat, Ricinusöl,

Natrium-ricinusölsulfonat (50 Gew.-% Wasser) oxäthyliertes Benzyl-oxydiphenyl, N-Methyl-N'-dimethylaminoäthyl-piperazin und
eines der Schaumstabilisatoren A, C bzw. D

wird bei Raumtemperatur jeweils in Eisenfässern über einen Zeitraum von 6 Monaten gelagert und in bestimmten Zeitabsländen jeweils mit

Gewichtsteilen
Gewichtstellen

Trichlorfluormethan und polymerem Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat

030 117/39

intensiv vermischt. Die jeweils erhaltenen harten Polyurethanschaumstoffe werden, wie im Beispiel 7 beschrieben, beurteilt und aus dem Ergebnis auf die Hydrolysestabilität der Schaumstabilisatoren geschlossen. Das in Tabelle 8 zusammengestellte Ergebnis zeigt die Überlegenheit des erfindungsgemäß verwendeten Schaumstabilisators A.

Beispiel 9

In diesem Beispiel wird die Wirksamkeit folgender Schaumstabilisatoren bei der Herstellung von weichen Polyurethanschaumstoffen miteinander verglichen:

I. Erfindungsgemäß verwendeter Schaumstabilisator folgender Konstitution

(CHj)₂Si-O
CH,

GO — CO — N

-Si(CH₃)—0

-(Si(CHj)₂-O

Si(CH₃),

worin -OG den Rest

eines Mischpolyäthers aus Äthylenoxid und Propylenoxid bedeutet.

Dieser Stabilisator wurde wie folgt hergestellt:

Analog zu der in A 1 beschriebenen Methode wird durch Cohydrolyse von 190 g (0,95 Mol) Brommethylrtichlorsilan, 1980 g (153 Mol) Dimethyldichlorsilan und 115 g (0,61 Mol) Brommethyl-dimethylchlorsilan in 90,6%iger Ausbeute ein klares Silikonöl mit einem Brechungsindex von 1,4158, einer Viskosität von 72,4 Centipoise bei 20°C und einem Bromgehalt von 8,3% erhalten.

Analog zu der in A 2 beschriebenen Methode werden aus 1210 g des vorstehend hergestellten Siliconöls und 1100 g Cyclohexylamin 1040 g (84,4% der Theorie) eines klaren Aminomethylpolysiloxans erhalten, das einen Brechungsindex von 1.4208, eine Viskosität von 144 Centipoise bei 20⁰C und einen Gehalt an sekundärem Stickstoff von 1,47% aufweist.

Analog zu der in A 3 beschriebenen Methode wird aus diesem Aminomethylolsiloxan und dem Reaktionsprodukt aus Phosgen und einem Mischpolyäther aus Äthylenoxid und Propylenoxid mit der Formel

ein klares, wasserlösliches öl mit einem Gehalt an (CHj)₂-SiO-Gruppen von 35% und einer Viskosität von 1530 Centipoise bei 25°C erhalten.

D. Schaumstabilisator der Firma Th. Goldschmidt, der unter der Bezeichnung B 1400 auf dem Markt ist.

F. Schaumstabilisator der Firma Union Carbide Corportion, der unter der Bezeichnung L 520 auf dem Markt ist.

100 Gewichtsteile eines mit Trimethylolpropan teil* verzeigten, mit Änylenoxid modifizierten Propylenglykols der Hydroxyl/ahl 49 (mittleres Molekulargewicht 3200) werden mit 2.7 (iewichtsteilen Wasser, 0.8 Gewichtsteilen der Schaumstabilisatoren I, D bzw. F, 0,005 Gewichtsteilen 2.2.4Trimcihyl-2-silamorpholin, 0,06 Gewichtsteilen N-Methyl-N-dimethylaminoäthylpipera/in, 0.2 Gewichtsteilen Zinn(ll)octoat und 37,4 Gcwichtsteiien Toluyiendiisocyanat (80% 2,4- und 20% 2,&-i5omere5) in der mischkammer einer Verschäumungsmaschine miteinander vermischt und das homogene Gemisch auf das Förderband der Maschine gegeben, auf dem die Schaumbildung erfolgt. Es werden Schaumstoffe erhalten, die folgende physikalische Eigenschaften besitzen:

	Schaumstabilisator	D	F
	1	38	37
Raumgewicht, kg/m³	38
nach DIN 53 420		1.1	1.2
Zugfestigkeit, kp/cm²	1,2
nach DIN 53 571		205	200
Bruchdehnung,	195
nach DIN 53 571		46	47
Stauchhärte, p/cm²	58
(40% Kompression)
nach DIN 53 577

Aus den Angaben ergibt sich, daß der erfindungsgemäß verwendete Schaumstabilisator I einen Schaumstoff mit größerer Härte liefert bei ansonsten gleich guten Eigenschaften als Schaumstabilisatoren nach dem Stand der Technik.

Beispiel IO

100Gewichtsteile eines Propylenoxid-Polyäthylenoxid-Polyäthers auf Basis Trimethylolpropan und Hexantriol mit 67% endständigen primären OH-Gruppen und einer Hydroxylzahl von 35 werden mit 0,2 Gewichtsteilen l,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan,

3,5 Gewichtstcilen Wasser, 1,2 Gewichtsteilen des Schaumstabilisators A, 0,2 Gewichtsteilen Zinn(ll)-octoat und 42,5 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat (65% 2,4- und 35% 2,6-Isomeres) innig vermischt und in eine Form gegeben, in der die Schaumbildung erfolgt. Es wird ein weichelastischer Schaumstoff mit guten physikalischen Eigenschaften erhalten.

Beispiel Il

In die Mischkammer einer Verschäumungsmaschine werden eingebracht:

100 fiewichtsicile eines mit Tnmethylolpropan teil verzweigten, mit Äthylenoxid modifizierten Propylenglykols der Hydroxylzahl 49 (mittleres Molekulargewicht 3200), 5,5 Gewichtsteile Wasser. 1,5 Gewichtsteile

des Schaumstabilisators B₁0,008 Gewichtsteile 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin, 0,1 Gewichtsteile N-Methyl-N'-dimethylaminoäthyl-piperazin, 0,25 Gewichtsteile Zinn(II)-octoa_t und 65,9 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat (80 Gew.-% 2,4- und 20 Gew.-% 2,6-Isomeres), dort gut verrührt und auf das Transportband aufgebracht. Es wird ein weichelastischer Schaumstoff erhalten, der folgende physikalische Eigenschaften besitzt:

Raumgewicht,kg/m³ nach DlN 53 420 20

Zugfestigkeit, kp/cm² nach DIN 53 571 1,1

Bruchdehnung, % nach DIN 53 571 195

Stauchhärte, p/cm² (40% Kompression 34
nach DIN 53 577

20

Beispiel 12

Gewichtsteile eines auf Glyzerin gestarteten Polypropylenglykols, das mit Äthylenoxid modifiziert wurde, mit einem mittleren Molekulargewicht von und einer Hydroxylzahl von 56 werden mit 50,0 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat (65 Gew.-% 2,4- und 35Gew.-% 2,6-Isomeres), 4,0 Gewichtsieilen Wasser, 0,05 Gewichtsteilen 1,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan, 0,4 Gewichtsteilen Zinn(II)-octoat und 1,5 Gewichtsteilen eines Schaumstabilisators der Formel

-fSi(C Hj)₃

worin -OG den Rest

eines Mischpolyäthers aus Äthybnoxid und Propylenoxid bedeutet, vermischt. Der erhalten!, weichelastische r> Schaumstoff hat gute physikalische Eigenschaften.

Beispiel !3

Folgende Komponenten werden innig miteinander vermischt:

100 Gewichtsteile eines schwach verzweigten Polyesters, der durch Kondensation Gewichtsteile

3.0 Gewichtsteile

1.1 Gewichtsteile
0,5 Gewichtsteile

0,4 Gewichtsteile
0,5 Gewichtsteile

von Adipinsäure mit· Diäthylenglykol und Trimethylolpropan erhalten wurde, (mittleres Molekulargewicht 2500, Hydroxylzahl 60),

Toluylendiisocyanat (65 Gew.-% 2,4- und 35Gew.-% 2,6-Isomeres),
Wasser,

N.N-Dimethylbe^zvlamin,
oxäthyliertes Benzyl-hydroxydiphenyl,

oxäthyliertes Hexahydrotriazin,
eines Schaumstabilisators der Formel

worin -OCi den Rest

eines Mischpolväthers aus Äthylenoxid und Propylcnoxid bedeutei.

Der erhaltene weichelastische Polyesterschaumstoff hat folgende physikalische Eigenschaften:

Raumgewicht, kg/m³ nach DIN 53 420 J9

Zugfestigkeit, kp/cm² nach DIN 53 571 1,0

Bruchdehnung, η, nach DIN T3 571 120

Stiiiichhärtc, p/cm² (40% Kompression) 74
nach DIN 53 577

	Tabelle 1	20	B	29 293	Schaumstabilisator	B	F	C	22	D	r	C	Lunker, starke un	Zellstruktur-
21					E								ruhige Zellstruktur	Lunker
		24			26	23	24		28		25	5	2-4
Papierform:	Schaumslabilisalor			25
Raumgewichi, kg/m³	A	0,9			1,4	1,0	1.1	0,5		1,5
(DIN 53 420)				1,0							G H
Druckfenigkeit, kp/cm²	24	2			2	2	1	4-5		3
(DIN53 421)		2		2	2	2-3	2	2		2-Ϊ	25 26
Zellgröße	1,2			2
Zellstruktur		360			360	360	340	340	355	1,0 U
L-Form	1	67		360	48	72	56	59	59
Eintragsmenge, g	1	48		81	56	39	45	43	50	2 2-3
Fließhöhe, cm				41						2 2
Durchschnittliches Raum	350						leichte Rand- starke Rand
gewicht, kg/m³ (DIN 53 420)	75			leichte		zonenstörung zonenstörung,	360 360
Fließstörungen	43						72 48
							41 46
	keine	Randzonenstörung,			2
		Lunker				starke Randzonen- Primär
Gesamtbeurteilung						störung, Lunker, un- schrumpf
Tabelle 1 (Fortsetzung)					ruhige Zellstruktur
	1-2	2			5 5

Papierform:
Raumgewicht, kg/m³			D
(DlN 53 420)
Druckfestigkeit, kp/cm²			24
(DIN 53 421)	leichte Randzonen
Zellgröße	störung, leichte		1,2
Zellstruktur
L-Form	Vermischungsschlieren		2-3
Eintragsmenge, g	2		3
Fließhöhe, cm
Durchschnittliches Raum		Randzonenstörung,	350
gewicht, kg/m³ (DIN 53 420)		Vermischungs	48
Fließstörungen	Schaumstabilisator	schlieren	52
	A	4

Gesamtbeurteilung	24		Randzonenstörung. Raridzonen·
Tabelle 2			einige Lunker störung, unruhige
	1,2

Papierform:	2-3		2-4
Ra:.".mge wicht, kg/m¹	2-3
(DIN 53420)
Druckfestigkeit, kp/cm²	347
(DIN 5342.)	60
Zellgröße	57
Zellstruktur
L-Form:
Eintragsmenge, g	leichte Rand
Fließhöhe, cm	zonenstörung
Durchschnittliches Raum
gewicht, kg/m³		Randzonen·
(DIN 53 420)	2	störung, wenige kleine
Fließstörungen	Lunkei

	2

Gesamtbeurteilung

24

Tabelle 2 (Fortsetzung)

	Schaumstabilisator	gewicht, kg/m³ (DIN 53 420)	Kanazonenstorung,	B	C	F-"	I	G	D	2	F-"	O	Il	H
	F.	meusiorungen	unruhige Zellstruktur
Papierform:			2	25	26	25		26	25		26	27	24	24
Rautngewicht, kg/ni^J	26	Gesamtbeurteilung
(DIN 53420)		Tabelle 3		1,4	1,7	1,5		1.3	1,3	1.4	1.5	1,3	1,4
Druckfestigkeit, kp/cm²	1.5
(DIN 53 421)			Schaumstabilisator	1	1-2	2-1		2	1-2	1-2	1-2	5	1-2
Zellgröße	2	Pipierform:	A	2	2	2		2	2	2	2	2	1-2
Zellstruktur	2	Raumgewicht, kg/m'
L-Form:		(DIN 53 420)	23	355	352	340	345	345	340	349	343	340
Eintragsmenge, g	350	Druckfestigkeit, kp/cm²			82	46	45	83	80	70	63	88
Fließhöhe, cm	52	(DIN 53421)	1,1	35	39	49	51	38	38	40	43	—
Durchschnittliches Raum	52	Zellgröße
Zellstruktur	2								nanuzonen-
L-Form:	2	sehr	Rand			leichte	Rand	Rand	Störung	Primär
Eintragsmenge, g		leichte	zonen			Rand-	zonen	zonen	4	schrumpf
Fließhöhe, cm	358	Rand				zonen-	störung,	störung,
Durchschnittliches Raum	92	zonen			stöning.	Lunker	Lunker
gewicht. kg/m^J	34	störung			Lunker		unruhige
(DIN 03 420)							Zellstruktur
Fließstörungen		1-2		2	2	4	5
	nurge-
	ringe-
	Rand-
	zonen-
	störung
Gesamtbeurteilung
Tabelle 4	1-2	Kanazonenstorung, rcanuzonensioriing
		Lunker
	2


















	Störung,
	Lunker


	2

Schaumstabilisator A b

Papierform:	23	25	25
Raumgewicht, kg/m³
(DIN 53 420)	1.2	1.2	1,5
Druckfestigkeit, kp/cm²
(DIN 53421)	1-2	2	2
Zellgröße	1-2	2	2
Zellstruktur
L-Form:	345	355	360
Eintragsmenge, g	89	94	69
Fließhöhe, cm

23 \2

2 2

360 69

1,4

2-3 3

340 82

340 72

2fi

■<)Γΐ·>ϋΙ/ΙΙ111!

Durchschnittliches Raumgcvicht, kg/m' (DIN 53 420) FlieQätörungen

h.iunistabilisator

36

keine

c 4J

sehr leichte Kandzonenstörung, wenige Lunker

K 43

G 42

leichte Rand- Randzonen- sehr starke Λοηεη- störung, Rand/onen-

störung, wenige störung. Lunker

einige Lunker Verrnischungs-

Lunker schlieren, un

ruhige Zellstruktur

Gesamtbeurteilung	1 I 2	2	B	F	4 5	C	G	D	H
Tabelle 5
	Schaumstabilisator		26	27		27	27	26	29
	A
Papierform:		1,4	1,4	1,4	1,5 *	1,3	1,3
Raumgewicht, kg/m³	25
(DIN 53 420)		2	2	1-2	2-3	2-3	2-3
Druckfestigkeit, kp/cm²	1.4	2	2	2	2	2	2
(DIN5342I)
ZellgröQe	2	360	355	360	341	353	360
Zellstruktur	2	74	65	74	56	76	79
L-Form:		49	47	44	44	43	42
Eintragsmenge, g	355
Fließhöhe, cm	72	sehr leichte Randzonen		Randzonenstörung,		leichte
Durchschnittliches Raum	41	störung, wenige kleine	Randzonenstörung	wenige Lunker	starke Randzonen	Randzonen	leichte
gewicht, kg/m³		Lunker			störung, einige	störung,	Rand
(UIIN 5J 4/UJ Fließstörungen	Randzonenstörung,				Lunker, unruhige	Lunker	zonen
	kleine Lunker	1		2	Zellstruktur	4	störung,
							Lunker
			4		5		4
Gesamtbeurteilung	2
Tabelle 5 (Fortsetzung)
	Schaumstabilisator
	E
Papierform:
Raumgewicht, kg/m³	30
(DIN 53 420)
Druckfestigkeit, kp/cm²	1.3
(DIN 53 421)
Zellgröße	2
Zellstruktur	2
L-Form:
Eintragsmenge, g	360
Fließhöhe, cm	73
Durchschnittliches Raum	44
gewicht, kg/m³
(DIN 53 420)
Fließstörungen	leichte Randzonen
	störung, leichte
	Vermischungsschlieren


Gesamtbeurteilung	2

	27	2	sehr leichte Rand	1 2 3	20 29	293	12	14	E	C	2	,Lunker	3	28	F	E	G	7 14
		2-3	zonenstörung,							0						14 0
Tabelle 6	.Schaumstabilisator		kleine Lunker	23 24 23			22	22	26		23		24		27		27	26 29
	A	346	2							24					28 23
		84		104 105 107	C		67	67	U		100		110	1.2		1,2	78 89
Papierform:	23	Durchschnittliches Raum- 35	Schaumstabilisator				2 1	1		61					82 63		2 3
Raumgewicht, kg/m³		gewicht, kg/m³	A	1-2 1 2	26		2 1-2	1-2	2-3	1	1-2	7	2	3	2-3 1-2	3	2 1
(DIN 53 420)	Druckfestigkeit, kp/cm^? 1,1	(DIN 53420)	0 7 10	1-2 1 1-2					2-3	1	1-2		2	4	2-3 1	3
	(DIN53421)	Fließstörungen		1.3						26
Zellgröße		22 22 21			C		340			340		350
Zellstruktur			2-3		6 0	1	58		82	50	C	50	2
L-Form:	Gesamtbeurteilung	64 62 66	3				44	2-3	51	6 0 1	53
Eintragsmenge, g	Tabelle 7	1 1 1-			23 24	24		2-3
Fließhöhe, cm		1 1 I-	340							24 25 24
			53		106 98	100			Randzonen		Randzonen	Schaum
Lagerzeit (Tage)	Schaumstabilisator	46						störung, Lunker	115 110 115	störung,	kollaps
bei 80⁰C	A			1-2 1	1-2				Lunker
Raumgewicht, kg/m³	Lagerzeit 0			1-2 1	1-2		5	2 2-3 3	5
(DIN 53420)	(Monate)	leichte Ram	j-					2 2-3 3
Abbindezeit, Sek.	Raumgewicht, 24	Zonenstörung
Zellgröße	kg/m³ (DIN 53420) Abbindezeit, 100
Zellstruktur	Sek.	4
Tabelle 8	Zellgröße 1
	Zellstruktur 1








Randzonen
störung

4

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen durch Umsetzung von Polyhydroxylverbindungen, Polyisocyanaten, Wasser und/oder anderen Treibmitteln, Carbaminatgruppen eingebaut enthaltenden Organopolysiloxanen als Schaumstabilisatoren und anderen Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schaumstabilisatoren siloxanmodifizierte Carbamidsäurederivate verwendet, die aus mindestens einer Struktureinheit der allgemeinen Formel