DE2546185A1 - Isocyanurat-schaumstoffe - Google Patents

Isocyanurat-schaumstoffe

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DE2546185A1 DE19752546185 DE2546185A DE2546185A1 DE 2546185 A1 DE2546185 A1 DE 2546185A1 DE 19752546185 DE19752546185 DE 19752546185 DE 2546185 A DE2546185 A DE 2546185A DE 2546185 A1 DE2546185 A1 DE 2546185A1
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polyol
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phenol
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Peter Kan
Jun John Thomas Patton
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Description

BASF WYANDOTTE CORPORATION, Wyandotte, Michigan, V.St.A.
"Isocyanurat-Schaumstoffe"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich, auf die Herstellung starrer Schaumstoff-Zusammensetzungen mit Zellenstruktur, die durch Karbodiimid-, Isocyanurat- und TJrethan-Bindungsglieder gekennzeichnet sind.
Die Herstellung von Schaumstoffen, die Karbodiimid-Bindungen enthalten, ist an sich bekannt. Die Schaumstoffe werden erhalten durch Kondensation eines organischen Polyisocyanate in Gegenwart eines Katalysators, der die Ausbildung von Karbodiimid-Bindungen fördert, wobei wahlweise ein Treibmittel eingesetzt werden kann. Als Beispiele werden in diesem Zusammenhang die US-Patente 2,941,966 und 3,645·923
609828/0806
erwähnt. Es ist außerdem bekannt, daß Karbodiimid- und Isücyanurat-Bindungen enthaltende Schaumstoffe durch Kondensation eines organischen Polyisocyanate in Gegenwart eines Katalysators erhalten werden können, der die Ausbildung der Karbodiimid- und Isocyanurat-Bindungen fördert. Außerdem kann ein System von Katalysatoren verwendet werden, von denen einer die Ausbildung der Karbodiimid-Bindungen fördert, während der andere zur Ausbildung von Isocyanurat-Bindungen beiträgt. Als Beispiele hierfür werden die US-Patente 3,645,923; 3,657,161; 3,717,596; 3,723,366 und 3,746,709 erwähnt.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines durch Karbodiimid-, Isocyanurat- und Urethan-Bindungsglieder gekennzeichneten Schaumstoffs, wobei ein organisches Polyisocyanat mit einem oxyalkylierten Mannich-Polyol mit einer Hydroxylgruppen-Anzahl zwischen 100 und 900 und einem Stickstoffgehalt zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent bei einem äquivalentem NCO/OH-Verhältnis zwischen 2:1 und 10:1 zur Reaktion gebracht wird.
Ferner schafft die Erfindung einen durch Karbodiimid-, Isocyanurat- und Urethan-Bindungen gekennzeichneten Schaumstoff, der erhalten wird durch die Reaktion eines organischen Polyisocyanats mit einem oxyalkylierten Mannich-Polyol mit einer Hydroxylgruppen-Anzahl zwischen 100 und 900 und einem Stickstoffgehalt zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent bei
60 90 2.-/ 080 6
einem-äquivalenten UCO/H-Verhältnis zwischen 2:1 und 10:1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchen keine besonderen Katalysatoren für die Durchführung der Reaktionen des Karbodiimids und/oder Isocyanurate verwendet werden. Außerdem schäumen die erfindungsgemäßen Schaumstoffe von sich aus auf, sodaß keine zusätzlichen Treibmittel zugegeben werden müssen.
Die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendbaren oxyalkylierten Mannich-Polyole haben eine Hydroxylgruppen-Anzahl zwischen 100 und 900 und einen Stickstoffgehalt zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent. Die Polyole werden hergestellt durch die Reaktion eines Alkylenoxide mit Mannich-Kondensationsprodukten einer Phenol-Verbindung mit Formaldehyd und einem primären oder sekundären aliphatischen Amin oder Alkanolamin. Mannich-Kondensationsprodukte einer Pnenol-Verbindung mit Formaldehyd und einem primären oder sekundären aliphatischen Amin oder Alkanolamin sind dem Fachmann bekannt. Die Herstellung dieser Kondensationsprodukte wurde in den US-Patenten 3,297,597 und 3,436,373 beschrieben. Bei der Mannich-Kondensation verwendete Phenol-Verbindungen sind aromatische Verbindungen mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen, die direkt an den aromatischen Kern angehängt sind und ein Wasserstoffatom an einer oder mehreren Stellen des Rings in Ortho- und Para-Stellung zur Hydroxylgruppe haben. Diese Verbindungen sind anderweitig
6 0 9 B ζ 8 0 6
entweder substituiert oder nicht substituiert, wobei die Substituenten unter den Bedingungen der Mannich-Reaktion nicht reagieren. Zu den substituierenden Gruppen zählen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Halogen-, Nitro-, Karboalkoxy-, Halogenalkyl- und Hydroxyalkyl-Gruppen. Die Phenol-Verbindung ist ferner durch ein Molekulargewicht zwischen 94 und 500 gekennzeichnet. Als Beispiele brauchbarer Phenol-Verbindungen sind zu nennen: Phenol, o-, m- oder p-Kresole, Äthylphenol, Nonylphenol, p-Phenylphenol, 2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)propan, p-Naphthol, ß-Hydroxyanthrazen, p-Chlorphenol, o-Bromphenol, 2,6-Dichlorphenol, p-Nitrophenol, 4-NitiO-6-phenylphenol, 2-Nitro-4-methylphenol, 3,5-Dimethylphenol, p-Isopropylphenol, 2-Brom-4-cyclohexylphenol, 2-Methyl-4-bromphenol, 2-(2-Hydroxypropyl)phenol, 2-(4-Hydroxyphenyl)-äthanol, 2-Karbäthoxyphenol und 4-Chlormethylphenol.
Die Amine und Alkanolamine, die mit der Phenol-Verbindung und Formaldehyd zur Reaktion gebracht werden, können durch die Formel
HaN-E3-a dargestellt werden, wobei a den Wert 1 oder 2 annimmt
und R die Alkyl-, Hydroxyalkyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aralkyl-, Amino-, Aminoalkyl-, Aryloxyalkyl-, Alkenyl-, oder Heterocyclylalkyl-Gruppe bezeichnet; das Amin hat bis zu 18 Kohlenstoffatome. Als beispielhafte Amine seien Mono- und Dimethylamine, Äthylamin, Butylamin, 2-Äthylhexyl-
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_ 5 —
amin, Oekylamin, Oktadekylamin, Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Benzylamin, Allylamin, Äthanolamin, Isopropanolamin, bis(2-Hydroxypropyl)amin, Hydroxyäthylmethylamin, N-Hydroxyäthylpiperazin, N-Hydroxybutylamin, N-Hydroxyäthyl-2,5-dimethylpiperazin erwähnt.
In der Mannich-Reaktion kann Formaldehyd in einer der bekannten Formen verwendet werden, beispielsweise als wässrige Formalin-Lösung, als "verzögerte" Methanol-Lösung, als Paraformaldehyd oder als Trioxan.
Die Eigenschaften des Produkts der Mannich-Reaktion und damit auch die Kenngrößen des Alkylenoxid-Addukts des Reaktionsprodukts der Mannich-Reaktion lassen sich innerhalb weiter Grenzen verändern durch geeignete Wahl der Phenol-Verbindung und des Alkanolamine und durch Veränderung der Molverhältnisse der Reagentien. Wenn beispielsweise Phenol, Diäthanolamin und Formaldehyd im Molverhältnis von 1:3:3 verwendet werden, hat das überwiegend auftretende Reaktionsprodukt sieben Hydroxylgruppen an einem einzigen Molekül. Wenn das Molverhältnis der gleichen Reagentien zu 1:2:2 verändert wird, entsteht überwiegend ein Pentol. Wenn dagegen das Molverhältnis 1:1:1 beträgt, entsteht hauptsächlich ein Triol.
Falls Formaldehyd bei der Herstellung des Triols oder des Pentols im Überschuß verwendet wird, wird die Mannich-Reaktion kompliziert, da dann eine sekundäre Kondensation
6Ό 9. 8 2 ü / ü 8 0 6
von Phenol und Formaldehyd stattfindet. Es ergibt sich die bekannte Novolak-Reaktion, die die Polymethylen-Derivate des Phenols liefert. Wenn beispielsweise Phenol, Diethanolamin und Formaldehyd im Molverhältnis 1:1:2 zur Reaktion gebracht werden, findet die normale Mannieh-Reaktion in einer cter drei aktiven Phenol-Stellungen statt. Es bleiben dann zwei aktive Stellungen am Phenol-Kern, an denen mit dem überschüssigen Formaldehyd Kondensation stattfinden kann. Die Amino-G-ruppe liefert eine ausreichende basische Katalyse zur Fortsetzung der Phenol-Formaldehyd-Kondensation, wodurch sich ein komplexes Reaktionsprodukt ergibt.
Das Reaktionsprodukt der Mannieh-Reaktion wird mit einem Alkylenoxid weiter behandelt, um als Endprodukt das Polyol zu erhalten. Der im Mannich-Kondensat vorhandene Stickstoff hat eine ausreichende katalytische Wirksamkeit, um die Reaktion eines Mols des Alkylenoxyds mit jedem freien Wasserstoffatom der Amino-G-ruppe und den phenolischen und primären Hydroxylgruppen zu ermöglichen; ein weiterer Katalysator wird nicht benötigt. Die Alkoxylierung wird bei Temperaturen zwischen 30° C und 200° C durchgeführt. Beispielsweise werden 7 Mol Propylenoxyd dem Mannich-Produkt zugegeben, das aus Phenol, Diäthanolamin und Formaldehyd im Molverhältnis 1:3:3 hergestellt wird, um ein Heptol zu erhalten.
Natürlich kann weniger als ein Mol des Alkylenoxyds pro freie Phenol-Gruppe und primäre Hydroxyl-Gruppe dem Reaktionsprodukt der Mannich-Kondensation zugegeben werden. Die zweck-
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mäßige Mindestmenge des Alkylenoxyds beträgt ein Mol pro freies Wasserstoffatom der Amino-Gruppe und pro freie phenolische Hydroxyl-Gruppe. Im allgemeinen ergeben phenolische Hydroxyl-Gruppen instabile Urethan-Bindungen und sollten deshalb nach Möglichkeit vermieden werden. De phenolische Hydroxyl-Gruppen eine stärkere Reaktionsfähigkeit als alkoholische Hydroxyl-Gruppen haben, reagieren die phenolischen Hydroxyl-Gruppen zuerst mit dem Alkylenoxyd, sodaß die Reaktion der phenolischen Hydroxyl-Gruppen sicher stattfindet, wenn eine geringere als die stöchiometrische Menge an Alkylenoxyd verwendet wird. Im allgemeinen wird jedoch mehr als die Mindestmenge an Alkylenoxyd verwendet, um ein Reaktionsprodukt mit geringerer Hydroxyl-Gruppenzahl und niedrigerer Viskosität zu erhalten, Ein zweckmäßiges Reaktionsprodukt ergibt sich beispielsweise beim Hinzufügen von fünf Mol von Propylenoxyd (statt der Maximalmenge von 7 Mol oder der/ Minimalmenge von einem Mol) zu dem Heptol, das aus der Mannich-Kondensation von Phenol, Formaldehyd und Diäthanolamin im Molverhältnis 1:3:3 erhalten wurde.
Zu den Alkylenoxyden, die verwendet werden können, gehören z.B. Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd, Styroloxyd, Glycidol und Heterogemische oder inaktivierte Gemische dieser Verbindungen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Propylenoxyd als Alkylenoxyd gewählt.
60982 3 /0806
Die folgenden oxyalkylierten Mannich-Polyole werden zweckmäßigerweise zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet:
Polyol A, nämlich ein Polyol mit einer Hydroxyl-Gruppenzahl von 530, das durch Reaktion von Propylenoxyd mit dem Reaktionsprodukt der Mannich-Kondensation von Formaldehyd, Diäthanolamin und Phenol erhalten wurde (Stickstoffgehalt 4,17 Gewichtsprozent), und
Polyol B, nämlich ein Polyol mit einer Hydroxyl-Gruppenzahl von 450, das durch Reaktion von Propylenoxyd mit einem Gemisch des Reaktionsprodukts der Mannich-Kondensation von Formaldehyd, Diäthanolamin und Phenol erhalten wurde (Stickstoffgehalt 6,3 Gewichtsprozent).
Das bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumstoffe verwendete organische Polyisocyanat hat die Formel
R-(NCO)2 ,
wobei R" ein mehrwertiges organisches Radikal bezeichnet, das entweder ein aliphatisch.es, Aralkyl-, Alkaryl-, oder aromatisches Radikal oder eine Mischung derartiger Radikale ist; ζ bezeichnet eine ganze Zahl, die der Wertigkeit von R" entspricht und mindestens zwei beträgt. Geeignete organische Polyisocyanate sind beispielsweise die aromatischen Diisocyanate wie 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, Gemische von 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat, ungereinigtes Toluoldiisocyanat, Methylendiphenyl-Diisocyanat,
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ungereinigtes Methyiendiphenyl-Diisocyanat; die aromatischen Triisocyanate wie 4,4' ,4W-Triphenylmethan-Triisocyanat, 2,4,6-Toluol-Triisocyanate; die aromatischen Tetraisocyanate wie 4,4'-Dimethyldiphenylmethan-2,2'-5,5'-Tetraisocyanatj Arylalkyl-Polyisocyanate wie Xyloldiisocyanate; aliphatische Polyisocyanate wie Hexamethylen-1,6-Diisocyanat, Lysin-Diisocyanatmethylester; und Gemische dieser Verbindungen. Andere organische Polyisocyanate sind Polymethylen-Polyphenylisocyanat, hydriertes Methylendiphenylisocyanat, m-Phenylen-Diisocyanat, Naphthylen-1,5-Diisocyanat, 1-Metoxyphenyl-2,4-Diisocyanat, 4,4'-Biphenylen-Diisocyanat, 3,3'-Dimetoxy-4,4'-Biphenyl-Diisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-Biphenyl-Diisocyar.at und 3,3' -Dimethyldiphenylmethan-4,4'-Diisocyanat.
Diese Polyisocyanate werden durch an sich bekannte Verfahren hergestellt, beispielsweise durch Phosgen!sierung des entsprechenden organischen Amiris.
Die sogenannten "Quas!-Präpolymere" sind eine andere Gruppe organischer Polyisocyanate, die für die Ziele der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Quasi-Präpolymere werden erhalten durch Reaktion eines Überschusses eines organischen Polyisocyanats oder entsprechender Gemische mit einer geringeren Menge einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung, wie dies mit dem bekannten Zerewitinoff-Test festgestellt werden kann und von Kohler im "Journal
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of the American Chemical Society, 49_, 5181 (1927) beschrieben wurde. Die Verbindungen und die Verfahren zur Herstellung derselben sind bekannt. Die Verwendung einer bestimmten Verbindung mit aktivem Wasserstoff ist nicht kritisch und es kann jede derartige Verbindung verwendet werden.
Geeignete aktiven Wasserstoff enthaltende Gruppen, die mit dem Zerewitinoff-Test nachgewiesen werden können und mit einer Isocyanat-Gruppe reagieren können, sind -OH, -NH-, -COOH und -SH. Beispiele geeigneter organischer Verbindungen mit zumindest zwei aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppen, die mit der Isocyanat-Gruppe reagieren können, sind Polyester mit der Hydroxylgruppe in der Endstellung, Polyalkylenätherpolyole, Polyurethanpolymere mit der Hydroxylgruppe in der Endstellung, mehrere Hydroxylgruppen enthaltende Polythioether, Alkylenoxyd-Addukte von Phosphor-enthaltenden Säuren, Polyacetale, aliphatische Polyole, aliphatische Thiole einschließlich Alkan-, Alken- lind Alkyn-Thiolen mit zwei oder mehr -SH-Gruppen; Diamine einschließlich aromatischer, aliphatischer und heterozyklischer Diamine und Gemische derselben. Verbindungen, die zwei oder mehr verschiedene Gruppen der oben angegebenen Klassen enthalten, können auch für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, so z.B. Aminoalkohole, die eine Amino-Gruppe und eine Hydroxyl-Gruppe enthalten. Ferner können Verbindungen verwendet werden, die eine -SH-Gruppe und eine -OH-Gruppe enthalten, und andere Verbindungen, die eine Amino-Gruppe
6 0 9 8 2 ■"; / 0 8 0 β
und eine -oH-Gruppe enthalten.
Neben den beiden oben angeführten Reagentien kann eine katalytische Menge eines die Urethan-Bildung fördernden Katalysators im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Diese Katalysatoren sind an sich bekannt und '" umfassen Metallsalze und metallorganische Salze der Karbonsäure und tertiärer Amine. Beispielhafte Verbindungen sind: Dibutylzinn-Dilaurat, Dibutylzinn-Diazetat, Zinnoktoat, Bleioktoat, Kobaltnaphthenat und andere Metallsalze oder organische Metallsalze der Karbonsäure, wobei es sich bei den Metallen um Wismut, Titan, Eisen, Antimon, Uran, Kadmium, Aluminium, Quecksilber, Zink oder Nickel handelt; andere geeignete metallorganische Verbindungen sind in US-Patent 2,846,408 beschrieben worden. Verwendet werden können ferner tertiäre Amine wie Triäthylendiamin, Triäthylamin, Diäthylcyclohexylamin, Dimethyläthanolamin, Methylmorpholin, Trimethylpiperazin, N-Äthyimorpholin und Diäthyläthanolamin oder Mischungen davon. Vorzugsweise werden die Zinnsalze der Karbonsäure, beispielsweise Dibutylzinn-Dilaurat und Dibutylzinn-Diazetat als die Ausbildung von Urethan fördernde Katalysatoren verwendet. Im allgemeinen beträgt die Menge des Katalysators zur Urethan-Ausbildung zwischen 0,01 und 10 Teilen berechnet auf 100 Teile des organischen Polyisocyanate.
Die vom Kohlendioxyd aufgetriebenen Schaumstoffe der vorliegenden Erfindung werden hergestellt durch Vermischen
60982ι/0806
des organischen Polyisocyanats, des Polyols und gegebenenfalls de3 die Urethan-Ausbildung fördernden Katalysators bei einer vom Katalysatortyp abhängigen, die Reaktion einleitenden Temperatur zwischen 0° G und 50° C und im allgemeinen bei Zimmertemperatur. Hierbei wird fast augenblicklich im Reaktionsgebiet exotherme Wärme frei, Kohlendioxyd entwickelt sich und die Bildung von Schaum beginnt.
Im Rahmen der Erfindung können auch zusätzliche Bestandteile in den Schaum eingebaut werden, um dessen Eigenschaften bestimmten Verwendungszwecken anzupassen. So können Weichmacher, beispielsweise Tris(2-chloräthyl)-Phosphat, und oberflächenaktive Mittel, wie silikonische Oberflächenbehandlungsmittel, beispielsweise Alkylpolysiloxane und Polyalkylsiloxane, im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Andere Zusatzstoffe bestehen aus ergänzenden Treibmitteln wie Wasser oder halogenierten Kohlenwasserstoffen, anorga-
f nischen Füllstoffen, Pigmenten und dergleichen.
Die erfindungsgemäßen Schaumstoffe sind in jedem Pail starre Substanzen mit Zellenstruktur, einer Dichte zwischen 0,02 und 0,8 g/cm und ausgezeichneten Eigenschaften bei Beaufschlagung mit einer Flamme, so Feuerfestigkeit, geringer Rauchentwicklung und guter Gewichtskonstanz.
Die folgenden speziellen Beispiele sollen keine Begrenzung der Erfindung angeben sondern nur die oben angeführten Erfindungsprinzipien erläutern. Falls nicht anders angegeben,
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3ind die Gewichtsteile angeführt.
Beispiele 1 - 17. Eine Reihe von Schaumstoffen wurde hergestellt durch Zugabe eines oxyalkylierten Mannich-Polyols zu einem Gemisch von 80/20 Gewichtsprozent einer
- ι»
Mischung aus 2,4- und 2,6-Toluol-Diisocyanat. Sämtliche Reaktionen wurden bei Zimmertemperatur durchgeführt und begannen innerhalb einer Minute nach dem Zusammengeben der Reagentien. Wenn ein Urethan-Katalysator verwendet wurde, wurde dieser vor dem Zugeben des Polyols dem Diisocyanat beigefügt. Einzelheiten der Zusammensetzungen und die Mengen der verwendeten Bestandteile sind in Tabelle I zusammengestellt. Die Absorptionsmaxima wurden durch Infrarot-Analyse bestimmt. Die folgenden Abkürzungen werden in Tabelle I verwendet:
Polyol A - wie oben beschrieben;
TDI - 80/20 Gewichtsprozent einer Mischung aus 2,4- und
2,6-Toluol-Diisocyanat; DBTDL - Dibutylzinn-Dilaurat; Z.Okt. - Zinnoktoat.
Es folgt aus den in Tabelle I zusammengestellten Daten, daß nur die mit einem äquivalenten NCO/OH-Verhältnis von 2:1 oder mehr hergestellten Schaumstoffe durch Karbodiimid-, Isocyanurat- und Urethan-Bindungen gekennzeichnet waren. Keine Isocyanurat- oder Karbodiimid-Bindungen traten in den Schaumstoffen auf, bei denen das äquivalente NOO/OH-Verhältnis 1:1 betrug.
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CD O CD CO
Beispiel TDI Polyol A Aquiv. Gew. Gew. teile verh. teile
Tabelle I
DBTDL Z.Okt. Gew.- Gew.-teile teile
Infrarotmaxima des Schaums
1)
-NCO
-NHCOO- Trimer -N=C=N-
1 209 50,9 5
CvJ 209 63,6 4
3 209 84,8 3
4 209 127,2 2
VJl 209 254,4 1
6 209 42,4 6
7 209 50,9 5
8 209 63,6 4
9 209 84,8 3
10 209 127,2 2
11
12		 IV) ΓΟ
O O
VO VD 		254,4
42,4		 1
6
13 209 50,9 5
14 209 63,6 4
15 209 84,8 3
16 209 127,2 2
17 209 254,4 1
3
3
3
3
3
3 3 3 3 3 3
S m
S m
S S
schw S
sschw S
S S
S S
S S
S S
m S
sschw S
S S
S S
S S
S S
S S
sschw t. s
m schw
m m
S S
S S
S S
S S
S S
S S -(?
S S
m —
S m
S m
S S
S S
'Absorptionsmaxima (s = stark; .m = mittelstark; schw = schwach; sschw = sehr schwach)
tn -τοπ
Beispiele 18 - 29. Mit dem oben beschriebenen Verfahren wurden mehrere Schaumstoffe hergestellt duroh Reaktion eines organischen Polyisocyanats mit bestimmten oxyalkylierten Mannich-PoIyölen. In allen Fällen betrug das äquiva-
• μ·
lente NCO/OH-Verhältnis 2:1. In der Tabelle II werden die
folgenden Abkürzungen verwendet:
Polyol A - wie oben beschrieben; Polyol B - wie oben beschrieben;
TDI - 80/20 Gewichtsprozent einer Mischung aus 2,4- und
2,6-Toluol-Diisocyanat; MDI - Methylendiphenyl-Diisocyanat; DBTDL - Dibutylzinn-Dilaurat; DBTDA - Dibutylzinn-Diazetat.
609828/0806
Tabelle II
Beispiel T]}1
Polyisocyanat, fiewichtsteile
OBTDL DBTDA
Polyol Gew.teile Gew.- Gew,-
teile teile
Verbrennungstest nach Butler
verbliebenes Flammenhöhe Gewicht (^) (cm)
CD I
O (T\
CD J
CO
CO
O
OO
O
CD
18 209
19 209
20 209
21 209
22 209
23 209
24 174
25 174
26 174
27 174
28 174
29 174
39,6 39,6 39,6 39,6 39,6 39,6
A
A
A
B
B
B
A
A
A
B
B
B:
127,2 127,2 127,2 148,8 148,8 148,8 127,2 127,2 127,2 148,8 148,8 148,8
46 32 38 46 38 39 56 29 30 37 34 22
25 25 25 25 25 25
25 25 25 25 25

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffmaterials mit Karbodiimid-, I^ocyanurat- und Urethan-Bindungen durch Reaktion eines organischen Polyisocyanats mit einem Polyol, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat mit einem oxyalkylierten Mannich-Polyol mit einer Hydroxylgruppen-Anzahl zwischen 100 und 900 und einem Stickstoffgehalt von 1 bis 15 Gewichtsprozent bei einem äquivalenten NCO/OH-Verhältnis zwischen 2:1 und 10:1 zur Reaktion gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polyisocyanat Toluol-Diisoeyanat, Methylendiphenyl-Diis ο cyanat, Polyphenylpolyme thylen-Polyisocyanat oder eine Mischung dieser Verbindungen ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Urethan-Bildung fördernder Katalysator verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dibutylzinn-Dilaurat als die Bildung von Urethan fördernder Katalysator verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol durch die Reaktion von Propylenoxyd mit dem Reaktionsprodukt der Mannich-Kondensation von Formaldehyd, Diäthanolamin und Phenol hergestellt wird.
6. Schaumstoffmaterial mit Karbodiimid-, Isocyanurat- und Urethan-Bindungen, das aus der Reaktion eines organischen
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Polyisocyanats mit einem Polyol erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol ein oxyalkyliertes Mannich-Polyol mit einer Hydroxylgruppen-Anzahl zwischen 100 und 900 und einem Stickstoffgehalt zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent bei einem äquivalenten NC0/OH-Verhältnis zwischen 2:1 und 10:1 ist.
7. Schaumstoffmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polyisocyanat aus der Gruppe Toluol-Diisocyanat, Methylendiphenyl-Diiaocyanat, PoIyphenolpolymethylen-Polyisocyanat oder Gemischen dieser Verbindungen gewählt wird.
8. Schaumstoffmaterial nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol das Reaktionsprodukt aus der Reaktion von Proplyenoxyd mit dem Reaktionsprodukt der Mannich-Kondensation von Formaldehyd, Diäthanolamin und Phenol ist.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2542900A1 (de) * 1975-09-26 1977-03-31 Bischofsheim Chemie Anlagen Schaumstoffe aus phenolharzen und isocyanaten sowie verfahren zu ihrer herstellung
EP0001261B1 (de) * 1977-09-16 1982-01-06 Basf Wyandotte Corporation Verfahren zur Herstellung von Carbodiimid-Isocyanurat-Schäumen unter Verwendung von quaternären Borsalzen als Katalysatoren
US4204019A (en) * 1978-09-11 1980-05-20 Shelter Insulation, Inc. Polyisocyanurate foam laminate and process
US4883826A (en) * 1988-07-27 1989-11-28 The Dow Chemical Company Tertiary amine-containing polyols prepared in a mannich condensation reaction using a mixture of alkanolamines
US5260344A (en) * 1992-03-13 1993-11-09 Asahi Glass Company, Ltd. Open cell rigid isocyanurate foams and method for producing the same and vacuum heat insulating layer by use of the same
US5283311A (en) * 1992-12-30 1994-02-01 Basf Corporation Fatty prepolymers and fatty-modified polyisocyanates as internal mold release agents
JP2619614B2 (ja) * 1994-12-07 1997-06-11 大同鋼板株式会社 断熱パネル及びその製造方法
JP2584955B2 (ja) * 1994-12-07 1997-02-26 大同鋼板株式会社 変性ポリイソシアヌレート発泡体及びその製造法並びにポリオール組成物
WO2017160361A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Huntsman Petrochemical Llc Polyisocyanurate catalysts for metal panels and spray foams
WO2019121158A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-27 Basf Se Verfahren zur herstellung von polyurethan-hartschaumstoff-verbundelementen unter verwendung von mannich-polyolen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186969A (en) * 1961-10-09 1965-06-01 Union Carbide Corp Vicinal epoxide adducts of phenol-aromatic amine-formaldhyde condensation products
US3297597A (en) * 1963-06-17 1967-01-10 Jefferson Chem Co Inc Production of rigid polyurethane foam
DE1720768A1 (de) * 1968-01-02 1971-07-15 Bayer Ag Kunststoffe auf Isocyanatbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung
US3745133A (en) * 1968-02-05 1973-07-10 Upjohn Co Cellular isocyanurate containing polymers
US3671470A (en) * 1970-04-27 1972-06-20 Leslie C Case Rigid polyurethane compositions with improved properties
US3725319A (en) * 1972-03-28 1973-04-03 Owens Corning Fiberglass Corp Low smoke generating plastic compositions

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