DE2656600C3 - Verfahren zur Herstellung eines gegebenenfalls zelligen Polymerisats - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines gegebenenfalls zelligen PolymerisatsInfo
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Description
-X
besitzt, in der X einen
-S(X- —C— —O
einen Alkylenrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine direkte Bindung zwischen den beiden
Benzolkernen bedeutet, erforderlich ist, um 0,1 bis 0,7 Mol hinausgeht, hergestellt worden ist, mit der
Maßgabe, daß das Polyol pro Äquivalent Polyisocyanatgemisch in einer Menge von 10 bis 30
Gewichtsteilen zum Einsatz gelangt.
Zcllige Polymerisate, deren vornehmlich wiederkehrende
Polymerisateinheit aus einer Isocyanurateinheit besteht, sind ebenso wie ihr Verwendungszweck
beispielsweise aus der US-PS 35 16 950, 36 25 872, 44 232, 36 76 380, 37 25 319, 37 45 133, 37 63 057,
93 236, 37 99 896, 38 49 349, 38 76 568, 38 91 579 und 09 465 bekannt.
Im allgemeinen hat es sich gezeigt, daß nach
bekannten Verfahren hergestellte Polyisocyanuratschaumstoffe im Vergleich zu Polyurethanschaumstoffen
bei den verschiedensten bekannten Testverfahren, wie sie auf dem Schauinstoffgebiet üblich sind,
feuerbeständiger sind. Unglücklicherweise blieb die beim Verbrennen solcher zelliger Polymerisate unvermeidliche
Rauchentwicklung immer noch ungelöst. Bei den bekannten Verfahren zur Erniedrigung der
Rauchbildung wurden die verschiedensten Hilfsstoffe, z. B. anorganische Füllstoffe, Graphitpulver, die verschiedensten
Fluorboratsalze und Schwefel, zugesetzt.
Bei Anwendung dieser Maßnahmen erhöhen sich einerseits die Kosten der Schaumstoffe, andererseits
werden durch den Zusatz dieser Hilfsstoffe in der einen oder anderen Weise die physikalischen Eigenschaften
der Schaumstoffe beeinträchtigt Darüber hinaus wird in der US-PS 36 44 232 darüber berichtet, daß aus
handelsüblichen Polymethylen-polyphenyüsocyanaten hergestellte Schaumstoffe bei Flammeinwirkung aufgebläht
werden und in Bruchstücke zerfallen und darüber
ίο hinaus eine Menge Rauch und schädlicher Dämpfe
entbinden.
Aus den GB-PS 12 23 415 und 14 04 82? ist es bekannt, bei der Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoffen
mit geringer Sprödigkeil und guten Feuerhemmeigenschaften untergeordnete Mengen an
aus aliphatischen Dicarbonsäuren und verschiedenartigsten aliphatischen Polyolen hergestellten Polyesterpolyolen
mitzuverwenden. In der GB-PS 12 23415 wird zusätzlich hervorgehoben, daß man die aliphatischen
Dicarbonsäuren gegebenenfalls auch im Gemisch mit einem kleineren Anteil an aromatischen Dicarbonsäuren
verwenden kann. Der alleinige Einsatz von aromatischen Dicarbonsäuren bei der Herstellung der
Polyesterpolyole wird darin nicht erwähnt. Die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren erhältlichen
Schaumstoffe sind im Hinblick auf die Feuerbeständigkeit und die Rauchentwicklung beim Verbrennen
verbesserungsbedürftig.
Der Erfindung liegt die A.ufgabe zugrunde, gegebenenfalls zellige Polymerisate herzustellen ohne die Mitverwendung rauchverhindernder Mittel oder von Flammschutzmitteln, die beim Verbrennen eine stark erhöhte Feuerbeständigkeit und eine auf ein Minimum zurückgeführte Rauchentwicklung zeigen.
Der Erfindung liegt die A.ufgabe zugrunde, gegebenenfalls zellige Polymerisate herzustellen ohne die Mitverwendung rauchverhindernder Mittel oder von Flammschutzmitteln, die beim Verbrennen eine stark erhöhte Feuerbeständigkeit und eine auf ein Minimum zurückgeführte Rauchentwicklung zeigen.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines gegebenenfalls zelligen Polymerisats,
dessen hauptsächlich wiederkehrende Polymerisateinheiten aus Isocyanurateinheiten bestehen, durch Umsetzung
von Polyisocyanatgemischen, die aus 35 bis 85 Gew.-% Methylen-bis-(phenylisocyanat) und zum
Rest aus einem Gemisch von Polymethylen-polyphenylisocyanaten mit einer Funktionalität über 2 bestehen,
eines Trimerisierungskatalysators und 0,05 bis 0,20 Hydroxyläquivalent eines Polyols mit einem Hydroxyl-
äquivalentgewicht von 150 bis 500 pro Äquivalent Polyisocyanatgemisch, gegebenenfalls in Gegenwart
eines Treibmittels. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyol ein solches vorwendet, das
durch Umsetzung eines Überschusses eines Polyäthy-
5ü lenglykols mit einem Hydroxyläquivalentgewicht von 75
bis 225, der über die für die Umsetzung von einem Mol Polyäthylenglykol mit jeder Carboxylgruppe einer
aromatischen Polycarbonsäure mit 2 oder 3 Carboxylgruppen oder mit deren Anhydrid, deren Kern 6 bis 12
Kohlenstoffatome enthält oder deren Kern die allgemeine Formel:
besitzt, in der X einen
Ϊ
-SO2- —C— — O —
-SO2- —C— — O —
einen Alkylenrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder
eine direkte Bindung zwischen den beiden Benzolkernen bedeutet, erforderlich ist, um 0,1 bis 0,7 Mol
hinausgeht, hergestellt worden ist, mit der Maßgabe,
daß das Polyol pro Äquivalent Polyisocyanatgemisch in einer Menge von 10 bis 30 Gewichtsteüen zum Einsatz s
gelangt
Wenn man die Trimerisierung in Gegenwart eines Treibmittels durchführt, erhält man die Polymerisate in
zelliger Form. Auch diese erfindungsgemäß erhältlichen polymeren Schaumstoffe enthalten als vornehmlich
wiederkehrende Polymerisateinheit die IsocyanurateinheiL
Die erfindungsgemäß erhältlichen Polymerisate besitzen einen hohen Grad an Feuerbeständigkeit und nur
eine sehr geringe Neigung zur Rauchentwicklung beim ι->
Verbrennen. In zelliger Form eignen sie sich auch ohne Zusatz teurer und schwer zu handhabender Zusät7e in
hervorragender Weise als Isolierstoffe.
Die errindungsgemäß erhältlichen zelligen Polymerisate
mit Isocyanurateinheiten zeichnen sich im ASTM-E-84-Test (»Underwriter's Laboratory Tunnel Test«)
durch Werte für die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit von nicht über 25 aus. Weiterhin besitzen sie, nach
derselben Vorschrift getestet, niedrige Werte für die Rauchentwicklung. Ein üblicher Isolierstoff, z. B. Glasfa- 2>
sern, besitzt in der Regel einen Rauchentwicklungswert von 50 oder darunter. Die erfindungsgemäß hergestellten
Schaumstoffe erreichen ebenfalls Rauchentwicklungswerte von 50, in einigen Fällen sogar noch
darunter. s
Das erfindungswesentliche Merkmal liegt in der Auswahl einer sehr engbegrenzten Klasse von Polyolen,
die durch Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe in bestimmten Mengen erhalten und im folgenden noch
näher beschrieben werden, und in der Verwendung j dieser Polyole in untergeordneten Mengen von 10 bis 30
Gewichtsteüen pro Äquivalent des genannten Polyisocy'anatgemisches
bei gleichzeitiger Anwesenheit eines Trimerisierungskatalysators.
Als Polyisocyanatgemisch wird zur Herstellung der gegebenenfalls zelligen Polymerisate ein solches verwendet,
das aus 35 bis 85 Gew.-% Methylen-bis-(phenylisocyanat) und zum Rest aus einem Gemisch von
Polymethylen-polyphenylisocyanaten einer Funktionalität über 2 besteht. Derartige Gemische sind aus der 4-j
US-PS 37 45 133 bekannt. Insbesondere sollten die erfindungsgemäß verwendeten Polymethylen-polyphenylisocyanate
eine Azidität, ausgedrückt als »% heiße HC1«, von unter etwa 0,1% besitzen. Zur Herstellung
solcher Polymethylen-polyphenylisocyanate ist es aus der US-PS 37 93 362 bekannt, die Polyisocyanate zur
Erniedrigung des Gehalts an »heißer HG« mit einer up'ergeordneten Menge eines monomeren Epoxids
umzusetzen. Besonders gute Ergebnisse erreicht man mit Polyisocyanatgemischen mit 45 bis 50 Gew.-%
Methylen-bis-(phenylisocyanat), die zum Rest aus Polymethylen-polyphenylisocyanaten einer Funktionalität
von über 2 bestehen.
Als Trimerisierungskatalysitoren können sämtliche der bisher verwendeten Katalysatoren in den bekannten
Mengen zum Einsatz gelangen, vgl. die genannten US-PS, insbesondere die US-PS 37 45 133. Eine
bevorzugte Gruppe von Katalysatoren sind die aus den US-PS 38 96 052, 38 99 443 und 39 03 018 bekannten.
Besonders gut eignen sich ferner die aus der US-PS es
03 018 bekannten Cokatalysatorkombinationen. Diese bestehen aus einem monomeren Epoxid, einem
tertiären Amintrimerisierungskatalysator mit einem Dimethylaminorest und einem Glyzinsalz der allgemeinen
Formel:
OH
-CH2-N-CH2-COO M
X/
R,
R,
worin bedeuten:
M ein Alkalimetall;
Ri ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis
einschließlich 12 Kohlenstoffatomen; R2 eir. Wasserstoffatom, einen Alkylrest mit 1 bis
einschließlich 12 Kohlenstoffatomen oder einen
Rest der Formel - CH2-COO-M+und
R3 ein Wasserstoffe torn oder einen Rest der allgemeinen Formel:
-CH2-N-CH2-COO M-
Hervorragende Ergebnisse erzielt man mit der besonders bevorzugten Cokatalysatorkombtnation in
Form einer Mischung aus (1) einem Glyzidyläther eines Novolakharzes einer Funktionalität von mindestens 2;
(2) N.N-Dimethylcyclohexylamin und (3) Natrium-N-(2-hydroxy-5-nonylphenyl)-methyl-N-methylglyzinat.
Pro Äquivalent an in dem Reaktionsgemisch enthaltenem Polyisocyanat werden zweckmäßigerweise 0,001
bis 0,02, vorzugsweise 0,002 bis 0,01 Äquivalent an tertiärem Aminkatalysator, zweckmäßigerweise 0,001
bis 0,02, vorzugsweise 0,003 bis 0,01 Äquivalent Glyzinsalz und zweckmäßigerweise 0,01 bis 0,06,
vorzugsweise 0,02 bis 0,05 Äquivalent an Glyzidyläther des Novolakharzes verwendet.
Obwohl die in der US-PS 39 03 018 beschriebene Katalysatorkombination zwingend aus einer Kombination
aus den drei genannten Kalalysatorbestandteilen bestehen muß, wird hierdurch selbstverständlich nicht
ausgeschlossen, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren diese Katalysatorkombination noch zusätzliche
Katalysatoren enthalten kann, die eine Trimerisierung des Polyisocyanatgemisches ermöglichen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyole erhält man durch Umsetzen eines Überschusses eines
Polyäthylenglykols der genannten Art mit den bestimmten aromatischen Polycarbonsäuren mit 2 oder 3
Carboxylgruppen oder deren Anhydriden unter üblichen bekannten Veresterungsbedingungen. Der Überschuß
des Polyäthylenglykols über die aromatische Polycarbonsäure oder deren Anhydrid muß 0,1 bis 0,7,
vorzugsweise 0,2 bis 0,6 Mol über die für die Umsetzung von einem Mol Polyäthylenglykol mit jeder Carboxylgruppe
der Polycarbonsäure erforderlichen Menge betragen. Unter dem Ausdruck »Carboxylgruppe« sind
sowohl die als freie Carbonsäuregruppen als auch die in Form des Anhydrids vorliegenden Carboxylgruppen zu
verstehen. Im Falle einer difunktionellen Carbonsäure, z. B. von Phthalsäureanhydrid oder der freien Säure,
muß der Überschuß um die genannten Molmengen größer sein als das Verhältnis von Polyäthylenglykol zu
Polycarbonsäure von 2 :1 und bei einer trifunktionellen Carbonsäure, wie Trimellithsäureanhydrid oder der
freien Säure, größer als 3 :1. '
Durch den Glykolüberschuß wird gewährleistet, daß einerseits ein niedermolekulares und eine die Verarbeitung
ermöglichende Viskosität aufweisendes Polyo!, das Polyester enthält, entsteht und daß andererseits im
Polyol im wesentlichen lediglich endstäidige Hydroxylgruppen vorhanden sind und eine niedrige Säurezahl,
vorzugsweise unter etwa 2, sichergestellt isL
Das Hydroxyläquivalentgewicht der verwendeten Polyäthylenglykole muß 75 bis 225, vorzugsweise 85 bis
120, betragen.
Die rur Herstellung der Polyole verwendeten
Polyäthylenglykole erhält man durch Addition von Äthylenoxid an Wasser, Äthylenglykol oder Diäthylenglykol.
Zu diesem Zweck bedient man sich üblicher bekannter Oxyrdkylierungsmaßnahmen. Die Äthoxylierung
erfolgt derart, daß das Polyäthylenglykol ein Molekulargewicht von 150 bis 450, vorzugsweise von
170 bis 240, erhält. Die bei der Äthoxylierung gebildeten
Polyäthylenglykole bestehen aus einem Gemisch von Polyäthylenglykolen mit unterschiedlichem Molekulargewicht,
dessen durchschnittliches Molekulargewicht jedoch innerhalb der angegebenen Grenzen liegt. Die
zur Herstellung der Polyole verwendeten Polyäthylenglykole sind jedoch nicht auf solche Polyäthylenglykolmischungen
beschränkt. Selbstverständlich eignen sich auch einzelne Polyäthylenglykole mit Molekulargewichten
innerhalb der angegebenen Grenzen. Beispiele hierfür sind Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol und
Pentaäthylenglykol. Bevorzugt ist Tetraäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 194. Ein besonders
geeignetes Polyol wird durch Umsetzen von 3,2 bis 3,6 Mol Tetraäthylenglykol mit 1 Mol Trimellithsäureanhydrid
hergestellt
Die bei der Herstellung der Polyole verwendeten aromatischen Polycarbonsäuren enthalten zwei oder
drei Carboxylgruppen entweder in Form der freien Säuren oder der entsprechenden Anhydride, deren
Kern 6 bis 12 Kohlenstoff a tome, z.B. einen Benzol-, Toluol-, Xylol- oder Naphthalinkern oder einen Kern
der allgemeinen Formel:
enthält, worin X für einen Rest der Formeln
O
O
— SO,—
r-<
-o
oder einen Alkylenrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine direkte Bindung zwischen den zwei
Benzolkernen bedeutet Hierbei müssen nicht sämtliche Carboxylgruppen an demselben aromatischen Kern
hängen.
Beispiele für aromatische Polycarbonsäuren mit zwei Carboxylgruppen sind
Isophthalsäure, Terephthalsäure, und
Phthalsäure sowie deren Anhydride.
3,4-Toluoldicarbonsäure und deren Anhydrid,
1,5-Napthalindicarbonsäure,
4,4'-DicarboxydiphenyI,
4,4'-DicarboxydiphenylsuIfon,
4,4'-Dicarboxybenzophenon,
4,4'-Dicarboxydiphenyläther und
4,4'-Dicarboxydiphenylmethan.
Phthalsäure sowie deren Anhydride.
3,4-Toluoldicarbonsäure und deren Anhydrid,
1,5-Napthalindicarbonsäure,
4,4'-DicarboxydiphenyI,
4,4'-DicarboxydiphenylsuIfon,
4,4'-Dicarboxybenzophenon,
4,4'-Dicarboxydiphenyläther und
4,4'-Dicarboxydiphenylmethan.
Beispiele für aromatische Polycarbonsäuren mit drei Carboxylgruppen sind Trimellithsäure und deren
Anhydrid, Hemimellithsäure und deren Anhydrid und Trimesinsäure.
Bevorzugt werden Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, TrimelLithsäure, Hemimellithsäure und
die einsprechenden Anhydride, insbesondere Phthalsäure
oder Trimellithsäure oder deren Anhydride.
Die Umsetzung zwischen dem Polyäthylenglykoi und dem Polycarbonsäureanhydrid wird unter üblichen
bekannten Veresterungsbedingungeu durchgeführt vgl.
ίο beispielsweise J. H. Saunders und K. C. Frisch
»Polyurethanes Chemistry and Technology«, Band I (1962), Seiten 45/46, Verlag John Wiley & Sons, New
York, N. Y. So wird beispielsweise die Veresterung in Abwesenheit eines Lösungsmittels unter einem Stick-Stoffstrom
bei einer Temperatur von 150 bis 250°C, vorzugsweise von 175 bis 225° C, 10 bis 40 Stunden,
vorzugsweise 15 bis 35 Stunden lang, durchgeführt Die Säurezahl des Produkts beträgt in der Regel I bis 4,
vorzugsweise weniger als etwa 2. Während der Reaktionsdauer wird das gebildete Wasser als Überkopffraktion
abgezogen.
Zweckmäßigerweise bedient man sich hierbei eines die Veresterungsdauer verkürzenden Katalysators.
Beispiele für geeignete Katalysatoren sind p-ToluoIsuI-fonsäure.
Magnesiumoxid, Calciumoxid. Antimonoxid, Zinkoxid, Bleioxid, Magnesiumacetat, Calciumacetat,
ZinkacefU, Bleiacetat, die verschiedensten organischen Amine, Natriummethoxid, Kaliummethoxid, ein Natriumalkoxytitanat
oder ein Tetraalkyltitanat Gcgebe-
nenfalls kann man den Veresterungsprodukten entweder während ihrer Herstellung oder danach Konservierungsmittel,
Antioxidantien und sonstige geeignete Zusätze einverleiben.
Die in der geschilderten Weise hergestellten Polyole besitzen ein Hydroxyläquivalentgewicht von 150 bis 500, vorzugsweise von 200 bis 300.
Die in der geschilderten Weise hergestellten Polyole besitzen ein Hydroxyläquivalentgewicht von 150 bis 500, vorzugsweise von 200 bis 300.
Zur erfindungsgemäßen Herstellung der eine hohe Flammbeständigkeit und eine geringe Neigung zur
Rauchentwicklung aufweisenden zelligen Polymerisate mit Isocyanurateinheiten werden die genannten Polyole
in der jeweiligen Rezeptur in einer Menge von 0,05 bis 0,20, vorzugsweise von 0,06 bis 0,16 Hydroxyläquivalent,
bezogen auf 1 Äquivalent Polyisocyanatgemisch, zum Einsatz gebracht. Hierbei muß das Polyol pro
Äquivalent Polyisocyanatgemisch in einer Menge von 10 bis 30 Gewichtsteilen vorhanden sein.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man sich üblicher bekannter Maßnahmen und
Vorrichtungen bedienen.
Entsprechend den Lehren der genannten Literaturstellen können die dort angegebenen Treibmittel und
sonstige wünschenswerte Zusätze, z. B. Dispergiermittel, Zellstabilisatoren, Netzmittel und Flammschutzmittel,
mitverwendet werden. Eine bevorzugte Klasse von Flammschutzmitteln sind phosphorhaltige Verbindungen,
wie
Tris-(2-chloräthyl)-phosphat,
Tris-(2-chIorpropyl)-phosphat,
Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphatund
Tris-( 1,3-dichlorisopropylj-phosphat.
Tris-(2-chIorpropyl)-phosphat,
Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphatund
Tris-( 1,3-dichlorisopropylj-phosphat.
Die erfindungsgemäß ebenfalls erhältlichen zelligen Polymerisate lassen sich auf sämtlichen Anwendungsgebieten,
auf denen die bisher bekannten Schaumstoffe b5 zum Einsatz gelangen, zum Einsatz bringen. Besonders
gut eignen sie sich auf Anwendungsgebieten, auf denen ein hoher Grad thermischer Beständigkeit, niedrige
Flammenausbreitungsgeschwindigkeit und eine geringe
Rauchentwicklung beim Verbrennen erforderlich sind. So können die zelligen Polymerisate beispielsweise als
Wärmedämmkörper und Isolierstoffe für Hochtemperaiurrohrleitungen und -öfen, als isolierende Dämmstoffe
für mit höhere Temperaturen aufweisenden Substan- r>
zen gefüllte Lagerlanks und insbesondere zur Herstellung flammbeständiger Verbundplatten als Bauteile von
Industriegebäuden, verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Herstellung nichtzelliger Polymerisate kann in der dem Fachmann bekannten Weise ι ο
durchgeführt werden. Feste Polymerisate erhält man dann, wenn man die Umsetzung des Polyisocyanatgemisches
mit dem Polyol in Gegenwart eines Trimerisierungskatalysators, jedoch in Abwesenheit eines Treibmittels,
durchführt. Die Reaktionsteilnehmer können gegossen, gepreßt, auf Substrate aufgetragen oder in
sonstiger dem Fachmann bekannter Weise abgelagert werden, wobei man feste Gießlinge, Preßlinge, Überzüge
oder sonstige Formen fester Polymerisate mit Isocyanurateinheiten erhält. Solche Produkte finden
beispielsweise bei hochtemperaturbeständigen Laminaten aus Verstärkungsschichten aus hitzebeständigen
Geweben, z. B. Glasgeweben und Graphitgeweben, und erfindungsgemäß hergestellten Polymerisaten Verwendung.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. Die Teile beziehen sich auf Gewichtsteile.
Es werden erfindungsgemäß zwei Schaumstoffe A und B hergestellt. Bei der Herstellung des Schaumstoffs
A wurd" eine untergeordnete Menge eines Glyzidyläthers
eines Novolakharzes als Teil der Trimerisierungskatalysatorcn mitverwendet. Der Schaumstoff B
enthält diesen Glyzidyläther nicht. Beide Schaumstoffe zeichnen sich durch Werte für die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit
von unter 25 und für die Rauchentwicklung von unter 50 aus.
Die Schaumstoffe werden mittels einer Schaumstoffdosier- und -verteileranlage hergestellt. Diese enthält
einen Zapienkreiseimischer, der sich mit 4200 UpM
dreht und zum Vermischen der vier Komponenten A bis D imstande ist. Die eingesetzten Mengen an Ausgangsstoffen
und die damit erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt. Das Reaktionsgemisch zur
Schaumstoffbildung wird auf einem etwa 10 cm breiten Förderband, das in einem Winkel von 4,5° geneigt ist
und sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 213,5 cm/min weiterbewegt, verteilt. Der Durchsatz
wird so eingestellt, daß eine Blockhöhe von etwa 38 cm erreicht wird.
SchaumstofTkomponenten
Komponente A:
(Temperatur der Komponente A: 15,60C)
Polyisocyanate
Siliconnetzmittel, 1000 cSt bei 25°C
Trichlorfluormethan
Komponente B:
(Temperatur der Komponente B: 2Ll0C)
Polyol A2)
Polyol A2)
Komponente C:
(Temperatur der Komponente C: Raumtemperatur)
Glyzidyläther eines Novolakharzes, 7650OcSt. bei 25°C
Trichlorfluormethan
Komponente D:
(Temperatur der Komponente D: Raumtemperatur)
134 | 134 |
2 | 2 |
24,5 | 24,5 |
6,0
L5
20
in Diäthylenglykol
Diäthylenglykol
Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin
Durchsatz, kg/Min.
Anstiegeigenschaften:
Cremezeit, Sek.
Beginn des Anstiegs, Sek.
Gelzeit, Sek.
Anstieg, Sek.
Cremezeit, Sek.
Beginn des Anstiegs, Sek.
Gelzeit, Sek.
Anstieg, Sek.
Zeit bis zum Verlust der Klebrigkeit, Sek.
Zeit bis zum Festwerden, Sek.
Zeit bis zum Festwerden, Sek.
0,6125
0,35
0,35
43,54
0,6125
0,35
0,35
41,95
8 | 9 |
12 | 13 |
80 | 84 |
130 | 135 |
480 | 540 |
240 | 240 |
ίο
Fortsetzung
SchaumstolTkomponenten
2,16 | 2,34 |
1,28 | 1,17 |
-i,o | -1,0 |
3,2 | 3,3 |
92 | 92 |
46,3 | 51,8 |
27,1 | 27,2 |
1,78 | 1,70 |
20,51 | 17,95 |
40,1 | 44,7 |
Schaumstofleigenschaften:
Dichte, g/cm3 0,03348 0,03348
Druckfestigkeit, kg/cm2 parallel zur Anstiegrichtung
senkrecht zur Anstiegrichtung Trockenalterung bei 148,90C:
Volumenänderung, % nach einem Tag nach sieben Tagen geschlossene Zellen, %
Bröckligkeit, nach ASTMC-421, prozentualer Gewichtsverlust nach 10 Min.
Sauerstoffindex (ΟΙ) nach ASTM D-28633)
Durchbrenntest, (Std./cm)4)
ASTM-E-84-Test mit einem 2,5 cm dicken Prüfling
Sauerstoffindex (ΟΙ) nach ASTM D-28633)
Durchbrenntest, (Std./cm)4)
ASTM-E-84-Test mit einem 2,5 cm dicken Prüfling
Flammenausbreitungsgeschwindigkeit Rauchentwicklung
') Gemisch aus etwa 45 Gew.-% Methylen-bis-<phenylisocyanat) und etwa 55 Gew.-% Polymethylen-polyphenylisocyanaten
einer Funktionalität von über 2, das entsprechend der US-PS 37 93 362 mit einer untergeordneten Menge eines monomeren
Epoxids behandelt worden war und ein Isocyanatäquivalent von 140 sowie eine Azidität von 0,05%, ausgedrückt als
»% heiße HO«, aufweist
2) Polyol A: Veresterungsprodukt von 1 Mol Trimellithsäureanhydrid mit 3,54 Mol Tetraäthylenglykol (Hydroxyläquivalentgewicht:
210, Viskosität/2200cP bei 23°C, Säurezahl: 1,5).
3) Die Angabe erfolgt als zum Aufrechterhalten des Brennens eines Prüflings erforderlicher prozentualer Sauerstoffgehalt.
Je größer der Ol-Wert ist, desto höher ist die Flammbeständigkeit Nichtmodifizierter PolyurethanschaumstofT besitzt einen
Ol-Wert von 16,5. Substanzen mit Ol-Werten von etwa 25 sind als flammhemmende Materialien nicht geeignet (J. L. Isaacs,
»J. Fire & Flammability«, I, 1970, 36).
") Flammendurchdringungstest des Bureau of Mines.
Nach der Arbeitsweise des Beispiels 1 werden mit den Werte für die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit
in Tabelle II angegebenen Komponenten A bis D die von unter 25 und für die Rauchentwicklung von etwa 50
Schaumstoffe C, D und E hergestellt aus. Der Wert für die Rauchentwicklung von 52,5 beim
Bei der Herstellung der Schaumstoffe werden Schaumstoff D liegt innerhalb der Fehlergrenzen für
erfindungsgemäß einzusetzende Polyole B, C und D 45 den Wert 50.
verwendet Jeder Schaumstoff zeichnet sich durch
verwendet Jeder Schaumstoff zeichnet sich durch
Schaumstoffkomponenten C D
Komponente A:
Pclyisocyanat von Beispiel 1 Siliconnetzmittel von Beispiel 1 Trichlorfluormethan
Pclyisocyanat von Beispiel 1 Siliconnetzmittel von Beispiel 1 Trichlorfluormethan
Komponente B:
Polyol B1) 22,5
Polyol C2) 22,5
Polyol D3) 20,0
Komponente C: "
Siliconnetzmittel von Beispiel 1 3,0 3,0 6,0
Trichlorfluormethan 0,75 0,75 1,5
134 | 134 | 134 |
2 | 2 | 2 |
24,5 | 24,5 | 24,5 |
I 26 56 600 | 12 | C | D | cP bis 25°C | E | Vergleichsversuche | 3 pro Äqui- | leren Mengen sind in der Tabelle | Π |
:;' Fortsetzung | |||||||||
; Schaumstoffkomponenten | 2,49 | 2,49 | 3,0 | 134 | |||||
ι Komponente D: | Nach der Arbeitsweise des Beispiels 1 werden die 55 stoffe I und II. Die bei ihrer Herstellung verwendeten | I | 1 | ||||||
V Na-N-(2-hydroxy-5-nonylphenyl)-methyl-N-methylglyzinat, | 0,436 | 0,436 | 0,525 | Komponenten A bis C miteinander vermischt. Hierbei Ausgangsstoffe und < | 26 | ||||
ν 50gew.-%ig in Diäthylenglykol | 0,249 | 0,249 | 0,3 | erhält man außerhalb der Erfindung liegende Schaum- III zusammengestellt | 134 | ||||
;.; Diäthylenglykol | 54,9 | 54,9 | 43,5 | Tabelle III | 1 | ||||
k N.N-Dimethylcyclohexylamin | Schaumstoffkomponenten | 20 | |||||||
Ji Durchsatz, kg/Min. | 11 | 12 | 12 | Komponente A: | |||||
I Anstiegeigenschaften: | 17 | 16 | 1 T 1 / |
Polyisocyanat von Beispiel 1 | |||||
I Cremezeit, Sek. | 91 | 91 | 87 | Siliconnetzmittel von Beispiel 1 | |||||
I Beginn des Anstiegs, Sek | 125 | 135 | 132 | TrichlorQuormethan | |||||
Gelzeit, Sek. | 480 | 390 | 370 | ||||||
Anstieg, Sek. | 270 | 450 | 210 | ||||||
Zeit bis zum Verlust der Klebrigkeit, Sek. | 55,9 | 55,9 | 43,2 | ||||||
Zeit bis zum Festwerden, Sek. | |||||||||
Blockhöhe, cm | 0,03236 | 0,03444 | 0,03476 | ||||||
SchaumstofTeigenschaften: | |||||||||
Dichte, g/cm3 | 1,86 | 2,11 | 2.24 | ||||||
Druckfestigkeit, kg/cm2 | 1,20 | 1,26 | 1.13 | ||||||
parallel zur Anstiegsrichtung | |||||||||
senkrecht zur Anstiegsrichtung | |||||||||
Trockenalterung bei 148,90C: | 3,0 | 1,9 | - | ||||||
Volumenänderung, % | 3,2 | 3,5 | 3,6 | ||||||
nach einem Tag | 63,1 | 43,7 | 49,6 | ||||||
nach sieben Tagen | 27,1 | 27,1 | 26,9 | ||||||
Bröckligkeit nach ASTMC-421, prozentualer Gewichtsverlust | 2.1 | - | - | ||||||
Sauerstoffindex (ΟΙ) nach ASTM D-2863 | |||||||||
Durchbrenntest (Std./cm) | 23,1 | 20,5 | 23,1 | ||||||
ASTM-E-84-Test mit 2,5 cm dicken Prüflingen | 45 | 52,5 | 47,4 | ||||||
Flammenausbreitungsgeschwindigkeit | ') Polyol B: Veresterungsprodukt von 1 Mol Phthalsäureanhydrid mit 2,2 Mo! Polyäthylenglykolgemisch einer | Molekular- | |||||||
Rauchentwicklung | gewichtsverteilung im Bereich von 190 bis 210 (Hydroxyläquivalentgewicht: 257, Viskosität: 650 | , Säurezahl: | |||||||
0,19), im Schaumstoff wurden 0,0876 Hydroxyläquivalent Polyol B pro Äquivalent Polyisocyanatgemisch verwendet | |||||||||
2) Polyol C: Veresterungsprodukt von 1 Mol Trimellithsäureanhydrid mit 3,46 Mol Tetraäthylenglykol (Hydroxyläquivalent- | |||||||||
gewicht: 218, Viskosität: 1650 cP bei 25°C, Säurezahl: 0,45), im Schaumstoff D wurden 0,103 Hydroxyläquivalent Polyol C | |||||||||
pro Äquivalent Polyisocyanatgemisch verwendet. | |||||||||
3) Polyol D: Veresterungsprodukt von 1 Mol Phthalsäureanhydrid mit 2,2 Mol Tetraäthylenglykol (Hydroxyläquivalentgewicht: | |||||||||
226, Viskosität: 616 cP bei 25°C, Säurezahl: 1,17), im Schaumstoff E wurden 0,0885 Hydroxyläquivalent Polyol | |||||||||
valent Polyisocyanatgemisch verwendet |
25,5 | - |
- | 23 |
0,85 | UO |
- | 6,0 |
3,825 | — |
4,5 | 1,82 |
1,5 | - |
- | 2,42 |
- | 0,36 |
13 14
Fortsetzung
SchaumstofTkomponenten I
Komponente B: Polyol E1)
Polyäthylenglykol-') Siliconnetzmittel Glyzidyläther eines Novolakharzes von Beispiel 1 Trichlorfluormethan
Polyäthylenglykol-') Siliconnetzmittel Glyzidyläther eines Novolakharzes von Beispiel 1 Trichlorfluormethan
Komponente C:
Na-N-(2-hydroxy-5-nonylphenyl)-methyl-N-methylglyzinat, 5Ogew.-7oig in Diäthylenglykoi
Diäthylenglykol Polyäthylenglykol2) Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin
Durchsatz, kg/Min. 39,9 42,4
Anstiegeigenschaften: Cremezeit, Sek. Beginn des Anstiegs, Sek. Gelzeit, Sek.
Anstieg, Sek.
Zeit bis zum Verlust der Klebrigkeit, Sek. Zeit bis zum Festwerden, Sek.
SchaumstofTeigenschaften:
Dichte, g/cm3 0,03524 0,03284
Druckfestigkeit, kg/cm' parallel zur Anstiegsrichtung
senkrecht zur Anstiegsrichtung geschlossene Zellen, % Bröckligkeit nach ASTMC-421, prozentualer Gewichtsverlust
Sauerstoffindex (Öl) nach ASTM D-2863 Durchbrenntest, (Std./cmi
ASTM-E-84-Test mit 2,5 cm dicken Prüflingen Flammenausbreitungsgeschwindigkeit Rauchentwicklung
') Polyol E: Veresterungsprodukt von Trimellithsäureanhydrid mit 1,59 Mol Diäthylenglykol und anschließende Umsetzung mit
Propylenoxid zur Erniedrigung der Säurezahl unter 1 (Hydroxyläquivalentgewicht: 170, Viskosität: 4828 cP bei 25°C, Säure
zahl: 0,23).
2) Handelsübliches Polyäthylenglykol, Molekulargewicht von 380 bis 420.
Wie aus Tabelle III ersichtlich, liegen die Werte für Polyäthylenglykol weit höher als die entsprechenden
die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit und für die 55 Werte für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Rauchentwicklung bei den unter Verwendung der hergestellten Schaumstoffe A bis E.
außerhalb der Erfindung liegenden Polyole E und
20 | 9 |
28 | 13 |
76 | 75 |
115 | 105 |
260 | 360 |
450 | 480 |
2,40 | 1,81 |
1,52 | 0,96 |
- | 88,7 |
18,8 | 36,6 |
25,1 | 25,4 |
1,96 | 3,05 |
30,8 | 56,4 |
156 | 105 |
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines gegebenenfalls zelligen Polymerisat, dessen hauptsächlich wiederkehrende Polymerisateinheiten aus Isocyanurateinheiten bestehen, durch Umsetzung von Polyisocyanatgemischen, die aus 35 bis 85 Gew.-% Methylenbis-(phenylisocyanat) und zum Rest aus einem Gemisch von Polymethylen-polyphenylisocyanaten einer Funktionalität über 2 bestehen, eines Trimerisierungskatalysators und 0,05 bis 0,20 Hydroxyläquivalent eines Polyols mit einem Hydroxyläquivalentgewicht von 150 bis 500 pro Äquivalent Polyisocyanatgemisch, gegebenenfalls in Gegenwart eines Treibmittels, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyol ein solches verwendet, das durch Umsetzung eines Überschusses eines Polyäthylenglykols mit einem Hydroxyläquivalentgewicht von 75 bis 225, der über die für die Umsetzung von einem Mo! Polyäthylenglykol mit jeder Carboxylgruppe einer aromatischen Polycarbonsäure mit 2 oder 3 Carboxylgruppen oder mit deren Anhydrid, deren Kern 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthält oder deren Kern die allgemeine Formel:
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