DE3732238A1 - Verfahren zur herstellung von schwerentflammbaren polyurethanschaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von schwerentflammbaren polyurethanschaumstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
schwerentflammbaren Polyurethanschaumstoffen durch Imprägnieren
mit einer Mischung aus einem Carboxylgruppen-haltigen
Polychloroprenlatex und Aluminiumhydroxid
und Vernetzung des Latex mit Zinkoxid.
Es ist bereits bekannt, die Entflammbarkeit von Schaumstoffen
durch Behandeln mit vulkanisierbaren Elastomerlatices
herabzusetzen. Die Vulkanisation erfolgt in üblicher
Weise mit Schwefel unter Zusatz der bekannten
schwefelhaltigen Vulkanisationsbeschleuniger. Nachteilig
ist die verhältnismäßig lange Vulkanisationsdauer bei
hoher Vulkanisationstemperatur, die zu einer Beeinträchtigung
der Eigenschaften des Schaumstoffs führen kann.
Es hat sich auch gezeigt, daß die Verringerung der Entflammbarkeit
durch schwefelvernetzte Elastomerlatices
nicht in allen Fällen zufriedenstellend ist.
In der DOS 26 49 222 wird ein Verfahren vorgeschlagen,
bei dem anorganische flammhemmende Zusätze wie Magnesiumcarbonat
oder Aluminiumoxidhydrat mit Hilfe von
Elastomerlatices in einen Schaumstoff eingebracht werden,
um ihn schwerer entflammbar zu machen. Auch bei
diesem Verfahren werden nach der Imprägnierung des
Schaumstoffs die Latices mit Schwefel vernetzt, was mit
den oben erwähnten Nachteilen verbunden ist.
Aus der DE-OS 27 54 313 ist bereits ein Verfahren zur
Herstellung von schwerentflammbarem Polyurethanschaum
durch Behandeln mit einer Mischung aus einem vernetzbaren
Elastomerlatex und einem flammhemmenden Additiv
bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den
Polyurethanschaum mit einer Mischung aus einem carboxylgruppenhaltigen
Polychloroprenlatex und Aluminiumhydroxid
behandelt und den Latex mit Zinkoxid oder Magnesiumoxid
vernetzt.
Danach soll der Schaumstoff imprägniert und anschließend
bei einer Temperatur von etwa 100°C oder wenig darüber
getrocknet werden. Bei dieser Temperatur soll die thermische
Belastung des Schaumstoffs bei der Vernetzung sehr
klein gehalten werden, wodurch sich darüber hinaus noch
die erforderliche Zeit für die Vernetzung verkürzen
soll.
Ein auf diese Weise imprägnierter und getrockneter
Schaumstoff weist jedoch sehr schlechte physikalische
Werte auf, wobei insbesondere die Dauergebrauchseigenschaften
in Form beispielsweise des Druckverformungsrestes
sehr schlecht sind und damit ein solcher Schaumstoff
als nicht brennbarer Polsterwerkstoff nicht eingesetzt
werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren anzugeben, mit dem ein schwerentflammbarer
Schaumstoff geschaffen werden kann, dessen physikalische
Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Dehnung
gegenüber der ursprünglichen Schaumstoffmatrix kaum
verändert sind und der darüber hinaus optimale Dauergebrauchseigenschaften
aufweist.
Es wurde nun gefunden, daß schwer entflammbare Polyurethanschaumstoffe
erhalten werden, wenn spezielle PUR-
Schaumstoffbahnen mit einer Mischung aus einem Carboxylgruppen-haltigen
Polychloroprenlatex und Aluminiumhydroxid
imprägniert und in spezieller Weise getrocknet werden,
wobei der Latex Zinkoxid als Vernetzer enthält.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
von schwerentflammbaren Polyurethanschaumstoffen
durch Imprägnieren mit einer Mischung aus einem vernetzbaren
Elastomerlatex und einem flammhemmenden Additiv,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine 5-50 mm dicke Bahn
eines offenzelligen Polyurethanschaumstoffs mit einer
Porenzahl von 10-14/cm, einer Luftdurchlässigkeit von
50-150 l/min und einem Raumgewicht von 18-60 kg/m³ mit
einer Mischung aus einem Carboxylgruppen-haltigen
Polychloroprenlatex und Aluminiumhydroxid imprägniert
und anschließend innerhalb einer Zeit von 3-10 Minuten
bei einer von 70-170°C ansteigenden Temperatur trocknet,
wobei der Latex vor dem Imprägnieren mit Zinkoxid als
Vernetzer versetzt worden ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist, daß der Polyurethanschaumstoff
mit der 0,01-8fachen Menge der Mischung,
berechnet als Feststoff, imprägniert wird.
Vorzugsweise enthält die o. g. Mischung 7,5-30 Gew.-Teile
Zinkoxid, bezogen auf 100 Gew.-Teile Latextrockensubstanz.
Mit Vorteil wird gemäß Erfindung ein Polychloropren mit
2 bis 6 Mol-% einpolymerisierten Einheiten von Acrylsäure
oder Methacrylsäure verwendet sowie dem Polychloroprenlatex
5-30 Gew.-% Antimon-III-oxid zugesetzt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird die Temperaturführung bei der Trocknung über die
Schichtdicke der Polyurethanschaumstoff-Bahn dadurch
konstant gehalten, daß ein warmer Luftstrom mittels
Unterdruck durch den Schaumstoff durchgesaugt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen
schwerentflammbaren Polyurethanschaumstoffe bei der
Hestellung von Fahrzeug- und Flugzeugsitzen.
Die zur Imprägnierung geeigneten Carboxylgruppen-haltigen
Chloroprenpolymeren sind Copolymere aus Chloropren,
Acrylsäure und/oder Methacrylsäure. Sie enthalten 1 bis
7, vorzugsweise 2 bis 6 Mol-% an einpolymerisierten
Carbonsäureeinheiten. Diese Elastomeren werden in Form
ihrer Latices mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 70,
vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% eingesetzt. Daneben können
die Latices geringe Mengen üblicher Zusätze wie z. B.
Methylcellulose enthalten.
Zur Herstellung der für die Imprägnierung geeigneten Mischung
wird in einen derartigen Polychloroprenlatex etwa
die 1- bis 5fache, bevorzugt die 1- bis 2fache, Gewichtsmenge,
bezogen auf den Feststoffgehalt des Latex,
an Aluminiumhydroxid eingearbeitet. Um seine Einarbeitung
zu erleichtern und die Stabilität des Latex zu
erhalten, werden dabei im allgemeinen 5 bis 10 Gew.-%
geeigneter oberflächenaktiver Substanzen, wie z. B.
äthoxylierte Alkylphenole und/oder sulfonierte Netzmittel
wie Alkylsulfonate mitverwendet. Um eine zu
starke Schaumbildung zu vermeiden, können außerdem
Siliconölemulsionen zugesetzt werden.
Zusätzlich zum Aluminiumhydroxid können dem Latex auch
noch andere flammhemmende Verbindungen, z. B. Halogenkohlenwasserstoffe,
wie Pentabromtoluol und/oder Antimontrioxid
in Mengen von 5 bis 30 Gew.-% zugesetzt
werden. Antimontrioxid ist besonders geeignet, die
flammhemmende Wirkung des Gemischs aus Polychloropren
und Aluminiumhydroxid zu verstärken.
Als weiteren Bestandteil enthält die Imprägnierungsmischung
Zinkoxid, das z. T. als Vernetzer für das
Elastomere dient. Der Vernetzer ist in der Mischung in
der Regel in einer Menge von 1 bis 3 Mol, vorzugsweise
von 1,5 bis 2,5 Mol, enthalten, bezogen auf 1 Mol Carboxylgruppen
des Polychloroprens. Insgesamt enthält die
Mischung 5-40, bevorzugt 7,5-30 Gew.-Teile Zinkoxid,
bezogen auf 100 Gew.-Teile Latextrockensubstanz.
Außer den bisher genannten Bestandteilen der Mischung
kann diese noch weitere Zusätze wie z. B. Pigmente oder
Alterungsschutzmittel enthalten. Selbstverständlich
müssen die Bestandteile der Mischung insgesamt miteinander
verträglich sein und dürfen sich in ihrer Wirkung
nicht beeinträchtigen.
Die zu imprägnierenden offenzelligen Polyurethanschaumstoff-Bahnen
weisen in der Regel eine Porenzahl von
10-14/cm, eine Luftduchlässigkeit von 50-150 l/min
und ein Raumgewicht von 18-60 kg/m³ auf. Sie sind in
der Regel etwa 5-50 mm dick. Zu ihrer Herstellung
werden in an sich bekannter Weise folgende Komponenten
umgesetzt:
1. Polyisocyanate, wie sie z. B. von W. Siefken in
Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75
bis 136, beschrieben werden, beispielsweise solche
der Formel
Q (NCO) n
in der vorzugsweise
n = 2-4, vorzugsweise 2, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit
2-18, vorzugsweise 6-10 C-Atomen,
einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4-15, vorzugsweise 5-10 C-Atomen,
einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8-15, vorzugsweise 8-13 C-Atomen,
vorzugsweise aber
einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6-15, vorzugsweise 6-13 C-Atomen
bedeutet,
z. B. 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4′- und/oder -4,4′-diisocyanat oder Naphthylen-1,5-diisocyanat.
einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4-15, vorzugsweise 5-10 C-Atomen,
einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8-15, vorzugsweise 8-13 C-Atomen,
vorzugsweise aber
einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6-15, vorzugsweise 6-13 C-Atomen
bedeutet,
z. B. 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4′- und/oder -4,4′-diisocyanat oder Naphthylen-1,5-diisocyanat.
Ferner kommen beispielsweise erfindungsgemäß in
Frage:
Triphenylmethan-4,4′,4′′-triisocyanat, Polyphenylpolymethylen-Polyisocyanate, wie sie durch Anilin- Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z. B. in den GB-PS 8 74 430 und 8 48 671 beschrieben werden.
Triphenylmethan-4,4′,4′′-triisocyanat, Polyphenylpolymethylen-Polyisocyanate, wie sie durch Anilin- Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z. B. in den GB-PS 8 74 430 und 8 48 671 beschrieben werden.
Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung
anfallenden Isocyanatgruppen
aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls
gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten
Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich,
beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate
zu verwenden.
Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch
leicht zugänglichen aromatischen Polyisocyanate,
z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"),
Polyphenyl-polymethylen- polyisocyanate, wie sie
durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende
Phosgenierung hergestellt werden ("rohes MDI")
und Carbodiimidgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen,
Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder
Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate ("modifizierte
Polyisocyanate"), die sich vom 2,4- und/oder
2,6-Toluylendiisocyanat bzw. vom 4,4′- und/oder
2,4′-Diphenylmethandiisocyanat ableiten.
2. Ausgangskomponenten sind ferner Verbindungen mit
mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen
Wasserstoffatomen von einem Molekulargewicht
in der Regel von 400-10 000. Hierunter
versteht man neben Aminogruppen, Thiolgruppen oder
Carboxylgruppen aufweisenden Verbindungen vorzugsweise
Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen,
insbesondere zwei bis acht Hydroxylgruppen aufweisende
Verbindungen, speziell solche vom Molekulargewicht
1000 bis 5000, vorzugsweise 800 bis 3000,
z. B. mindestens zwei, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise
aber 2 bis 4, Hydroxylgruppen aufweisende
Polyester, Polyether, Polythioether, Polyacetale,
Polycarbonate und Polyesteramide, wie sie für die
Herstellung von homogenen und von zellförmigen
Polyurethanen an sich bekannt sind, und wie sie
z. B. in der DE-OS 34 30 285 auf den Seiten 10-18
ausführlich beschrieben werden. Mischungen derartiger
Verbindungen können verwendet werden.
3. Gegebenenfalls sind weitere Ausgangskomponenten
Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten
reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und
einem Molekulargewicht von 32 bis 399. Auch in
diesem Fall versteht man hierunter Hydroxylgruppen
und/oder Aminogruppen und/oder Thiolgruppen und/
oder Carboxylgruppen aufweisende Verbindungen, vorzugsweise
Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen
aufweisende Verbindungen, die als Kettenverlängerungsmittel
oder Vernetzungsmittel dienen. Diese
Verbindungen weisen in der Regel 2 bis 8 vorzugsweise
2 bis 4, gegenüber Isocyanaten reaktionsfähige
Wasserstoffatome auf.
Auch in diesem Fall können Mischungen von verschiedenen
Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber
Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit
einem Molekulargewicht von 32 bis 399 verwendet
werden.
Beispiele für derartige Verbindungen werden z. B.
in der DE-OS 34 30 285 auf den Seiten 19-23 ausführlich
beschrieben.
4. Als Treibmittel werden verwendet:
Wasser und/oder leicht flüchtige anorganische oder organische Substanzen. Als organische Treibmittel kommen z. B. Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan; als anorganische Treibmittel z. B. Luft, CO₂ oder N₂O, in Frage. Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z. B. Azoverbindungen wie Azodicarbonamid oder Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden. Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten über die Verwendung von Treibmitteln sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 108 und 109, 453 bis 455 und 507 bis 510 beschrieben.
Wasser und/oder leicht flüchtige anorganische oder organische Substanzen. Als organische Treibmittel kommen z. B. Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan; als anorganische Treibmittel z. B. Luft, CO₂ oder N₂O, in Frage. Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z. B. Azoverbindungen wie Azodicarbonamid oder Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden. Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten über die Verwendung von Treibmitteln sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 108 und 109, 453 bis 455 und 507 bis 510 beschrieben.
5. Gegebenenfalls werden als Hilfs- und Zusatzmittel
mitverwendet:
- a) Katalysatoren der an sich bekannten Art, z. B.
tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin,
N-Methylmorpholin, N-Ethyl-morpholin,
N,N,N′,N′-Tetramethyl-ethylendiamin, Pentamethyl-diethylen-triamin
und höhere Homologe
(DE-OS 26 24 527 und 26 24 528), 1,4-Diazo-
bicyclo-(2,2,2)-octan, N-Methyl-N′-dimethylaminoethylpiperazin,
Bis-(dimethylaminoalkyl)-
piperazine (DE-OS 26 36 787), N,N-Dimethylbenzylamin,
N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-
Diethylbenzylamin, Bis-(N,N-diethylaminoethyl)adipat,
N,N,N′N′-Tetramethyl-1,3-
butandiamin, N,N-Dimethyl-β-phenylethylamin,
1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol,
monocyclische und bicyclische Amidine (DE-
OS 17 20 633), Bis-(dialkylamino)alkyl-ether
(US-PS 33 30 782, DE-AS 0 30 558, DE-OS
18 04 361 und 26 18 280) sowie Amidgruppen
(vorzugsweise Formamidgruppen) aufweisende
tertiäre Amine gemäß den DE-OS 25 23 633 und
27 32 292). Als Katalysatoren kommen auch an
sich bekannte Mannichbasen aus sekundären
Aminen, wie Dimethylamin, und Aldehyden, vorzugsweise
Formaldehyd, oder Ketonen wie Aceton,
und Phenolen in Frage.
Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine als Katalysator sind z. B. Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl-diethanolamin, N-Ethyl-Diethanolamin, N,N-Dimethyl- ethanolamin, deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden wie Propylenoxid und/oder Ethylenoxid sowie sekundär- tertiäre Amine gemäß DE-OS 27 32 292.
Als Katalysatoren kommen ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z. B. in der DE-PS 12 29 290 (entsprechend der US-PS 36 20 984) beschrieben sind, in Frage, z. B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und 1,3- Diethylaminomethyl-tetramethyl-disiloxan.
Als Katalysatoren kommen auch stickstoffhaltige Basen wie Tetraalkylammoniumhydroxide, ferner Alkalihydroxide wie Natriumhydroxid, Alkaliphenolate wie Natriumphenolat oder Alkalialkoholate wie Natriummethylat in Betracht. Auch Hexahydrotriazine können als Katalysatoren eingesetzt werden (DE-OS 17 69 043), sowie Amidgruppen (vorzugsweise Formamidgruppen) aufweisende tertiäre Amine gemäß den DE-OS 25 23 633 und 27 32 292). Als Katalysatoren kommen auch an sich bekannte Mannichbasen aus sekundären Aminen, wie Dimethylamin und Aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd, oder Ketonen wie Aceton, und Phenolen in Frage.
Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen, als Katalysatoren, verwendet werden. Als organische Zinnverbindungen kommen neben schwefelhaltigen Verbindungen wie Di-n- octyl-zinn-mercaptid (DE-AS 17 69 367; US-PS 36 45 927), vorzugsweise Zinn(II)-salze von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(II)- octoat, Zinn(II)-ethylhexoat und Zinn(II)- laurat, und Zinn(IV)-Verbindungen, z. B. Dibutylzinndilaurat, in Betracht.
Selbstverständlich können alle obengenannten Katalysatoren als Gemische eingesetzt werden.
Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren sowie Einzelheiten über die Wirkungsweise der Katalysatoren sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser- Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 96 bis 102 beschrieben.
Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa 0,001 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Polyisocyanat, eingesetzt. - b) Oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie Emulgatoren
und Schaumstabilistoren. Als Emulgatoren
kommen z. B. die Natriumsalze von Ricinusölsulfonaten
oder Salze von Fettsäuren mit Aminen
wie ölsaures Diethylamin oder stearinsaures
Diethanolamin in Frage. Auch Alkali- oder
Ammoniumsalze von Sulfonsäuren wie etwa von
Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphthylmethandisulfonsäure
oder von Fettsäuren wie
Ricinolsäure oder von polymeren Fettsäuren
können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverwendet
werden.
Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem Polyethersiloxane, speziell wasserlösliche Vertreter, in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copolymerisat aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisatoren sind z. B. in den US-PS 28 34 748, 29 17 480 und 36 29 308 beschrieben. Von besonderem Interesse sind vielfach über Allophanatgruppen verzweigte Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere gemäß DE-OS 25 58 523. - c) Reaktionsverzögerer, z. B. sauer reagierende
Stoffe wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide,
ferner Zellregler der an sich bekannten
Art wie Paraffine oder Fettalkohole
oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder
Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich
bekannten Art, z. B. Tris-chlorethylphosphat,
Dimethylmethanphosphonat, Trikresylphosphat
oder Ammoniumphosphat und -polyphosphat, ferner
Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse,
Weichmacher und fungistatisch
und bakteriostatisch wirkende Substanzen
sowie Füllstoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur,
Ruß oder Schlämmkreide.
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteristatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser- Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 103 bis 113 beschrieben.
Die Reaktionskomponenten werden z. B. nach dem an sich
bekannten Einstufenverfahren, dem Präpolymerverfahren
oder dem Semipräpolymerverfahren, in der Regel bei Kennzahlen
von 95 bis 130, zur Umsetzung gebracht, wobei man
sich oft maschineller Einrichtungen bedient, z. B. solcher,
die in der US-PS 27 64 565 beschrieben werden.
Einzelheiten über Verarbeitungseinrichtungen, die auch
erfindungsgemäß in Frage kommen, werden im Kunststoff-
Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen,
Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den
Seiten 121 bis 205 beschrieben.
Die Mischung zur Imprägnierung der Polyurethanschaumstoff-Bahnen,
die aus einem Polychloroprenlatex durch
Zugabe der obengenannten Bestandteile erhalten wird,
liegt in Form einer Dispersion oder Suspension vor, mit
einem Feststoffgehalt von 40 bis 80, vorzugsweise von
60 bis 70 Gew.-%. Die Menge der Mischung, mit der der
zu imprägnierende Schaumstoff behandelt wird, richtet
sich im wesentlichen nach den Anforderungen hinsichtlich
des Brandverhaltens, die der behandelte Schaumstoff
später erfüllen muß. Im allgemeinen wird der Schaumstoff
mit einer solchen Menge, d. h. der 0,1- bis 8fachen
Menge, der Mischung behandelt, daß seine Feststoffaufnahme
10 bis 800%, vorzugsweise 15 bis 450%, des
ursprünglichen Schaumstoffgewichts beträgt. Der Schaumstoff
kann entweder (vorzugsweise) vollständig oder
teilweise, z. B. nur in der Oberfläche, imprägniert
werden. Für eine vollständige Imprägnierung wird der
Schaumstoff mit der Mischung getränkt, z. B. indem man
ihn darin eintaucht und einen Überschuß der Mischung
durch Abquetschen entfernt. Falls nur eine Imprägnierung
der Oberfläche beabsichtigt ist, kann die Mischung auch
durch Sprühen in den Schaumstoff eingebracht werden.
Ferner ist eine Behandlung auch durch Beschichtung oder
Einsaugen der Mischung mittels Unterdruck möglich.
Nach der Behandlung wird die im Schaumstoff enthaltene
Feuchtigkeit durch Trocknen bei erhöhter Temperatur entfernt
und gleichzeitig das in den Schaumstoff eingebrachte
Elastomere vernetzt. Es ist ein besonderer Vorteil
des erfindungsgemäßenn Verfahrens, daß die Vernetzung
des Elastomeren bereits bei den für die Trocknung
ausreichenden Temperaturen erfolgt, d. h. innerhalb einer
Zeit von 3 bis 10 Minuten bei einer ansteigenden Temperatur
von etwa 70-170°C, und damit weniger Zeit benötigt
als bei der bisher üblichen Schwefelvulkanisation. Die
thermische Belastung des Schaumstoffs bei der Vernetzung
kann dadurch klein gehalten werden.
Die so flammgeschützten Polyurethanschaumstoffe sind
praktisch nicht-schmelzend.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polyurethanschaumstoffe
werden z. B. als Polstermaterial, vor allem in
Fahrzeug- und Flugzeugsitzen, angewendet.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:
Eine PUR-Schaumstoff-Bahn von 13 mm Dicke (wobei der
Schaumstoff in konventioneller Weise durch Umsetzung von
Toluylendiisocyanat mit einem Polyetherpolyol einer OH-
Zahl 56 in Gegenwart von Wasser als Treibmittel und
üblichen Aktivatoren und Stabilisatoren hergestellt
wurde) und einem Raumgewicht von 20 kg/m³ wurde mit
einer Mischung aus carboxyliertem Chloroprenlatex und
Aluminiumhydroxid im Verhältnis 1 : 2 zu 400% seines
Eigengewichts getränkt, so daß sich ein Schaumstoff vom
Raumgewicht 100 kg/m³ ergab. Das verwendete Tränkmittel
wies die nachstehende Rezeptur auf, wobei die jeweils
genannten Teile sich auf die entsprechenden Gewichtsanteile
Trockensubstanz beziehen:
100 Tle. carboxylierter Choroprenlatex
200 Tle. Aluminiumhydroxid
10 Tle. Chlorparaffin
15 Tle. Antimontrioxid
15 Tle. Zinkoxid
5 Tle. Melaminharz
200 Tle. Aluminiumhydroxid
10 Tle. Chlorparaffin
15 Tle. Antimontrioxid
15 Tle. Zinkoxid
5 Tle. Melaminharz
Das eingesetzte Chlorparaffin dient dabei als Flammschutz
für die entstehenden Pyrolysegase, wobei das Antimontrioxid
diese Wirkung noch verstärkt; das Zinkoxid dient
als Vernetzer für den Chloroprenlatex und das Melamin
wird als zusätzliches Carbonisierungshilfsmittel verwendet.
Der so imprägnierte Schaumstoff wurde bei folgenden
Temperaturen getrocknet:
1) bei 90°C
2) bei 150°C
3) ansteigend von 70°-150°C während 5 min (erfindungsgemäß)
2) bei 150°C
3) ansteigend von 70°-150°C während 5 min (erfindungsgemäß)
Eine Prüfung des Druckverformungsrestes (DVR) nach
DIN 53 572 (50% Verformung; 70°C; 22 h) ergab folgende
Werte:
Mit diesem mit vorstehender Rezeptur getränkten und
gemäß 3) getrockneten Schaumstoff wurde ein PUR-Weichschaumstoff,
der in konventioneller Weise durch Umsetzung
von Toluylendiisocyanat mit einem Polyetherpolyol
einer OH-Zahl von 56 hergestellt worden ist und ein
Raumgewicht von 40 kg/m³ aufweist, ummantelt und gemäß
der Prüfvorschrift für Fluggastsitze FAR 25 853 c geprüft,
d. h. mit einem Kerosin-Brenner mit einer Flamme
von 1035°C zwei Minuten lang aus einer Entfernung von
102 mm beflammt.
Der Prüfkörper hatte nach der Beflammung einen Gewichtsverlust
von 4,5% und erfüllte damit die Anforderungen
der oben genannten Prüfvorschrift.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren
Polyurethanschaumstoffen durch Imprägnieren mit
einer Mischung aus einem vernetzbaren Elastomerlatex
und einem flammhemmenden Additiv, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine 5-50 mm dicke Bahn
eines offenzelligen Polyurethanschaumstoffs mit
einer Porenzahl von 10-14/cm, einer Luftdurchlässigkeit
von 50-150 l/min und einem Raumgewicht
von 18-60 kg/m³ mit einer Mischung aus einem Carboxylgruppen-haltigen
Polychloroprenlatex und
Aluminiumhydroxid imprägniert und anschließend
innerhalb einer Zeit von 3-10 Minuten bei einer von
70-170°C ansteigenden Temperatur trocknet, wobei
der Latex vor dem Imprägnieren mit Zinkoxid als
Vernetzer versetzt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Polyurethanschaumstoff-Bahn mit der
0,01- bis 8fachen Menge der Mischung, berechnet als
Feststoff, imprägniert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung 5-30 Gew.-Teile Zinkoxid
bezogen auf 100 Gew.-Teile Latextrockensubstanz,
enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß Polychloropren mit 2 bis 6 Mol-% einpolymerisierten
Einheiten von Acrylsäure oder Methacrylsäure
verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Polychloroprenlatex 7,5-30 Gew.-% Antimon-
III-oxid zugesetzt werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperaturführung bei der Trocknung
über die Schichtdicke der Polyurethanschaumstoff-
Bahn dadurch konstant gehalten wird, daß ein warmer
Luftstrom mittels Unterdruck durch den Schaumstoff
durchgesaugt wird.
7. Verwendung der nach den Verfahren gemäß Anspruch
1 bis 6 erhaltenen Polyurethanschaumstoffe bei der
Herstellung von Fahrzeug- und Flugzeugsitzen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873732238 DE3732238C2 (de) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren Polyurethanschaumstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873732238 DE3732238C2 (de) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren Polyurethanschaumstoffen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3732238A1 true DE3732238A1 (de) | 1989-04-13 |
DE3732238C2 DE3732238C2 (de) | 1997-05-28 |
Family
ID=6336815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873732238 Expired - Lifetime DE3732238C2 (de) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren Polyurethanschaumstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3732238C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4136891B4 (de) * | 1991-11-09 | 2004-06-09 | F.S. Fehrer Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von Gummihaarpolstern mit Anteilen von Schaumstoff sowie hierdurch hergestellte Gummihaarpolster |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2754313A1 (de) * | 1977-12-06 | 1979-06-07 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von schwerentflammbarem polyurethanschaum |
-
1987
- 1987-09-24 DE DE19873732238 patent/DE3732238C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2754313A1 (de) * | 1977-12-06 | 1979-06-07 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von schwerentflammbarem polyurethanschaum |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4136891B4 (de) * | 1991-11-09 | 2004-06-09 | F.S. Fehrer Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von Gummihaarpolstern mit Anteilen von Schaumstoff sowie hierdurch hergestellte Gummihaarpolster |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3732238C2 (de) | 1997-05-28 |
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