DE3850496T2 - Polyurethanschaumstoffherstellung. - Google Patents

Polyurethanschaumstoffherstellung.

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung flexibler Schaumstoffprodukte, die Urethan- und/oder Harnstoffbindungen umfassen und eine sehr niedrige Dichte besitzen, und auf solche Schaumstoffe.
  • Die Herstellung von flexiblem Polyurethanschaumstoff ist ein wohlbekanntes Verfahren. Seine Chemie und Technologie wurden in Nachschlagewerken, wie z. B. in "Polyurethanchemie und -technologie" von H. Saunders und K. C. Frisch, im "Polyurethan-Handbuch" von G. Oertel und in "Flexible Polyurethanschaumstoffe und ihre Chemie und Technologie" von G. Woods, zusammengestellt.
  • Die dort beschriebenen Techniken wurden industriell intensiv verwertet, um flexible Polyurethanschaumstoffe zur Anwendung in Möbeln, Bettzeug, in der Autoindustrie usw. herzustellen. Flexible Polyurethanschaumstoffe werden im allgemeinen hergestellt, indem Polyole und Polyisocyanate in der Gegenwart von Wasser als Kohlendioxidgenerator (Isocyanat-Hydrolysereaktion) umgesetzt werden. Halogenkohlenstoffe, wie z. B. Chlorfluorkohlenstoffe (CFC), werden oft als zusätzliche Treibmittel verwendet, um die Treibwirkung des Wassers zu unterstützen.
  • Isocyanate auf Toluylendiisocyanat-Basis (TDI-Basis) wurden lange als die bevorzugten Polyisocyanate eingesetzt.
  • Kürzlich allerdings fanden auch Methylendiphenylisocyanate (MDI) Anwendung bei der Herstellung von flexiblen Polyurethanschaumstoffen.
  • Ein Vorteil, der für die Verwendung von MDI gegenüber TDI berichtet wird, ist ihr niedrigerer Dampfdruck, aus dem sich vom Blickpunkt der Arbeitshygiene aus ein sicherer Umgang ergibt.
  • Als eine Begrenzung der MDI-basierten Systeme wurde allerdings ihre Unfähigkeit angesehen, Schaumstoffe mit niedriger Dichte zu erzeugen, ohne zusätzliche Treibmittel zu verwenden. In diesem Zusammenhang wird auf Veröffentlichungen von R. Volland (Journal of cellular plastics, Nov./Dez. 84, Seite 416), von M. H. Courtney (Proceedings of 30th SPI annual polyurethane technical and marketing meeting, Seite 244) und von R. C. Allen (Proceedings of 30th annual SPI polyurethane technical and marketing meeting, Seite 256).
  • Da es einen wachsenden Widerstand gegen Verwendung von CFC- Treibmitteln gibt, ist dies eindeutig ein ernster Nachteil der MDI-basierten, flexiblen Polyurethanschaumstoffe.
  • Das "Journal of Cellular Plastics", Band 20, Nr. 4, Jul./Aug. 1984, Seiten 285 bis 290, offenbart, daß die Härte eines MDI- basierten Schaumstoffes verringert wird, wenn der Index verringert wird, und daß der Formänderungsrest sehr schnell verschlechtert wird, wenn der Index von 80 auf 70 erniedrigt wird.
  • US-Patent 4239856 offenbart ein Verfahren zur Herstellung hochelastischer, flexibler Schaumstoffe, basierend auf MDI und Polyetherpolyolen mit einem Äquivalenzgewicht von 1250 bis 3500, in der Gegenwart von Wasser bei einem Index von 102.
  • Es wurde nun allerdings überraschend gefunden, daß es möglich ist, auf MDI basierende Schaumstoffe mit sehr niedriger Dichte und mit Wasser als im wesentlichem einzigem Schäumungsmittel herzustellen, indem der Schäumungsprozeß unter den nachfolgend festgelegten Bedingungen ausgeführt wird.
  • Entsprechend stellt die Erfindung eine neuen Klasse von Produkten bereit, die als wassergeschäumte Polyurethanschaumstoffe definiert werden können, die in Abwesenheit von Halogenkohlenstofftreibmitteln geschäumt werden, basierend auf Methylendiphenylisocyanaten und isocyanatreaktiven Verbindungen, aus gewählt aus den Polyolen und Polyaminen, wobei der Schaumstoff eine Dichte im Bereich von 15 kg/m³ bis weniger als 25 kg/m³ besitzt, unter Ausschluß von flexibler Schaumstoffblockware.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, diese wünschenswerten Dichteeigenschaften der Schaumstoffe mit insbesondere wünschenswerten Weichheitseigenschaften zu verknüpfen. Demgemäß stellt die Erfindung solche Polyurethanschaumstoffe auf MDI-Basis bereit mit einer Dichte von 15 kg/cm³ bis unter 25 kg/m³, die einen Eindruckhärte-Index (gemessen gemäß dem in ISO 2439 beschrieben Verfahren) im Bereich von 30 bis 210 und bevorzugt von 40 bis 170 besitzen.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaumstoffes nach Patentanspruch 1 bereit, das umfaßt, daß Methylendiphenylisocyanate mit Wasser und einem oder mehreren isocyanatreaktiven Verbindungen, aus gewählt aus den Polyolen und Polyaminen mit einer Funktionalität von 2 bis 4 und einem mittleren Äquivalenzgewicht im Bereich von 750 bis 5000, umgesetzt werden, gegebenenfalls zusammen mit in der Technik üblichen Zusätzen, wobei der Isocyanat-Index in einem Bereich von 10 bis 60 liegt und wobei das Gewichtsverhältnis der isocyanatreaktiven Verbindungen zum Wasser weniger als 20 beträgt.
  • Nach einem bestimmten Trend in der Technik bezieht sich der Ausdruck "Polyurethanschaumstoff", wie er hier verwendet wird, im allgemeinen auf zelluläre Produkte, wie sie durch Reagieren von Polyisocyanaten mit isocyanatreaktiven, Wasserstoff enthaltenden Verbindungen in der Gegenwart von Schäumungsmitteln erhalten werden, und schließt insbesondere zelluläre Produkte ein, die mit Wasser als reaktivem Schäumungsmittel erhalten werden (wobei eine Reaktion von Wasser mit Isocyanatgruppen abläuft, was zur Bildung von Harnstoffbindungen und Kohlendioxid führt).
  • Die Ausdrücke "isocyanatreaktive, Wasserstoff enthaltende Verbindungen" oder "isocyanatreaktive Verbindungen", wie sie hier verwendet werden, sollen weiterhin Polyole wie Polyamine einschließen. Der Ausdruck "Polyurethanschaumstoff" soll also auch Produkte einschließen, die Urethanbindungen zusammen mit Harnstoffbindungen umfassen, und sogar Produkte, die im wesentlichen Harnstoffbindungen umfassen, und wenige oder gar keine Urethanbindungen.
  • Der Ausdruck "flexibler Polyurethanschaumstoff", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf zelluläre Produkten die die folgenden Eigenschaften besitzen:
  • - einen "Härteverlust"-Wert (meßbar unter Verwendung des Prüfverfahrens nach ISO 3385) von nicht mehr als 45%; und
  • - einen "Härteindex"-Wert (meßbar unter Verwendung des Prüfverfahrens nach ISO 2439) im Bereich von 25 bis 650.
  • Die Ausdrücke "Methylendiphenylisocyanate" und "MDI", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf Polyisocyanatzusammensetzungen, die Verbindungen umfassen, ausgewählt aus Diphenylmethandiisocyanatisomeren, Polyphenylpolymethylenpolyisocyanaten und Derivaten davon, die mindestens zwei Isocyanatgruppen tragen und Carbodiimidgruppen, Uretonimingruppen, Isocyanuratgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen enthalten.
  • So definierte Methylendiphenylisocyanate können erhalten werden, indem man Anilin mit Formaldehyd kondensiert, gefolgt von Phosgenierung, wobei das Produkt dieses Prozesses Roh-MDI genannt wird, von Fraktionieren des Roh-MDIs, wodurch sich reines MDI und polymeres MDI ergibt, und von Selbstkondensation von rohem, reinem oder polymerem MDI oder Reaktion eines Überschusses von rohem, reinem oder polymerem MDI mit Polyolen oder Polyaminen, wobei diese Verfahren modifiziertes MDI ergeben, das Carbodiimid-, Uretonimin-, Isocyanurat-, Allophanat- oder Biuret- und Urethan- oder Harnstoffgruppen enthält.
  • So soll der Ausdruck "Methylendiphenylisocyanate", wie er hier verwendet wird, isocyanattragende Verbindungen umfassen, die in der Technik gelegentlich als Quasi-Prepolymere oder Semi-Prepolymere auf MDI-Basis bezeichnet werden, was sich in der Tat auf modifiziertes MDI, das Urethan und/oder Harnstoffgruppen enthält, bezieht, wie vorstehend definiert.
  • Der Ausdruck "in der Technik übliche Zusätze", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf solche optionalen oder wünschenswerten Zusätze, die in der Technik der flexiblen Polyurethanschaumstoffe bekannt sind, wie im Detail im Kapitel 2 des Nachschlagewerks "Flexible Polyurethanschäume" von George Woods, herausgegeben von Applied Science Publishers, beschrieben.
  • So soll der Ausdruck "in der Technik übliche Zusätze", insbesondere Katalysatoren, Kettenverlängerungsmittel, Quervernetzungsmittel, Härtungsmittel, Treibmittel, oberflächenaktive Mittel, Füllstoffe, faserige Verstärkungen und Flammschutzmittel umfassen.
  • Der Ausdruck "Isocyanat-Index" und "NCO-Index", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf das Verhältnis von NCO-Gruppen zu den in einer Polyurethanformulierung vorhandenen, reaktiven Wasserstoffatomen, gegeben als ein Prozentsatz:
  • NCO - Index = [NCO]/[aktive Wasserstoffe]·100
  • In anderen Worten drückt der NCO-Index den Prozentsatz an tatsächlich in einer Formulierung verwendetem Isocyanat aus, bezogen auf die Menge an Isocyanat, die theoretisch erforderlich ist, um mit der Menge an isocyanatreaktivem Wasserstoff zu reagieren, der in einer Formulierung verwendet wird.
  • Der Ausdruck "aktive Wasserstoffatome", wie er hier zum Zweck der Berechnung des Isocyanat-Indexes verwendet wird, bezieht sich auf die Gesamtmenge an Hydroxyl- und Aminwasserstoffatomen, die in den reaktiven Zusammensetzungen in Form von Polyolen, Polyaminen und/oder Wasser vorhanden sind; d. h., daß für den Zweck der Berechnung des Isocyanat-Indexes eine Hydroxylgruppe als ein reaktives Wasserstoffatom umfassend betrachtet wird, eine primäre Aminogruppe als zwei reaktive Wasserstoffatome umfassend und ein Wassermolekül als zwei aktive Wasserstoffatome umfassend betrachtet wird.
  • Es sollte beachtet werden, daß der Isocyanat-Index, der hier verwendet wird, vom Blickpunkt des tatsächlichen Schäumungsprozesses aus betrachtet wird, der den MDI-Zusatz, das Polyol und/oder Polyamin und das Wasser einbezieht, betrachtet als Direktsystem.
  • Irgendwelche Isocyanatgruppen, die in einem vorgelagerten Schritt verbraucht werden, um modifiziertes MDI (einschließlich solcher MDI-Derivate, die in der Technik als Quasi- oder Semi- Prepolymere bezeichnet werden) herzustellen, oder irgendwelche aktiven Wasserstoffatome, die mit Isocyanat zur Herstellung von modifizierten Polyolen oder Polyaminen umgesetzt werden, werden bei der Berechnung des Isocyanat-Indexes nicht berücksichtigt. Nur die freien Isocyanatgruppen und die freien, aktiven Wasserstoffatome (inklusive der des Wassers), die während des tatsächlichen Schäumungsprozesses anwesend sind, werden berücksichtigt.
  • Der Ausdruck "Direkt"verfahren, -prozeß oder -system, wie er hier verwendet wird, bezieht sich deshalb auf solche Prozesse, in denen der MDI-Zusatz, der Polyol- und Polyaminzusatz und das Wasser miteinander umgesetzt werden, und zwar unter Ausschluß der sogenannten Prepolymerverfahren, bei denen MDI-Zusätze mit allen Polyol- und Polyaminzusätzen in eine Vorreaktion eintreten, wohingegen das erhaltene Produkt, möglicherweise mit zusätzlichen MDI, schließlich mit Wasser geschäumt wird, aber unter Einschluß der sogenannten Semi- oder Quasi-Prepolymersysteme, wobei einiges Polyol und/oder Polyamin in den MDI-Zusatz eingebaut wurde.
  • Die Ausdrücke "Schaumstoffdichte" und "Dichte", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich, wenn sie im Zusammenhang mit flexiblen Polyurethanschaumstoffen verwendet werden, um eine klaren Definition zu erhalten, auf die Dichte, die an einer Schaumstoffprobe gemessen würde, die durch Schäumen unter der Bedingung freien Aufschäumens erhalten wurde, im Gegensatz zum Schäumen unter Vakuum oder in einer geschlossenen Form.
  • Das Verfahren der Erfindung ist allerdings nicht auf solche Bedingungen freien Aufschäumens beschränkt, und insbesondere kann das Verfahren zum Beispiel beim Formschäumen und Vakuumschäumen verwendet werden.
  • Methylendiphenylisocyanate, die gemäß der Erfindung eingesetzt werden können, schließen zum Beispiel ein:
  • (a) Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Mischungen davon mit anderen Isomeren des Diphenylmethandiisocyanats;
  • (b) methylenverbrückte Polyphenylpolyisocyanate, hergestellt durch Phosgenierung von Mischungen aus Polyaminen, die aus der Kondensation von Anilin und Formaldehyd erhalten werden, in der Technik bekannt als "rohes" oder "polymeres MDI";
  • (c) Polymere und Oligomere, die durch Reaktion von Diphenylmethandiisocyanaten oder "rohem MDI" mit einer isocyanatreaktiven Verbindung, wie z. B. einem monomeren Glycol oder Polyol (oder Mischungen davon) oder einem hydroxylterminierten Polyester oder Polyether, erhalten wurden; solche Polymere und Oligomere sind in der Technik als "MDI-Prepolymere" bekannt; und
  • (d) modifizierte Diphenylmethandiisocyanate oder "rohes MDI", in dem ein Teil der Isocyanatgruppen in andere funktionelle Gruppen umgewandelt wurde, wie z. B. Carbodiimid-, Isocyanurat-, Uretonimin- oder Allophanatgruppen, oder in denen ein Teil der Isocyanatgruppen mit einer isocyanatreaktiven Verbindung umgesetzt wurde.
  • Die NCO-Funktionalität der verwendeten Methylendiphenylisocyanate reicht bevorzugt von 1,9 bis 2,9 und besonders bevorzugt von 2 bis 2,5.
  • Mischungen von MDI-Varianten können bei Bedarf ebenfalls verwendet werden.
  • Isocyanatreaktiven Wasserstoff enthaltende Verbindungen zur erfindungsgemäßen Verwendung sind ausgewählt aus den Polyolen und Polyaminen mit einer Funktionalität von 2 bis 4 und einem mittleren Äquivalenzgewicht im Bereich von 750 bis 5000, bevorzugt von 1000 bis 3000.
  • Geeignete Polyole, die eingesetzt werden können, schließen z. B. solche Polyether und Polyesterpolyole ein, die eine mittlere Hydroxylfunktionalität von 2 bis 4 besitzen und bevorzugt von 2 bis 3 und ein mittleres Hydroxyläquivalenzgewicht von 1000 bis 3000 und besonders bevorzugt von 1000 bis 2500.
  • Weitere Polyole, die eingesetzt werden können, schließen z. B. Polythioether, Polyacetale, Polycarbonate und Polyesteramide ein, die von 2 bis 4, bevorzugt von 2 bis 3 Hydroxylgruppen umfassen.
  • Geeignete Polyamine, die eingesetzt werden können, schließen z. B. solche Polyetherpolyamine ein, die eine mittlere Aminfunktionalität von 2 bis 4, und bevorzugt von 2 bis 3 besitzen und ein mittleres Aminäquivalenzgewicht von 1000 bis 3000 und besonders bevorzugt von 1000 bis 2500.
  • Geeignete Polyetherpolyole, die eingesetzt werden können, schließen solche ein, die hergestellt werden durch Reaktion von einem oder mehreren Alkylenoxiden oder substituierten Alkylenoxiden mit einer oder mehreren Starterverbindungen, die aktive Wasserstoffe enthalten. Geeignete Oxide dieser Art schließen z. B. Ethylenoxid, Propylenoxid, Tetrahydrofuran, Butylenoxid, Styroloxid, Epichlorhydrin und Epibromhydrin ein.
  • Geeignete Starterverbindungen schließen z. B. Wasser, Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Hexandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Hexantriol, Hydrochinon, Resorcin, Catechin, Bisphenole, Novolakharze und Phosphorsäure ein.
  • Weitere geeignete Starter schließen ein z. B. Ammoniak, Ethylendiamin, Diaminopropane, Diaminobutane, Diaminopentane, Diaminohexane, Ethanolamin, Aminoethylethanolamin, Anilin, 2,4-Toluoldiamin, 2,6-Toluoldiamin, 2,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1,3-Phenylendiamin, 1,4-Phenylendiamin, Naphthylen-1,5-diamin, 4,4'-Di(methylamino)diphenylmethan, 1-Methyl-2-methylamino-4-aminobenzol, 1,3-Diethyl-2,4-diaminobenzol, 2,4-Diaminomesitylen, 1-Methyl-3,5-diethyl-2,4-diaminobenzol, 1-Methyl-3,5-diethyl-2,6-diaminobenzol, 1,3,5-Triethyl- 2,6-diaminobenzol und 3,5,3',5'-Tetraethyl-4,4'-diaminodiphenylmethan.
  • Geeignete Polyesterpolyole, die eingesetzt werden können, schließen z. B. solche ein, die durch Reaktion von einer oder mehreren Polycarbonsäuren oder ihrer Anhydride oder Ester mit einem oder mehreren mehrwertigen Alkoholen hergestellt werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch und/oder heterocyclisch sein und können substituiert (z. B. mit Halogenen) und/oder ungesättigt sein. Beispiele von Carbonsäuren dieser Art schließen ein Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Lepargylsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellitsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Tetrachlorphthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, dimere und trimere Fettsäuren, die in Mischung mit monomeren Fettsäuren auftreten können, Terephthalsäuren usw . .
  • Beispiele geeigneter mehrwertiger Alkohole schließen ein Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, Butylenglycole, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, Neopentylglycol, Cyclohexandimethanol (1,4-Bishydroxymethylcyclohexan), 2-Methyl-1,3- propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butantriol, Trimethylolethan, Pentaerythritol, Chinit, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol, Polyethylenglycol, Dipropylenglycol, Polypropylenglycole, Dibutylenglycol oder Polybutylenglycole. Es ist ebenfalls möglich, Polyester von Lactonen, wie z. B. Caprolacton, oder Hydroxycarbonsäuren, wie z. B. Hydroxycapronsäure, zu verwenden.
  • Geeignete Polyetherpolyamine, die eingesetzt werden können, schließen solche ein, die durch Aminierung von Polyetherpolyolen des vorstehend beschriebenen Typs hergestellt werden.
  • Zur erfindungsgemäßen Verwendung ist es nicht erforderlich, daß die Aminierung der Polyole vollständig ist. Partiell aminierte Polyetherpolyole des Typs, der vorstehend offenbart wurde, können ebenfalls eingesetzt werden.
  • Andere geeignete Polyolzusammensetzungen, die eingesetzt werden können, schließen z. B. Polyhydroxylderivate ein, die hochmolekulare Polymere aus Polyaddition oder Polykondensation in dispergiertem oder löslichem Zustand enthalten. Solche Polyhydroxylderivate können z. B. erhalten werden, indem eine Polyadditionsreaktion (z. B. zwischen Polyisocyanaten und aminofunktionellen Verbindungen) oder eine Polykondensationsreaktion (z. B. zwischen Formaldehyd und Phenolen und/oder Aminen) in situ an solchen Polyolen, wie vorstehend bereits offenbart, ausgeführt wird. Geeignet sind ebenfalls Polyhydroxylderivate, die durch Vinylpolymerisation modifiziert sind, wie z. B. solche, die durch Polymerisation von Styrol und Acrylnitril in der Gegenwart von Polyetherpolyolen oder Polycarbonatpolyolen erhalten werden.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren sollte der Isocyanatindex gemäß vorstehender Definition im Bereich von 10 bis 60 liegen, bevorzugt von 15 bis unterhalb 60 und besonders bevorzugt von 20 bis unter 60.
  • Das Gewichtsverhältnis der Polyole und/oder Polyamine zum Wasser sollte weniger als 20 und bevorzugt im Bereich von 3 bis unter 20, insbesondere bevorzugt von 5 bis unter 20 betragen.
  • Die Erfindung deckt weiter Polyurethansysteme ab, die geeignet sind, die erfindungsgemäßen, flexiblen Polyurethanschaumstoffe der Erfindung herzustellen. Der Ausdruck "System", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Satz individueller Komponenten, die hergestellt und/oder vertrieben werden mit dem offensichtlichen Zweck, geeignet zu sein, in Kombination miteinander verwendet zu werden, um bestimmte Leistungen zu erreichen.
  • So deckt die Erfindung ein reaktives System zur Herstellung flexibler Polyurethanschaumstoffe nach Anspruch 1 ab, wobei das System einen Satz individueller Komponenten darstellt, das eine halogenkohlenstoffreie Isocyanatzusammensetzung, die auf Methylendiphenylisocyanaten basiert, und eine halogenkohlenstoffreie isocyanatreaktive Zusammensetzung, umfassend ein oder mehrere Polyole und/oder Polyamine mit einer Funktionalität von 2 bis 4 und einem mittleren Äquivalenzgewicht im Bereich von 750 bis 5000 und mehr als 5 Gewichtsteile Wasser, bezogen auf 100 Teile Polyol und Polyamin, gegebenenfalls zusammen mit in der Technik üblichen Zusätzen einsetzt, wobei die Isocyanatzusammensetzung und die isocyanatreaktive Zusammensetzung in Anteilen bereitgestellt werden, um einen Isocyanat-Index zu erhalten, der von 10 bis 60 reicht.
  • Die Herstellung flexibler Schaumstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung von in der Technik wohlbekannten Verfahren durchgeführt werden und ist an vielen Stellen in den Nachschlagewerken, die vorstehend genauer erwähnt sind, kommentiert. So kann der Prozeß auf gewöhnliche Weise als Freiaufschäumverfahren oder als Formungsverfahren geführt werden.
  • Die Erfindung wird erläutert, aber nicht eingeschränkt durch die folgenden Beispiele.
  • In diesen Beispielen wurde nach dem folgenden Handmischverfahren gearbeitet. Die isocyanatreaktive Verbindung, das Wasser und die Zusätze wurden 15 Sekunden lang bei 1500 U/min vorgemischt. Dann wurde das Isocyanat hinzugefügt, wobei noch einmal 5 Sekunden bei 2000 U/min gemischt wurde. Die Mischungen wurden in 5-Liter-Polyethyleneimer gegossen. Den Schaumstoffen wurde 24 Stunden Zeit zum Aushärten gelassen. Schaumstoffblöcke von 10 · 10 · 5 cm wurden aus der Mitte des Schaumstoffklotzes herausgeschnitten, um die physikalischen Prüfungen durchzuführen.
  • Unter Verwendung dieses Verfahrens wurden flexible Polyurethanschaumstoffe unter Verwendung der nachfolgend aufgelisteten Formulierungen hergestellt. In diesen Formulierungen werden die folgenden Abkürzungen verwendet, um die verschiedenen Bestandteile zu bezeichnen:
  • I-R bezeichnet die isocyanatreaktive(n) Verbindung(en) gemäß der vorstehend gegebenen Definition
  • C bezeichnet die katalytische(n) Komponente(n)
  • C-L bezeichnet die Quervernetzungskomponente (n)
  • S bezeichnet die Stabilisatorkomponente(n)
  • und
  • ISO bezeichnet die Isocyanatkomponente(n)
    • Beispiel 1
  • I-R: Daltocel T-3275 (von ICI) 100 Gewichtsteile
  • S: Tegostab B4113 (von Goldschmidt) 1 Gewichtsteil
  • C: Dabco 33LV (von Air Products) 2 Gewichtsteile
  • Wasser 3,0 Gewichtsteile
  • ISO: Suprasec DNR (von ICI) (2) 75,0 Gewichtsteile
  • Der Isocyanat-Index betrug 60.
  • Der gehärtete Schaumstoff hatte eine Dichte von 19 kg/m³.
  • Der Eindruckhärte-Index, gemessen nach dem Verfahren beschrieben in ISO 2439, hatte einen Wert von 90.
    • Beispiel 2
  • I-R: Polypropylenglycol, Mw 2000 100 Gewichtsteile
  • S: Tegostab B-2370 (von Goldschmidt) 1,5 Gewichtsteile
  • C: Dabco 33LV (von Air Products) 0,8 Gewichtsteile
  • C: Zinn(2)octoat 1,0 Gewichtsteile
  • Wasser 8,0 Gewichtsteile
  • ISO: Suprasec DNR (von ICI) (2) 59,0 Gewichtsteile
  • Der Isocyanatindex betrug 43.
  • Der gehärtete Schaumstoff hatte eine Dichte von 24 kg/m³.
    • Beispiel 3
  • I-R: Jeffamin D 2000 (von Texaco) (3) 100 Gewichtsteile
  • C: Niax A1 (von Union Carbide) 0,5 Gewichtsteile
  • Wasser 15,0 Gewichtsteile
  • ISO: Experimentelles Polyisocyanat (4) 70,0 Gewichtsteile
  • Der Isocyanatindex betrug 22.
  • Der gehärtete Schaumstoff hatte eine Dichte von 24 kg/m³.
  • (1) Daltocel T-3275 ist ein Polyetherpolyol mit einem Hydroxylwert von 32 mg KOH/g.
  • (2) Suprasec DNR ist ein polymeres MDI mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 30,7%.
  • (3) Jeffamin 2000 ist ein Polyoxyalkylendiamin mit einem mittleren Mw von 2000.
  • (4) Das experimentelle Isocyanat war ein modifiziertes, reines MDI mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 25%.

Claims (7)

1. Wassergeschäumter, flexibler Polyurethanschaumstoff, der in Abwesenheit von Halogenkohlenstofftreibmitteln geschäumt wird, auf der Basis von Methylendiphenylisocyanaten und isocyanatreaktiven Verbindungen, ausgewählt aus den Polyolen und Polyaminen, wobei der Schaumstoff eine Dichte im Bereich von 15 kg/m bis weniger als 25 kg/m³ besitzt, wobei flexible Schaumstoffblockware ausgeschlossen ist.
2. Flexibler Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 1, erhalten mit einem Direktverfahren.
3. Flexibler Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Eindruckhärte-Index im Bereich von 30 bis 210 Newton, wenn gemäß dem in ISO 2439 beschriebenen Verfahren gemessen wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Polyurethanschaumstoffes nach Anspruch 1, das umfaßt, daß Methylendiphenylisocyanate mit Wasser und einer oder mehreren isocyanatreaktiven Verbindungen, ausgewählt aus den Polyolen und Polyaminen mit einer Funktionalität von 2 bis 4 und einem mittleren Äquivalenzgewicht im Bereich von 750 bis 5000, umgesetzt wird, gegebenenfalls unter Zusatz von in der Technik üblichen Zusätzen, wobei der Isocyanat-Index im Bereich von 10 bis 60 liegt und wobei das Gewichtsverhältnis der isocyanatreaktiven Verbindungen zum Wasser weniger als 20 beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß eine oder mehrere isocyanatreaktive Verbindungen ausgewählt sind aus den Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen und Polyetherpolyaminen
6. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Gewichtsverhältnis der isocyanatreaktiven Verbindung(en) zum Wasser im Bereich von 3 bis unterhalb von 20 liegt.
7. Reaktives System zur Herstellung von flexiblem Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 1, wobei das System aus einem Satz individueller Komponenten besteht und eine halogenkohlenstoffreie Isocyanatzusammensetzung auf der Basis der Methylendiphenylisocyanate und eine halogenkohlenstoffreie, isocyanatreaktive Zusammensetzung, umfassend ein oder mehrere Polyetherpolyole und/oder Polyamine mit einer Funktionalität von 2 bis 4 und einem mittleren Äquivalenzgewicht im Bereich von 750 bis 5000 und mehr als 5 Gewichtsteile Wasser, bezogen auf 100 Teile Polyol und Polyamin, gegebenenfalls zusammen mit in der Technik üblichen Zusätzen zum Einsatz bringt, wobei die Isocyanatzusammensetzung und die isocyanatreaktive Zusammensetzung in solchen Anteilen bereitgestellt werden, daß der Isocyanat-Index im Bereich von 10 bis 60 liegt.
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