DE3911784A1

DE3911784A1 - Lagerstabile einkomponenten-polyurethanschaummischung

Info

Publication number: DE3911784A1
Application number: DE19893911784
Authority: DE
Inventors: Peter Buesgen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1990-10-18

Description

Die Erfindung betrifft eine lagerstabile Einkomponenten-Poly urethanschaummischung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Einkomponenten-Polyurethanschaummischungen, ihre Bestandteile und Zusätze sind allgemein bekannt. Die Herstellung dieser Mischungen kann dadurch erfolgen, daß man aus einem Polyol oder Polyolgemisch (Polyetherpolyole, Polyesterpolyole), einem Flammschutzmittel, Weichmacher, Stabilisator und einem Katalysator ein sogenanntes Vorgemisch anfertigt, welches man anschließend mit einem Überschuß an Di- und/oder Polyisocyanat zu einem Präpolymer umsetzt. Dies kann entweder direkt in der Aerosoldose oder in einem anderen Druckbehälter mit nachfol gender Beaufschlagung mit einem Treibgas oder einem Gemisch aus verschiedenen Treibgasen erfolgen, oder in einem Reaktor, wonach das Präpolymer warm in die Aerosoldose oder in den Druckbehälter abgefüllt und mit Treibgas beaufschlagt wird.

In DE-OS 29 18 552 wird eine Einkomponenten-Polyurethanschaum mischung beschrieben, die als Treibgas ein Gemisch aus Freon 22 und Freon 12 mit Butan und/oder Propan enthält.

In DE-OS 31 22 790 wird Freon 12, in DE-OS 27 58 114 wird Freon 12 im Gemisch mit Isobutan, Propan oder Dimethylether vorge schlagen.

Die bisher bekannten Präpolymeren für Einkomponenten-Polyurethan schaummischungen besitzen eine sehr hohe Viskosität. Daher wird zur Erhaltung der Fähigkeit zur Vermischung mit den Treibgasen ein Verdünner in zum Teil erheblichen Mengen zugesetzt. Dabei handelt es sich um Trichlorfluormethan, Diethylether oder Ethylacetat, die bei der Anwendung in die Umwelt austreten.

Hauptbestandteil des Treibgases ist jedoch immer ein Fluor chlorkohlenwasserstoff, der erwiesenermaßen negative Einflüsse auf die Atmosphäre und Umwelt hat. Die Zusätze zu den Treibgasen sind ebenfalls gesundheitsschädlich und im Gemisch mit Luft explosiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für das Treibmittel ein Gas zu finden, welches weder für die Umwelt noch für die Gesundheit schädlich ist, noch für die Verarbeitung der Einkomponenten-Polyurethanschaummischung Nachteile besitzt. Desweiteren soll durch Entwicklung eines Präpolymers geeigneter Viskosität auf das Lösungsmittel verzichtet werden können.

Die Erfindung betrifft eine lagerstabile Einkomponenten-Poly urethanschaummischung zur Anwendung aus einer Aerosoldose oder einem anderen Druckbehälter, hergestellt aus einer Polyolkom ponente und einer Polyisocyanatkomponente, sowie einem Kataly sator, einem Flammschutzmittel, einem Weichmacher, und einem Treibgas, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyolkomponente mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 6500 eingesetzt wird, das erhaltene Propolymer eine dynamische Viskosität von 200 bis 4000 mPas besitzt und daß als Treibgas 2 bis 40 Gew.-% Distickstoff oxid eingesetzt wird.

In einer besonderen Ausgestaltung besitzt das als Polyolkom ponente eingesetzte Polyol ein Molekulargewicht von 4800, wodurch das daraus hergestellte Präpolymer eine dynamische Viskosität von 2000 mPa×s erhält, was für die Verarbeitung der Einkomponenten-Polyurethanschaummischung besonders vorteilhaft ist (Aufschütteln, Schäumung). Dadurch ist es auch möglich, auf ein zusätzliches Lösungsmittel ganz zu verzichten. Der Anteil von Distickstoffoxid beträgt vorzugsweise 15-25 Gew.-%. Die Lagerfähigkeit der Einkomponenten-Polyurethanschaummischung wird durch Verwendung dieses niedrigviskosen Präpolymers ebenfalls erhöht.

Als Polyisocyanatkomponente können 3,5,5-Trimethyl-1-iso cyanato-3-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophorondiisocyanat), Diisocyanato-toluol, 1,5-Diisocyanato-naphthalin, Triisocyana to-triphenylmethan, 1,6-Diisocyanatohexan oder 4,4-Diiso cyanato-diphenylmethan (in roher oder reiner Form) oder Gemische davon eingesetzt werden.

Als Polyolkomponente können Polyetherpolyole (Additionsprodukte von Propylenoxid und Ethylenoxid an mehrwertige Alkohole, Wasser oder Ethylendiamin) oder Polyester (Polykondensationsprodukte aus Polyolen mit Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden) oder Gemische davon verwendet werden.

Als Weichmacher werden üblicherweise Diphenylcresylphosphat, Dioctylphthalat, oder Sebacinsäuredialkylester, als Flamm schutzmittel Tris-chlorisopropyl-phosphat, Tris-chlorethyl phosphat, Dimethylenethylphosphat, oder Tris-dichloriso propylphosphat eingesetzt.

Geeignete Katalysatoren sind Dibutylzinndiversatat, N,N-Di methylaminoethylmorpholin, 2-Dimethylaminoethyl-3-dimethyl aminopropylether, 2,2-Dimorpholinodiethylether, N-Methylmor pholin, Diethanolamin, Dimethylcyclohexylamin oder 2-Dimethyl aminoethylether. Bevorzugt werden die Morpholinverbindungen.

Als Stabilisatoren eignen sich Copolymere aus Siloxan.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer lagerstabilen Einkomponenten-Polyurethanschaummischung zur Anwendung aus einer Aerosoldose oder einem anderen Druckbe hälter, aus einem Präpolymer, hergestellt aus einer Polyol komponente und einer Polyisocyanatkomponente, sowie einem Katalysator, einem Flammschutzmittel, einem Weichmacher und einem Treibgas, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Polyolkomponente mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 6500, vorzugsweise 4800 eingesetzt wird, das erhaltene Präpolymer eine dynamische Viskosität von 200 bis 4000 mPa×s, vorzugsweise 2000 mPa×s besitzt und daß als Treibgas 2 bis 40 Gew.-%, vor zugsweise 15 bis 25 Gew.-% Distickstoffoxid eingesetzt wird.

Die Polyisocyanatkomponente wird in einem mit Heiz- und Kühlvor richtung sowie mit Rührwerk ausgerüsteten Edelstahlautoklaven unter trockener Stickstoffatmosphäre vorgelegt und auf 30°C erwärmt. Eine zuvor angefertigte Mischung aus Polyolkomponente, Flammschutzmittel und Weichmacher wird der vorgelegten Poly isocyanatkomponente unter Rühren zudosiert. Die gegebenenfalls exotherm verlaufende Reaktion wird durch Kühlung kontrolliert. Nach Beendigung der Zugabe wird das Gemisch auf 80°C erwärmt und bis zum Einstellen der gewünschten Viskosität und des Gehaltes an NCO-Gruppen auf dieser Temperatur gehalten. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf 30°C abgekühlt. Danach wird die notwendige Menge Stabilisator sowie der Katalysator zugegeben und bis zur Homogenität vermischt. Ein bestimmter Anteil dieses Gemisches wird anschließend in eine Aerosoldose oder einen anderen Druckbehälter überführt. Nach dem Verschluß des Behälters erfolgt die Zugabe von Distickstoff oxid als Treibgas.

Durch erfindungsgemäßen Einsatz von Distickstoffoxid werden die bisher üblichen Gase oder Gasgemische durch ein physiologisch unbedenkliches Gas ersetzt, das sich zudem für die Umwelt nicht belastend auswirkt.

Beispiele: Die nachfolgenden Einkomponenten-Polyurethanschaummischungen wurden nach dem obengenannten Verfahren hergestellt:

Tabelle

Claims

1. Lagerstabile Einkomponenten-Polyurethanschaummischung zur Anwendung aus einer Aerosoldose oder einem anderen Druckbehälter aus einem Präpolymer, hergestellt aus einer Polyolkomponente und einer Polyisocyanatkomponente, sowie einem Katalysator, einem Flammschutzmittel, einem Weichmacher und einem Treibgas, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyolkomponente mit einem Molekular gewicht von 2000 bis 6500 eingesetzt wird, das erhaltene Prä polymer eine dynamische Viskosität von 200 bis 4000 mPa×s besitzt und daß als Treibgas 2 bis 40 Gew.-% Distickstoffoxid eingesetzt wird.

2. Einkomponenten-Polyurethanschaummischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyolkomponente mit einem Molekulargewicht von 4800 eingesetzt wird.

3. Einkomponenten-Polyurethanschaummischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Präpolymer eine Viskosität von 2000 mPa×s besitzt.

4. Einkomponenten-Polyurethanschaummischung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolkomponente aus einem Gemisch von verschiedenen Polyolen besteht.

5. Einkomponenten-Polyurethanschaummischung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatkomponente aus einem Gemisch verschiedener Polyisocyanate besteht.

6. Einkomponenten-Polyurethanschaummischung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Treibgases 15 bis 25 Gew.-% beträgt.

7. Verfahren zur Herstellung einer lagerstabilen Einkomponen ten-Polyurethanschaummischung zur Anwendung aus einer Aerosol dose oder einem anderen Druckbehälter, aus einem Präpolymer, hergestellt aus einer Polyolkomponente und einer Polyisocyanat komponente sowie einem Katalysator, einem Flammschutzmittel, einem Weichmacher und einem Treibgas, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyolkomponente mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 6500, vorzugsweise 4800 eingesetzt wird, das erhaltene Prä polymer eine dynamische Viskosität von 200 bis 4000 mPa×s, vorzugsweise 2000 mPa×s besitzt und daß als Treibgas 2 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-% Distickstoffoxid eingesetzt wird.