DE4303659A1 - Verwendung von Gemischen aus Kohlenwasserstoffen und Caprolactamhydrat als Treibmittel bei der Herstellung von Kunststoff-Schaumstoffen - Google Patents
Verwendung von Gemischen aus Kohlenwasserstoffen und Caprolactamhydrat als Treibmittel bei der Herstellung von Kunststoff-SchaumstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gemischen aus
a) Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt von 10 bis
80°C/760 mm Hg und b) Caprolactamhydrat als Treibmittel
bei der Herstellung von Kunststoff-Schaumstoffen, ins
besondere Schaumstoffen auf Isocyanatbasis, vorzugsweise
Polyurethanschaumstoffen.
Es ist bekannt, daß Schaumstoffe unter Verwendung von
Treibmitteln hergestellt werden. In geschlossenzelligen
Schaumstoffen sind diese darüber hinaus als wärmedämmen
des Zellgas wirksam. Zu den bisher am weitesten verbrei
teten Dämm- und Treibgasen für Schaumstoffe aus Poly
urethan, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Phenol-Form
aldehyd u. a. gehören die Fluorchlorkohlenwasserstoffe
Trichlorfluormethan (R11), Dichlordifluormethan (R12),
Trichlorfluorethan (R113) u. a.
Diese Produkte haben indessen den Nachteil, daß sie
infolge ihrer hohen Stabilität in die Stratosphäre
gelangen, wo sie aufgrund ihres Gehaltes an Chlor zum
Abbau des dort vorhandenen Ozons beitragen sollen. Aus
diesem Grunde wird die Produktion von Fluorchlorkohlen
wasserstoffen in naher Zukunft eingestellt.
Zu den Treibmitteln, die die obengenannten Nachteile
nicht aufweisen, gehören die Kohlenwasserstoffe wie
n- und iso-Pentan oder Cyclopentan. Es hat sich aber ge
zeigt, daß die Verwendung dieser Treibmittel noch nicht
alle Anforderungen aus der Verschäumungspraxis
erfüllt.
Aufgabe der Erfindung war daher, die Verarbeitbarkeit
von Kohlenwasserstoffen als Treibmittel bei der Herstel
lung von Kunststoff-Schaumstoffen zu verbessern. Dies
gelingt überraschenderweise dadurch, daß man die Kohlen
wasserstoffe im Gemisch mit Caprolactamhydrat einsetzt.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von
Gemischen aus a) Kohlenwasserstoffen mit einem Siede
punkt von 10-80°C/760 mm Hg und b) Caprolactamhydrat als
Treibmittel bei der Herstellung von Kunststoff-Schaum
stoffen.
Erfindungsgemäß ist bevorzugt, daß
- - das Gemisch aus a) 20-80 Gew.-% Kohlenwasserstoff und b) 80-20 Gew.-% Caprolactamhydrat besteht,
- - als Kohlenwasserstoffe Cycloalkane, vorzugsweise Cyclopentan, verwendet werden, und
- - als Kohlenwasserstoff eine Mischung aus 70 bis 80 Gew.-% Cyclopentan und 20 bis 30 Gew.-% einer Alkanmischung mit den Hauptkomponenten n- und i-Penta verwendet wird.
Erfindungsgemäß ergeben sich folgende Vorteile:
- 1. Die Löslichkeit von z. B. Pentan, insbesondere auch von Cyclopentan, im Polyol, z. B. Sucrose-Poly ethern, wird deutlich erhöht und dadurch die Verarbeitungsfähigkeit derartiger Formulierungen wesentlich verbessert.
- 2. Im allgemeinen wird eine günstigere Wärmeleitzahl des Schaumstoffs erhalten.
- 3. Caprolactamhydrat trägt zur Aktivität der Polyol mischung bei, so daß Katalysator eingespart werden kann.
- 4. Caprolactamhydrat bewirkt eine Viskositätserniedri gung des Polyolgemisches, wodurch seine Verarbeit barkeit verbessert wird.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß die Herstellung von
Schaumstoffen auf Isocyanatbasis, insbesondere die
Herstellung von Polyurethanschaumstoffen und/oder die
Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoffen.
Die Herstellung von Kunststoff-Schaumstoffen unter Ver
wendung von Treibgasen ist allgemein bekannt.
Auch die Herstellung von Schaumstoffen auf Isocyanat
basis ist an sich bekannt und z. B. in den deutschen
Offenlegungsschriften 1 694 142, 1 694 215 und 1 720 768
sowie im Kunststoff-Handbuch Band VII, Polyurethane,
herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl Hanser Ver
lag München 1966 sowie in der Neuauflage dieses Buches,
herausgegeben von G. Oertel, Carl Hanser Verlag München,
Wien 1983, beschrieben.
Es handelt sich dabei vorwiegend um Urethan- und/oder
Isocyanurat- und/oder Allophanat- und/oder Uretdion- und/oder
Harnstoff- und/oder Carbodiimidgruppen aufwei
sende Schaumstoffe. Die erfindungsgemäße Verwendung er
folgt vorzugsweise bei der Herstellung von Polyurethan- und
Polyisocyanuratschaumstoffen.
Für die Herstellung der Schaumstoffe auf Isocyanatbasis
werden eingesetzt:
1. Als Ausgangskomponenten aliphatische, cycloalipha
tische, araliphatische, aromatische und hetero
cyclische Polyisocyanate, wie sie z. B. von
W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie,
562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, bei
spielsweise solche der Formel
Q(NCO)n
in der
n = 2-4, vorzugsweise 2 und 3, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2-18, vorzugsweise 6-10 C-Atomen, einen cycloalipha tischen Kohlenwasserstoffrest mit 4-15, vorzugs weise 5-10 C-Atomen, einen aromatischen Kohlen wasserstoffrest mit 6-15, vorzugsweise 6-13 C-Atomen oder einen araliphatischen Kohlenwasser stoffrest mit 8-15, vorzugsweise 8-13 C-Atomen be deuten, z. B. solche Polyisocyanate, wie sie in der DE-OS 28 32 253, Seiten 10-11, beschrieben werden. Besonders bevorzugt werden in der Regel die tech nisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat, sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenylpoly methylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Form aldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenie rung hergestellt werden ("rohes MDI") und Carbodi imidgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuret gruppen aufweisenden Polyisocyanate ("modifizierte Polyisocyanate"), insbesondere solche modifizierten Polyisocyanate, die sich vom 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat bzw. vom 4,4′- und/oder 2,4-Diphenylmethandiisocyanat ableiten.
n = 2-4, vorzugsweise 2 und 3, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2-18, vorzugsweise 6-10 C-Atomen, einen cycloalipha tischen Kohlenwasserstoffrest mit 4-15, vorzugs weise 5-10 C-Atomen, einen aromatischen Kohlen wasserstoffrest mit 6-15, vorzugsweise 6-13 C-Atomen oder einen araliphatischen Kohlenwasser stoffrest mit 8-15, vorzugsweise 8-13 C-Atomen be deuten, z. B. solche Polyisocyanate, wie sie in der DE-OS 28 32 253, Seiten 10-11, beschrieben werden. Besonders bevorzugt werden in der Regel die tech nisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat, sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenylpoly methylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Form aldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenie rung hergestellt werden ("rohes MDI") und Carbodi imidgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuret gruppen aufweisenden Polyisocyanate ("modifizierte Polyisocyanate"), insbesondere solche modifizierten 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 reaktions
fähigen Wasserstoffatomen von einem Molekularge
wicht in der Regel von 400-10 000. Hierunter ver
steht man neben Aminogruppen, Thiogruppen oder
Carboxylgruppen aufweisende Verbindungen vorzugs
weise Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen,
insbesondere 2 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisende
Verbindungen, speziell solche vom Molekulargewicht
1000 bis 6000, vorzugsweise 2000 bis 6000, z. B.
mindestens 2, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise
aber 2 bis 6, Hydroxylgruppen aufweisende Polyether
und Polyester sowie Polycarbonate und Polyester
amide, wie sie für die Herstellung von homogenen
und von zellförmigen Polyurethanen an sich bekannt
sind und wie sie z. B. in der DE-OS 28 32 253,
Seiten 11-18, beschrieben werden. Bevorzugte Poly
ether sind solche auf Basis von TMP oder Sucrose.
3. Gegebenenfalls sind weitere Ausgangskomponenten
Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Iso
cyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und
einem Molekulargewicht von 32 bis 399. Auch in die
sem Fall versteht man hierunter Hydroxylgruppen
und/oder Aminogruppen und/oder Thiolgruppen und/oder
Carboxylgruppen aufweisende Verbindungen, vor
zugsweise Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen
aufweisende Verbindungen, die als Kettenverlänge
rungsmittel oder Vernetzungsmittel dienen. Diese
Verbindungen weisen in der Regel 2 bis 8, vorzugs
weise 2 bis 4, gegenüber Isocyanaten reaktions
fähige Wasserstoffatome auf. Beispiele hierfür
werden in der DE-OS 28 32 253, Seiten 19-20, be
schrieben.
4. Das erfindungsgemäße Treibmittel wird in der Regel
in einer Menge von 5-40 Gew.-Teilen, vorzugsweise
10-30 Gew.-Teilen (bezogen auf 100 Gew.-Teile der
Komponente 2) eingesetzt.
5. Gegebenenfalls werden Hilfs- und Zusatzmittel mit
verwendet wie
- a) Wasser und/oder andere leicht flüchtige organi sche Substanzen als Treibmittel,
- b) Katalysatoren der an sich bekannten Art in Mengen von bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf Kompo nente 2,
- c) oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie Emulgatoren und Schaumstabilisatoren,
- d) Reaktionsverzögerer, z. B. sauer reagierende Stoffe wie Salzsäure oder organische Säure halogenide, ferner Zellregler der an sich be kannten Art wie Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder Farb stoffe und weitere Flammschutzmittel der an sich bekannten Art, z. B. Trikresylphosphat, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungs einflüsse. Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen sowie Füll stoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß- oder Schlämmkreide.
Diese gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs- und Zu
satzstoffe werden beispielsweise in der DE-OS 27 32 292,
Seiten 21-24, beschrieben.
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß
mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und
Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsver
zögerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen,
Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungi
statisch und bakteriostatisch 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 103-113
beschrieben.
Die Schaumstoffe auf Isocyanatbasis werden in an sich
bekannter Weise hergestellt.
Durchfuhrung des Verfahrens zur Herstellung von Poly
urethankunststoffen:
Die Reaktionskomponenten werden nach dem an sich be
kannten Einstufenverfahren, dem Prepolymerverfahren oder
dem Semiprepolymerverfahren 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.
Erfindungsgemäß lassen sich auch kalthärtende Schaum
stoffe herstellen (vgl. GB-PS 11 62 517, DE-OS
21 53 086).
Selbstverständlich können aber auch Schaumstoffe durch
Blockverschäumung oder nach dem an sich bekannten
Doppeltransportbandverfahren hergestellt werden.
Die nach der Erfindung erhältlichen Produkte finden z. B.
als Dämmplatten für die Dachisolierung Anwendung.
Mischung aus 70 Gewichtsteile eines Polyether-Polyols
der Hydroxylzahl 450, hergestellt durch Polyaddition von
1,2 Propylenoxid an Sucrose, 30 Gewichtsteile eines
Polyether-Polyols der Hydroxylzahl 450, hergestellt
durch Polyaddition von 1,2-Propylenoxid an Glycerin, 2
Gewichtsteile eines Schaumstabilisators auf
Silikon-Basis (Tegostab B 8404), 2,6 Gewichtsteile
N,N-Dimethyl-cyclohexylamin.
50 Gewichtsteile Caprolactam-Hydrat, Hydroxylzahl 1650,
50 Gewichtsteile Cyclopentan
Polymeres MDI, NCO-Gehalt 31,5%
100 Gewichtsteile der Polyol-Komponente und 20 Gewichts
teile des erfindungsgemäßen Treibmittelgemisches werden
mittels eines hochtourigen Rührers (4000 UpM) bei 20°C
intensiv gemischt. 120 Gewichtsteile dieser Mischung
werden anschließend mit 151 Gewichtsteile der Isocyanat-
Komponente verrührt. Die Reaktionsmischung wird in einen
offenen Karton gegossen und schäumt auf.
Man erhält einen PUR-Hartschaumstoff mit einem mittleren
Zelldurchmesser von 200 µm bei einer frei geschäumten
Rohdichte von 25 kg/m3. Die Wärmeleitfähigkeit, gemessen
nach Anacon bei 24°C, beträgt 0,021 W/Km.
Mischung aus 70 Gewichtsteile eines Polyether-Polyols
der Hydroxylzahl 450, hergestellt durch Polyaddition von
1,2-Propylenoxid an Sucrose, 30 Gewichtsteile eines Po
lyether-Polyols der Hydroxylzahl 450, hergestellt durch
Polyaddition von 1,2-Propylenoxid an Glycerin, 2 Ge
wichtsteile eines Schaumstabilisators auf Silikon-Basis
(Tegostab B 8404), 2,6 Gewichtsteile N,N-Dimethyl-cyclo
hexylamin.
50 Gewichtteile Caprolactam-Hydrat, Hydroxylzahl 1650,
50 Gewichtsteile n-Pentan.
50 Gewichtsteile n-Pentan.
Polymeres MDI, NCO-Gehalt 31,5%
100 Gewichtsteile der Polyol-Komponente und 20 Gewichts
teile des erfindungsgemaßen Treibmittelgemisches werden
mittels eines hochtourigen Rührers (4000 UpM) bei 20°C
intensiv gemischt. 120 Gewichtsteile dieser Mischung
werden anschließend mit 151 Gewichtsteile der Isocyanat-
Komponente verrührt. Die Reaktionsmischung wird in einen
offenen Karton gegossen und schäumt auf.
Man erhält einen PUR-Hartschaumstoff mit einem mittleren
Zelldurchmesser von 200 µm bei einer frei geschäumten
Rohdichte von 25 kg/m3. Die Wärmeleitfähigkeit, gemessen
nach Anacon bei 24°C, beträgt 0,023 W/Km.
Mischung aus 70 Gewichtsteile eines Polyether-Polyols
der Hydroxylzahl 450, hergestellt durch Polyaddition von
1,2-Propylenoxid an Sucrose, 30 Gewichtsteile eines Po
lyether-Polyols der Hydroxylzahl 450, hergestellt durch
Polyaddition von 1,2-Propylenoxid an Glycerin, 2 Ge
wichtsteile eines Schaumstabilisators auf Silikon-Basis
(Tegostab B 8404), 2,0 Gewichtsteile N,N-Dimethyl-cyclo
hexylamin.
70 Gewichtsteile Caprolactam-Hydrat, Hydroxylzahl 1650,
30 Gewichtsteile n-Pentan
30 Gewichtsteile n-Pentan
Polymeres MDI, NCO-Gehalt 31,5%
100 Gewichtsteile der Polyol-Komponente und 18 Gewichts
teile des erfindungsgemäßen Treibmittelgemisches werden
mittels eines hochtourigen Rührers (4000 UpM) bei 20°C
intensiv gemischt. 118 Gewichtsteile dieser Mischung
werden anschließend mit 162 Gewichtsteile der Isocyanat-
Komponente verrührt. Die Reaktionsmischung wird in einen
offenen Karton gegossen und schäumt auf.
Man erhält einen PUR-Hartschaumstoff mit einem mittleren
Zelldurchmesser von 200 µm bei einer frei geschäumten
Rohdichte von 25 kg/m3. Die Wärmeleitfähigkeit, gemessen
nach Anacon bei 24°C, beträgt 0,021 W/Km.
Claims (7)
1. Verwendung von Gemischen aus a) Kohlenwasserstoffen
mit einem Siedepunkt von 10-80°C/760 mm Hg und b)
Caprolactamhydrat als Treibmittel bei der Her
stellung von Kunststoff-Schaumstoffen.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Gemisch aus a) 20-80 Gew.-% Kohlen
wasserstoff und b) 80-20 Gew.-% Caprolactamhydrat
besteht.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Kohlenwasserstoffe Cycloalkane,
vorzugsweise Cyclopentan, verwendet werden.
4. Verwendung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Kohlenwasserstoffe eine Mischung
aus 70 bis 80 Gew.-% Cyclopentan und 20 bis
30 Gew.-% einer Alkanmischung mit den Hauptkompo
nenten n- und i-Pentan verwendet wird.
5. Verwendung gemäß Ansprüchen 1 und 4 bei der Her
stellung von Schaumstoffen auf Isocyanatbasis.
6. Verwendung gemäß Ansprüchen 1 und 5 bei der Her
stellung von Polyurethanschaumstoffen.
7. Verwendung gemäß Ansprüchen 1 bis 5 bei der Her
stellung von Polyisocyanuratschaumstoffen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934303659 DE4303659C2 (de) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Verwendung von Gemischen aus Kohlenwasserstoffen und Caprolactamhydrat als Treibmittel bei der Herstellung von Schaumstoffen auf Isocyanatbasis |
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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DE4303659C2 DE4303659C2 (de) | 1996-09-05 |
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---|---|---|---|
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---|---|
DE (1) | DE4303659C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043742A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Huntsman Ici Chemicals Llc | Process for rigid polyurethane foams |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3933705C1 (de) * | 1989-04-24 | 1990-12-13 | Hans Wilhelm 4060 Viersen De Huetzen |
-
1993
- 1993-02-09 DE DE19934303659 patent/DE4303659C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3933705C1 (de) * | 1989-04-24 | 1990-12-13 | Hans Wilhelm 4060 Viersen De Huetzen |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JP 4-106136 (Pat.Abstr. Japan, C-967, 28.7.1992, Vol. 16, Nr. 349 u. CA 117, 92393r * |
JP 54-111573 (Pat.Abstr. Japan, C-63, 7.11.1979, Vol. 3, Nr. 133) * |
JP 59-161440 (Pat.Abstr. Japan, C-261, 18.1.1985, Vol. 9, Nr. 12 * |
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WO1999043742A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Huntsman Ici Chemicals Llc | Process for rigid polyurethane foams |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE4303659C2 (de) | 1996-09-05 |
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