DE4313781C1 - Low moisture take-up polyurethane foam laminates - Google Patents

Low moisture take-up polyurethane foam laminates

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Abstract

Foam laminate comprising polyether- and/or polyesterurethane-based polyurethane foam flocks adhered together to form a larger laminate using a polyurethane binder, is characterised by the addn. to the foam flock of a wax as a hydrophobic agent.Pref. the hydrophobic agent has a m.pt. or a softening pt. of 60-140 (70-90) deg.C and is applied externally to the binder layer of the foam flock. The binder is pref. a prepolymer derived from a diisocyanate, esp. a prepolymer prepd. from toluylene diisocyanate and polyetherpolyols.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundschaumstoff aus Polyure­ than-Schaumstoffflocken gemäß dem Oberbegriff des 1. Patent­ anspruches.The invention relates to a composite foam of polyure than foam rubbers according to the preamble of the 1st patent claim.

Die Verwendung von Formkörpern aus Verbundschaumstoffen auf verschiedenen Einsatzgebieten ist bekannt. Sie finden vielsei­ tig Verwendung in der Verpackungsindustrie und in großem Maße in der Automobilindustrie. So werden sie zur Polsterung und zu Isolierzwecken in Kraftfahrzeugkarosserieteilen eingesetzt.The use of shaped bodies of composite foams on various applications is known. You will find many things tig use in the packaging industry and to a great extent in the automotive industry. So they become upholstery and too Insulating used in automotive body parts.

Aus der DE-AS 29 49 392 ist zu entnehmen, daß man derartigen Verbundschaumstoffen aus Schaumstoffflocken und einem Polyure­ than-Bindemittel noch zusätzlich feste Bestandteile in Form einer wäßrigen Dispersion und/oder einer wäßrigen Lösung zu­ setzt, die den Verbundschaumstoffen gegenüber den nur mit Po­ lyurethan-Bindemitteln hergestellten Verbundschaumstoffen ver­ besserte Eigenschaften verleihen sollen. Schwer entflammbare Verbundschaumstoffe werden nach der DE-OS 38 25 251 und der DE-PS 35 42 326 dadurch erhalten, daß unbehandelte Polyure­ than-Schaumstoffflocken mit flammhemmend imprägnierten Schaum­ stoffflocken gemischt werden bzw. den Flocken eine im Brand­ falle aufblähbare Intumeszenzmasse hinzugegeben wird. From DE-AS 29 49 392 it can be seen that such Foamed rubber composite foams and a polyure Than binder still in addition solid constituents in form an aqueous dispersion and / or an aqueous solution sets that the composite foams against only with Po polyurethane binders produced composite foams ver to give improved properties. Flame retardant Composite foams are described in DE-OS 38 25 251 and the DE-PS 35 42 326 thereby obtained that untreated polyure Than-foam flakes with flame-retardant impregnated foam mixed fluff or flakes one in the fire if inflatable intumescent material is added.  

Bei der Verwendung von Formkörpern aus Flockenverbundschaum­ stoff auf dem Automobilsektor hat es sich immer wieder als nachteilig herausgestellt, daß diese Formkörper Feuchtigkeit aufnehmen und auch speichern. Dadurch wird langfristig die Ge­ brauchsfähigkeit solcher Formkörper aus Flockenverbundschaum­ stoff herabgesetzt und dadurch, daß eventuell die auf dem Formkörper gesammelte Feuchtigkeit an die metallischen Bauteile der Fahrzeugkarosserie abgegeben wird, können dort Korrosions­ schäden auftreten.When using molded bodies of flake composite foam In the automotive sector, it has repeatedly been called disadvantageously found that these moldings moisture record and save. This will in the long term the Ge usability of such shaped bodies of flake composite foam reduced and by the fact that possibly on the Molded body moisture collected on the metallic components the vehicle body is discharged, there can be corrosion damage occur.

Aus der Praxis der Anmelderinnen ist es dazu bereits bekannt, fertige Formkörper aus Flockenverbundschaumstoff noch nach­ träglich mit einem wasserabstoßenden Überzug zu imprägnieren, damit der vorher angegebene Nachteil bei derartigen Formkörpern nicht mehr auftritt. Dies bedeutet eine nachträglich sehr kostenintensive und aufwendige Behandlung des vorher produ­ zierten Formkörpers, wobei die Imprägnierung auch nur an dessen Oberflächen stattfindet.From the practice of the applicants, it is already known finished molded bodies of flake composite foam still after impregnated with a water-repellent coating, thus the previously indicated disadvantage of such moldings no longer occurs. This means a retro very much costly and expensive treatment of the previously produ grained molding, wherein the impregnation only at the Surfaces takes place.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Polyure­ than-Verbundschaumstoff zu schaffen, bei dem die vorher ange­ gebenen Nachteile einer Feuchtigkeitsaufnahme nicht auftreten und bei dem eine nachträgliche Behandlung (Imprägnierung) nicht notwendig ist.The invention is therefore based on the object, a polyure To create composite foam, in which the previously ange give disadvantages of moisture absorption does not occur and in which a subsequent treatment (impregnation) not necessary is.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeich­ nenden Merkmal des 1. Patentanspruches gelöst.The stated object is inventively with the characterizing nenden feature of the first claim solved.

Als Hydrophobierungsmittel sind in der Praxis in bevorzugter Weise Wachse mit einem Schmelz bzw. Erweichungspunkt zwischen 60 und 140°C, insbesondere zwischen 70 und 90°C, den Schaum­ stoffflocken zusätzlich nach der Zugabe des Bindemittel zuge­ setzt. As hydrophobing agents are preferred in practice Wax with a melting or softening point between 60 and 140 ° C, especially between 70 and 90 ° C, the foam material fluff additionally added after the addition of the binder puts.  

Als Bindemittel für die schaumstoffflocken ist diesen ein Präpolymer aus Diisocyanaten, insbesondere ein Präpolymer aus Toluylendiisocyanat und Polyetherpolyolen zugesetzt.As a binder for the foam flakes is this one Prepolymer of diisocyanates, in particular a prepolymer Tolylene diisocyanate and polyether polyols added.

Anhand eines Beispieles wird die Herstellung des erfindungsge­ mäßen hydrophobierten Verbundschaumstoffes beschrieben.By way of example, the preparation of the erfindungsge according hydrophobic composite foam described.

In einem Mischer wurden 2 kg Polyurethan-Weichschaumflocken, mit einem Durchmesser von 6 bis 15 mm vorgelegt. Dazu wurden unter stetigem weiteren Mischen 0,3 kg eines Präpolymeren aus Toluylendiisocyanaten und Polyetherpolyolen als Bindemittel hinzugegeben und dieser Ansatz noch weitere 10 Minuten ge­ mischt. Anschließend wurden unter Fortsetzung des Mischvor­ ganges 0,2 kg eines Esterwachses, mit einem Schmelzpunkt von 79 bis 85°C und einer Dichte von ungefähr 1,02 g/cm3, (HOECHSTWAX E der Firma Hoechst AG, Frankfurt), hinzugegeben und nochmals weitere 5 Minuten miteinander vermischt.In a mixer, 2 kg of flexible polyurethane foam, presented with a diameter of 6 to 15 mm. For this purpose, 0.3 kg of a prepolymer of toluene diisocyanates and polyether polyols were added as a binder with constant further mixing and this mixture for a further 10 minutes ge mixed. Subsequently, 0.2 kg of an ester wax, with a melting point of 79 to 85 ° C and a density of about 1.02 g / cm 3 , (HOECHSTWAX E Hoechst AG, Frankfurt) were added while continuing the Mischvor ganges, and again mixed for another 5 minutes.

Die erhaltene Mischung wurde sodann in eine Metallform der Grundfläche 40×40 cm eingegeben und der Formdeckel wurde mit einem Abstand von 10 cm von dem Formboden arretiert. Der Form­ boden und der Formdeckel der Metallform waren durchlocht, um bei der folgenden Verfahrensstufe das Abdunsten von überschüs­ sigem Wasser zu ermöglichen. Durch den gelochten Formboden wurde während einer Zeitspanne von 5 Minuten ca. 150°C heißer Wasserdampf durch die in der Metallform befindliche, kompri­ mierte Mischung aus den Schaumflocken, Bindemittel und Wachs gepreßt. Bei einer Temperatur von 50 bis 60°C im Forminneren begann das Diisocyanatpräpolymer mit dem Wasserdampf unter Vernetzung zu reagieren. Diese Reaktion war bei der Schmelz­ temperatur des Wachses weitgehend abgeschlossen, wobei die Temperatur im Forminneren während dieser Zeit auf etwa 100°C anstieg. Da als Hydrophobierungsmittel ein Wachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 79 und 85°C ausgewählt worden war, be­ durfte es keiner weiteren Energiezufuhr, um das Wachs aufzuschmelzen. Das geschmolzene Wachs legte sich bei der vor­ handenen Temperatur im Forminneren einwandfrei auf die Zell­ stege der schaumstoffflocken. Der so hergestellte hydrophobierte Verbundschaum wurde noch verpreßt und in die gewünschte Form zurechtgeschnitten. Er besaß eine Rohdichte von 140 bis 150 kg/m3.The resulting mixture was then placed in a 40 × 40 cm base metal mold and the mold lid was locked at a distance of 10 cm from the mold bottom. The mold bottom and the mold cover of the metal mold were perforated to allow the subsequent process step, the evaporation of excess water siges. 150 ° C hot steam was pressed through the metal mold in the form of compri mierte mixture of the foam flakes, binder and wax through the perforated mold bottom during a period of 5 minutes. At a temperature of 50 to 60 ° C in the mold interior, the diisocyanate prepolymer began to react with the water vapor with crosslinking. This reaction was largely completed at the melt temperature of the wax, with the temperature inside the mold increasing to about 100 ° C during this time. Since a wax with a melting point between 79 and 85 ° C had been selected as the hydrophobing agent, it was not allowed any further energy input to melt the wax. The molten wax lay perfectly at the temperature in the mold interior on the cell webs of foam pellets. The hydrophobized composite foam produced in this way was pressed further and cut to the desired shape. He had a bulk density of 140 to 150 kg / m 3 .

Der Erfindungsgegenstand und die mit ihm erzielten Vorteile werden nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert. Bei den angegebenen Vergleichsversuchen wurde jeweils aus einem Verbundschaumstoffstück ein Würfel herausgeschnitten und in einer Schräglage von etwa 30 Grad aufgestellt. Während eines Zeitraumes von 3 Minuten ließ man etwa alle 3 Sekunden einen Tropfen Wasser auf den Probekörper auftropfen, bis zu einer Gesamtmenge von 5 ml aufgebrachten Wassers.The subject invention and the advantages achieved with it will be explained in more detail below with reference to examples. In the comparative experiments, each was from a Composite foam piece a cube cut out and placed in an inclined position of about 30 degrees. During one For a period of 3 minutes, one was allowed in about every 3 seconds Drizzle drops of water onto the test specimen, up to one drop Total amount of 5 ml of applied water.

Beispiel 1example 1

Die Vergleichsversuche wurden durchgeführt mit einem Probekör­ per mit einer Rohdichte von 100 kg/m3, wobei der nicht wasser­ abstoßend ausgerüstete Probekörper (Probe 1) ein Ausgangsge­ wicht von 11,4805 g besaß. Nach vorher beschriebener Behand­ lung mit Wasser ergab sich für den Probekörper ein Gewicht von 13,5583 g; er hatte also 2,0778 g an Wasser aufgenommen.The comparative experiments were carried out with a sample per per with a density of 100 kg / m 3 , wherein the non-water repellent treated specimen (Sample 1) had a Ausgangsge weight of 11.4805 g. After previously described treatment with water resulted in a weight of 13.5583 g for the sample; So he had absorbed 2.0778 g of water.

Bei einem wasserabstoßend ausgerüsteten Probekörper (Probe 2) wurde bei einem Ausgangsgewicht von 12,2173 g nach erfolgter Behandlung mit Wasser ein Gewicht von 12,2598 g bestimmt; er hatte also nur mehr 0,0425 g Wasser aufgenommen.In a water-repellent test specimen (Sample 2) was at a starting weight of 12.2173 g after that Treatment with water a weight of 12.2598 g determined; he So had only added more than 0.0425 g of water.

Bei den beiden Probekörpern wurden folgende technische Eigen­ schaften bestimmt: In the two test specimens were the following technical properties determined:  

Beispiel 2Example 2

Ein wasserabstoßend ausgerüsteter Probekörper mit einem Rohge­ wicht von 80 kg/m3 wurde in gleicher Weise wie vorher angegeben behandelt. Bei einem Ausgangsgewicht von 9,7680 g wurde nach der Behandlung ein Gewicht von 9,8112 g bestimmt; die Wasser­ aufnahme betrug nur 0,0432 g.A water-repellent equipped test specimen with a Rohge weight of 80 kg / m 3 was treated in the same manner as previously stated. At a starting weight of 9.7680 g, a weight of 9.8112 g was determined after the treatment; the water intake was only 0.0432 g.

Bei dem behandelten Probekörper wurden folgende technischen Eigenschaften bestimmt:In the treated specimen, the following technical Properties determined:

Stauchhärte bei 40% Verformung|10,7 KPaCompression hardness at 40% deformation | 10,7 KPa Zugfestigkeittensile strenght 81,0 KPa81.0 kPa Bruchdehnungelongation 68,0 KPa68.0 kPa

Beispiel 3Example 3

Versuchsdurchführung mit einem Probekörper mit einem Rohgewicht von 80 kg/m3. Bei dem nicht wasserabstoßend ausgerüsteten Pro­ bekörper wurde die Wasseraufnahme mit 4,0 g bestimmt. Bei dem wasserabstoßend ausgerüsteten Probekörper ergab sich lediglich eine Wasseraufnahme von 0,8 g. Experimental procedure with a test specimen with a gross weight of 80 kg / m 3 . In the case of the non-water repellent treated body, the water absorption was determined to be 4.0 g. In the water-repellent treated specimen, the only result was a water absorption of 0.8 g.

Beispiel 4Example 4

Bei den durchgeführten Vergleichsversuchen wurde ein Verbund­ schaumstoff mit einem Rohgewicht von 140 kg/m3 zugrunde gelegt. Bei dem nicht wasserabstoßend ausgerüsteten Probestück ergab sich eine Wasseraufnahme von 4,5 g, bei dem wasserabstoßend ausgerüsteten Probestück lediglich eine Wasseraufnahme von 0,8 g.The comparative tests carried out were based on a composite foam with a gross weight of 140 kg / m 3 . The non-water-repellent specimen gave a water uptake of 4.5 g and the water-repellant specimen had a water absorption of only 0.8 g.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert; dabei zeigt:The subject invention is described below with reference to Drawings explained in more detail; showing:

Fig. 1 ein Verbundschaumstoffstück in der Seitenansicht und Fig. 1 is a composite foam piece in the side view and

Fig. 2 einen Ausschnitt gemäß der Schnittführung II-II aus einem Verbundschaumstoffstück nach der Fig. 1. Fig. 2 shows a section according to section line II-II of a composite foam piece according to FIG. 1.

In der Fig. 1 ist mit 1 das Verbundschaumstoffstück bezeichnet und mit 2 die mit dem Bindemittel vernetzten Schaumstofffloc­ ken. Das Hydrophobierungsmittel 3 umhüllt zumindest teilweise die Schaumstoffflocken und umgibt auch allseitig die Oberfläche 4 des Verbundschaumstoffstückes.In Fig. 1 is denoted by 1 the composite foam piece and 2 with the binder crosslinked Schaumstofffloc ken. The hydrophobizing agent 3 at least partially envelops the foam flocks and also surrounds the surface 4 of the composite foam piece on all sides.

In der Fig. 2 sind mit 22 die mit dem Bindemittel vernetzten Schaumstoffflocken bezeichnet, die mit dem Hydrophobierungsmittel 23 zumindest teilweise umhüllt sind.In FIG. 2, 22 designates the foam flakes crosslinked with the binder, which are at least partially enveloped by the hydrophobizing agent 23 .

Der mit dem Erfindungsgegenstand erzielte Vorteil besteht ins­ besondere darin, daß der geschaffene hydrophobierte Verbund­ schaumstoff nur mehr in einem sehr geringen Maße Feuchtigkeit aufnimmt. Dadurch sind Formkörper aus einem derartigen Ver­ bundschaumstoff vor allem geeignet auf dem Kraftfahrzeugsektor für den Einsatz in Karosserieteilen, wo Feuchtigkeit auftreten kann. Die Formkörper finden dabei Verwendung als Schalliso­ liermaterial bei verschiedenen Bauteilen der Kraftfahrzeugka­ rosserie und als Füllmittel von Hohlräumen. Bei dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffes kann sich in diesem keine Feuchtigkeit mehr sammeln, die eventuell an die Fahr­ zeugkarosserie abgegeben wird und dort Korrosionsschäden her­ vorruft. Insgesamt werden die Einsatzmöglichkeiten für Form­ körper aus Verbundschaumstoff auf dem Automobilsektor vergrö­ ßert, wobei die bekannten, guten technischen Eigenschaften des Verbundschaumstoffes erhalten bleiben.The advantage achieved with the subject invention consists in special in that the created hydrophobic composite Foam only in a very small extent moisture receives. As a result, molded bodies made of such Ver froth foam especially suitable in the automotive sector  for use in body parts where moisture is present can. The moldings are used as Schalliso liermaterial in various components of Kraftfahrzeugka rosserie and as a filler of cavities. When using the Composite foam according to the invention can be found in this Do not collect any moisture that may be due to the driving is delivered body and there corrosion damage ago vorruft. Overall, the possible uses for form composite foam body in the automotive sector enlarged ßert, the known, good technical properties of Composite foam are preserved.

Claims (5)

1. Verbundschaumstoff aus Polyurethan-Schaumstoffflocken auf der Basis von Polyether- und/oder Polyesterurethanen, bei dem die Schaumstoffflocken mittels eines Polyurethan-Bindemit­ tels zu einem größeren Verbund zusammengeklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaumstoffflocken zusätzlich zu der Zugabe des Bin­ demittels noch ein Wachs als Hydrophobierungsmittel zugesetzt ist.1. composite foam made of polyurethane foam flocks based on polyether and / or polyester urethanes, in which the foam flocks are glued together by means of a polyurethane binding agent to form a larger composite, characterized in that the foam flocks in addition to the addition of a demittels bin still a Wax is added as a water repellent. 2. Verbundschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrophobierungsmittel außen auf dem Binderbelag der Schaumstoffflocken aufgebracht ist.2. Composite foam according to claim 1, characterized, that the hydrophobing agent on the outside of the Binderbelag the Foam flocs is applied. 3. Verbundschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte Wachs einen Schmelz bzw. Erweichungspunkt zwischen 60 und 140°C, insbesondere zwischen 70 und 90°C be­ sitzt. 3. Composite foam according to claim 1, characterized, that the added wax has a melting or softening point between 60 and 140 ° C, in particular between 70 and 90 ° C be sitting.   4. Verbundschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den schaumstoffflocken als Bindemittel ein Präpolymer aus einem Diisocyanat hinzugesetzt ist.4. composite foam according to claim 1, characterized, that the foam material flakes as a binder from a prepolymer a diisocyanate is added. 5. Verbundschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaumstoffflocken als Bindemittel ein aus Toluylendiisocyanat und Polyetherpolyolen bestehendes Präpolymer hinzugesetzt ist.5. Composite foam according to claim 1, characterized, that the foam flock as a binder from a Toluylene diisocyanate and polyether polyols existing Prepolymer is added.
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