DE69019470T2 - Herstellung flammwidriger Schäume. - Google Patents
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung feuerhemmender bzw. flammwidriger Zusammensetzungen bei der Herstellung von Schaumstoffen und insbesondere auf die Verwendung von Dispersionen aus festen feuerhemmenden Zusatzstoffen bei der Herstellung von feuerhemmenden Polymerschaumstoffen.
- Die Herstellung nützlicher Polymermaterialien durch Umsetzung organischer Polyisocyanate mit isocyanat-reaktiven Verbindungen, wie Polyolen und Polyaminen, ist gut bekannt. Die auf diese Weise hergestellten Materialien schließen Polyurethanschaumstoffe ein, die als Isolationsmaterialien oder Polster- und Füllmaterialien weithin verwendet werden.
- Um die Brennbarkeit der Polyurethan-Schaumstoffe zu verringern wurde vorgeschlagen, feuerhemmende Zusatzstoffe in die Schaumstoff-Formulierung einzuarbeiten. Solche Zusatzstoffe können Flüssigkeiten sein, wie Trischloroethylphosphat oder Feststoffe wie Melamin. Der Einschluß von Melamin in Schaumstoff- Formulierungen wurde in US-Patent Nr. 4.258.141, in GB 1585750 und in GB 2163762 beschrieben, wobei das Melamin als Mischung mit dem Polyolbestandteil in die Formulierung eingeführt wurde.
- Die mit diesen bekannten Ansätzen verbundenen Nachteile schließen die Sedimentation des festen feuerhemmenden Mittels und die Deaktivierung des Katalysators in dem Polyolbestandteil ein.
- Es wurde nun gefunden, daß feste feuerhemmende Zusatzstoffe bequem als Dispersionen in einem Polyisocyanatvorpolymer mit niedrigen NCO-Gehalt in Schaumstoff bildende Formulierungen eingearbeitet werden können.
- Dementsprechend stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polymerschaumstoffes mittels Umsetzung von mindestens einer isocyanathaltigen Verbindung und Wasser zur Verfügung, in dem die isocyanathaltige Verbindung eine Dispersion eines festen feuerhemmenden Zusatzstoffes in einem flüssigen Isocyanatvorpolymer mit einem Gehalt an freien NCO zwischen 2 und 15 Gewichts-% umfaßt, wobei das Vorpolymer das Reaktionsprodukt einer überschüssigen Menge an organischem Polyisocyanat und einer oder mehrerer Verbindungen ist, die eine Vielzahl an isocyanat-reaktiven Gruppen enthalten.
- DE 2348838 offenbart die Herstellung feuerhemmender, Isocyanuratgruppen enthaltender Polyurethanschaumstoffe durch Umsetzung von MDI, einem Polyol und einem Tretbmittel in Gegenwart eines festen feuerhemmenden Mittels. Die Verwendung der vorstehenden Vorpolymere wurde nicht offenbart.
- DE 2364157 offenbart den Schutz von Glasflaschen durch Beschichtung der Flasche mit einer Urethanbeschichtung, hergestellt aus einer Zusammensetzung, die ein Pulver enthält, das durch Umsetzung mit einem Vorpolymer eine Beschichtung bildet, wenn es erhitzt wird. Die Verwendung der vorstehenden Vorpolymere und die Verwendung der Zusammensetzung zur Herstellung weicher Schaumststoffe wurde nicht offenbart.
- Kunststoff-Handbuch, Band VII, Polyurethane, R. Vieweg und A. Höchtlen, Carl Hansen Verlag, München, 1966, S. 447 - 451, 506 - 507, 518 - 519 offenbart einerseits ein Vorpolymerverfahren, in dem ein Vorpolymer mit einem Gehalt an freiem NCO von 13,4 % mit Wasser umgesetzt wird, und andererseits feuerhemmende Schaumstoffe, die feste feuerhemmende Mittel umfassen. Ein Vorpolymerverfahren zur Herstellung eines Polymerschaumstoffs, in dem ein Vorpolymer mit einem Gehalt an NCO zwischen 2 und 15 % eine Dispersion eines festen feuerhemmenden Zusatzstoffes enthält, ist nicht offenbart.
- Feste feuerhemmende Zusatzstoffe, die in den Zusammensetzungen der Erfindung anwesend sein können, schließen ein: Antimonverbindungen, zum Beispiel Antimonoxide und Antimontrihalogenide, Borverbindungen, zum Beispiel Borax, Borsäure, Zinkborat und Ammoniumfluoroborat, Aluminiumhyroxid, Ammoniumphosphat, Ammoniummolybdat, Molybdänoxide und insbesondere Cyansäurederivate wie Cyanamid, Dicyandiamid, Guanidin, Biguanidin, Cyanursäure und feste Ester davon, und insbesondere Melamin, Ammoniumpolyphosphat oder Guanidincarbonat.
- Die in der Erfindung angewandten Tsocyanatvorpolymer-Zusammensetzungen können einen oder mehrere feuerhemmende Zusatzstoffe enthalten. So können die Zusammensetzungen, falls gewünscht, eine Mischung aus einem festen feuerhemmenden Zusatzstoff und mindestens einem anderen festen feuerhemmenden Zusatzstoff und/oder mindestens einem flüssigen feuerhemmenden Zusatzstoff enthalten.
- Beispiele flüssiger feuerhemmender Mittel, die gegebenenfalls in den Zusammensetzungen der Erfindung anwesend sein können, schließen Tris-2-chlorethylphosphat, Trischlorpropylphosphat, Tricresylphosphat und Tris-2,3-dibrompropylphosphat ein.
- Die Menge an festen feuerhemmenden Zusatzstoffen, die in den Zusammensetzungen für die Verwendung in der Erfindung vorkommen können, sollte für die feuerhemmende Wirkung, die in dem Endpolymer erreicht werden soll, geeignet sein und sie kann durch Versuche ermittelt werden. Typische Zusammensetzungen enthalten ungefähr 10 bis ungefähr 50, bevorzugt 15 bis 25 Gewichts-% eines festen feuerhemmenden Mittels, bezogen auf das Gewicht des Polyisocyanats.
- Die Teilchengröße des festen feuerhemmenden Zusatzstoffes kann schwanken, aber Melamin wird bevorzugt in fein verteilter Form verwendet, typischerweise mit einer mittleren Teilchengröße von nicht mehr als ungefähr 100 Mikrometer.
- Die Vorpolymere zur Verwendung in der Erfindung werden durch Umsetzung einer Verbindung, die eine Vielzahl an isocyantreaktiven Gruppen enthält, mit einem stöchiometrischen Überschuß einer organischen Polyisocyanatzusammensetzung erhalten.
- Flüssige organische Polyisocyanate, die speziell verwendet werden können, schließen Diphenylmethandiisocyanat-(MDI)-Zusammensetzungen ein, insbesondere Zusammensetzungen, die bei normalen Raumtemperaturen als Flüssigkeiten vorliegen. Geeignete MDI-Zusammensetzungen schließen flüssige Mischungen von MDI-Isomeren ein, insbesondere Mischungen, die das 4,4'-Isomer zusammen mit nicht mehr als 60 % des 2,4'-Isomers und nicht mehr als 5 % des 2,2'-Isomers enthalten, wobei die Bestandteile als prozentualer Gehalt des Gewichts der Gesamtzusammensetzung ausgedrückt werden.
- Ferner schließen Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzungen, auf die die Vorpolymerzusammensetzungen der Erfindung beruhen können, Zusammensetzungen ein, die Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanate enthalten. So können Mischungen verwendet werden, die mindestens 70 Gewichts-% an reinem MDI (4,4'- Isomer oder Isomerenmischung) und bis zu 30 Gewichts-% des sogenannten polymeren MDI enthalten, das 25 bis 65 Gewichts-% Diissocyanate enthält, wobei der Rest weitgehend aus Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanaten mit Isocyanatfunktionalitäten von größer 2 besteht. Mischungen aus reinem MDI und polymeren MDI-Zusammensetzungen, die höhere Anteile (bis zu 100 %) an den Polyisocyanaten mit höherer Funktionalität enthalten, können ebenfalls verwendet werden.
- Es können auch modifizierte Formen des MDI verwendet werden, das heißt MDI, das auf bekannte Weise durch Einführung von zum Beispiel Urethan-, Allophanat-, Harnstoff-, Biuret-, Carbodiimid-, Uretonimin- oder Isocyanuratgruppen modifiziert wurde.
- Noch andere Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzungen, die bei der Herstellung der Vorpolymere verwendet werden können, schließen Mischungen der vorstehend beschriebenen MDI-Isomere, Isomerenmischungen, modifiziertes MDI und ähnliches und bis zu 20 Gewichts-% eines anderen Polyisocyanats oder einer Mischung von Polyisocyanaten ein. Andere Polyisocyanate, die in Beimischungen mit dem MDI verwendet werden können, schließen aliphatische, cycloaliphatische und araliphatische Polyisocyanate ein, insbesondere Diisocyanate, zum Beispiel Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat und m- und p- Tetramethylxyloldiisocyanate und insbesondere aromatische Polyisocyanate, wie Toluol- und Phenylendiisocyanate.
- Vorpolymere, auf die die Zusammensetzungen der Erfindung speziell beruhen können, schließen Urethanvorpolymere ein, die durch Umsetzung einer MDI-Zusammensetzung mit einem Polyol mit einer mittleren nominellen Hydroxylfunktionalität von 2 bis 6 und einem mittleren Hydroxyläquivalentgewicht von ungefähr 500 bis ungefähr 5000 erhalten wurden.
- Der in Verbindung mit dem Polyol, auf das das Vorpolymer beruht, verwendete Begriff "nominelle Hydroxylfunktionalität" bezieht sich auf die Hydroxylfunktionalität, die von einem Polyol erwartet wird, wenn seine monomeren Bestandteile in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel wird ein durch die Addition von Propylenoxid an ein Glycol hergestelltes Polyetherpolyol eine nominelle Hydroxylfunktionalität von 2 aufweisen, obwohl seine mittlere Funktionalität tatsächlich etwas weniger als 2 betragen kann. So stellt für ein Polyetherpolyol die mittlere nominelle Hydroxylfunktionalität die mittlere Funktionalität (Zahl an aktiven Wasserstoffatomen) des/der bei seiner Herstellung verwendeten Initiators oder der Initiatoren dar.
- Die mittlere nominelle Hydroxylfunktionalität des Polyols beträgt bevorzugt 2 bis 4 und bevorzugter 2 bis 3. Die bevorzugten mittleren Äquivalentgewichte liegen im Bereich von 750 bis 4000, zum Beispiel von 1000 bis 3000. Mischungen aus zwei oder mehreren Polyolen, die in der Funktionalität, dem Äquivalentgewicht und/oder der Polymerhauptkette variieren, können verwendet werden, vorausgesetzt, daß solche Mischungen den hier beschriebenen Kriterien für die mittlere Funktionalität und dem mittleren Äquivalentgewicht entsprechen.
- Geeignete Polyole und Verfahren zu ihrer Herstellung wurden im Stand der Technik vollständig beschrieben, und als Beispiel solcher Polyole können Polyester, Polyesteramide, Polythioether, Polycarbonate, Polyacetale, Polyolefine, Polysiloxane und insbesondere Polyether erwähnt werden.
- Polyetherpolyole, die verwendet werden können, schließen Produkte ein, die durch die Polymerisation eines cyclischen Oxids, zum Beispiel Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Tetrahydrofuran in Gegenwart, wo notwendig, eines polyfunktionellen Initiators erhalten werden. Geeignete Initiatorverbindungen enthalten eine Vielzahl an aktiven Wasserstoffatomen und schließen Wasser, Ammoniak, Polyole, zum Beispiel Ethylenglycol, Diethylenglycol, Cyclohexandimethanol, Resorcinol, Bisphenol A, Glycerol, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Triethanolamin, Pentaerythritol oder Sorbitol, Amine, zum Beispiel Anilin, Ethylendiamin, Toluoldiamin, Diaminodiphenylmethan oder Polymethylenpolyphenylenpolyamine und Aminoalkohole, zum Beispiel Ethanolamin oder Diethanolamin ein. Mischungen von Initiatoren und/oder cyclischen Oxiden können verwendet werden.
- Spezielle nützliche Polyetherpolyole schließen Polyoxypropylendiole und -triole und Poly(oxyethylen-o)cypropylen)diole und -triole ein, erhalten durch, wie vollständig im Stand der Technik beschrieben, das gleichzeitige oder sequentielle Hinzufügen von Ethylen- und Propylenoxiden zu di- oder trifunktionelle Initiatoren. Statistische Copolymere mit einem Oxyethylengehalt von 10 - 80 %, Blockcopolymere mit einem Oxyethylengehalt von bis zu 24 % und statistische/Blockcopolymere mit einem Oxyethylengehalt von bis zu 50 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Oxyalkyleneinheiten, können erwähnt werden. Mischungen der Diole und Triole können besonders nützlich sein. Andere besonders nützliche Polyetherpolyole schließen Polytetramethylenglycole, erhalten durch die Polymerisation von Tetrahydrofuran, ein.
- Polyesterpolyole, die verwendet werden können, schließen Reaktionsprodukte mit endständiger Hydroxylgruppe von Polyalkoholen ein, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, 1,4-Butandiol, Neopentylglycol, 1,6-Hexandiol, Cyclohexandimethanol, Bis(hydroxyethyl)terephthalat, Glycerol, Trimethylolpropan, Pentaerythritol oder Polyetherpolyole oder Mischungen solcher Polyole, und Polycarbonsäuren, insbesondere Dicarbonsäuren oder ihre esterbildenden Derivate, zum Beispiel Bernstein-, Glutar- und Adipinsäuren oder ihre Dimethylester, Sebacinsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid oder Dimethylterephthalat oder Mischungen davon. Polyesteramide können durch den Einschluß von Aminoalkoholen, wie Ethanolamin in Mischungen für die Polyesterbildung, erhalten werden. Polyester, die durch die Polymerisation von Lactonen, zum Beispiel Caprolacton, in Verbindung mit einem Polyol, oder von Hydroxycarbonsäuren, wie Hydroxycapronsäure, erhalten wurden, können ebenfalls verwendet werden.
- Polythioetherpolyole, die verwendet werden können, schließen Produkte ein, die durch Kondensation von Thiodiglycol, entweder alleine oder mit anderen Glycolen, Alkylenoxiden, Dicarbonsäuren, Formaldehyd, Aminoalkoholen oder Aminocarbonsäuren erhalten wurden.
- Polycarbonatpolyole, die verwendet werden können, schließen Produkte ein, die durch Umsetzung von Diolen, wie 1,3- Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Diethylenglycol oder Tetraethylenglycol mit Diarylcarbonaten, zum Beispiel Diphenylcarbonat, oder mit Phosgen erhalten wurden.
- Polyacetalpolyole, die verwendet werden können, schließen diejenigen ein, die durch Umsetzung von Glycolen, wie Diethylenglycol, Triethylenglycol oder Hexandiol mit Formaldehyd hergestellt wurden. Geeignete Polyacetale können auch durch Polymerisierung von cyclischen Acetalen hergestellt werden.
- Geeignete Polyolefinpolyole schließen hydroxyterminale Butadienhomo- und Copolymere und Poly(iso-butylen)polyole ein. Geeignete Polysiloxanpolyole schließen Polydimethylsiloxandiole und -triole ein.
- Die Urethanvorpolymere können auf bekannte Weise durch Umsetzung der Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung mit dem Polyol in für die Bildung eines Vorpolymers mit dem gewünschten NCO-Gehalt geeigneten, relativen Anteilen hergestellt werden. Typische Reaktionsbedingungen schließen die Verwendung von Umgebungs- oder erhöhten Temperaturen ein, zum Beispiel Temperaturen von ungefähr 40ºC bis ungefähr 90ºC, in Abwesenheit oder in Gegenwart eines Katalysators für die Urethanbildung. Falls gewünscht, kann die Umsetzung unter bekannten Bedingungen fortgeführt werden, um einen Teil des Urethans in Allophanatgruppen umzuwandeln.
- Andere Vorpolymere, auf die die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beruhen können, schließen Harnstoffvorpolymere ein, erhalten durch Umsetzung einer MDI-Zusammensetzung mit einem Polyamin mit einer mittleren nominellen primären und/oder sekundären Aminofunktionalität von 2 bis 6 und einem mittleren Aminoäquivalentgewicht von ungefähr 500 bis ungefähr 5000.
- Geeignete Polyamine und Verfahren zu ihrer Herstellung wurden im Stand der Technik vollständig beschrieben und schließen polymere Polyamine, insbesondere Diamine und Triamine, entsprechend den vorstehend beschriebenen Polyolen ein. Die Polyamine schließen Produkte ein, die durch reduktive Aminierung von Polyetherpolyolen, wie zum Beispiel in US- Patent Nr. 3.654.370 beschrieben, oder durch Cyanoethylierung von Polyolen, gefolgt von einer Hydrierung erhalten wurden. Polyoxypropylendiamine und -triamine und Mischungen davon sind bevorzugt. Nützlich sind auch Polymere, die sowohl Amino- und Hydroxylgruppen enthalten, erhalten durch partielle Aminierung von Polyolen, und Kombinationen aus Polyolen und Polyaminen.
- Die Harnstoffvorpolymere können auf bekannte Weise durch Umsetzung der Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung mit dem Polyamin in für die Bildung eines Vorpolymers mit dem gewünschten NCO-Gehalt geeigneten, relativen Anteilen hergestellt werden. Falls gewünscht, kann die Umsetzung unter bekannten Bedingungen fortgeführt werden, um so einen Teil der Harnstoffgruppen in Biuretgruppen umzuwandeln.
- Bevorzugte Vorpolymerzusammensetzungen für die Verwendung in der Erfindung sind flüssige isocyanathaltige Vorpolymerzusammensetzungen mit einer mittleren Isocyanatfurktionalität von größer 2 und einen NCO-Gehalt von 2 bis 15 Gewichts-%, bevorzugt von 2 bis 12 Gewichts-%, bevorzugter von 5 bis 12 Gewichts-%, wie sie durch Umsetzung eines isocyanat-reaktiven Polymers mit einer mittleren nominellen Funktionalität von 2 bis 6, bevorzugt von 2 bis 4, und einem mittleren Äquivalentgewicht von ungefähr 500 bis 5000 mit einem stöchiometrischen Überschuß einer Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung erhältlich sind, die mindestens 2 Gewichts-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat enthält und eine mittlere Isocyanatfunktionalität im Bereich von 2 bis 2,3 aufweist.
- Noch stärker bevorzugte Vorpolymere sind stabile flüssige isocyanathaltige Polyurethanvorpolymerzusammensetzungen mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von größer 2 und einem NCO-Gehalt von 2 bis 15 Gewichts-%, erhalten durch Umsetzung von:
- (i) einem Polyolbestandteil, mindestens ein Polyoxyalkylenpolyol umfassend, das Oxyethylengruppen enthält, wobei der Polyolbestandteil eine mittlere nominelle Funktionalität von 2 bis 6, ein mittleres Hydroxyläquivalentgewicht von ungefähr 500 bis ungefähr 5000 und einen mittleren Oxyethylengehalt von 5 bis 30 %, bevorzugt von 10 bis 25%, bezogen auf das Gewicht aller Oxyalkylengruppen, und
- (ii) einen stöchiometrischen Überschuß, relativ zu dem Polyolbestandteil, einer Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung, die mindestens 2 Gewichts-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat enthält, bezogen auf das Gewicht der Diisocyanatbestandteile, und eine mittlere Isocyanatfunktionalität im Bereich von 2 bis 2,3 aufweist.
- Insbesondere und sogar bevorzugter sind stabile, flüssige, isocyanathaltige Vorpolymerzusammensetzungen, wie sie durch Umsetzung eines isocyanat-reaktiven Polyoxyalkylenpolymers mit einer Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensezung erhältlich sind, gekennzeichnet durch
- - eine mittlere Isocyanatfunktionalität der Vorpolymerzusammensetzung von größer 2, bevorzugt im Bereich von 2,05 bis 2,4,
- - einen NCO-Gehalt der Vorpolymerzusammensetzung von 2 bis 12 Gewichts-%, bevorzugt von 5 bis 12 Gewichts-%,
- - ein Oxyethylengehalt in dem isocyanat-reaktiven Polyoxyalkylenpolymer im Bereich von 5 bis 30 %, bezogen auf das Gewicht aller Oxyalkylenreste,
- - eine mittlere nominelle Funktionalität des isocyanatreaktiven Polyoxyalkylenpolymers von 2 bis 6,
- - einen Gesamtgehalt an Diphenylmethandiisocyanat in der Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensetzung von mindestens 60 Gewichts-%,
- - einen Gehalt an 2,4'-Diphenylmethandiisocyanatisomer in der Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensetzung von mindestens 5 Gewichts-%,
- - eine mittlere Isocyanatfunktionalität der Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensetzung von 2 bis 2,3, bevorzugt von 2,1 bis 2,3.
- Die bevorzugten festen feuerhemmenden Mittel für die Einarbeitung in eines der vorstehend erwähnten Diphenylmethandiisocyanatvorpolymere sind Melamin, Ammoniumpolyphosphat und Guanidincarbonat.
- Die feuerhemmenden Zusammensetzungen für die Verwendung in der Erfindung können auf irgendeine praktische Weise unter Anwendung herkömmlicher Mischvorrichtungen, die für das Dispergieren eines Feststoffs in einer Flüssigkeit geeignet sind, hergestellt werden. So können die festen feuerhemmenden Zusatzstoffe dem flüssigen Polyisocyanatvorpolymer oder einem flüssigen Vorläufer davon beigemischt werden.
- Der feuerhemmende Zusatzstoff kann direkt in das Vorpolymer oder in das MDI oder das Polyol oder Polyamin vor der Vorpolymerbildung eingearbeitet werden. Wo das Urethanvorpolymer (oder das Harnstoffvorpolymer) in ein Allophanatvorpolymer (oder Biuretvorpolymer) umgewandelt werden soll, kann der Zusatzstoff auf jeder dieser Stufen oder in das fertige Vorpolymer eingearbeitet werden.
- Die Vorpolymerzusammensetzung kann bei Raumtemperatur oder bei höheren Zemperaturen, wie bei 40 ºC, 60 ºC oder sogar noch höheren Temperaturen, verarbeitet oder aufbewahrt werden.
- Die feuerhemmende Zusammensetzung der Erfindung enthält freie Isocyanat gruppen und kann dementsprechend, gegebenenfalls in Verbindung mit anderen reinen, rohen oder modifizierten Polyisocyanaten, mit Wasser und gegebenenfalls anderen isocyanat-reaktiven Materialien, unter Anwendung bekannter Verfahren, umgesetzt werden, um feuerhemmende Polyurethan-, Polyharnstoff- und andere nützliche Polymerschaumstoffe zu bilden.
- Die Erfindung ist besonders für die Herstellung feuerhemmender Polyurethanschaumstoffe geeignet. Um eine Schaumstoffbildung durchzuführen, wird die feuerhemmende Zusammensetzung mit Wasser in Gegenwart, sofern notwendig, anderer Polyisocyanate, anderer isocyanat-reaktiver Materialien und üblicher Zusatzstoffe umgesetzt. Solche Additive schließen inerte, flüchtige Treibmittel, zum Beispiel tiefsiedende Halogenkohlenwasserstoffe, Katalysatoren, zum Beispiel tertiäre Amin- und Zinnverbindungen, oberflächenaktive Mittel und Schaumstabilisatoren, zum Beispiel Siloxan-Oxyalkylencopolymere, kettenaufbauende Mittel, zum Beispiel Diole mit niedrigem Molekulargewicht, Diamine und Diimine, Vernetzungsmittel, zum Beispiel Triethanolamin, organische und anorganische Früllstoffe, Pigmente und innere Formtrennstoffe ein.
- Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert, aber nicht eingeschränkt.
- Zu 29,7 kg Methylendiphenyldiisocyanat mit einem 2,4'-Isomergehalt von 10 % wurden bei 45 ºC unter Mischen mit hoher Scherung 2,54 kg Tsophorondiamin hinzugefügt.
- Die Reaktionsmischung wurde auf 85 ºC erhitzt und anschließend innerhalb von 90 Minuten mit 67,8 kg Polyethertriol mit einem mittleren Molekulargewicht von 4675 umgesetzt, wobei das Mischen mit hoher Scherung beibehalten wurde. Die Reaktionsmischung wurde schließlich auf 40 ºC abgekühlt. Das resultierende Vorpolymer A wies einen NCO-Gehalt von 6,90 % und eine Viskosität von 11 035 cPs bei 25 ºC auf.
- Vorpolymer B wurde bei 85 ºC unter Rühren durch Umsetzung von 25 kg Methylendiphenyldiisocyanat mit einem 2,4'-Isomergehalt von 10 % mit 75 kg eines Polyethertriols mit einem mittleren Molekulargewicht von 4675 erhalten. Die Reaktionsmischung wurde bei 85ºC 90 Minuten lang kontinuierlich gerührt und anschließend auf 40 ºC abgekühlt. Das resultierende Vorpolymer B wies einen NCO-Gehalt von 6,55 % und eine Viskosität von 6955 cPs bei 25 ºC auf.
- Dispersion 1 wurde durch Mischen unter hoher Scherkraft von 65 Gewichtsteilen Vorpolymer A und 15 Gewichtsteilen ''Suprasec" DNR (ein polymeres MDI, erhältlich von ICI) mit 20 Gewichtsteilen Melaminpulver hergestellt.
- Dispersion 2 wurde auf die gleiche Weise, ausgehend von Vorpolymer B, hergestellt.
- Die Sedimentationsgeschwindigkeit des Melamins in dem Melamin/Isocyanatvorpolymer-Dispersionen war gering.
- Ein weicher Schaumstoff mit guten mechanischen und feuerhemmenden Eigenschaften wurde durch Umsetzung von
- 100 Teilen der Dispersion 1 mit
- 4,2 Teilen einer Mischung aus Wasser und einem Katalysator (in einem Gewichtsverhältnis von 20:1)
- unter üblichen Labor-Freiaufschäumbedingungen hergestellt.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung eines Polymerschaumstoffs durch
Umsetzung von mindestens einem isocyanathaltigen
Bestandteil und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der
isocyanathaltige Bestandteil eine Dispersion eines festen
feuerhemmenden Zusatzstoffes in einem flüssigen
Isocyanatvorpolymer mit einem freien NCO-Gehalt zwischen 2
und 15 Gewichts-% umfaßt, wobei das Vorpolymer das
Reaktionsprodukt einer überschüssigen Menge eines
organischen Polyisocyanats und einer oder mehrerer Verbindungem
ist, die eine Vielzahl an isocyanat-reaktiven Gruppen
enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem der feste feuerhemmende
Zusatzstoff aus Melamin, Ammoniumpolyphosphat und
Guanidincarbonat ausgewählt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der isocyanathaltige Bestandteil 10 bis 50 Gewichts-% an
festem feuerhemmenden Mittel enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das flüssige Isocyanatvorpolymer einen Gehalt an freiem
NCO zwischen 5 und 12 Gewichts-% aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das flüssige Isocyanatvorpolymer eine
Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung umfaßt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das flüssige Isocyanatvorpolymer durch Umsetzung einer
Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung mit einem Polyol
mit einer mittleren Hydroxylfunktionalität von 2 bis 6
und einem mittleren Hydroxyläquivalentgewicht von 500 bis
5000 erhalten wird.
7. Feuerhemmende Zusammensetzung, umfassend eine Dispersion
eines festen feuerhemmenden Mittels in einer flüssigen
isocyanathaltigen Vorpolymerzusammensetzung, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssige isocyanathaltige
Vorpolymerzusammensetzung eine mittlere
Isocyanatfunktionalität von größer 2 und einen NCO-Gehalt von 2 bis 15
Gewichts-%, bevorzugt 2 bis 12 Gewichts-% aufweist,
erhältlich durch Umsetzung eines isocyanat-reaktiven
Polymers mit einer mittleren nominellen Funktionalität
von 2 bis 6, bevorzugt von 2 bis 4, und einem mittleren
Äquivalentgewicht von ungefähr 500 bis 5000 mit einem
stöchiometrischen Überschuß einer
Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung, die mindestens 2 Gewichts-% 2,4'-
Diphenylmethandiisocyanat enthält und eine mittlere
Isocyanatfunktionalität im Bereich von 2 bis 2,3
aufweist.
8. Feuerhemmende Zusammensetzung, umfassend eine Dispersion
eines festen feuerhemmenden Mittels in einer flüssigen
isocyanathaltigen Vorpolymerzusammensetzung, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssige isocyanathaltige
Vorpolymerzusammensetzung eine mittlere
Isocyanatfunktionalität von größer 2 und einen NCO-Gehalt von 2 bis 15
Gewichts-% aufweist, erhalten durch Umsetzung von:
(i) einem Polyolbestandteil, mindestens ein
Polyoxyalkylenpolyol umfassend, das Oxyethylengruppen enthält, wobei
der Polyolbestandteil eine mittlere nominelle
Funktionalität von 2 bis 6, ein mittleres
Hydroxyläquivalentgewicht von ungefähr 500 bis ungefähr 5000 und einen
mittleren Oxyethylengehalt von 5 bis 30%, bevorzugt von
10 bis 25%, bezogen auf das Gewicht aller
Oxyalkylengruppen, aufweist und
(ii) einem stöchiometrischen Überschuß, relativ zu dem
Polyolbestandteil, einer
Diphenylmethandiisocyanatzusammensetzung, die mindestens 2 Gewichts-%
2,4'-Diphenylmethandiisocyanat enthält, bezogen auf das Gewicht der
Diisocyanatbestandteile, und eine mittlere
Isocyanatfunktionalität im Bereich von 2 bis 2,3 aufweist.
9. Feuerhemmende Zusammensetzung, umfassend eine Dispersion
eines festen feuerhemmenden Mittels in einer flüssigen
isocyanathaltigen Vorpolymerzusammensetzung, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssige isocyanathaltige
Vorpolymerzusammensetzung durch Umsetzung eines
isocyanatreaktiven Polyoxyalkylenpolymers mit einer
Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensetzung erhältlich
ist, gekennzeichnet durch:
- eine mittlere Isocyanatfunktionalität
dervorpolymerzusammensetzung von größer 2, bevorzugt im Bereich
von 2,05 bis 2,4,
- einen NCO-Gehalt der Vorpolymerzusammensetzung von 2
bis 12 Gewichts-%, bevorzugt von 5 bis 12 Gewichts-%,
- einen Oxyethylengehalt in demisocyanat-reaktiven
Polyoxyalkylenpolymer im Bereich von 5 bis 30%,
bezogen auf das Gewicht aller Oxyalkylengruppen,
- eine mittlere nominelle Funktionalität des
isocyanatreaktiven Polyoxyalkylenpolymers von 2 bis 6,
- einen Gesamtgehalt an Diphenylmethandiisocyanat in der
Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensetzung
von mindestens 60 Gewichts-%,
- einen Gehalt an 2,4'-Diphenylmethandiisocyanatisomer
in der Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden
Zusammensetzung von mindestens 5 Gewichts-%,
- eine mittlere Isocyanatfunktionalität der
Diphenylmethandiisocyanat enthaltenden Zusammensetzung von 2
bis 2,3, bevorzugt von 2,1 bis 2,3.
10. Feuerhemmende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 7
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das feste
feuerhemmende Mittel aus Melamin, Ammoniumpolyphosphat und
Guanidincarbonat ausgewählt ist.
11. Feuerhemmende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 7
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion 10 bis
50 Gewichts-% an festem, feuerhemmenden Mittel enthält.
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- 1996-10-17 HK HK191296A patent/HK191296A/xx not_active IP Right Cessation
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