DE69127500T2

DE69127500T2 - Allein mit Wasser verschäumte Polyurethanschaumstoffe

Info

Publication number: DE69127500T2
Application number: DE69127500T
Authority: DE
Inventors: Philippe Motte
Original assignee: Arco Chemical Technology LP
Current assignee: Lyondell Chemical Technology LP
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2011-04-25
Also published as: CA2039217A1; US5177119A; JPH04227645A; EP0459622A1; DE69127500D1; ES2106053T3; EP0459622B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Synthese von Polyurethanzusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung. In einem Aspekt betrifft sie insbesondere Polyurethanzusammensetzungen, die ohne Einsatz von Halogenkohlenstoff-Treibmitteln nur mit Wasser verschäumt werden.

Hintergrund der Erfindung

Polyurethanschäume, die durch die Reaktion eines Polyisocyanats mit einer Polyhydroxyl enthaltenden Verbindung in Gegenwart eines geeigneten Katalysators hergestellt werden, sind gängige Futtermaterialien für Kissen in Möbeln, Automobilen u.ä. Polyurethanschäume werden auch als Schwämme und für andere Anwendungen eingesetzt, in denen Flüssigkeitsabsorptionseigenschaften gefragt sind, z.B. als spezielles Verpackungsmaterial oder als Körperpflege- und Hygieneartikel.
Polyurethanschaumformulierungen erfordern typischerweise ein Treibmittel, um das Gas zu erzeugen mit dem die Polyurethanschaumzellen gefüllt oder expandiert werden. Die resultierende Dichte eines Polyurethanschaums wird durch die Menge und Wirksamkeit der Treibmittel gesteuert. Während Kohlendioxid als Treibmittel durch die Reaktion von Wasser mit dem Isocyanat erzeugt werden kann, hat die Verwendung niedrig siedender inerter Flüssigkeiten, vor allem von Fluorchlorkohlenstoffen (FCKs), zur Steigerung oder zum Ersatz der chemischen Treibwirkung zu bestimmten vorteilhaften Eigenschaften in den fertigen Schäumen geführt, wie z.B. einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit, die charakteristisch für die gefangenen FCKs ist.
Jedoch besteht seit einiger Zeit der Verdacht, daß die als Treibmittel und zu anderen Zwecken verwendeten FCKs zur Verringerung der Ozonschicht in der oberen Atmosphäre beitragen, wo die im allgemeinen inerten FCKs durch UV-Licht zersetzt werden. Um dieses mögliche Problem zu vermeiden, hat sich das Interesse an nur mit Kohlendioxid verschäumten Polyurethanschäumen wieder verstärkt.
Die Verwendung von Kohlendioxid, das durch die Reaktion von Wasser mit Isocyanat erzeugt wird, als einziges Treibmittel erfordert Formulierungen, die verhältnismäßig große Mengen Wasser enthalten, um Schaumsorten mit niedriger Dichte zu erhalten, d.h. 5 Gewichtsteile Wasser für eine Dichte von 19,2 kg/m³ (1,2 pounds pro cubic foot (pcf)). Wenn der Wassergehalt ein bestimmtes Maß übersteigt, und zwar etwa 5,4, lassen sich die Schäume wegen der gesteigerten exothermen Bedingungen und der damit verbundenen Gefahr von Versengen oder Feuer schlechter verarbeiten.
Zusätzlich sind die Hauptparameter, die die Härte flexibler Polyurethanschäume regeln, das Verhältnis von harten Segmenten zu weichen Segmenten und ihre Verteilung in der Polymerkette. Wenn Wasser als Treibmittel verwendet wird, erzeugt jeder der Schaumformulierung zugesetzte Teil Wasser 8,2 Teile eines aromatischen harten Segments von hoher Dichte (den Polyharnstoffanteil), wenn man die bevorzugten aromatischen Isocyanate, z.B. Tolylendiisocyanat (TDI) verwendet. Bei einem Wassergehalt von mehr als 4 Teilen nimmt das harte Segment so signifikant zu, daß die Erweichungseigenschaften der Standardpolyole keine Wirkung mehr haben.
Man hat bereits zahlreiche Versuche unternommen, den negativen Einfluß der überschüssigen Harnstoffgruppen auf die Weichheit der Polyurethanschäume auszugleichen. Ein Ansatz besteht beispielsweise darin, die Polyolfunktionalität zu verringern und gleichzeitig die Polymerkettenlänge des Polyols zu erhöhen. Polypropylenoxid/Polyethylenoxid-Copolymertriole mit Molekulargewichten im Bereich von 2000 bis 6000 werden mit Diolen ähnlicher Struktur vermischt. In mit Wasser verschäumten Formulierungen ist der von diesen Diol/Triol-Mischungen vermittelte Erweichungseffekt begrenzt, wenn die Gesamtfunktionalität nicht erheblich gesenkt und das Molekulargewicht signifikant erhöht wird. Solche Veränderungen in der Struktur der Polyolmischungen führen zu einer Verringerung der Reaktivität des Polyols, die durch hohe Zugaben von Ethylenoxid ausgeglichen werden muß. Dann lassen sich die fertigen Polyole nur schwer verarbeiten und ergeben Schäume mit schlechten statischen Ermüdungseigenschaften und erheblich verringerter Hydrolysebeständigkeit.
Ein Beispiel für ersteren Ansatz ist in US-A-3,857,800 zu sehen. Dort sind flexible Polyurethanschäume beschrieben, die durch Schäumen einer Reaktionsmischung mit einem Polyol, einem organischen Polyisocyanat und einem Treibmittel, bei dem es sich um Wasser handeln kann, hergestellt. Ansonsten würde ein geschlossenzelliger Schaum entstehen, der nach seiner Herstellung schrumpft. So jedoch wird die schäumbare Reaktionsmischung dadurch modifiziert, daß man ein zusätzliches Polyol verwendet, das sich vom primären Polyol unterscheidet, ein Molekulargewicht von etwa 500 bis 3500 hat und mindestens 40 Gew.-% Oxyethylengruppen enthält, von denen zumindest einige nicht endständig sind. Die Menge des zusätzlichen Polyols beträgt nicht mehr als 50 Gew.-% des Gesamtpolyols in der Reaktionsmischung. Bei diesem zusätzlichen Polyol kann es sich um Polyethylenetherglykol handeln.
Verwandt mit diesem Patent ist US-A-3,943,075, in dem flammbeständige Polyurethanschäume erörtert werden. Diese erhält man durch Umsetzung eines Tolylendiisocyanats (TDI) mit einem Polyol in Gegenwart einer Substanz, die normalerweise für die Polymerisation von TDI wirksam ist, und eines alterungshemmenden Additivs wie eines halogenierten aliphatischen Phosphats. Ein zusätzliches Polyol wie in US-A-3,857,800 kann ebenfalls vorhanden sein. Das Begleitpatent US-A-3,803,064 deckt Verfahren zur Herstellung der Schäume aus US-A- 3,943,075 ab. Auch das französische Patent 2,095,362 ist mit dieser Gruppe von Patenten verwandt.
Ebenfalls von Interesse im Zusammenhang mit diesem Ansatz ist US-A-4,259,452. Es betrifft ein Verfahren zur Herstellung flexibler Polyetherpolyurethanschäume, die eine im wesentlichen netzartige Gerüststruktur haben. Wenn der flexible Schaum durch Umsetzen einer Polyhydroxylverbindung mit einem organischen Polyisocyanat in Gegenwart eines Treibmittels, eines Katalysators und anderer Additive durch ein einstufiges Verfahren hergestellt wird, wird eine Mischung aus (a) Poly(oxyethylenoxypropylen)polyetherpolyol mit 51 bis 98 Gew.-% einer Ethylenoxidkomponente und (b) Poly(oxyethylenoxypropylen)polyetherpolyol mit nicht weniger als 51 Gew.- % der Propylenoxidkomponente als Polyhydroxylverbindung verwendet.
Ein zweiter Ansatz besteht darin, die überschüssigen Harnstoffgruppen dadurch zu verringern, daß man den Isocyanatindex der nur mit Wasser verschäumten Formulierungen senkt. Bei diesem Verfahren, bei dem man herkömmliche Polypropylen/Polyethylenoxid-Copolymertriole mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 6000 verwendet, verschlechtern sich sowohl das Schäumverfahren als auch die physikalischen Eigenschaften des Schaums rasch, wenn der Isocyanatindex unter 103 fällt.
Die niedrige Vernetzungsdichte des Schaums in der frühen Stufe der Polymerisation ergibt eine schwache Zellstruktur und führt teilweise zu einem Zusammenfallen. Wenn man den Gehalt an Katalysator und oberflächenaktivem Mittel erhöht, kann man diesen Mangel an Stabilität ausgleichen und einen Schaum mit geschlossenzelliger Struktur und möglicher Schrumpfung erhalten. Im Ergebnis werden einige der wichtigsten physikalischen Eigenschaften des Schaums wie die Einreißfestigkeit, die Zugfestigkeit und die Dehnung vollständig zerstört, während die statischen Ermüdungswerte sich kaum nennenswert verändern.
Da keiner dieser Ansätze sich bisher als zufriedenstellend erwiesen hat, wäre es nützlich, eine verbesserte Polyurethanzusammensetzung abzuleiten, in der nur Wasser als Treibmittel verwendet wird, deren Eigenschaften sich jedoch überhaupt nicht verschlechtern würden wie bei den früheren Ansätzen.
Folglich ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Polyurethanzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die außer Wasser kein anderes Treibmittel erfordert, um Kohlendioxid zu erzeugen, so daß der Einsatz von FCKs vermieden werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Polyurethanzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die ansonsten herkömmlichen Polyurethanzusammensetzungen in jeder Hinsicht ähnlich ist.
Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Polyurethanzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die sich mit der zur Verfügung stehenden Polyurethantechnologie ohne weiteres herstellen läßt.
Bei der Lösung dieser und anderer Aufgaben der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Polyurethanschaumzusammensetzung zur Verfügung gestellt, bei dem man eine Polyolmischung, die ein Gemisch aus mindestens einem Polyethylenglykol mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 600 und einem Polyalkylenoxidtriol mit verhältnismäßig höherem Molekulargewicht von mindestens 2000 enthält, in Gegenwart eines Polyurethankatalysators sowie in Gegenwart von Wasser als Treibmittel mit mindestens einem Polyisocyanat zur Umsetzung bringt, wobei das Wasser in einer Menge von 4,5 bis 7 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polyol vorhanden ist und das Polyisocyanat in einer Menge vorliegt, die einen Isocyanatindex von nicht mehr als 103 zur Verfügung stellt.
Wir haben jetzt herausgefunden, daß spezielle Polyolmischungen die Herstellung von nur mit Wasser verschäumten flexiblen Polyurethanschäumen ermöglicht, vor allem von im wesentlichen weichen Schäumen mit Dichten zwischen 18,4 und 27,2 kg/m³ (1,5 bis 1,7 pcf), die trotzdem ausgezeichnete physikalische Eigenschaften behalten. Wie sich herausgestellt hat, kann der durch die Senkung des Isocyanatindex erzielte Erweichungseffekt erreicht werden, ohne daß dies auf Kosten des Schäumverfahrens geht. Dadurch könnte man nämlich ein unerwünschtes Ergebnis erhalten, z.B. übermäßig offene oder feste Schäume oder verschlechterte physikalische Eigenschaften wie eine Verringerung der Festigkeit, statischen Ermüdung und Hydrolysebeständigkeit wie beim ersten vorstehend beschriebenen Ansatz. Die Neuerung besteht in der Zugabe kleiner Mengen kurzkettiger, reaktiver Polyethylenglykole mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht zu den Polypropylenoxid/Polyethylenoxid-Copolymertriolen, um eine Polyolmischung zu erhalten.
Die Verlängerung mit einer kurzen Kette, die das Ergebnis eines difunktionellen Produkts mit niedrigem Molekulagewicht ist, stört die Trennung der harten Polyharnstoffsegmente und verringert eine Orientierung der Polyetherkette. Außerdem stellt ein reaktiver kurzkettiger Verlängerer in einer früheren Stufe eine kontrollierte Vernetzungsdichte des Schaums zur Verfügung, so daß seine Stabilität erhalten bleibt, ohne daß gleichzeitig eine geschlossenzellige Struktur gefördert wird. Folglich wird eine hohe Bandbreite der Schaumverarbeitung geboten.
Das Polyethylenglykol hat ein relativ niedriges Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 600. Es kann eine Struktur der Formel HO-(CH&sub2;CH&sub2;O)x-H haben, in der x im Bereich von 4 bis 13 liegt. Die Verwendung dieser Mateterialien erlaubt die Herstelung von Polyurethanschäumen mit niedrigeren TDI-Indizes als üblich. Der niedrigere TDI-Index tritt ohne Nachteile ein, weil die erfindungsgemäße Formulierung über eine frühe Vernetzung und eine frühe exotherme Reaktion verfügt. In einer Ausführungsform macht das Polyethylenglykol mit niedrigem Molekulargewicht weniger als 50 % der Polyolmischung aus, wobei das Polyalkylenoxidpolyol mit relativ hohem Molekulargewicht mehr als 50 Gew.-% der Polyolmischung ausmacht. Überraschend haben wir herausgefunden, daß nur kleine Mengen dieser Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht verwendet zu werden brauchen. Beispielsweise braucht man nur 2 bis 10 Gewichtsteile des Polyols, d.h. 2 bis 10 Teile Polyol auf 100 Teile der gesamten in der Polyurethanformulierung verwendeten Menge, was 0,9 bis 9 % der Polyurethanformulierung entspricht. Vorzugsweise beträgt der Anteil des Polyols mit niedrigerem Moleklargewicht 4 bis 8 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des Gesamtpolyols.
Auch Schäume mit hoher Rückpralleldstizität (HR-Schäume) können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polyolmischungen hergestellt werden.
Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, daß die verbleibenden Polyurethanschaumkomponenten herkömmlich sind, was bedeutet, daß die Erfindung mit Standardformulierungen kompatibel ist. Beispielsweise werden verschiedene Polyalkylenoxidtriole mit verhältnismäßig hohem Molekulargewicht, die im wesentlichen sekundäre Hydroxylgruppen enthalten, als geeignet für die Verwendung mit dem Polyethylenglykol mit niedrigem Molekulargewicht in den Polyolmischungen für die erfindungsgemäßen Polyurethanzusammensetzungen angesehen. Diese Triole umfassen, sind jedoch nicht unbedingt beschränkt auf Polyole mit oder ohne Ethylenoxidschutzgruppen (EO- Schutzgruppen) sowie Polyole, die Propylenoxid (PO) und/oder Butylenoxid enthalten. Die Polyole können Blöcke oder statistische Verteilungen dieser verschiedenen, geeigneten Initiatoren zugesetzten Alkylenoxide aufweisen. In einem Aspekt hat das Polyol vorzugsweise ein Molekulargewicht von 2000 bis 10.000, noch bevorzugter 3000 bis 8000. Typischerweise entsteht es durch die Reaktion eines Initiators, auf dem sich eine Vielzahl reaktiver Wasserstoffatome befindet, mit einem oder mehreren Alkylenoxiden. Geeignete Initiatoren umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Glycerin, Alkanolamine, Alkylamine, Aryl- oder aromatische Amine, Saccharose, Sorbit, Trimethylolpropan (TMP), α-Methylglucosid, β-Methylglucosid oder ein anderes Methylglukosid, Harze von Phenol, Anilin und gemischtem Phenolanilin wie Methylendianilin oder Bisphenol A, Mannich- Kondensate sowie deren Mischungen. Das Polyol kann dadurch hergestellt werden, daß man den Initiator mit der erwünschten Molanzahl eines Alkylenoxids alkoxyliert. Vorzugsweise hat das Alkylenoxid zwei bis vier Kohlenstoffatome und ist somit EO, PO, Butylenoxid oder eine Mischung davon. Die Alkylenoxide können bei Zugabe vermischt oder der Polyolinitiatorkette getrennt zugesetzt werden, um Blöcke oder Schutzgruppen zu bilden. In einem Aspekt wird dem Initiator eine Mischung aus Ethylen- und Propylenoxid zugesetzt. Die Alkoxylierung kann, muß aber nicht katalysiert sein. KOH ist ein verbreitet verwendeter Katalysator, obwohl auch andere verwendet werden können, vor allem Zinkhexacyanocobaltat. Die Polyole können gemäß den in US-A-3,029,505, 3,900,518, 3,941,049 und 4,355,100 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Alternativ können auch verschiedene Polymerpolyole verwendet werden, die die geeigneten aufgeführten Polyolkomponenten ersetzen oder ergänzen. Vorzugsweise ist das Polyalkylentriol mit relativ hohem Molekulargewicht ein gemischtes Polypropylenoxid/Polyethylenoxid-Copolymertriol.
Typischerweise wird ein Katalysator für die Herstellung von Polyurethanschäumen auf herkömmliche Weise verwendet. Solche Katalysatoren können eine oder mehrere der folgenden Substanzen umfassen:
(a) tertiäre Amine wie Trimethylamin, Triethylamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, N, N-Dimethylbenzylamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,4-butandiamin, N,N-Dimethylpiperazin, 1,4-Diazobicylo[2.2.2]octan, Triethylendiamin u.ä.;
(b) tertiäre Phosphine wie Trialkylphosphine, Dialkylbenzylphosphine u.ä.;
(c) starke Basen wie Alkali- und Erdalkalimetallhydroxide, Alkoxide und Phenoxide;
(d) säurehaltige Metallsalze starker Säuren wie Eisenchlorid, Zinnchlorid, Antimontrichlorid, Wismutnitrat und Chlorid u.ä.;
(e) Chelate verschiedener Metalle wie solcher, die man aus Acetylaceton, Benzoylaceton, Trifluoracetylaceton, Ethylacetacetat, Salicylaldehyd, Cyclopentanon-1-carboxylat, Acetylacetoimin, bis-Acetylacetonalkylendiamin, Salicylaldehydimin u.ä. mit Metallen wie Be, Mg, Zn, Cd, Pd, Ti, Zr, Sn, As, Bi, Cr, Mo, Mn, Fe, Co und Ni erhält;
(f) Alkoholate und Phenolate verschiedener Metalle wie Ti(OR)&sub4;, Sn(OR)&sub4;, Al(OR)&sub3; u.ä., wobei R Alkyl oder Aryl ist, und die Reaktionsprodukte von Alkoholaten mit Carbonsäuren, β-Diketonen und 2-(N,N-Dialkylamino)alkoholen;
(g) Salze organischer Säuren mit verschiedenen Metallen wie Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Al, Sn, Pb, Mn, Co, Ni und Cu, einschließlich beispielsweise Natriumacetat, Zinnoctoat, Zinnoleat, Bleioctoat, metallische Trockner wie Mangan und Cobaltnaphthenat u.ä. sowie
(h) organometallische Derivate von vierwertigem Zinn, drei- und fünfwertigem As, Sb und Bi und Metallcarbonyle von Eisen und Cobalt.
Natürlich können auch Kombinationen der vorstehend aufgeführten Polyurethankatalysatoren verwendet werden. Üblicherweise liegt die verwendete Katalysatormenge im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 5,0 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols. Häufiger beträgt die verwendete Katalysatormenge etwa 0,2 bis etwa 2, Gewichtsteile.
Die Polyolmischung für die Polyurethanzusammensetzung wird in Gegenwart eines oder mehrerer der vorstehend aufgeführten Katalysatoren nach herkömmlichen Verfahren mit einem Polyisocyanat zur Umsetzung gebracht. Das verwendete Polyisocyanat kann jedes aromatische oder aliphatische Polyisocyanat wie Toluoldiisocyanate (TDIs), polymere Isocyanate oder aliphatische Diisocyanate sein. Typische aromatische Polyisocyanate sind unter anderem m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, Polymethylenpolyphenylisocyanat, 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, Dianisidindiisocyanat, Bitolylendiisocyanat, Naphthalin-1,4-diisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, aliphatische-aromatische Diisocyanate wie Xylylol-1,4-diisocyanat, Xylylol-1,2- diisocyanat, Xylylol-1,3-diisocyanat, bis(4-Isocyanatophenyl)methan, bis(3-Methyl-4-isocyanatophenyl)methan und 4,4'-Diphenylpropandiisocyanat. Geeignete aliphatische Diisocyanate umfassen Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Methylen-bis-cyclohexylisocyanate. Toluoldiisocyanate werden in einem Aspekt der Erfindung bevorzugt.
Zur Verwendung geeignete aromatische Polyisocyanate umfassen mit Methylen verbrückte Polyphenylpolyisocyanatmischungen, die eine Funktionalität von etwa 2 bis etwa 4 aufweisen. Letztere Isocyanatverbindungen werden im allgemeinen durch Phosgenierung entsprechender mit Meethylen verbrückter Polyphenylpolyamine hergestellt, welche herkömmlich durch die Reaktion von Formaldehyd und primären aromatischen Aminen wie Anilin in Gegenwart von Chlorwasserstoffsäure und/oder anderen säurehaltigen Katalysatoren entstehen. Das Polyisocyanat wird in einer Menge eingesetzt, daß es einen Isocyanatindex von nicht mehr als 103 zur Verfügung stellt.
Das Schäumen erfolgt in Gegenwart von Wasser, das mit dem Isocyanat reagiert, um Kohlendioxid herzustellen, welches als Treibmittel dient. Normalerweise wird das Wasser bezogen auf 100 Gewichtsteile des vorhandenen Polyols in Mengen von 4,5 bis 7 Gewichtsteilen verwendet, vorzugsweise nicht mehr als 6,5 Gewichtsteilen. In dieser Erfindung werden neben dem Wasser keine anderen organischen Treibmittel verwendet. Zusätzliche Treibmittel wie die FCKs oder Methylenchlorid sind weder notwendig noch erwünscht. Additive zur Regulierung der Zellgröße und -struktur, beispielsweise oberflächenaktive Mittel aus Silikon wie Dimethylpolysiloxane, können der Schäummischung jedoch ebenfalls zugesetzt werden. Füllstoffe, Färbemittel oder Weichmacher bekannten Typs können natürlich ebenfalls zum Einsatz kommen. Diese und andere Additive sind Fachleuten bekannt.
Die Erfindung ist im Labor vorgeführt worden. Im folgenden sind Beispiele angeführt, wie Polyethylenglykole mit niedrigem Molekulargewicht in Polypropylenoxid/Polyethylenoxidtriole mit hohem Molekulargewicht inkorporiert werden. Sämtliche Ergebnisse stammen von Polyurethanharzschäumen, die auf einer Maxfoam-Maschine im Labormaßstab hergestellt und nach ASTM D3574 gemessen wurden. Tabelle 1 Polyurethanschäume des Dichtegrades 1,2 pcf Tabelle 2 Polyurethanschäume des Dichtegrades 1,3 pcf Tabelle 3 Polyurethanschäume des Dichtegrades 1,4 pcf
Wie Tabelle 1 bis 3 zeigen, werden die Härtewerte (IFD 25 %) im niedrigen Isocyanatindex (95 bis 98 gegenüber 100 bis 103) in den nur mit Wasser verschäumten Polyethylenetherglykolformulierungen um etwa 40 % verringert, während die Festigkeit und die statischen Ermüdungseigenschaften sehr gut bleiben. Somit stellen die erfindungsgemäßen Formulierungen, bei denen zur Erzeugung des Treibmittels kein FCK, sondern nur Wasser als Treibmittel eingesetzt wird, gute Schäume, ohne daß wichtige Eigenschaften wie zum Beispiel die Zugdehnung verloren gehen. Durch Zusatz von Glykolen mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht können der Isocyanatindex gesenkt, die physikalischen Eigenschaften des Schaums jedoch beibehalten werden.
Die erfindungsgemäßen Polyurethanschäume und ihr Herstellungsverfahren können auf verschiedene Weise modifiziert werden. Beispielsweise könnte ein Fachmann Temperatur, Druck, Reaktanten, Verhältnisse und Zugabemodi innerhalb der angegebenen Parameter entsprechend einstellen, um Polyurethanschäume mit besonders vorteilhaften Eigenschaften bereitzustellen. Es können innerhalb des beanspruchten Rahmens der Erfindung auch andere als die spezifisch angegebenen Polyethylenglykole verwendet werden. In den Beispielen wird zwar nur ein Polyethylenglykol mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht verwendet, aber es ist selbstverständlich möglich, gleichzeitig mehr als ein Glykol einzusetzen.

Glossar

Dabco 33LV Ein Produkt von Air Products and Chemicals, Inc., eine Lösung von Triethylendiamin in Dipropylenglykol.
Dabco T-10 Ein Produkt von Air Products and Chemicals, Inc., und zwar Di-(2- ethylhexyl)phthalat/Zinnalkylhexoat in einem Verhältnis von 50/50.
PEG 200 Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 200.
PEG 400 Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 400.
Surfactant L6202 Ein Produkt der Union Carbide Corporation, und zwar Polyalkylenoxidmethylsiloxan-Copolymere.
Thanol F-3525- Polyol Ein mit Glycerin initiierter Polyether von Propylenoxid, der etwa 13 % Ethylenoxid enthält, eine Hydroxylzahl von 48 hat und im wesentlichen sekundäre Hydroxylgruppen aufweist. Hergestellt von ARCO Chemical Company.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Polyurethanschaumzusammensetzung, bei dem man eine Polyolmischung, die ein Gemisch aus mindestens einem Polyethylenglykol mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 600 und einem Polyalkylenoxidtriol mit verhältnismäßig höherem Molekulargewicht von mindestens 2000 enthält, in Gegenwart eines Polyurethankatalysators sowie in Gegenwart von Wasser als Treibmittel mit mindestens einem Polyisocyanat zur Umsetzung bringt, wobei das Wasser in einer Menge von 4,5 bis 7 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polyol vorhanden ist und das Polyisocyanat in einer Menge vorliegt, die einen Isocyanatindex von nicht mehr als 103 zur Verfügung stellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Polyethylenglykol mit niedrigem Molekulargewicht weniger als 50 Gew.-% der Polyolmischung und das Polyalkylenoxidtriol mit einem verhältnismäßig höheren Molekulargewicht mehr als 50 Gew.-% der Polyolmischung ausmacht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Polyethylenglykol mit niedrigem Molekulargewicht 2 bis 10 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Gesamtpolyolmenge in der Polyurethanschaumzusammensetzung ausmacht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Polyethylenglykol mit niedrigem Molekulargewicht 4 bis 8 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Gesamtpolyolmenge in der Polyurethanschaumzusammensetzung ausmacht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Polyalkylentriol mit verhältnismäßig hohem Molekulargewicht ein gemischtes Triol aus Polypropylenoxid/Polyethylenoxid-Copolymer ist.