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Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten - Dokument DE19820917A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19820917A1 11.11.1999
Titel Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Erfinder Scherzer, Dietrich, Dr., 67433 Neustadt, DE;
Treuling, Ulrich, Dr., 64625 Bensheim, DE
DE-Anmeldedatum 09.05.1998
DE-Aktenzeichen 19820917
Offenlegungstag 11.11.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.11.1999
IPC-Hauptklasse C08L 75/04
IPC-Nebenklasse C08L 23/02   C08L 91/06   C08J 9/16   
IPC additional class // (C08G 18/40,101:00)  
Zusammenfassung Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von (i) Teilchen mit einer Größe von < 200 µm, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis 300°C aufweisen, durchführt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen sowie Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, die nach diesem Verfahren herstellbar sind. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von thermoplastischen Teilchen mit einer Größe von < 200 µm und einem Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis 300°C zur Herstellung von üblicherweise geschäumten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, die beim zersägen eine stark verminderte Staubbildung aufweisen.

Die Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, üblicherweise Polyurethan- und gegebenenfalls Polyisocyanuratprodukten, beispielsweise Polyurethanschaumstoffen, durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen ist vielfach beschrieben worden.

Bei der weiteren Verarbeitung beispielsweise von Polyurethanschaumstoffen, insbesondere Polyurethanhartschaumstoffen, die gegebenenfalls Polyisocyanuratstrukturen aufweisen können, kommt es bei einem Zersägen oder Heizdrahtschneiden der Formkörper zu einer unerwünschten Staubbildung und einer rauhen Oberfläche.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen zu entwickeln, mit dem Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erhältlich sind, die bei einer weiteren Verarbeitung unter örtlicher Wärmeeinwirkung, beispielsweise einem Zersägen mit Erzeugung von Reibungswärme oder insbesondere einem Heizdrahtschneiden, eine stark verminderte Staubbildung und anschließend eine angenehm glatte Oberfläche aufweisen.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Umsetzung in Gegenwart von (i) Teilchen mit einer Größe von < 200 µm, bevorzugt ≤ 100 µm, besonders bevorzugt 2 bis 100 µm, insbesondere 10 bis 100 µm die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis 300°C, bevorzugt 70 bis 200°C, aufweisen, durchführt. Unter der Größe der Teilchen ist der Durchmesser der Teilchen zu verstehen, den die Teilchen hätten, wenn sie mit ihrem entsprechenden Volumen in Form einer Kugel vorlägen.

Als (i) setzt man allgemein bekannte Verbindungen oder Mischungen ein, die den erfindungsgemäßen Schmelzpunkt aufweisen und durch übliche Verfahren, beispielsweise durch bekannte Mahlverfahren oder Sprühtrocknung in die erfindungsgemäße Größe zu bringen oder bereits in dieser Größe käuflich zu erwerben sind. Beispielsweise können als (i) Polyolefine, Polyolefincopolymere und/oder Wachse eingesetzt werden, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyolefine enthaltend Polyethylen- und Polypropyleneinheiten, die mit Maleinsäure und/oder Vinylacetat copolymerisiert wurden, beispielsweise EVA, Polystyrole, modifizierte Polystyrole und/oder modifizierte Polyolefine, Fischer-Tropsch-Wachse (Syntheseparafin), Montanwachse, Carnaubawachs, Candillawachs, pflanzliche und/oder tierische Wachse, z. B. Ester von Fettsäuren mit 20 bis 53 Kohlenstoffatomen, die mit 1 bis 5 Hydroxylgruppen aufweisenden organischen Alkoholen, beispielsweise Glycerin, verestert sind.

Bevorzugt werden Polyolefine, die gegebenenfalls modifiziert sein können und/oder Wachse eingesetzt.

Entsprechende Wachse sind im Handel erhältlich, beispielsweise mikronisiertes Polyethylenwachs (AF-31 Wachs) bei der BASF Aktiengesellschaft.

Die weiteren Ausgangsstoffen in dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im Folgenden beispielhaft beschrieben:

Als Isocyanate kommen die an sich bekannten aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen und/oder aromatischen Isocyanate, bevorzugt Diisocyanate in Frage, die gegebenenfalls nach allgemein bekannten Verfahren biuretisiert und/oder iscyanuratisiert worden sein können. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: Alkylendiisocyanate mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, wie 1,12-Dodecandiisocyanat, 2-Ethyl-tetramethylendiisocyanat-1,4, 2-Methylpentamethylendiisocyanat-1,5, Tetramethylendiisocyanat-1,4, Lysinesterdiisocyanate (LDI), Hexamethylendiisocyanat-1,6 (HDI), Cyclohexan-1,3- und/oder 1,4-diisocyanat, 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-, 2,2'- und 2,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4'-, 2,4'- und/oder 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, Polyphenylpolymethylen-polyisocyanate und/oder Mischungen enthaltend mindestens zwei der genannten Isocyanate. Außerdem können Ester-, Harnstoff-, Allophanat-, Carbodiimid-, Uretdion- und/oder Urethangruppen enthaltende Di- und/oder Polyisocyanate in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.

Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen können zweckmäßigerweise solche mit einer Funktionalität von 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6, und einem Molekulargewicht von 60 bis 10 000 verwendet werden, die als gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen Hydroxyl-, Thiol- und/oder primäre und/oder sekundäre Aminogruppen aufweisen. Bewährt haben sich z. B. Polyole ausgewählt aus der Gruppe der Polyetherpolyole, beispielsweise Polytetrahydrofuran, Polyesterpolyole, Polythioether-polyole, hydroxylgruppenhaltigen Polyacetale und hydroxylgruppenhaltigen aliphatischen Polycarbonate oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Polyole. Vorzugsweise Anwendung finden Polyesterpolyole und/oder Polyetherpolyole. Der Hydroxylzahl der Polyhydroxylverbindungen beträgt dabei in aller Regel 28 bis 850 mg KOH/g und vorzugsweise 35 bis 600 mg KOH/g.

Als Polyolkomponenten werden dabei für Polyurethanhartschaumstoffe, die gegebenenfalls Isocyanuratstukturen aufweisen können, hochfunktionelle Polyole, insbesondere Polyetherpolyole auf Basis hochfunktioneller Alkohole, Zuckeralkohole und/oder Saccharide als Startermoleküle, für flexible Schäume 2- und/oder 3-funktionelle Polyether- und/oder Polyesterpolyole auf Basis Glyzerin und/oder Trimethylolpropan und/oder Glykolen als Startermoleküle bzw. zu veresternde Alkohole eingesetzt. Die Herstellung der Polyetherpolyole erfolgt dabei nach einer bekannten Technologie. Geeignete Alkylenoxide zur Herstellung der Polyole sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, Styroloxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Bevorzugt werden Alkylenoxide verwendet, die zu primären Hydroxylgruppen in dem Polyol führen. Besonders bevorzugt werden als Polyole solche eingesetzt, die zum Abschluß der Alkoxylierung mit Ethylenoxid alkoxyliert wurden und damit primäre Hydroxylgruppen aufweisen. Die Polyetherpolyole besitzen eine Funktionalität von vorzugsweise 2 bis 6 und insbesondere 2 bis 4 und Molekulargewichte von 400 bis 3000, vorzugsweise 400 bis 2000.

Geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise aus organischen Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, und mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Die Polyesterpolyole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 4, insbesondere 2 bis 3, und ein Molekulargewicht von 480 bis 3000, vorzugsweise 600 bis 2000 und insbesondere 600 bis 1500.

Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen können gegebenenfalls Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten von 60 bis < 400 als Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Zur Modifizierung der mechanischen Eigenschaften, z. B. der Härte, kann sich jedoch der Zusatz von Kettenverlängerungsmitteln, Vernetzungsmitteln oder gegebenenfalls auch Gemischen davon als vorteilhaft erweisen. Die Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel weisen vorzugsweise ein Molekulargewicht von 60 bis 300 auf. In Betracht kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und/ oder araliphatische Diole mit 2 bis 14, vorzugsweise 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ethylenglykol, Propandiol-1,3, Decandiol-1,10, o-, m-, p-Dihydroxycyclohexan, Diethylenglykol, Dipropylenglykol und vorzugsweise Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6 und Bis- (2-hydroxy-ethyl) -hydrochinon, Triole, wie 1,2,4-, 1,3,5-Trihydroxy-cyclohexan, Glycerin und Trimethylolpropan und niedermolekulare hydroxylgruppenhaltige Polyalkylenoxide auf Basis Ethylen- und/oder 1,2-Propylenoxid und den vorgenannten Diolen und/oder Triolen als Startermoleküle.

Sofern zur Herstellung der Polyisocyaynat-Polyadditionsprodukten Kettenverlängerungsmittel, Vernetzungsmittel oder Mischungen davon Anwendung finden, kommen diese zweckmäßigerweise in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, zum Einsatz.

Als Treibmittel, insbesondere zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen, können übliche chemisch, beispielsweise Wasser, und/oder physikalisch wirkende Treibmittel verwendet werden. Geeignet sind als solche physikalisch wirkenden Treibmittel Flüssigkeiten, welche gegenüber den organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanaten inert sind und Siedepunkte unter 100°C, vorzugsweise unter 50°C, insbesondere zwischen -50°C und 30°C bei Atmosphärendruck aufweisen, so daß sie unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Beispiele derartiger, vorzugsweise verwendbarer Flüssigkeiten sind Alkane, wie Heptan, Hexan, n- und iso-Pentan, vorzugsweise technische Gemische aus n- und iso-Pentanen, n- und iso-Butan und Propan, Cycloalkane, wie Cyclopentan und/oder Cyclohexan, Ether, wie Furan, Dimethylether und Diethylether, Ketone, wie Aceton und Methylethylketon, Carbonsäurealkylester, wie Methylformiat, Dimethyloxalat und Ethylacetat und halogenierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise übliche Fluorkohlenwasserstoffe und/oder Chlorkohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlormethan. Auch Gemische dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder mit anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen können verwendet werden. Geeignet sind ferner organische Carbonsäuren, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Ricinolsäure und carboxylgruppenhaltige Verbindungen. Die Treibmittel werden üblicherweise den gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen zugesetzt. Sie können jedoch der Isocyanatkomponente oder als Kombination sowohl der Polyolkomponente als auch der Isocyanatkomponente oder Vormischungen dieser Komponenten mit den übrigen Aufbaukomponenten zugesetzt werden. Die eingesetzte Menge des physikalischen wirkenden Treibmittels liegt bevorzugt bei 0,5 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen. Wird Wasser als Treibmittel verwendet, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-% Wasser, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,6 bis 7 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, so wird es bevorzugt der Polyolkomponente zugesetzt.

Als Katalysatoren können allgemein bekannte Verbindungen eingesetzt werden, die die Reaktion von Isocyanaten mit den gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen stark beschleunigen, wobei vorzugsweise ein Gesamtkatalysatorgehalt von 0,001 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, verwendet wird. Beispielsweise können folgende Verbindungen verwendet werden: Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, Dicyclohexylmethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-diamino-diethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, N-Methyl- bzw. N-Ethylmorpholin, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylbutandiamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexandiamin-1,6, Pentamethyldiethylentriamin, Dimethylpiperazin, N-Dimethylaminoethylpiperidin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Azabicyclo-(2,2,0)-octan, 1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan (Dabco) und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin, Dimethylaminoethanol, 2-(N,N-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N',N-Tris-(dialkylaminoalkyl)hexahydrotriazine, z. B. N,N',N-Tris-(dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin, Eisen(II)-chlorid, Zinkchlorid, Bleioctoat und vorzugsweise Zinnsalze, wie Zinndioctoat, Zinndiethylhexoat, Dibutylzinndilaurat und/oder Dibutyldilaurylzinnmercaptid, 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, Tetraalkylammoniumhydroxide, wie Tetramethylammoniumhydroxid, Alkalihydroxide, wie Natriumhydroxid, Alkalialkoholate, wie Natriummethylat und Kaliumisopropylat, und/oder Alkalisalze von langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und gegebenenfalls seitenständigen OH-Gruppen.

Der Reaktionsmischung zur Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte können gegebenenfalls noch weitere Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe einverleibt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Flammschutzmittel, Hydrolyseschutzmittel, fungistatische und bakteriostatisch wirkende Substanzen. Als oberflächenaktive Substanzen kommen z. B. Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur der Kunststoffe zu regulieren. Genannt seien beispielsweise Emulgatoren, wie die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z. B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z. B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol oder Dinaphthylmethandisulfonsäure und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie Siloxan-oxalkylen-Mischpolymerisate und andere Organopolysiloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnußöl, und Zellregler, wie Paraffine, Fettalkohole und Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich ferner die oben beschriebenen oligomeren Acrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen. Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, angewandt. Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekannten, üblichen organischen und anorganischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Mittel zur Verbesserung des Abriebverhaltens in Anstrichfarben, Beschichtungsmittel usw. zu verstehen. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: anorganische Füllstoffe wie silikatische Mineralien, beispielsweise Schichtsilikate wie Antigorit, Serpentin, Hornblenden, Amphibole, Chrisotil und Talkum, Metalloxide, wie Kaolin, Aluminiumoxide, Titanoxide und Eisenoxide, Metallsalze, wie Kreide, Schwerspat und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsulfid und Zinksulfid, sowie Glas u. a. Vorzugsweise verwendet werden Kaolin (China Clay), Aluminiumsilikat und Copräzipitate aus Bariumsulfat und Aluminiumsilikat sowie natürliche und synthetische faserförmige Mineralien wie Wollastonit, Metall- und insbesondere Glasfasern verschiedener Länge, die gegebenenfalls geschlichtet sein können. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Kohle, Melamin, Kollophonium, Cyclopentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern, Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäureestern und insbesondere Kohlenstoffasern. Die anorganischen und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische verwendet werden und werden der Reaktionsmischung vorteilhafterweise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Isocyanate und dem Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, einverleibt, wobei jedoch der Gehalt an Matten, Vliesen und Geweben aus natürlichen und synthetischen Fasern Werte bis 80 Gew.-% erreichen kann.

Geeignete Flammschutzmittel sind beispielsweise Trikresylphosphat,Tris-(2-chlorethyl)phosphat, Tris-(2-chlorpropyl)phosphat, Tris(1,3-dichlorpropyl)phosphat, Tris-(2,3-dibrompropyl)phosphat, Tetrakis-(2-chlorethyl)-ethylendiphosphat, Dimethylmethanphosphonat, Diethanolaminomethylphosphonsäurediethylester sowie handelsübliche halogenhaltige Flammschutzpolyole. Außer den bereits genannten halogensubstituierten Phosphaten können auch anorganische oder organische Flammschutzmittel, wie roter Phosphor, Aluminiumoxidhydrat, Antimontrioxid, Arsenoxid, Ammoniumpolyphosphat und Calciumsulfat, Blähgraphit oder Cyanursäurederivate, wie z. B. Melamin, oder Mischungen aus mindestens zwei Flammschutzmitteln, wie z. B. Ammoniumpolyphosphaten und Melamin sowie gegebenenfalls Maisstärke oder Ammoniumpolyphosphat, Melamin und Blähgraphit und/oder gegebenenfalls aromatische Polyester zum Flammfestmachen der Polyisocyanat-polyadditionsprodukte verwendet werden. Im allgemeinen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%, der genannten Flammschutzmittel, bezogen auf das Gewicht der insgesamt eingesetzten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, zu verwenden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden die Isocyanate und die gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen in solchen Mengen zur Umsetzung gebracht, daß das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen der Isocyanate zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome der gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen 0,85 bis 1,25 : 1, vorzugsweise 0,95 bis 1,15 : 1 und insbesondere 1 bis 1,05 : 1, beträgt. Falls insbesondere die Polyurethanhartschaumstoffe zumindest teilweise Isocyanuratgruppen gebunden enthalten, wird üblicherweise ein Verhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome von 1,5 bis 60 : 1, vorzugsweise 1,5 bis 8 : 1, angewandt.

Die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden vorteilhafterweise nach dem one shot-Verfahren, beispielsweise mit Hilfe der Hochdruck- oder Niederdruck-Technik in offenen oder geschlossenen Formwerkzeugen, beispielsweise metallischen Formwerkzeugen, hergestellt. Üblich ist auch das kontinuierliche Auftragen des Reaktionsgemisches auf geeigneten Bandstraßen zur Erzeugung von Paneelen oder Blockschäumen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, nach dem Zweikomponentenverfahren zu arbeiten und die gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, gegebenenfalls das oder die Treibmittel, die Katalysatoren und/oder Hilfs- und/oder Zusatzstoffe in der Komponente (A) zu vereinigen und als Komponente (B) die Isocyanate oder Mischungen aus den Isocyanaten und gegebenenfalls Treibmittel zu verwenden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen (i) werden bevorzugt in dem erfindungsgemäßen Verfahren in Mischung mit der Polyolkomponente, d. h. in Mischung mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, beispielsweise in der bereits beschriebenen Komponente A eingesetzt. Die Verbindungen (i) können aber abgemischt mit der Komponente (B) eingesetzt werden.

Das Gewichtsverhältnis der gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen zu (i) beträgt bevorzugt 5 : 1 bis 20 : 1.

Die Ausgangskomponenten werden in Abhängigkeit vom Anwendungsfall bei einer Temperatur von 0 bis 100°C, vorzugsweise von 20 bis 60°C, gemischt und in das offene oder gegebenenfalls unter erhöhtem Druck in das geschlossene Formwerkzeug eingebracht oder bei einer kontinuierlichen Arbeitsstation auf ein Band, das die Reaktionsmasse aufnimmt, aufgetragen. Die Vermischung kann, wie bereits dargelegt wurde, mechanisch mittels eines Rührers oder einer Rührschnecke durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur in dem Formwerkzeug, d. h. die Temperatur, bei die Umsetzung erfolgt, beträgt üblicherweise > 20°C, bevorzugt 40 bis 80°C.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können in Abhängigkeit von den Einsatzstoffen alle üblichen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, insbesondere aber harte Polyurethanschaumstoffe, die gegebenenfalls Isocyanuratstrukturen aufweisen können, hergestellt werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyurethanhartschaumstoffe weisen üblicherweise eine Dichte von 15 bis 300 kg/m3, vorzugsweise von 20 bis 240 kg/m3 und insbesondere von 25 bis 100 kg/m3, auf. Sie eignen sich beispielsweise als Isolationsmaterial im Bau- und Kühlmöbelsektor, z. B. als Zwischenschicht für Sandwichelemente oder zum Ausschäumen von Kühlschrank- und Kühltruhengehäusen, und insbesondere als Schäume, in denen Materialien durch Hineinstecken fixiert werden können, die bevorzugt eine Dichte von 20 bis 50 kg/m3 aufweisen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyurethanweichschaumstoffe weisen üblicherweise eine Dichte von 15 bis 100 kg/m3 auf und werden bevorzugt im Möbel- und Automobilbereich eingesetzt, besonders bevorzugt als Polstermaterial.

Bevorzugt werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Polyurethanhartschaumstoffe, die gegebenenfalls Isocyanuratgruppen enthalten können, hergestellt, da die erfindungsgemäßen Verteile (glatte Oberfläche nach einem Schneiden unter Wärmeeinwirkung sowie keine Staubbildung beim Schneiden) im Falle von Hartschaumstoffen besonders deutlich werden.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiele

Die in der Tabelle 1 angegebenen A-Komponenten wurden in den einzelnen Beispielen mit Lupranat® M 50 (BASF Aktiengesellschaft) als B-Komponente bei einem Isocyanatindex von 185 intensiv verrührt. Direkt im Anschluß wurden jeweils 50 g in einem Becher mit einem Volumen von 1000 ml gefüllt und zur Reaktion gebracht. Die Angaben in der Tabelle beziehen sich auf Gewichtsteile. Tabelle 1



(v): Vergleichsbeispiel,

(e): erfindungsgemäßes Beispiel,

Merginat® PV235: Polyol, Hydroxylzahl 270 mg KOH/g, Funktionalität 6 (Harburger Fettchemie),

Lupranol® 3530: Polyetherpolyol auf der Basis Glycerin/Propylenoxid, Hydroxylzahl 500 (BASF Aktiengesellschaft),

Tegostab® B 1903: Stabilisator (Firma Goldschmidt),

Lupragen® N 206: Amin-Katalysator (BASF Aktiengesellschaft),

Lupragen® N 600: Amin-Katalysator (BASF Aktiengesellschaft),

AF31-Wachs: feinstmikronisiertes Polyethylenwachs, 99,9% kleiner als 32 µm, 70% kleiner als 10 µm (BASF Aktiengesellschaft),

A-Wachs: Polyethylenwachs, Teilchengröße > 1000 µm,

Lupranat® M 50: Polymer-MDI, NCO-Gehalt 31%.

Die A-Komponente des Beispiels 2 war nicht stabil, so daß kein Schaum hergestellt werden konnte. Die Reaktionsparameter der Beispiele 1, 3 und 4 sind in der Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2



Zur Beurteilung der Verarbeitbarkeit der Hartschaumstoffe wurden diese mit einem Heizdraht-Schneidegerät (Firma Dingeldein) geschnitten. Die erfindungsgemäß mit den mikronisierten Wachsen hergestellten Hartschaumstoffe zeigten beim Schneiden mit dem Heizdraht keine Staubentwicklung. Die Schnittfläche war angenehm glatt. Im Gegensatz dazu staubte der Hartschaumstoff des Beispiels 1, der ohne mikronisiertes Wachs hergestellt wurde, beim Schneiden mit dem Heizdraht und wies zudem nach dem Schneiden eine unangenehm rauhe, optisch unbefriedigende Oberfläche auf.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von (i) Teilchen mit einer Größe von < 200 µm, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis 300°C aufweisen, durchführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als (i) Polyolefine und/oder Wachse einsetzt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (i) eine Größe von ≤ 100 µm aufweisen.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man (i) in Mischung mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen einsetzt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen zu (i) 5 : 1 bis 20 : 1 beträgt.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren in Gegenwart von Treibmitteln durchführt und die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte Polyurethanhartschaumstoffe darstellen.
  7. 7. Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. 8. Polyurethanhartschaumstoffe erhältlich durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6.
  9. 9. Verwendung von thermoplastischen Teilchen mit einer Größe von < 200 µm und einem Schmelzpunkt in einem Bereich von 50 bis 300°C zur Herstellung von geschäumten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, die bei einer Verarbeitung unter örtlicher Wärmeeinwirkung, beispielsweise einem Zersägen mit Erzeugung von Reibungswärme oder insbesondere einem Heizdrahtschneiden, eine stark verminderte Staubbildung aufweisen.






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