DD229276A3 - Verfahren zur herstellung von polyurethan-hartschaumstoffsystemen zur mehrschichtenelementfertigung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung wird zur Fertigung von Mehrschichtenelementen angewendet. Ziel und Aufgabe bestehen darin, aus einer geeigneten Polyolkomponente Polyurethan-Hartschaumstoffsysteme herzustellen, wobei ein Polyol, gewonnen aus dem Rueckstand der Toluylendiisocyanat-Destillation, eingesetzt wird. Die Aufgabe wird geloest, indem in der Polyolkomponente zu 80 bis 30 Teilen eines Polyolgemisches 20 bis 70 Teile eines speziellen Polyols zugegeben werden, wobei das spezielle Polyol eine Trichlorfluormethanvertraeglichkeit mindestens 0,4 g Trichlorfluormethan pro g Polyol und eine OH-Zahl 400 bis 650 hat und aus dem nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rueckstand der Toluylendiisecyanat-Destillation, dessen NC-Gehalt 23 bis 30% betraegt und aus niedermolekularen Diolen und/oder Triolen, deren Molmasse kleiner 500 ist, gewonnen wurde und ein Gewichtsverhaeltnis des nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rueckstandes der Toluylendiisocyanat-Destillation zu Diol und/oder Triol gleich 15 zu 85 bis 40 zu 60, gegebenenfalls unter Zusatz von Saeureacceptoren, eingestellt wird.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschäumstoffsystemen zur Mehrschichtenelementfertigung.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Polyurethan- Hartschaumstoff systemen, die sich zur Fertigung von Mehrschichtenelementen mit Deckschichten und einem Kern aus Polyurethanhartschaumstoff eignen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß die Produktion von Toluylendiisocyanat zwangsläufig zu einem nicht destillierbaren Rückstand führt. Dieser Rückstand ist ein UCO-Gruppen-haltiges, toxisches Abprodukt, das entsprechend des angewandten Verfahrens in einer Menge von 5 bis 10 % bezogen auf die Toluylendiisocyanat-^ienge anfällt. Mit der Verwertung dieses Abproduktes beschäftigen sich eine Reihe von Erfindungen«

Nach DE-OS 2 532 384 werden die Polyisocyanat-Destillations-Rückstände in den zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen üblichen Lösungsmitteln gelöst..Die so erhaltenen Lösungen werden als Vernetzerkomponente für Polyurethan- bzw· Polyisocyanat-Hartschaumstoffe eingesetzt. Nachteil dieser Erfindung ist, daß bei den relativ niedrigen Lösetemperatüren, Trichlorfluormethan Siedep. 23»8 ⁰C, der Rückstand nur sehr schwer und nicht vollständig in Lösung geht. Ein weiterer entscheidender Uaenteil ist die hohe Sprödigkeit der mit Toluylendiisocyanat-

Rückstand hergestellten Polyurethanhartschaumstoffe· Aufgrund dieser hohen Sprödigkeit ist insbesondere die Haftung zwischen dem Polyurethanhartschaumstoff und den angeschäumten Deckschichten nicht gewährleistet. Das Verfahren eignet sich somit nur zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, die lediglich Isolierfunktionen zu erfüllen haben und nicht zusätzlich stützend wirken.

Nach DE-OS 2 544 567 werden die Destillationsrückstände der Toluylendiisocyanatproduktion chemisch aufgeschlossen. Die nach dem Aufschluß erhaltenen aminogruppenhaltigen Produkte werden durch. Alkoxylierung in Polyetheralkohole überführt. Aufgrund der zeitaufwendigen Verfahrensschritte sind die Polyetheralkohole ökonomisch ungünstiger als analoge auf herkömmliche Weise hergestellte Vergleichsprodukte. Dadurch werden auch die mit diesen Polyetheralkoholen hergestellten Polyurethanhartschaumstoffsysteme in ihrer Ökonomie negativ beeinflußt. Durch den Einsatz von Mon®ethanolamin als Aufschlußmittel werden Polyetheralkohole mit hohen Gehalten an aliphatisch gebundenen Stickstoffatomen erhalten. Derartige Polyether besitzen zwar eine hohe katalytisch^ Anfangsaktivität für die UCO-/OH-Reaktion, doch sinkt die Aktivität in dem Maße wie die Polyetheralkohole in das Polymergerüst eingebaut werden. Uach Einbau, der stickstoffhaltigen Polyetheralkohole sind die Stickstoffatome nahezu fest fixiert und sind kaum noch in der Lage durch Wechselwirkungen mit der KCO-Gruppe die Urethanbildungsreaktion zu katalysieren. Daher besitzen derartige Polyurethanhartschaumstoffsysteme eine schlechte Aushärtung in der letzten Phase der Reaktion· Eine schnelle Reaktion gerade in der letzten Reaktionsphase ist jedoch Voraussetzung für eine entsprechend hohe Bandgeschwindigkeit bei der kontinuierlichen Produktion bzw* für kurze Entformzeiten bei der diskontinuierlichen Fertigung von Mehrschichtenelementen· nachteilig ist, daß diese Polyurethanhartschaumstoffsysteme zu langsam aushärten«

Nach DE-OS 2 942 678 wird der Rückstand der Toluylen-Destillation zunächst mit überschüssigem Wasser denaturiert. Vor der weiteren Verarbeitung muß das Produkt gemahlen und getrocknet werden. Das gemahlene Pestprodukt wird bei erhöhter

Temperatur in mehrwertigen Alkoholen gelöst. Die erhaltenen Produkte werden unter anderem zur Herstellung -von Hartschaumstoffen eingesetzt· Heben dem noch immer relativ aufwendigen Verfahren der Herstellung der hydroxylgruppenhaltigen Produkte, sind diese als Polyolbestandteil von qualitativ hochwertigen Polyurethan-Hartschaumstoffsystemen nicht geeignet» Der wesentliche Kachteil resultiert aus der ungenügenden Reproduzierbarkeit der Produkte, In Abhängigkeit von der Dauer der Denaturierung des Rückstandes, von der durch Vermahlung des denaturierten Rückstandes erreichten Korngröße und von der Dauer der Trocknung schwankt der HCO-Gehalt zwischen 0 und 10 %. Durch diese erheblichen Schwankungen des IsfCO-Gehaltes ergeben sich Unterschiede in der Qualität der resultierenden hydroxylgruppenhaltigen Produkte· Insbesondere werden Schwankungen in der OH-Zahl, der Viskosität und der Acidität gefunden. Außerdem ergeben sich strukturelle Unterschiede, die sich insbesondere im Reaktionsverhalten und in der Verträglichkeit mit Trichlorfluormethan auswirken. Aufgrund dieser Unterschiede ist es nicht möglich diese Produkte in Hartschaumstoffsystemen, die zur Herstellung von Mehrschichtenelementen mit Polyurethan-Hartschaumstoffkern zur Anwendung kommen, einzusetzen. Derartige Elemente wurden auf speziellen, hochproduktiven Anlagen gefertigt, die eine hohe Konstanz der technologischen Eigenschaften der zu verarbeitenden Hartschaumstoffsysteme verlangen. Da aus ökonomischen Gründen auch die Rohdichte so minimal eingestellt wird, daß die Forderungen an die Schaumstoffeigenschaften gerade erfüllt werden, wird auch eine hohe Konstanz der resultierenden Schaumstoffeigenschaften erforderlich. Ein weiterer Eachteil ist die geringe Verträglichkeit dieser hydroxylgruppenhaltigen Produkte mit den üblicherweise zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen eingesetzten Treibmittel vom Typ der Halogenkohlenwasserstoffe» Dadurch ergeben sich bei Zweikomponentensystemen inhomogene Α-Komponenten und bei Mehrkomponentensystemen (Treibmittel als gesondert dosierte Komponente) neben Viskositätsproblemen bei der Dosierung auch Verschlechterungen der Schaumstoffstruktur. Die nach DE-OS 2 942 678 erhaltenen Hartschaumstoffe können somit lediglich als gering beanspruchtes Isoliermaterial eingesetzt werden·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindimg besteht darin, nach einem geeigneten Verfahren Polyurethan-Hartschaumstoffsysteme mit guter Aushärtung zur Mehrschichtenelementfertigung aus Polyolen herzustellen, die aus dem Rückstand der Toluylendiisocyanat-Destillation gebildet wurden· Die aus den Polyurethanhartschaumstoffsystemen hergestellten Polyurethanhartschaumstoffe sollten gute physiko-mechanische und thermische Eigenschaften, sowie eine gute Haftung an Deckschichten aufweisen und isolierend und stützend wirken,

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt zur Erreichung des Zieles die Aufgabe zu* gründe aus einer geeigneten Polyolkomponente Polyurethanhartschaimstoffsysteme zur Mehrschichtenelementfertigung herzustellen·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Polyolkomponente zu 80 bis 30 Teilen eines Polyolgemisches 20 bis 70 Teile eines speziellen Polyols zugegeben werden· Es ist dabei überraschend, daß als spezielles Polyol ein aus nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstand der Toluylendiisocyanat-Destillation und aus niedermolekularen Diolen und/ oder Triolen gewonnenes Polyol eingesetzt werden muß· Verursacht durch Spuren von Wasser und restlichen Aminen entstehen im Verlauf der Toluylendiisocyanat-Synthese geringe Mengen harnstoffgruppenhaltiger Produkte, die als Spuren im Destillationsrückstand verbleiben. Der Gehalt ist jedoch so gering, daß eine genaue quantitative Bestimmung nicht möglich ist· Das Polyol muß erfindungsgemäß eine Trichlorfluormethanverträglichkeit von mindestens 0,4 g Trichlorfluormethan pro g Polyol und eine OH-Zahl von 400 bis 65O haben. Der NCO-Gehalt des nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der Toluylendiisocyanat-Destillation beträgt dabei 18 % bis 30 %, vorzugsweise 23 % bis 30 % und die Molmasse der niedermolekularen Diole und Triole ist kleiner 500« Erfindungsgemäß wird ein Gewichtsverhältnis harnstoffgruppenfreier Rückstand der TDI-Destillation

zu Diol und/oder Triol gleich 15 zu 85 bis 40 zu 60, gegebenenfalls unter Zusatz von Säureacceptoren, eingestellt· Hach dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch solche Polyole, die aus Rückständen der Toluylendiisocyanat-Destillation mit hohen Gehalten an hydrolysierbarem Chlor zugänglich sind, in Polyurethanhartschaumstoffsystemen zur Herstellung von Mehrschichtenelementen zum Einsatz kommen. Da ein hoher Gehalt an hydrolysierbarem Chlor trotz der basischen Reaktion der in den Polyolen enthaltenen Urethangruppen negative Auswirkungen auf das Reaktionsverhalten insbesondere in den Randzonen und damit auf die Haftung besitzt, werden derartigen Polyolen erfindungsgemäß Säureacceptoren zugesetzt. Derartige Säureacceptoren sind epoxidgruppenhaltige oder basisch reagierende Verbindungen· Als epoxidgruppenhaltige Verbindung wird vorzugsweise z. B. epoxi~ diertes Sojaöl eingesetzt· Basisch reagierende Verbindungen sind z. B· Carbonate oder Hydroxide von Alkalimetallen,,

Die Erfindung wird mit den folgenden Beispielen näher erläutert: Ausführungsbeispiel 1

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein spezielles Polyol hergestellt, indem in einem Rührgefäß unter einer trockenen Stickstoffatmosphäre bei 180 ⁰C zu 750 Gew»-Teilen Dipropylen« glykol unter Rühren 250 Gew*-Teile des geschmolzenen nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der Toluylendiisocyanat-Destillation mit einem NCO-Gehalt von 26 % gegeben werden. Der Rückstand geht sofort in Lösung. Das so erhaltene spezielle Polyol kann ohne weitere Aufarbeitung zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffsystemen eingesetzt werden· Es weist folgende Kenndaten auf:

OH-Zahl : 480

Viskosität bei 25 ⁰C : 15 800 m Pas

Trichlorfluormethanver«

träglichkeit : 0,7 S CCl^F pro g Polyol

40,0 Gew.-Teilen spezielles Polyol 47,0 Gew.-Teilen Polyetheralkohol, Basis Saccharose-Glycerol-

Propylenoxid, OH-Zahl 475 11,0 Gew.-Teilen Polyetheralkohol, Basis Diethylentriamin-

Propylenoxid, OH-Zahl 475 2,0 Gew.-Teilen Glycerol

wird ein Polyolgemisch hergestellt· Aus diesem Polyolgemisch wird eine Polyolkomponente, bestehend aus: 100,0 Gem,-Teilen Polyolgemisch 11,0 Gew.-Teilen Tris-2-Chlorpropylphosphat 0,7 Gew.-Teilen Si-haltiger Stabilisator 2,1 Gew.-Teilen Dimethylcyelohexylamin 0,8 Gevu-Teilen Wasser 24>0 Gew«-Teilen Triehlorfluormethan

hergestellt» 40 g dieser Polyolkomponente werden mit 40 g PoIyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat, in einem Becher 10 see. intensiv verrührt. Ausgehend von einer Komponententemperatur von 20 ⁰C werden folgende Reaktionsdaten ermittelt Startzeit 18 see Abbindezeit 58 see

Rohdichte der Schaumstoffe im Becher 46 kg/m Aushärtung (gemessen ab 170 see) 5,4 cm 400 g der Polyolkomponente und 400 g Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat werden intensiv vermischt. Das erhaltene Polyurethanhartschaumstoffsystem wird in ein Werkzeug der Abmessung 400 mm χ 300 mm χ 80 mm gegossen, wo es aufschäumt und aushärtet. Der erhaltene Formkörper besitzt folgende Eigenschaften

Rohdichte gesamt 80 kg/nr Rohdichte Kern 59 kg/m·⁵ Druckfestigkeit in Schäumrichtung 0,53 MPa senkr. z. Schäumrichtung 0,48 MPa Dimensionsstabilität bei 90 ⁰C max. lineare Ausdehnung 0,9 % Wärmeleitfähigkeit 0,020 W/mK

Auf einer Doppelbandanlage mit 12m Stützbandlänge werden unter Einsatz der Polyolkomponente und des Polyisocyanates, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat, im Verhältnis 1,0 zu 1,0 Mehrschichtenelemente mit Aluminium-Deckschichten, die mit einem Haftvermittler auf Basis Epoxidharz beschichtet sind, und einem Polyurethanhartschaumstoffkern hergestellt. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Anlage beträgt 4»0 m/min. Es werden Elemente mit folgenden Eigenschaften erhalten.

Rohdichte Kern 43 kg/nr Druckfestigkeit

senkrecht zur Plattenebene: 0,23 MPa Haftfestigkeit des Schaumstoffes an den Deckschichten 0,22 MPa Dimensionsstabilität bei 80 ⁰C max· lineare Ausdehnung 0,7 %

Der erhaltene Polyurethanhartschaumstoff weist also neben seinen guten physiko-mechanischen Eigenschaften, eine gute Haftfestigkeit auf und wirkt isolierend und stützende

Ausführungsbeispiel 2

lach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird analog Ausführungsbeispiel 1 ein spezielles Polyol hergestellt aus: 200,0 Gew.-Teilen Glycerol 450,0 Gew.-Teilen Dipropylenglykol 350,0 Gew.-Teilen Rückstand der Toluylendiisocyanat-Destilla-

tion, der nur Spuren von Harnstoffgruppen

aufweist

50,0 Gew»-Teilen epoxydiertes Sojaöl Dieses spezielle Polycl weist folgende Kenndaten auf: OH-Zahl : 580

Viskosität bei 25 ⁰C : 25 000 m Pas Trichlorfluormethanverträglichkeit : 0*5 g CCl₃P pro g Polyol

33,0 Gew.-Teilen spezielles Polyol 41,0 GevJ·-Teilen Polyetheralkohol, Basis Saccharose-Glycerol-

~ 8

Propylenoxid, OH-Zahl 475 22,6 Gew.-Teilen Polyetheralkohol, Basis Diethylentriamin-

Propylenoxid;· OH-Zahl 475 ' 3,4 Gew.-Teilen Glycerol

wird ein Polyolgemisch hergestellt· Aus diesem Polyolgemisch wird eine.Polyolkomponente, bestehend aus: 100,0 Gew·-Teilen Polyolgemisch 11,0 Gew.-Teilen Tris-2-Chlorpropylphosphat 0,7 Gevu-Teilen Si-haltiger'. Stabilisator 1,3 Gew,-Teilen Dimethylcyclohexylamin 1,0 Gew.-Teilen Wasser 47,0 Gew.-Teilen Trichlorfluormethan hergestellt. Diese Polyolkomponente wird durch Rühren homogenisiert, 40 g dieser Polyolkomponente werden in einem Becher mit 40 g Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat, versetzt und 10 see. mit einem Rührer intensiv vermischt. Ausgehend von 20 G Komponententemperatur werden folgende Reaktionsdaten ermittelt: Startseit 19 see Abbindezeit 75 see Rohdichte des Polyurethanhartschaumstoffes im Becher 32 kg/m Aushärtung, gemessen ab 210 see 7,5 cm Entsprechend Ausführungsbeispiel 1 wird aus 290 g, Polyolkomponente und 290 "g Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat, ein Formkörper hergestellt. Dieser Formkörper weist folgende Kenndaten auf:

Rohdichte, gesamt 56 kg/m^J Rohdichte, Kern 43 kg/m^ Druckfestigkeit in Schäumrichtung 0,26 MPa . senkr. zur Schäumrichtung 0,24 MPa Dimensionsstabilität bei 70 ⁰C max. lineare Ausdehnung 1,3·$ Y/ärmeleitfähigkeit 0,020 W/mK

In einem Stützwerkzeug werden Aluminiumbleche beschichtet mit einem Haftvermittler Basis Epoxidharz der Abmessungen 2000 mm χ 1000 mm χ 50 mm eingelegt» Das Werkzeug besitzt eine Temper

ratur von 35 °C und ist um 15 ⁰C zur horizontalen Ebene geneigt. Mit einer Niederdruckmaschine werden die Polyo!komponente und das Polyisocyanat, Basi-s rohes Diphenylmethandiisocyanat im Verhältnis 10 : 10 dosiert, gemischt und in das Werkzeug gegossen, lach 20 min wird das Element dem Werkzeug entnommen. An dem Mehrschichtenelement werden folgende Kennwerte ermittelt: ·

Rohdichte Kern 46 kg/m³ Bereich¹' 42-48 kg/m³ Druckfestigkeit

in Plattenebene 0,30 MPa Bereich¹' 0,26-0,32 MPa Dimensionsstabilität bei 70 ⁰C max. lineare Ausdehnung 1,5 % Haftfestigkeit des Polyurethanhartschaumstoffes an mit Haftvermittler versehenen Deckschichten,

0,28 MPa Bereich¹^ 0,24-0,35

1) Streubereich der Werte von Proben aus verschiedenen Entnahmebereichen·

Der erhaltene Polyurethanhartschaumstoff weist also neben seinen guten physiko-mechanischen Eigenschaften, eine gute Haftfestigkeit auf und wirkt isolierend und stützend.

Die Ermittlung der Aushärtung des Polyurethanhartschaumstoffes erfolgt nach der in der DD-PS 190 750 beschriebenen Methode und die Ermittlung der Trichlorfluormethanverträglichkeit nach der in "Plaste und Kautschuk", 24/10, 1977 beschriebenen Methode.

Ermittlung der Aushärtung

80 g des Polyurethanhartschaumstoffsystems werden in einem Becher mit einem Inhalt von 500 cm bei einer Komponententempe- » ο

ratur von 20 C verschäumt· Nach 110 Sekunden wird auf den Polyurethanhart schäumst off pilz ein Floß mit einer Fläche von

3,14 cm gesetzt. Uach 210 Sekunden erfolgt die Belastung des Floßes mit einem Gewicht von 9»81 Newton. Über einen Faden wird auf die Welle eines Potentiometers das Eindringen des belasteten Floßes in den Polyurethanhartschaumstoff übertragen. Ein Meßschreiber zeichnet die äquivalente Stromänderung auf, wobei die Eindringtiefe 12,5fach verstärkt wird. Eine geringe Eindringtiefe ist gleichbedeutend mit einer guten Aushärtung·

Ermittlung der Trichlorfluormethanyerträglichkeit In einem 100 - ml Becherglas werden'20 + 0,1 g Polyether oder niedermolekulares Polyol eingewogen. Zu dieser Menge werden allmählich 0,5... 1,0 g - Portionen des Trichlorfluormethan gegeben· Itfach jeder Zugabe wird die Mischung sorgfältig durchgemischt, so daß nur minimale Luftmengen eingerührt werden. Anschließend ist das Gemisch jeweils hinsichtlich seiner Durchsichtigkeit zu überprüfen. Das Verhältnis Trichlorfluormethan Polyol, bei dem erste Trübungserscheinungen bzw· Abseheidungen von Trichlorfluormethantröpfchen beobachtet werden, ist dann das kritische Verhältnis für das jeweilige Gemisch, ausgedrückt in g Trichlorfluormethan je g Polyol. Die Gesamtmenge an Trichlorfluormethan, die auf Grund der Versuchsdurchführung maximal zugegeben werden kann, beträgt 80 bis 100 g. Das Verdampfen des Trichlorfluormethans während des Mischens ist zu berücksichtigen, Zweckmäßigerweise wird das Gesamtgewicht der Mischungen ständig auf einer Oberschalenwaage kontrolliert. Alle Stoffe sind vor der Bestimmung der Mischbarkeit rund 20 min bei 20 ⁰C + 1 K zu temperieren· Die Messung selbst kann bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Temperierung durchgeführt werden.

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Ausführungsbeispiel 3

In einem Rührgefäß werden unter einer trockenen Stickstoffatmosphäre bei 120 ⁰C zu einem Gemisch aus 600 Gew.-Teilen Dipropylenglykol und 200 Gew.-Teilen eines Polyethers, Basis Glycerin-Propylenosid, Molmasse 400, wobei die OH-Zahl des Gemisches 740 und die mittlere Molmasse 200 beträgt, unter Rühren 200 Gew.-Teile des geschmolzenen, nur Spuren von Harnstoff aufweisenden Rückstandes der Tolvylendiisocyanatdestillation mit einem UCO-Gehalt von 20 % gegeben. Der Rückstand geht unter Erwärmung vollständig in Lösung. Das erhaltene spezielle Polyol wird mit 30 Gew.-Teilen Propylenoxid pro 1000 Gew.-Teile Polyol versetzt. Es weist folgende Kenngrößen auf:

OH-Zahl: 46O

Viskosität b<

Trichlorflourmethanverträglichkeit: 1,4 g CCl-J? /g Polyol

Viskosität bei 25 ⁰C: 22 000 mPas

Aus 35,0 Gew.-Teilen des speziellen Polyols, 48 Gew.-Teilen eines Polyethers, Basis Saccharose-Glycerol-Propylenoxid, OH-Zahl 475, 12 Gew.-Teilen eines Polyethers, Basis Diethylentriamin und 5,0 Gew.-Teilen Glycerol wird das Polyolgemisch bereitet. Zu 100 Gew.-Teilen dieses Polyolgemisches werden 11 Gew.-Teile Tris-2-Chlorpropylphosphat, 0,7 Gew.-Teile SI-haltiger Stabilisator, 1,5 Gew.-Teile Dirnethylcyclohexylamin, 0,8 Gew.-Teile H₂O und 47 Gew.-Teile Trichlorfluormethan gegeben. Die Polyolkomponente wird intensiv gemischt. 40 g dieser Polyolkomponente werden mit 40 g Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat verrührt. Bei Anfangstemperaturen der Komponenten von 20 ⁰C werden folgende Reaktionsdaten ermittelt:

Startzeit: 20 see

Abbindezeit: 78 see

Rohdichte des Polyurethan-Hartschaumstoffes im Becher:

33 kg/m³

Aushärtung gemessen ab 210 see: 8,3 cm

Analog Ausführungsbeispiel 2 wird ein Pormkörper zur Ermittlung der Polyurethan-Hartschaumstoffkenndaten hergestellt.

Rohdichte: gesamt 55 kg/nr

Rohdichte Polyurethan-Hartschaumstoffkern: 40 kg/nr Druckfestigkeit

in Schäumrichtung: 0,29 IiIPa

senkrecht zur Schäumrichtung: 0,24 MPa Dimensionsstabilität

max. lineare Änderung bei 70 ⁰C: 0,5 %

max. lineare Änderung bei 90 ⁰C: 1,5 %

Ausführungsbeispiel 4

In einem Rührgefäß werden unter einer trockenen Stickstoffatmosphäre bei 100 ⁰C zu einem Gemisch aus 500 Gew.-Teilen Dipropylenglykol, 200 Gew.-Teilen Propylenglykol und 100 Gew.-Teilen PoIypropylenglykol Molmasse 2000, wobei die mittlere OH-Zahl des Gemisches 900 und die mittlere Molmasse 350 beträgt, unter Rühren 200 Gew.-Teile des geschmolzenen, nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der Toluylendiisocyanatdestillation mit einem NCO-Gehalt von 28 % zugegeben. Der Rückstand löst sich sofort auf. Das erhaltene spezielle Polyol wird mit 50 Gew.-Teilen epoxidiertem Sojaöl pro 1000 Gew.-Teile Polyol versetzt. Es weist folgende Kenndaten auf:

OH-Zahl: 570

Viskosität bei 25 ⁰Q: 9°°° ^mPaa Trichlorfluormethanverträglichkeit 1,0 g CCl P/g Polyol

Aus 64,5 Gew.-Teilen des speziellen Polyols, 34 Gew.-Teilen eines Polyetheralkohols, Basis Saccharose-Glycerol-Propylen-

oxid, OH-Zahl 475 und 1,5 Gew.-Teilen Glycerol wird ein Polyolgemisch hergestellt.

Aus 100 Gew.-Teilen des'Polyolgemisches wird durch Zusatz von 11 Gew.-Teilen Tris-2-Chlorpropylphosphat, 0,7 Gew.-Teilen Sl-haltigen Stabilisator, 2,3 Gew.-Teilen Dimethylcyclohexylphosphat, 0,8 Gew.-Teilen Wasser und 30 Gew.-Teilen Trichlorflourmethan eine Polyolkomponente bereitet.

36,5 g dieser Polyolkomponente werden mit 49,5 g eines Polyisocyanates, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat in einem ("^ Pappbecher verrührt. Ausgehend von einer Komponententemperatur von 20 C werden folgende Reaktionsdaten ermittelt:

Startzeit: 18 see

Abbindezeit: 55 see Rohdichte des Schaumstoffes im Becher: 38 kg/m Aushärtung gemessen ab 170 see: 4,5 cm

300 g der Polyolkomponente und 36O g Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat werden intensiv vermischt. Aus dem Reaktionsgemisch wird analog Beispiel 1 ein Formkörper hergestellt. Es werden folgende Polyurethan-Hartschaumstoffeigenschaften ermittelt: v/

Rohdichte gesamt: 66 kg/m

Rohdichte Kern: 52 kg/m-³ Druckfestigkeit

in Schäumrichtung: 0,45 MPa senkrecht zur Schäumrichtung: 0,38 MPa

Diinensionsstabilität bei 90 ⁰C max. lineare Ausdehnung: 0,7 % Wärmeleitfähigkeit: 0,020 W/mK

Auf einer Doppelbandanlage mit 12 m Stützbandlänge werden unter Einsatz der Polyolkomponente und des Polyisocyanates im Verhältnis 1 zu 1,2 Dämmelemente mit Deckschichten aus bituminiertem Papier gefertigt. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Anlage beträgt 3»8 m/min. Es werden Elemente mit folgenden Eigenschaften erhalten:

Rohdichte, Kern: 36 kg/m

Druckfestigkeit

senkrecht zur Plattenebene: 0,18 MPa Dimensionsstabilität bei 80 ⁰C: 0,8 %

Ausführungsbeispiel 5

Analog Ausführungsbeispiel 4 wird ein spezielles Polyol durch Umsetzung eines Gemisches aus 450 Gew.-Teilen Dipropylenglykol, 150 Gew.-Teilen Propylenglykol und 100 Gew.-Teilen PoIypropylenglykol, Molmasse 2000, wobei die mittlere OH-Zahl des Gemisches 860 und die mittlere Molmasse 380 beträgt, mit 300 g des geschmolzenen, nur Spuren von Harstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der TDI-Destillation mit einem HCO-Gehalt von 24 % hergestellt. Das spezielle Polyol besitzt folgende Eigenschaften:

OH-Zahl: 520

Viskosität bei 25 ⁰G: 22.000 mPas

Trichlorfluormethanverträglichkeit: 0,8 g GCl₃I¹ pro g Polyol

Aus 46 Gew.-Teilen des speziellen Polyols, 49 Gew.-Teilen eines Polyäthers Basis Saccharose-Glycerol-Propylenoxid, OH-Zahl 475 und 5,0 Teilen Glycerol wird ein Polyolgemisch bereitet.

Durch Zugabe von 11 Gew.-Teilen Tris-2-Ghlorpropy!phosphat 0,7 Gew.-Teilen SI-haltigem Stabilisator, 2,2 Gew.-Teilen Dimethylcyclohexylamin, 0,5 Gew.-Teilen Wasser und 35 Gew.-

Teilen Trichlorfluormethan zu 100 Gew.-Teilen des Polyolgemisches wird die Polyolkoraponente hergestellt.

In einem Pappbecher werden 38 g dieser Polyolkomponente mit 42 g eines Polyisocyanates, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat verrührt. Ausgehend von Komponententemperaturen von 20 G werden folgende Reaktionsdaten ermittelt:

Startzeit: 19 see

Abbindezeit: 58 see

Rohdichte des Polyurethan-Hartschaumstoffes im Becher:

39 kg/m³

Aushärtung: gemessen ab 170 see, 5,5 cm

315 g der Polyolkomponente und 347 S Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat werden intensiv vermischt. Analog Ausführungsbeispiel 1 wird ein Formkörper hergestellt. Es werden folgende Polyurethan-Hartschaumstoffeigenschaften ermittelt:

Rohdichte gesamt: 67 kg/m

Rohdichte Kern: 51 kg/m

Druckfestigkeit

in Schäumrichtung: 0,48 MPa

senkrecht zur Schäumrichtung: 0,38 MPa

Dimensionsstabilität bei 90 ⁰C

maximale lineare Ausdehnung: 1,2 %

Wärmeleitfähigkeit: 0,020 W/mK

Vergleichsbeispiel 1

Analog Ausführungsbeispiel 1 wird aus 700 Gew.-Teilen Diethylenglykol und 300 Gew.-Teilen des geschmolzenen, nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der Toluylendiisoöyanat-Destillation ein spezielles Polyol bereitet. Es weist

ΊΌ

folgende Kennwerte auf:

OH-Zahl: 580

Viskosität bei 25 ⁰C: 33.000 mPas

Trichlorfluormethanverträglichkeit: 0,1 g CClJ?/g Polyol

Aus 36 Gew.-Teilen des speziellen Polyols, 52 Gew.-Teilen eines Polyetheralkohols, Basis Saccharose-Glycerin-Propylenoxid, OH-Zahl 475 und 12 Gew.-Teilen eines Polyetheralkohols, Basis Diethylentriamin-Propylenoxid, OH-Zahl 475, wird ein Polyolgemisch bereitet.

Zu 100 Gew.-Teilen dieses Polyolgemisches werden 11,0 Gew.-Teile Tris-2-Chlorethylphosphat, 0,7 Gew.-Teile SI-haltiger Stabilisator, 1,5 Gew.-Teile Dimethyleyclohexylamin, 1,0 Gew. Teile Wasser und 47,0 Gew.-Teile Trichlorfluormethan gegeben und die Mischung intensiv verrührt, lach kurzem Stehen setzt sich aus der Mischung Trichlorfluormethan als untere Phase ab. Das Gemisch ist nicht homogen.

40 g der frisch aufgerührten Polyolkomponente werden mit 40 g Polyisocyanat, Basis rohes Diphenylmethandiisocyanat in einem Pappbecher verrührt. Bei Komponententemperaturen von 20 ⁰C werden folgende Reaktionsdaten ermittelt:

Startzeit: 21 see

Abbindezeit: 80 see

Rohdichte des Polyurethan-Hartschaumstoffes im Becher:

39 kg/m³

Die Polyurethan-Hartschaumstoffstruktur ist sehr ungleichmäßig. Im oberen Drittel des Polyurethan-Hartschaumstoffes ist die Zellstruktur grob. Es sind eine große Anzahl Blasen und Lunker vorhanden. Das aufsteigende Reaktionsgemisch ist nicht in der Lage, das verdampfende Trichlorfluormethan zu halten. Die Rohdichtedifferenz zwischen dem unteren und dem

ι r

oberen Polyurethan-Hartschaumstoff ist sehr hoch. Derartige Systeme sind für die praktische Anwendung ungeeignet.

Vergleichsbeispiel 2

Analog Ausführungsbeispiel 1 werden 500 Gew.-Teile Dipropylenglykol und 500 Gew.-Teile des geschmolzenen, nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der Toluylendiisocyanatdestillation zur Reaktion gebracht. Das erhaltene spezielle Polyol hat folgende Eigenschaften:

OH-Zahl: 330

Viskosität bei 25 ⁰G: 100 000 mPas

Trichlorfluormethanverträglichkeit nicht meßbar, da Polyol bei ca. 20 ⁰C nahezu fest ist.

Aus 46 Gew.-Teilen des speziellen Polyols, 44,5 Gew.-Teilen eines Polyethers, Basis Saceharose-Glycerol-Propylenoxid, OH-Zahl 475 und 9,5 Gew.-Teilen Glycerol wird ein Polyolgemisch bereitet. Durch Zugabe von 11 Gew.-Teilen Tris-2-Chlorpropylphosphat, 0,7 Gew.-Teilen SI-haltigem Stabilisator, 2,2 Gew.-Teilen Trichlorfluormethan wird die Polyolkomponente hergestellt. Ihre Viskosität beträgt 3800 mPas bei 20 C. Damit ist eine Verarbeitung auf üblichen lieder- oder Hochdruckverschäummaschinen nicht möglich. Eine praktische Anwendung dieser Systeme ist daher nicht gegeben.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   Verfahren zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffsystemen zur Mehrschichtenelementfertigung, durch Reaktion einer Polyolkomponente, deren Polyol aus dem Rückstand der Toluylendiisocyanat-Destillation gebildet wurde,- dadurch gekennzeichnet, daß in der Po Iy ο !.komponente zu 80 bis 30 Teilen eines Polyolgemisches 20 bis 70 Teile eines speziellen Polyols zugegeben «erden, wobei das spezielle Polyol eine Trichlorfluor« methanverträglichkeit von mindestens 0,4 g Trichlorfluormethan pro g Polyol und eine OH-Zahl von 400 bis 650 hat und aus dem. nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstand der Toluylendiisocyanat-Destillation, dessen NCO-Gehalt 18 bis 30 % beträgt und aus niedermolekularen Diolen und/oder Triolen, deren Molmasse kleiner 500 ist, gewonnen wurde und ein Gewicht sverhältnis des nur Spuren von Harnstoffgruppen aufweisenden Rückstandes der Toluylendiisocyanat-Destillatipn zu Diol und/oder Triol gleich 15 zu 85 bis 40 zu 60, gegebenenfalls unter Zusatz von Säureacceptoren, eingestellt wird. .