DE1179362B

DE1179362B - Process for the aftertreatment of polyurethane foams

Info

Publication number: DE1179362B
Application number: DEB68066A
Authority: DE
Inventors: Johann Bauer; Aloys Zenz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-07-17
Filing date: 1962-07-17
Publication date: 1964-10-08
Also published as: GB1037066A; BE653541A; CH435717A; FR1363057A; NL6411568A

Description

Verfahren zur Nachbehandlung von Polyurethanschaumstoffen Es ist bekannt, Polyurethanschaumstoffe mit alkalisch oder sauer reagierenden, zur Hydrolyse von Ester- und/oder Urethangruppen befähigten Mitteln derart zu behandeln, daß eine Gewichtsverminderung von etwa 10 bis etwa 50°/o des ursprünglichen Gewichtes und gleichzeitig eine Verbesserung bestimmter Eigenschaften der Schaumstoffe, z. B. des Griffs, eintritt. Man hat auch bereits mit Wasser mischbare Lösungsmittel wie Aceton zu wäßrigen Behandlungslösungen der vorerwähnten Art zugesetzt; erfindungsgemäß werden dagegen in kürzerer Zeit, bei Raumtemperatur, Schaumstoffe mit vorteilhafteren Eigenschaften erhalten.Process for the aftertreatment of polyurethane foams It is known Polyurethane foams with alkaline or acidic reacting, for the hydrolysis of To treat ester and / or urethane groups capable agents such that a Weight reduction of about 10 to about 50% of the original weight and at the same time an improvement in certain properties of the foams, e.g. B. of the handle, enters. There are also already water-miscible solvents such as Acetone added to aqueous treatment solutions of the type mentioned above; according to the invention on the other hand, foams with more advantageous properties are produced in a shorter time at room temperature Properties preserved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Nachbehandlung von Polyurethanschaumstoffen unter Verwendung von alkalisch reagierenden Mitteln und Lösungsmitteln unter Gewichtsverminderung-von etwa 10 bis etwa 70e/o des ursprünglichen Schaumstoffgewichtes und anschließende Neutralisation des so behandelten Schaumstoffes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß wasserfreie Lösungen von alkalisch reagierenden Mitteln in niederen Alkoholen verwendet werden. The invention relates to a method for the aftertreatment of Polyurethane foams using alkaline reacting agents and Weight reduction solvents - from about 10 to about 70e / o of the original Foam weight and subsequent neutralization of the foam treated in this way, which is characterized in that anhydrous solutions of alkaline reacting Agents used in lower alcohols.

Während man nach den bekannten Verfahren erhöhte Temperaturen von z. B. 50 bis 800 C und Reaktionszeiten von 5 bis 10 Minuten anwenden muß, um die gewünschten Effekte zu erreichen, kann man nach dem Verfahren gemäß der Erfindung bei Raumtemperatur und wesentlich kürzeren Reaktionszeiten arbeiten. Beispielsweise wird bei den bekannten Verfahren eine Temperatur von 70 bis 800 C benötigt, wenn man die Nachbehandlung eines üblichen Polyurethanschaumstoffes unter Veiwendung von 10e/oiger Natronlauge in einer Zeit von 5 bis 10 Minuten durchführen will. Wenn man gemäß dem Verfahren der Erfindung arbeitet, kann man unter Verwendung einer 50/obigen Lösung von z. B. Kaliumhydroxyd in wasserfreiem Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Butylalkohol den gleichen Effekt in einer Zeit von etwa 15 bis 30 S kunden bei Zimmertemperatur erreichen. Das Kunststoffgerüst bleibt bei dem Merfahren gemäß der Erfindung sehr gut erhalten. Die Schaumstoffe, vor allem feinporige Schaumstoffe, bleiben zart und griffig. Die nachfolgende Tabelle zeigt die zweckmäßige Behandlungszeit bei Verwendung von 3e/Oigen Losungen von Kaliumhydroxyd in verschiedenen Alkoholen für verschiedene Pdyurethaüschaumstoffe. Alkohol | Schaumstoff |- Behandlungszeit Methylalkohol feinporig, Raumgewicht 40 bis 60 kg/mS 20 bis 40 Sekunden Äthylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kg/m3 10 bis 20 Sekunden Äthylalkohol mit Siliconen hergestellter Schaumstoff 50 Sekunden Propylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kg/ms 15 Sekunden Isopropylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kg/mS 20 Sekunden Butylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kgimS 30 Sekunden Butylalkohol mit Siliconen hergestellter Schaumstoff 120 Sekunden Abgesehen davon lassen sich gemäß dem neuen Verfahren Schaumstoffe nachbehandeln, die sich gemäß den bekannten Verfahren überhaupt nicht oder nur sehr schwer veredeln lassen. Beispielsweise kann ein mit Silikonöl hergestellter Polyurethanschaumstoff unter Verwendung einer 5- bis 150/obigen Lösung von Natriumhydroxyd in Methylalkohol bei Zim- mertemperatur in etwa 2 bis 3 Minuten aufgeschlossen werden, während man beim Arbeiten im wäßrigen Medium starke Säuren verwenden muß, um einen Aufschluß soleher Ausgangsprodukte zu erreichen.While elevated temperatures of z. B. must use 50 to 800 C and reaction times of 5 to 10 minutes in order to achieve the desired effects, you can work according to the process according to the invention at room temperature and much shorter reaction times. For example, in the known processes, a temperature of 70 to 800 C is required if you want to carry out the aftertreatment of a conventional polyurethane foam using 10% sodium hydroxide solution in a time of 5 to 10 minutes. When operating according to the method of the invention, one can, using a 50 / above solution of e.g. B. potassium hydroxide in anhydrous methyl, ethyl, propyl, isopropyl or butyl alcohol achieve the same effect in a time of about 15 to 30 seconds at room temperature. The plastic framework remains very well preserved when proceeding according to the invention. The foams, especially fine-pored foams, remain soft and easy to grip. The following table shows the appropriate treatment time when using 3% solutions of potassium hydroxide in different alcohols for different polyurethane foams. Alcohol | Foam | - Treatment time Fine-pored methyl alcohol, density 40 to 60 kg / mS 20 to 40 seconds Fine-pored ethyl alcohol, density 18 to 46 kg / m3 10 to 20 seconds Ethyl alcohol made foam with silicones 50 seconds Fine-pored propyl alcohol, density 18 to 46 kg / ms 15 seconds Isopropyl alcohol fine-pored, density 18 to 46 kg / mS 20 seconds Fine-pored butyl alcohol, density 18 to 46 kg in 30 seconds Foam made with silicone butyl alcohol 120 seconds Apart from that, the new process can be used to post-treat foams which cannot be refined at all or only with great difficulty using the known processes. For example, a polyurethane foam made with silicone oil can be digested in about 2 to 3 minutes at room temperature using a 5- to 150% above solution of sodium hydroxide in methyl alcohol, while strong acids must be used when working in an aqueous medium To achieve output products.

Ähnliches gilt für die mit NCO-modifizierten Polyestern hergestellten Spezialschaumstoffe, die sich in einem wäßrigen Medium nur sehr schlecht aufschließen lassen. The same applies to those produced with NCO-modified polyesters Special foams that are in an aqueous medium only very much let it catch up badly.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß der bei der Herstellung des Schaumstoffes verwendete Aktivator weitgehend aus dem Schaumstoff herausgelöst wird. Die in den Schaumstoffen sonst enthaltenen Reste von Aktivatoren bewirken eine geringe Alterungsbeständigkeit des Schaumstoffes. Durch das Herauslösen der Reste des Aktivators wird der Schaumstoff alterungsbeständiger. The method according to the invention offers the additional advantage that the activator used in the production of the foam largely from is detached from the foam. The residues otherwise contained in the foams Activators result in a low aging resistance of the foam. By removing the residues of the activator, the foam becomes more resistant to aging.

Die Erfindung beruht unter anderem darauf, daß die für die Herstellung der Behandlungsbäder verwendeten niederen aliphatischen Alkohole ein größeres Benetzungsvermögen besitzen als Wasser und die Behandlungsbäder gemäß der Erfindung die Schaumstoffe dementsprechend gleichmäßiger und rascher durchdringen, als dies bei Verwendung von wäßrigen Bädern der Fall ist. The invention is based, inter alia, on the fact that for the production of the treatment baths, lower aliphatic alcohols used greater wettability have the foams as water and the treatment baths according to the invention accordingly penetrate more evenly and more quickly than when in use of aqueous baths is the case.

Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Behandlungsbäder können bezüglich ihres Gehalts an Natrium- und/oder Kaliumhydroxyd weitgehend variiert werden. Zweckmäßig werden Behandlungsbäder verwendet, die etwa 5 bis 300/o Alkalihydroxyd enthalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Dies bietet aber keinen technischen Vorteil gegenüber dem Arbeiten bei Raumtemperatur, da die Behandlungszeiten bei Raumtemperatur bereits genügend kurz sind, d. h. zwischen etwa 0,26 und 6 Minuten je nach Art des verwendeten Schaumstoffes liegen. The treatment baths to be used according to the invention can relate to their sodium and / or potassium hydroxide content can be varied to a large extent. Appropriate Treatment baths are used which contain about 5 to 300 / o alkali hydroxide. The process according to the invention can also be carried out at elevated temperature will. However, this does not offer any technical advantage over working at room temperature, since the treatment times are already short enough at room temperature, d. H. between about 0.26 and 6 minutes depending on the type of foam used.

Die nachfolgende Tabelle zeigt das Verhältnis von Konzentration der Behandlungsbäder zur Behandlungszeit und der Art des verwendeten Schaumstoffes. Die in der Tabelle angeführten Behandlungszeiten beziehen sich auf das Arbeiten bei 18° C. Kalium- Natrium- Natrium- Schaumstoffart und Raumgewicht, kg/ms, Behandlungs- hydroxyd, hydroxyd, hydroxyd, bei 1 bis 3 cm Plattenstärke zeit gelöst in gelöst in gelöst in Methylalkohol Methylalkohol Athylalkohol Polyurethanschaumstoff 0,5 Minuten 30%-15% 30 0!o - 150/o 40 olo 20 kg/m3 1 Minute 15010 Solo 150/0- Solo 20O/o 23 kglm3 1 Minute 15%- 50/0 15/0- 5 ovo 20 °/o 28 kg/m3 1 Minute 15%- 5°/o 15%- 5% 20 O/o 38 kg/m3 1 Minute 15%- 5% 15%- 5% 20% Über 40 kg/m3 0,25 Minuten 30%-15% 30%-15% 40 Olo Über 40 kg/mS 0,50 Minuten 100/o 5 15% °/o 20 ovo Bei Schaumstoffen aus NCO-modifizierten Poly- 0,50 Minuten 30%-15% 300/015 0/o 40 O/o estern; Raumgewicht 40 bis 60 kg/m³ 1 Minute 100/o- 50io 10%- SOlo 20 O/o Mit Silikonen hergestellter Schaumstoff aus 2 Minuten 300/0150/0 30010150/0 NCO-modifizierten Polyestern; Raumgewicht 3 Minuten 15 0/o - °/o 150/0 - °/o 40 kg/m3 Mit Silikonen hergestellter Schaumstoff aus 4 Minuten 30 O/o 30% NCO-modifizierten Polyestem; spezial-hart 6 Minuten 150/0 15 O/o Die Behandlung gemäß der Erfindung wird derart durchgeführt, daß eine Gewichtsverminderung von etwa 10 bis etwa 70 0/o eintritt. Die Reißfestigkeit und die Dehnbarkeit der nachbehandelten Schaumstoffe sind im allgemeinen nicht schlechter, zum Teil besser, als bei den Ausgangsschaumstoffen. Ähnliches gilt für die Elastizität der Produkte.The table below shows the relationship between the concentration of the treatment baths and the treatment time and the type of foam used. The treatment times listed in the table refer to working at 18 ° C. Potassium sodium sodium Foam type and density, kg / ms, treatment hydroxyd, hydroxyd, hydroxyd, with 1 to 3 cm plate thickness time dissolved in dissolved in dissolved in Methyl alcohol methyl alcohol ethyl alcohol Polyurethane foam 0.5 minutes 30% -15% 30 0! O - 150 / o 40 olo 20 kg / m3 1 minute 15010 Solo 150 / 0- Solo 20O / o 23 kglm3 1 minute 15% - 50/0 15 / 0- 5 ovo 20 ° / o 28 kg / m3 1 minute 15% - 5% 15% - 5% 20% 38 kg / m3 1 minute 15% - 5% 15% - 5% 20% Over 40 kg / m3 0.25 minutes 30% -15% 30% -15% 40 Olo Over 40 kg / mS 0.50 minutes 100 / o 5 15% ° / o 20 ovo For foams made from NCO-modified poly- 0.50 minutes 30% -15% 300/015 0 / o 40 O / o ester; Volume weight 40 to 60 kg / m³ 1 minute 100 / o- 50io 10% - SOlo 20% Foam made with silicone from 2 minutes 300/0150/0 30010150/0 NCO modified polyesters; Volume weight 3 minutes 15 0 / o - ° / o 150/0 - ° / o 40 kg / m3 Foam made with silicone from 4 minutes 30 O / o 30% NCO modified polyester; special hard 6 minutes 150/0 15 O / o The treatment according to the invention is carried out in such a way that a weight reduction of about 10 to about 70% occurs. The tensile strength and elasticity of the aftertreated foams are generally not worse, and in some cases better, than in the case of the starting foams. The same applies to the elasticity of the products.

Nach der Durchführung der Behandlung muß der Schaumstoff neutralisiert werden, was in bekannter Weise erfolgen kann. Zur Neutralisation eignen sich verdünnte, wäßrige Säuren, wie Essigsäure, Phosphorsäure oder Ameisensäure. Die erhaltenen Schaumstoffe sind in der Struktur weich, luftdurchlässig und leicht. Sie können für verschiedene Zwecke, z. B. als Filter, Wärmeisolatoren oder in der Textilindustrie, verwendet werden. After the treatment has been carried out, the foam must be neutralized which can be done in a known manner. Dilute, aqueous acids such as acetic acid, phosphoric acid or formic acid. The received Foams are soft, air-permeable and light in structure. You can for various purposes, e.g. B. as filters, heat insulators or in the textile industry, be used.

Beispiel 1 Eine 1 cm starke Platte aus einem feinporigen, normalen Polyesterurethanschaumstoff mit einem Raumgewicht von etwa 20 bis 22 kg wird in einer Lösung von 300 g Kaliumhydroxyd in 1000 ccm wasserfreiem Methylalkohol 1 Minute getaucht, anschließend herausgenommen, ausgewrungen und in einem 1 Ooloigen Essigsäurebad neutralisiert. Zum Schluß wird der Schaumstoff gründlich mit Wasser ausgespült. Der erhaltene feinporige Schaumstoff zeigt eine deutlich sichtbare Veränderung im Vergleich zum Ausgangsprodukt; er besitzt eine weiche, lebendige Struktur und offene Poren. Während das Gitternetz des Schaumstoffes gut erhalten ist, wurden die Zellwände als solche weitgehend beseitigt. Der so erhaltene Schaumstoff eignet sich auf Grund seiner Luftdurchlässigkeit sehr gut zum Kaschieren von Kunstfaserstoffen sowie zur Verwendung als Filter und/oder als Wärmeisolator. Auf Grund seiner Saugfähigkeit kann er auch für Schwämme aller Art verarbeitet werden. Example 1 A 1 cm thick plate made of a fine-pored, normal Polyester urethane foam with a density of about 20 to 22 kg is used in a solution of 300 g of potassium hydroxide in 1000 cc of anhydrous methyl alcohol for 1 minute dipped, then taken out, wrung out and in a 1 ooligen acetic acid bath neutralized. Finally the foam is rinsed thoroughly with water. Of the The fine-pored foam obtained shows a clearly visible change in comparison to the starting product; it has a soft, lively structure and open pores. While the mesh of the foam is well preserved, the cell walls have been made as such largely eliminated. The foam obtained in this way is suitable for reasons its air permeability is very good for lamination of synthetic fibers as well as for Use as a filter and / or as a heat insulator. Because of its absorbency it can also be used for all kinds of sponges.

Beispiel 2 Eine 5 cm dicke Platte eines feinporigen, mit Hilfe eines NCO-modifizierten Polyesters hergestellten Schaumstoffes wird bei Zimmertemperatur mit einer aus 300 g Kaliumhydroxyd und 1000 g Methylalkohol hergestellten Lösung behandelt. Die Platte wird 2 Minuten getaucht, anschließend herausgenommen, ausgewrungen und in einem 100/oigen Essigsäurebad neutralisiert. Zum Schluß wird der Schaumstoff gründlich mit Wasser ausgespült. Der so erhaltene Schaumstoff besitzt ein gut erhaltenes Gerüst, während seine Zellwände beseitigt sind; seine Elastizität und Festigkeit ist im Vergleich zum Ausgangsprodukt unverändert. Der veredelte Schaumstoff eignet sich für die Herstellung von Baustoffträgern, als Isolator, Grobfilter sowie für Schalldämpfungszwecke. Example 2 A 5 cm thick plate of a fine-pored, with the help of a NCO-modified polyester foam is produced at room temperature with a solution made from 300 g of potassium hydroxide and 1000 g of methyl alcohol treated. The plate is immersed for 2 minutes, then removed and wrung out and neutralized in a 100% acetic acid bath. Finally, the foam rinsed thoroughly with water. The foam thus obtained has a well-preserved one Scaffolding while its cell walls are eliminated; its elasticity and strength is unchanged compared to the starting product. The refined foam is suitable for the production of building material carriers, as an isolator, coarse filter as well for soundproofing purposes.

Beispiel 3 Der im Beispiel 1 beschriebene Schaumstoff wird mit einer Lösung von 10 g Natriumhydroxyd in 1000 g Methylalkohol bei einer Temperatur von 0° C behandelt. Die Behandlungszeit beträgt 1 Stunde. Example 3 The foam described in Example 1 is with a Solution of 10 g of sodium hydroxide in 1000 g of methyl alcohol at a temperature of Treated at 0 ° C. The treatment time is 1 hour.

Anschließend wird der Schaumstoff herausgenommen, ausgewrungen und in einem 15°/oigen Phosphorsäurebad neutralisiert. Zum Schluß wird der Schaumstoff gründlich mit Wasser ausgespült.Then the foam is removed, wrung out and neutralized in a 15% phosphoric acid bath. Finally, the foam rinsed thoroughly with water.

Claims

Claim: Process for the aftertreatment of polyurethane foams using alkaline-reacting agents and solvents with a reduction in weight from about 10 to about 70 o of the original foam weight and then Neutralization of the post-treated foam, which is marked by that anhydrous solutions of alkaline agents in lower alcohols be used.

Documents considered: French patents No. 1 176 044, 1 178 985.