DE1128124B

DE1128124B - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis mit offener Porenstruktur

Info

Publication number: DE1128124B
Application number: DEF19793A
Authority: DE
Inventors: Dr Harold Ebneth
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1956-03-14
Filing date: 1956-03-14
Publication date: 1962-04-19
Also published as: US3016575A

Description

Verfahren zur Herstellung von Schaum stoffen auf Polyisocyanat-Basis mit offener Porenstruktur Die Herstellung von Schaumstoffen aus Polyhydroxyverbindungen und Polyisocyanaten unter Zusatz von Wasser oder aus Polycarboxylverbindungen und Polyisocyanaten bei gleichzeitiger Verwendung von Aktivatoren und Emulgatoren ist bekannt. Durch geeignete Variation der Komponenten und ihres Mischungsverhältnisses ist es möglich, Schaumstoffe verschiedener Elastizität und mit in weiten Grenzen variablen Raumgewichten zu erhalten. Die so hergestellten Schaumstoffe weisen weitgehend geschlossene Zellen auf, wobei der Prozentsatz an geschlossenen Zellen durch den Zusatz von Metallseifen noch erhöht werden kann.
Wird indessen ein Schaumstoff mit guter Luftdurchlässigkeit und Saugfähigkeit gewünscht, so wird man einen Schaumstoff mit weitgehend offenen Zellen herzustellen trachten. Dles kann geschehen, indem man denselben einer Nachbehandlung mit sauren oder alkalischen Mitteln oder aber auch Walkvorgängen unterwirft.
Es wurde nun gefunden, daß Schaumstoffe auf Polyisocyanat-Basis mit offener Porenstruktur in einfacher Weise dadurch erhalten werden können, daß man sofort nach Beendigung des Expansionsvorganges des Schaumstoffes die hierbei entstandene Deckhaut durch Aufreißen zerstört.
Eine derartige Arbeitsweise ist nicht zu verwechseln mit dem einfachen Abschneiden der Deckhaut des Schaumstoffkörpers zu einem späteren Zeitpunkt bei der Weiterverarbeitung des Blockes, wie es in der Praxis allgemein gehandhabt wird.
Aufgabe der Erfindung ist nicht die Entfernung einer in der Praxis nicht verwertbaren, dem Schaumstoffkörper von der Fertigung her aufliegenden Deckhaut aus praktischen oder ästhetischen Gründen, sondern die Herstellung eines Schaumstoffkörpers mit offener Poren struktur und damit größerer Luftdurchlässigkeit.
Es war keineswegs vorauszusehen, daß dieses Problem, das an sich von der Existenz einer Deckhaut völlig unabhängig ist, dadurch gelöst werden kann, daß man sofort nach Beendigung des Expansionsvorganges die hierbei entstandene Deckhaut durch Aufreißen zerstört. In der Tat wird dadurch die Deckhaut nicht restlos entfernt. Ihre Reste können aus praktischen oder ästhetischen Gründen, wie es bisher üblich war, bei der späteren Weiterverarbeitung, wenn der Schaumstoffblock zerschnitten wird, als Abfall beseitigt werden.
Es ist selbstverständlich, daß ein Schaumstoff ohne Deckhaut bei ansonsten gleicher Poren struktur eine größere Luftdurchlässigkeit besitzt als ein Schaumstoff mit einer dicken Deckhaut. Sinn des neuen Verfahrens ist es, wie bereits ausgeführt, nicht, auf einfache Weise die Deckhaut zu entfernen, sondern die Porenstruktur durch Öffnen der Poren so zu verändern, daß die Luftdurchlässigkeit größer wird gegenüber einem nicht behandelten Schaumstoffblock, dessen Deckhaut natürlich ebenfalls bei der späteren Weiterverarbeitung entfernt wurde. Dementsprechend beziehen sich die weiter unten gemachten Angaben über den Druckabfall, welcher einen Hinweis für die offene und geschlossene Zellstruktur darstellt, selbstverständlich beide auf Schaumstoffe ohne Deckhaut. In den Abbildungen betreffen die Kurven 1 einen Schaumstoff, dessen Deckschicht zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt abgezogen wurde, und die Kurven 2 einen erfindungsgemäß behandelten Schaumstoff, dessen Deckschicht sofort nach Beendigung des Expansionsvorganges aufgerissen wurde. Das Aufreißen der Deckhaut kann durch einfaches mechanisches Abreißen geschehen, wobei man zweckmäßig auf die Deckhaut sofort nach Beendigung des Verschäumungsprozesses eine saugfähige, an der Deckhaut haftende Folie auflegt, die nach einer Verweilzeit von etwa 3 bis 5 Sekunden wieder entfernt wird und dabei die Deckhaut aufreißt. Als Folie sind Schaumstoff-Folien. Kunststoff-Folien, vor allem aber saugfähige, vorteilhafterxX eise angefeuchtete Papiere und Gewebe geeignet. Bei einer kontinuierlichen Schaumstoff-Fertigung kann auch das Auflegen und Wiederabziehen der Folien kontinuierlich über Rollen erfolgen. Zweckmäßig wird im Anschluß daran noch eine Luftabsaug- vorrichtung vorgesehen, die den von der Deckhaut befreiten Schàumstoffblock einem Vakuum aussetzt und so die Öffnung der Poren vervollständigt.
Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird der Schaumstoff sofort nach Beendigung des Expansionsvorganges unter einer Vakuumglocke hinweggeführt, wobei durch den entstehenden Sog die Deckhaut abgerissen und das Öffnen der Poren begünstigt wird. Auch hierfür genügen wenige Sekunden Verweilzeit unter der Vakuumglocke.
Schaumstoffe auf Polyisocyanat-Basis werden in an sich bekannter Weise aus den eingangs erwähnten Ausgangskomponenten hergestellt. Unter Polyhydroxyverbindungen sind dabeihydroxylgruppenhaltige lineare oder verzweigte, gegebenenfalls isocyanatmodifizierte Polyester, Polyesteramide und/oder Polyäther zu verstehen, die noch Fremdatome in der Kette enthalten können, oder auch die Hydrierungsprodukte von Kohlenoxyd-Äthylen-Mischpolymerisaten.
Als Polyisocyanate können z. B. 2,4-Toluylendiisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat oder eine technische Mischung der beiden, 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 1 5-Naphthylendiisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diphenyl-dimethylmethan-diisocyanat Verwendung finden.
Das Mischen und Verschäumen der Komponenten unter Zusatz von Wasser und gegebenenfalls noch unter Zusatz von Emulgatoren und Aktivatoren geschieht in an sich bekannter Weise. Der resultierende Schaumstoffblock wird dann sofort nach Beendigung des Verschäumungsvorganges von der aufliegenden Deckhaut in der angegebenen Weise befreit.
Die nach dem vorliegenden Verfahren erhaltenen Schaumstoffe weisen eine Luftdurchlässigkeit aut, die zwei- bis fünfmal so groß ist wie die eines nicht behandelten Produktes. Die Wasseraufnahmefähigkeit ist im Vergleich zu normalen Schaumstoffen auf das Doppelte bis Dreifache erhöht. Die übrigen mechanischen Eigenschaften sind weitgehend unverändert.
Bemerkenswert ist schließlich noch, daß die bei normalen Schaumstoffen auf Polyisocanat-Basis festzustellende, relativ hohe Stauchhårte bei den erfindungsgemäß nachbehandelten Produkten erheblich vermindert- ist und sich in der Größenordnung der bei Latexschäumen gemessenen Stauchhärte bewegt.
Die Abbildungen zeigen in Durchschnittswerten die Luftdurchlässigkeit eines unbehandelten und eines erfindungsgemäß behandelten Schaumstoffes.
Abb. 1 Zusammensetzung des schaumfähigen Gemisches 100 Teile eines Polyesters aus 15 Mol Adipinsäure, 16 Mol Diäthylenglykol, 1 Mol Trimethylolpropan mit der OH-ZaM 60 und einer Säurezahl unter 2 42,3 Teile Toluylendiisocyanat, 10 Teile eines Gemisches aus 3 Teilen bis-(Diäthylaminoäthanol)-adipat, 1 Teil ölsaures Diäthylamin, 2 Teilen Natriumsalz eines sulfonierten Rizinusöls mit 54010 Wasser, 2 Teilen sulfonierter Rizinolsäure mit 54010 Wasser, 0,2 Teilen Glycerin, 1 Teil Wasser, 0,2 Teilen Paraffinöl.
Raumgewicht des resultierenden Schaumstoffes: 40 kg/m3.
Kurve 1 zeigt die Durchschnittswerte eines nicht behandelten, Kurve 2 die eines erfindungsgemäß behandelten Schaumstoffes vorstehender Zusammensetzung.
Abb. 2 Zusammensetzung des schaumfähigen Gemisches 100 Teile eines Polyesters aus 15 Mol Adipinsäure, 16 Mol Diäthylenglykol, 1 Mol Trimethylolpropan mit der OH-Zahl 60 und einer Säurezahl unter 2, 33,2 Teile Toluylendiisocyanat, 9,5 Teile eines Gemisches aus 3 Teilen bis-(Diäthylaminoäthanol)-adipat, 1,5 Teilen ölsaures Diäthylamin, 1,5 Teilen Natriumsalz eines sulfonierten Rizinusöls mit 54% Wasser, 1 Teil Wasser, 0,1 Teil Paraffinöl.
Raumgewicht des resultierenden Schaumstoffes: 55 kg/m3.
Kurve 1 zeigt die Durchschnittswerte eines nicht behandelten, Kurve 2 die eines erfindungsgemäß behandelten Schaumstoffes vorstehender Zusammensetzung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf Polyisocyanat-Basis mit offener Porenstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß sofort nach Beendigung des Expansionsvorganges des Schaumstoffes die hierbei entstandene Deckhaut durch Aufreißen zerstört wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Deckhaut eine an dieser haftende Folie aufgelegt und nach einer Verweilzeit von etwa 3 bis 5 Sekunden wieder entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Deckhaut ein Vakuum angelegt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 854 572, 886 072, 911 435; österreichische Patentschrift Nr. 182 719.