DE1208881B

DE1208881B - Verfahren zur Herstellung von wasserzerfallfaehigen Polyurethanschaumstoffen

Info

Publication number: DE1208881B
Application number: DEV26136A
Authority: DE
Inventors: Dr Curt Walter Leupold; Dr Franz Matejcek; Dr Helmut Pietsch
Original assignee: Vereinigte Papierwerke Schickedanz and Co
Current assignee: VP Schickedanz AG
Priority date: 1964-06-11
Filing date: 1964-06-11
Publication date: 1966-01-13

Description

Verfahren zur Herstellung von wasserzerfallfähigen Polyurethanschaumstoffen Aus der belgischen Patentschrift 625 159 ist die Herstellung von wasserempfindlichen Polyurethanschaumstoffen bekannt. Diese Polyurethanschaumstofle sind auf wasserlösliche Polyole aufgebaut, die im wesenteichen aus Polyäthylenglykolen bestehen. Sie quellen in Wasser und verlieren dadurch einen Teil ihrer Reißfestigkeit. Beim Trocknen schrumpfen diese Schaumstoffe und zeigen dann wieder die ursprünglichen Eigenschaften. Die Wasseraufnahme und -abgabe ist also reversibel, und der hydrophile Polyurethanschaumstoff wird durch Wassereinwirkung nicht zerstört.
In vielen Fällen ist es nun wünschenswert; einen Polyurethanscfraumstoff zur Verfügung zu haben, der durch Wassereinwirkung irreversibel angegriffen und in seiner Struktur zerstört wird. Ín der deutschen Auslegeschrift 1 109 364 wird dieses Ziel durch »Untervernetzung« erreicht. Dabei müssen wenigstens 25°/o der ursprünglich vorhandenen Hydroxylgruppen im fertigen Polyurethanschaumstoff erhalten bleiben.
Durch diese starke Untervernetzung wird jedoch eine Unsicherheit in die Rezeptur gebracht, die sich hauptsächlich dadurch äußert, daß die Ansätze schlecht reproduzierbar sind. Es ist deshalb von großer Bedeutung, daß es nunmehr entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren gelungen ist, vollständig ausreagierte Polyurethanschaumstoffe herzustellen, die bei Wassereinwirkung irreversibel angegriffen werden.
Das Verfahren zur Herstellung von wasserzerfallfähigen Polyurethanschaumstoffen durch einstufige Umsetzung von wasserlöslichen Polyglykolen, die zu mehr als 400/o aus Äthylenoxyd aufgebaut sind, mit Diisocyanaten in Gegenwart von Zinn(II)-Salzen organischer Carbonsäuren und Wasser in einem pH-Bereich zwischen 3,5 und 9,0 besteht darin, daß man zusammen mit den wasserlöslichen Polyglykolen Monoäther oder Monoester von wasserlöslichen Polyalkylenglykolen bzw. Mischpolyalkylenglykolen mit Molekulargewichten von 300 bis 6000 in solcher Menge mit umsetzt, daß die Funktionalität der Polyolkomponente kleiner als 1,4 wird.
Als wasserlösliche monofunktionelle Polyäther im Sinne der Erfindung sollen die Monoäther oder -ester von Polyäthylenglykolen mit einem Molekulargewicht von 300 bis 6000 verstanden werden, die man durch Veresterung oder Verätherung einer der beiden endständigen Hydroxylgruppen der Polyole erhalten hat.
Diese können auch als Mischpolymerisate von Äthylenoxyd mit anderen, cyclische Ätherverbindungen enthaltenden Monomeren vorliegen, soweit sie wasserlöslich sind. Hierfür ist ein Gehalt an Äthylenäthergruppen von mindestens 400/o erforderlich.
Das Wort »Wasserzerfall« bedarf einer näheren Erläuterung: Es handelt sich nicht um eine physikalische Auflösung des Polyurethanschaumstoffes in Wasser, so wie sich z. B. Kochsalz in Wasser rückstandslos löst, sondern um einen Zerfall der Schaumstoffstruktur in kleinere, zusammenhanglose Teilchen, etwa so, wie ein Stück Würfelzucker in Wasser zuerst in kleinere Einzelkristalle zerfällt. Zerdrückt man ein solches Stück nassen, wasserzerfallfähigen Polyurethanschaumstoffes in der Hand, so hat man etwa den Eindruck, als ob man einen Brei aus Grieß und Wasser drücken würde. Es ist auch nicht so, daß der wasserzerfallfähige Polyurethanschaumstoff bei Berührung mit Wasser sofort in Einzelteilchen zerfällt. Legt man z. B. ein Stück eines solchen Schaumstoffes vorsichtig in ruhendes Wasser, so quillt das Schaumstoffstück und sinkt unter, wenn es nicht zu viele geschlossene Poren enthält. Es behält aber seine äußere Form als Stück bei. Erst bei einer geringen mechanischen Beanspruchung zerfällt es in Einzelteile, z. B. ist es unmöglich, dieses Stück aus dem Wasser herauszuziehen, da es durch das eigene Gewicht reißt. Die Druckstellen, wo man das Schaumstoffstück angefaßt hat, federn nicht wieder in ihre frühere Lage zurück.
Die Funktionalität der Alkoholkomponente errechnet sich aus der Anzahl der Mole in der Mischung vorhandener Hydroxylgruppen, dividiert durch die Summe der Mole monofunktionellen und polyfunktionellen Polyäthers. Eine Mischung aus 100 g Diol vom Molekulargewicht 4000 und 100 g monofunktionellem Polyäther vom Molekulargewicht 1000 hat z. B. eine Funktionalität von 1,2.
Rechnung 100 g Diolsind0,025 Molundenthalten0,05 Mol OH 100 g Monoäther sind 0,10 Mol und enthalten 0,10 Mol OH 200 g Mischung sind 0,125 Mol und enthalten 0,15 Mol OH Die Funktionalität ist 0,15 : 0,125 = 1,20.
Da bei der Herstellung der wasserzerfalifähigen Polyurethanschaumstoffe erfindungsgemäß eine sehr niedrige Funktionalität der Polyätherkomponente notwendig ist, werden vorteilhäft Diole in Mischung mit Monoäthern verwendet. Triole oder Tetrole an Stelle von Diolen würden einen wesentlich höheren Anteil an Monoäthern erfordern.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern: Beispiel In ein 800 ccm Becherglas werden eingewogen: 180 g eines 80 °/o Polyoxyäthylen enthaltenden Diols vom Molekulargewicht 8750, -70 g einer auf dem Walzenstuhl angeriebenen Paste aus 30 g eines 60% Polyoxyäthylen enthaltenen Diols vom Molekulargewicht 2000 und 40 g ~Barliumsulfat; ' d 40 g 40 g Monomethoxypolyäthylenglykol vom- ungefähren Molekulargewicht 750, 5 g Wasser und 6 Tropfen Eisessig.
Die Mischung wird bei etwa- 60°C aufgeschmolzen und homogen gerührt. Dabei werden feinverteilte Luftbläschen in den Ansatz mit eingerührt.
Der pH-Wert einer 4%igen wäßrigen. Lösung der Mischung beträgt 4,5. Die Mischung wird auf 50°C abgekühlt und dann in rascher Reihenfolge 2,4 g Zinn(II)-octoat und 61 g Toluylendiisocyanat unter Rühren -zugefügt.. 7 Sekunden nach Zugabe des Toluylendiisocyanats wird das Rühren unterbrochen und der Ansatz in einen vorbereiteten Pappkarton gegossen. Der Schaum beginnt zu steigen und erstarrt nach etwa 60 Sekunden zu einem wasserzerfallfähigen Polyurethanschaumstoff.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von wasserzerfallfähigen Polyurethanschaumstoffen durch einstufige Umsetzung von wasserlöslichen Polyglykolen, die ZU mehr als 40% aus Äthylenoxyd aufgebaut-sind,: mit Diisocyanaten in Gegenwart von Zinn(II)-Salzen organischer Carbonsäuren und Wasser in einem pH-Bereich zwischen 3,5 und 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man zusammen mit den wasserlöslichen Polyglykolen Monoäther- oder Monoester von wasserlöslichen Polyalkylenglykolen bzw. Mischpolyalkylenglykolen mit Molekulargewichten von 300 bis 6000 in solcher Menge mit umsetzt, daß die Funktionalität der Polyolkomponente kleiner als 1,4 war.