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DE1224033B - Process for the production of solid, open-cell polyurethane foams - Google Patents

Process for the production of solid, open-cell polyurethane foams

Info

Publication number
DE1224033B
DE1224033B DEST19825A DEST019825A DE1224033B DE 1224033 B DE1224033 B DE 1224033B DE ST19825 A DEST19825 A DE ST19825A DE ST019825 A DEST019825 A DE ST019825A DE 1224033 B DE1224033 B DE 1224033B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
foam
strength
organic
polyurethane foams
foams
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEST19825A
Other languages
German (de)
Inventor
Norman H Stark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Walker Manufacturing Co
Original Assignee
Walker Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walker Manufacturing Co filed Critical Walker Manufacturing Co
Publication of DE1224033B publication Critical patent/DE1224033B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36After-treatment
    • C08J9/40Impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

C08gC08g

Deutsche Kl.: 39 b-22/04German class: 39 b-22/04

Nummer: 1 224 033Number: 1 224 033

Aktenzeichen: Stl9825IVc/39bFile number: Stl9825IVc / 39b

Anmeldetag: 10. Oktober 1962Filing date: October 10, 1962

Auslegetag: 1. September 1966Opening day: September 1, 1966

Es ist bekannt, Polyurethanschäumstoffe mit offenen Zellen herzustellen. Die Herstellung derartiger Stoffe besteht im wesentlichen darin, daß ein Polyglykol oder ein Alkydharz mit einem organischen PoIyisocyanat umgesetzt wird, wodurch sich Polymere Ergeben, die chemisch dadurch gekennzeichnet sind, daß sie vernetzbare Urethanbindungen linearer Art enthalten, die Kohlenwasserstoffreste verschiedenen Kohlenstoffgehalts und Kettenlängen enthalten, die durch Ester-, Äther- oder andere stabile Bindungen unterbrechen sein können. Während oder nach der Bildung des Polyurethanpolymeren wird Gas entwickelt, wodurch das Polymer Verschäumt wird. Derartige geschäumte polymere Produkte, die im allgemeinen als Polyurethanschaumstoffe bezeichnet werden, sind ausgiebig in der entsprechenden Literatur beschrieben worden.It is known to produce open cell polyurethane foams. The manufacture of such substances consists essentially in that a polyglycol or an alkyd resin with an organic polyisocyanate is converted, resulting in polymers that are chemically characterized by that they contain crosslinkable urethane bonds of a linear type, the hydrocarbon radicals different Contain carbon content and chain lengths through ester, ether or other stable bonds interrupt. Gas is evolved during or after the formation of the polyurethane polymer, whereby the polymer is foamed. Such foamed polymeric products that are im Generally referred to as polyurethane foams, are found extensively in the relevant literature has been described.

Es ist ferner bekannt, die sich auf der Oberfläche von. aus Polyurethanschaumstoffen bestehenden Gegenständen bildende Haut, die früher abgeschnitten oder abgerieben wurde, mit einer schaumaftigen zellularen Struktur zu versehen, indem man, kurz nachdem der Schaum sein Maximalvolumen erreicht hat, ein Lösungsmittel in feinster Verteilung aufsprüht, beispielsweise Benzol, Äthylacetät, Aceton oder Eisessig, und darauf den Schaum an der Oberfläche bei Zimmertemperatur aushärten läßt.It is also known to be on the surface of. articles made of polyurethane foams forming skin that was previously cut off or rubbed off with a foamy skin cellular structure by shortly after the foam reaches its maximum volume has sprayed on a solvent in extremely fine distribution, for example benzene, ethyl acetate, acetone or glacial acetic acid, and then let the foam harden on the surface at room temperature.

Zur Beseitigung der Löslichkeit von Polyurethan-Schaumstoffen ist es auch bereits bekanntgeworder·., die in dem Schaumstoff noch vorhandenen aktiven Wasserstoffatome unter weiterer Molekülvergrößerung durch einen Zusatz von Polyisocyanaten oder linearen oder schwach verzweigten Polyesterisocyanaten umzusetzen. To eliminate the solubility of polyurethane foams it has also already become known that the active substances still present in the foam Hydrogen atoms with further enlargement of the molecule through the addition of polyisocyanates or linear ones or to implement weakly branched polyester isocyanates.

Zweck der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines extrem leichten Schaumstoffes mit einem großen Volumen offener Zellen und ausreichender Festigkeit bzw. Steifigkeit und einer Dichte unter 0,04 g/cm3 durch ein. wirtschaftliches Verfahren. Ein derartiges Material ist insbesondere für leichte Verpackungen geeignet, die aber zur Stützung des verpackten Gegenstandes ausreichend steif sein müssen. Das Material kann aber auch als Filterstoff verwendet werden.In contrast, the purpose of the invention is to create an extremely light foam with a large volume of open cells and sufficient strength or rigidity and a density below 0.04 g / cm 3 through a. economic process. Such a material is particularly suitable for light packaging, which, however, must be sufficiently rigid to support the packaged object. The material can also be used as a filter material.

Die Erfindung bezieht sich au! ein Verfahren zur Herstellung von festen, offenzelligen Polyurethanschaumstoffen mit einer Dichte unterhalb 0,04 g/cm3 unter Nachbehandlung der Schaumstoffe mit organischen, quellend wirkenden Verbindungen und mechanischer Bearbeitung.The invention relates to au! a process for the production of solid, open-cell polyurethane foams with a density below 0.04 g / cm 3 with post-treatment of the foams with organic, swelling compounds and mechanical processing.

Die Herstellung eines derartigen Schaumstoffes wird dadurch erreicht, daß als organische, quellend wirkende Verbindungen Weichmacher verwendet wer-Verf ahren zur Herstellung von festen,
offenzelligen Polyurethanschaumstoffen
The production of such a foam is achieved by using plasticizers as organic, swelling compounds.
open-cell polyurethane foams

Anmelder:Applicant:

Walker Manufacturing Company,Walker Manufacturing Company,

Racine, Wis. (V. St. A.)Racine, Wis. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. K. R. Eikenberg, Dipl.-Chem. W. Rücker
und Dipl.-Ing. S. Leine, Patentanwälte,
Hannover, Am Klagesmarkt 10
Dr. KR Eikenberg, Dipl.-Chem. W. Rücker
and Dipl.-Ing. S. Leine, patent attorneys,
Hanover, Am Klagesmarkt 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Norman H. Stark, Mequon, Wis. (V. St. A.)Norman H. Stark, Mequon, Wis. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Dezember 1961
(159 156)
Claimed priority:
V. St. v. America December 13, 1961
(159 156)

den und nach der Nachbehandlung mit organischen Polyisocyanaten bzw. Lösungen davon vernetzt wird. Auf diese Weise erhält man eine Struktur, die gleichmäßige Eigenschaften besitzt und in der Lage ist, ein großes Flüssigkeitsvolumen durchzulassen. Bisher hiüg die Festigkeit eines Schaumstoffes, von kleineren Änderungen abgesehen, die durch die Wahl der Ausgangsstoffe möglich war, nur von der Dichte ab, d. h., dichtere Schaumstoffe sind fester und weniger dichte flexibler. Obgleich die Filtereigenschaften verschäumter Polyurethane verschiedener Dichten durch wäßrige Lösungen und organische Lösungsmittel zum Weichmachen des Schaumstoffes verbessert werden konnten, war es nicht möglich; Pölyurethanschaumstoffe geringer Dichte mit offenen Zellen herzustellen, die dennoch einen hohen Grad an struktureller Festigkeit besitzen.which and after the aftertreatment is crosslinked with organic polyisocyanates or solutions thereof. In this way a structure is obtained which has uniform properties and is able to to allow a large volume of liquid to pass through. So far, the strength of a foam has been smaller than that of smaller ones Apart from changes that were possible due to the choice of starting materials, only the density depends, d. that is, denser foams are stronger and less dense foams are more flexible. Although the filter properties foamed polyurethanes of various densities by aqueous solutions and organic solvents could be improved to soften the foam, it was not possible; Polyurethane foams low density with open cells, which nevertheless produce a high degree of possess structural strength.

Schließlich können mittels der Erfindung die zur Zeit erhältlichen geschäumten Polyurethane in ihrer Zellstruktur modifiziert werden, so daß sie eine verbesserte oder eine bestimmte Festigkeit besitzen und verbesserte Beständigkeit gegen chemische Einwirkungen, wenn sie schädlichen Umwelteinflüssen, beispielsweise Lösungsmitteln, Säuren, Alkalien oder Sauerstoff, ausgesetzt sind.Finally, by means of the invention, the foamed polyurethanes currently available in their Cell structure can be modified so that they have an improved or a certain strength and improved resistance to chemical agents if they are harmful to environmental influences, for example solvents, acids, alkalis or oxygen.

Nach einem anderen bekannten Verfahren werden die Schaumstoffzellwände mit einem hydrophilen Stoff angelöst und damit behandelt, aber die WeichheitAccording to another known method, the foam cell walls are coated with a hydrophilic Fabric loosened and treated with it, but the softness

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oder die Festigkeit des Schaumstoffes bleibt un- handelt sind, erweisen sich als Filterstoff zur Entverändert. Aus diesem Grunde läßt sich das bekannte fernung fester Teilchen aus Flüssigkeiten als außer-Verfahren mit dem vorliegenden Verfahren schlecht ordentlich nützlich. Beispiele für die Verwendung der vergleichen, denn beide lösen verschiedene Probleme, Produkte der Erfindung sind Luftfilter für Ver- und die sich ergebenden Produkte sind ebenfalls ver- 5 brennungskraftmaschinen, für Luftklimaanlagen, Filter schieden. Das bekannte Verfahren geht von einem für flüssige oder gasförmige Brennstoffe oder für weichen Schaumstoff aus und ergibt wiederum einen Luftreinigungsanlagen, beispielsweise für Kurbel-Schaumstoff mit der gleichen Festigkeit bzw. Weich- gehäuse-Ventilationssysteme der Autoindustrie. Unter heit. Das erfindungsgemäße Verfahren hingegen geht Festigkeit, wie der Ausdruck hier verwendet wird, von einem weichen Schaumstoff aus und verwandelt io soll die Last verstanden werden, die erforderlich ist, ihn in einen festeren Schaumstoff, der eine geringe um den Schaumstoff um 50% zusammenzupressen, Dichte besitzt, denn, wie bereits oben dargelegt, ist es beispielsweise von 2,5 cm auf 1,25 cm seiner ursprüngbisher nicht möglich gewesen, einen Schaumstoff liehen Stärke, und die wenigstens etwa 0,005 g/cm3 geringer Dichte mit ausreichender Festigkeit her- betragen soll. Feste Schaumstoffe sind daher jene, die zustellen. 15 eine Steifigkeit oder Festigkeit haben, die größer istor the strength of the foam remains untreated. For this reason, the known removal of solid particles from liquids as an extra-process is poorly useful with the present process. Examples of the use of the compare, because both solve different problems, products of the invention are air filters for supply and the resulting products are also internal combustion engines, for air conditioning systems, filters. The known method is based on one for liquid or gaseous fuels or for soft foam and in turn results in air cleaning systems, for example for crank foam with the same strength or soft housing ventilation systems of the automotive industry. Sub. The method according to the invention, on the other hand, assumes strength, as the expression is used here, from a soft foam and transforms the load that is required to compress it into a firmer foam that has a low density of around 50% to compress the foam has, because, as already explained above, it has not been possible, for example, from 2.5 cm to 1.25 cm of its original thickness, a foam lent thickness, and which is at least about 0.005 g / cm 3 of low density with sufficient strength target. Solid foams are therefore those that deliver. 15 have a rigidity or strength that is greater

Obgleich aber gerade die weniger dichten Schaum- als die der durchschnittlichen, im Handel erhältlichenAlthough just the less dense foam than the average, commercially available

stoffe wegen ihrer Leichtigkeit als Verpackungsmaterial unbehandelten Polyurethanschaumstoffe mit einermaterials because of their lightness as packaging material untreated polyurethane foams with a

z. B. außerordentlich wünschenswert sind, waren sie Dichte unter etwa 0,04 g/cm3.z. For example, if they are highly desirable, their density has been less than about 0.04 g / cm 3 .

dennoch nicht zu verwenden, weil ihre Festigkeit zu Nach einem anderen Ausführungsbeispiel dernevertheless not to be used because of their strength

gering war. Dieser Nachteil wird durch das erfmdungs- 20 Erfindung wird ein Polyurethanschaumstoff erhalten,was low. This disadvantage is obtained by the invention, a polyurethane foam,

gemäße Verfahren behoben. "■ * in dem ein oder mehrere Bereiche des Schaumstoffescorrected proper procedures. "■ * in one or more areas of the foam

Falls man das bekannte Verfahren und das vor- eine Festigkeit besitzen, die wesentlich größer ist als liegende Verfahren dennoch vergleichen will, so-.kann die der restlichen Masse. Das läßt sich z. B. dadurch zugunsten des vorliegenden Verfahrens angeführt erreichen, daß einfach die. Wirkung des Polyiso^· werden, daß es weniger Verfahrensstufen als das 25 cyanats auf einen bestimmten Bereich des Polybekannte Verfahren .umfaßt. Dieses verlangt zunächst urethanschaumstoffes, der behandelt werden soll, die Imprägnierung des Schaumstoffes mit einer Lösung durch Maskieren od.: dgl. beschränkt wird,
eines hydrophilen Mittels, woran sich die Unlöslich- Ganz allgemein gesagt, kann irgendein organisches machung des hydrophilen Mittels "anschließt. Er- Polyisocyanat, verwandt werden^ das zur Herstellung findungsgemäß wird dagegen ein versteifter, leichter 30 von Polyurethanen geeignet ist Organische PolySchaumstoff einfach dadurch erhalten,daß man einen r isocyanate, die verwendet werden,.sind im allgemeinen leichten Schaumstoff mit einem organischen Poly- Diisocyanate der Formel
isoeyanat imprägniert. Es ist also keine anschließende _ _ " . _ _ -.
Umwandlung des Mittels erforderlich. Das vorliegende , ^. ~~ -C = O,
Verfahren ist daher auch, weil es einfacher ist, billiger 35 in der R ein Kohlenwasserstoffrest ist, einschließlich durchzuführen. : * . aromatischer, aliphatischer oder cycloaliphatischer
If you want to compare the known method and the previous one that is significantly greater than the existing method, that of the rest of the mass can be used. That can be z. B. achieved in favor of the present method that simply the. The effect of the Polyiso ^ · is that it comprises fewer process steps than the 25 cyanate on a certain area of the poly known process. This initially requires urethane foam that is to be treated, the impregnation of the foam with a solution by masking or the like is limited,
a hydrophilic agent, which is followed by the insolubility. Generally speaking, any organic modification of the hydrophilic agent can be followed. Er- polyisocyanate, which is suitable for production according to the invention, on the other hand, is a stiffened, lighter 30 of polyurethanes. Organic polyfoam is simply obtained by this in that a r isocyanate used, .are generally lightweight foam with an organic poly diisocyanates of the formula
isoeyanat impregnated. So there is no subsequent _ _ ". _ _ -.
Conversion of agent required. The present, ^. ~~ -C = O,
Process is therefore also because it is easier to carry out cheaper 35 in which R is a hydrocarbon radical, inclusive. : *. more aromatic, aliphatic or cycloaliphatic

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus Diisocyanate oder Kombinationen dieser Arten!Further details and advantages result from diisocyanates or combinations of these types!

den in der sich anschließenden Beschreibung be- Beispiele hierfür .sind die folgenden: Alkylendiiso-Examples of these in the following description are as follows: Alkylenediiso-

schriebenen Beispielen. cyanate, wie. z. B. ■ Propylen-l^-diisocyanat oderwritten examples. cyanate, like. z. B. ■ Propylene-l ^ -diisocyanate or

Im allgemeinen kann jeder übliche polymere Poly- 40 Polymethylendiispcyanate, wie z. B. Äthylendiiso^-In general, any conventional polymeric poly- 40 polymethylene diispcyanate, such as. B. Ethylenediiso ^ -

urethanschaumstoff verändert werden, um ihm erhöhte cyanat, Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendi-urethane foam can be modified to give it increased cyanate, hexamethylene diisocyanate, tetramethylene

Festigkeit zu erteilen. Es ist ein Merkmal der Erfindung-, isoeyanat oder Decamethylendiisocyanat, Cycloalky-To give strength. It is a feature of the invention-, isoeyanate or decamethylene diisocyanate, cycloalky-

daß Polyurethanschaumstoffe irgendeiner Dichte, z>B. lendiisoeyanate, wie z. B. l^-Diisocyanatocyclohexan,that polyurethane foams of any density, e.g. lendiisoeyanate, such as e.g. B. l ^ -diisocyanatocyclohexane,

im Bereich von ungefähr 0,012 bis 0,112 oder 0,128 g/ aromatische Diisocyanates wie z. B. m- oder. p-Pheny-in the range of about 0.012 to 0.112 or 0.128 g / aromatic diisocyanate such as e.g. B. m- or. p-pheny-

cm3, ja sogar höher, so behandelt werden können, daß 45 lendiisoeyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat, p,p'-Diphe-cm 3 , even higher, can be treated in such a way that 45 lendiisoeyanate, 2,6-toluene diisocyanate, p, p'-diphe-

sich Strukturen ergeben, die wesentlich größere Festigt nyldiisoeyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 2,4-Tolu-structures result, the much greater strength nyldiisoeyanat, 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,4-toluene

keit besitzen als unbehandelter Schaumstoff. Sofern ylendiisocyanat oder 4-Chloro-l,3-phenylendiisocy-as untreated foam. If ylene diisocyanate or 4-chloro-l, 3-phenylene diisocyanate

Urethanschaumstoffe: höherer Dichte bereits einen anat, oder aliphatisch-aromatische Diisocyanate, wieUrethane foams : higher density already an anate, or aliphatic-aromatic diisocyanate, such as

ausreichenden Festigkeitsgrad für die meisten kommer- z. B. ρ,ρ'-Diphenylmethandiisocyanat oder Phenyl-sufficient degree of strength for most commer- cial z. B. ρ, ρ'-diphenylmethane diisocyanate or phenyl

ziellen-Anwendungsgebiete besitzen, erweist sich in- 50 äthandiisoeyanat.have specific areas of application, it turns out in 50 äthandiisoeyanat.

dessen die Erfindung deshalb von Bedeutung, weil Triisocyanäte sind ebenfalls geeignet, beispielsweisethe invention of which is important because triisocyanates are also suitable, for example

billigere Polyurethanschaumstoffe niedrigerer Dichte, solche, die Isocyanatgruppen an einem dreiwertigencheaper lower density polyurethane foams, those that have isocyanate groups on a trivalent

z. B. im Bereich von ungefähr 0,012 bis ungefähr Kohlenwasserstoffrest tragen, entweder einem ali-z. B. carry in the range of about 0.012 to about hydrocarbon radical, either an ali-

0,040 g/cm3 verwandt werden können. Besonders phatischen, aromatischen oder aliphatisch-aroma*0.040 g / cm 3 can be used. Particularly phatic, aromatic or aliphatic aroma *

günstige Ausgangsmaterialien sind die Polyäther- 55 tischen Rest, wie beispielsweise Butan-l,2,2-triiso-Favorable starting materials are the polyether radicals, such as butane-1,2,2-triiso-

schaumstoffe. - . . cyanat, Benzol-l^S-triisocyanat, Diphenyl-2,4,6-tri-foams. -. . cyanate, benzene-l ^ S-triisocyanate, diphenyl-2,4,6-tri-

Nach dem Verfahren wird der Polyurethanschaum- isoeyanat, Toluol-2,4,6-triisocyanat oder Triphenylstoff zunächst gemäß-dem in der USA.-Patentschrift methan-4,4',4"-triisocyanat. Polyisocyanate, die sich 2 961 710 beschriebenen Verfahren behandelt, um die von entsprechenden, substituierten Kohlenwasserstoff-Zahl der untereinander in Verbindung stehenden 60 resten, beispielsweise Monochlorbenzol^Aö-triiso-Zellen oder Räume zu erhöhen, indem der Schaum- . cyanat, ableiten, können ebenfalls verwendet werden, stoff mit einem Mittel getränkt wird, das den Schaum- Vorzugsweise sind ,die verwendeten organischen stoff zur Schwächung der Zellwände ausdehnt, worauf Polyisocyanate Arylendiisocyanate, d.h. solche, bei der so geschwächte Schaumstoff einer mechanischen denen jede der beiden Isocyanatgruppen direkt an Bearbeitung unterworfen wird. Der so behandelte 65 einem aromatischen Ring gebunden ist. Derartige offenzellige Schaumstoff wird danach durch Behänd- Verbindungen sind ohne weiteres im Handel erhältlich, lung mit einem organischen Polyisocyanat versteift. lassen sich leicht handhaben und reagieren sehr Schaumstoffkörper, die nach diesen Verfahren be- schnell sowohl mit polymeren Polyester als auch mitAccording to the process, the polyurethane foam isocyanate, toluene-2,4,6-triisocyanate or triphenyl material initially in accordance with the methane 4,4 ', 4 "triisocyanate in the USA patent. Polyisocyanates, which 2,961,710 described method treated by corresponding, substituted hydrocarbon number of the interconnected 60 residues, for example monochlorobenzene ^ Aö-triiso cells or to increase rooms by adding the foam. cyanate, derive, can also be used Fabric is impregnated with an agent that the foam- Preferably, the organic ones used expands to weaken the cell walls, whereupon polyisocyanates arylene diisocyanates, i.e. those at the so weakened foam of a mechanical to which each of the two isocyanate groups directly Processing is subjected. The so treated 65 is bound to an aromatic ring. Such open-cell foam is then made by hand- connections are readily available commercially, stiffened with an organic polyisocyanate. are easy to handle and very responsive Foam bodies, which according to this process can be quickly processed both with polymeric polyester and with

5 65 6

Polyäther-Polyurethanschaumstoffen. Verbindungen Weichmacherlösung von offenzellig gemacht wurdePolyether polyurethane foams. Compounds plasticizer solution was made of open-celled

wie Toluylen-i^-diisocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat und Proben eines Polyätherschaumstoffes, die vorhersuch as toluene-i ^ -diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate and samples of a polyether foam, which were previously

oder isomere Mischungen dieser (TDI) sind besonders in einer wäßrigen alkalischen Weichmacherlösungor isomeric mixtures of these (TDI) are particularly useful in an aqueous alkaline plasticizer solution

geeignet und billig erhältlich. mechanisch bearbeitet wurden, mit Toluylendiiso-suitable and cheaply available. were mechanically processed, with toluylene diiso-

Die organischen Polyisocyanate lassen sich im reinen 5 cyanat und einem Weichmacher in der oben be-Zustand, flüssig oder dampfförmig verwenden oder schriebenen Weise behandelt. Alle Proben wurden mit einem geeigneten inerten Lösungsmittel in einem anschließend bei Zimmertemperatur für mehr als Konzentrationsbereich von ungefähr 0,5 bis 100 Ge- 100 Stunden lufttrocken gemacht, wobei während wichtsprozent Konzentrationen unterhalb 0,5 Ge- dieser Zeit Festigkeitsmessungen durch Zusammenwichtsprozent von Polyisocyanat sind zwar wirksam, i° drücken in regulären Zeitabständen vorgenommen aber werden im allgemeinen nicht verwendet, wenn ein wurden. Die offenzelligen Polyurethanschaumstoffe, wesentlicher Versteifungseffekt erzielt werden soll. die mit dem Polyisocyanat nach der Quellung nachLösungen, die mehr als 50 Gewichtsprozent Poly- behandelt wurden, erwiesen sich als erheblich fester isosyanat enthalten, können wünschenswert sein, als die unbehandelten Proben. Es hat sich gezeigt, um einen bestimmten flexiblen Schaumstoff, der zu 15 daß die Festigkeit des behandelten Produkts probehandeln ist, eine maximale Festigkeit zu geben, portional der Konzentration der Toluylendiisocyanat- und werden insbesondere dann verwendet, wenn ein lösung ist, die verwandt wird, d. h. der Menge an sehr hartes Produkt verlangt wird. Verständlicher- Polyisocyanat in Verbindung mit dem Polyurethanweise haben, derartige Produkte eine etwas niedrigere schaumstoff und der Menge an vorher angewendeten Bruchfestigkeit als jene, die mit einer verdünnteren 20 Plastifizierungsmittel, durch das die Festigkeit geregelt Lösung eines Polyisocyanats behandelt werden. Am wird.The organic polyisocyanates can be used in the pure cyanate and a plasticizer in the above-mentioned state, in liquid or vapor form, or in the manner described. All samples were made air-dry with a suitable inert solvent in a then at room temperature for more than a concentration range of about 0.5 to 100 Ge 100 hours, with weight percent concentrations below 0.5 Ge of this time being strength measurements by weight percent of polyisocyanate effective, i ° presses are made at regular intervals but are generally not used when a. The open-cell polyurethane foams, essential stiffening effect is to be achieved. those with the polyisocyanate after swelling after solutions that have been treated with more than 50 percent by weight of poly have proven to be considerably more solid isosyanate, can be more desirable than the untreated samples. It has been shown to give a certain flexible foam, which has to be tested to 15 that the strength of the treated product, a maximum strength, proportional to the concentration of the toluene diisocyanate and are used in particular when a solution is used, ie the amount of very hard product required. Understandably- polyisocyanate in conjunction with the polyurethane mode, such products have a slightly lower foam and amount of pre-applied breaking strength than those treated with a more dilute plasticizer, through which the strength-controlled solution of a polyisocyanate. On will .

geeignetesten sind Lösungen mit 0,5 bis 25 Gewichts- Festigkeitsmessungen, ausgedrückt in der Belastung,the most suitable are solutions with 0.5 to 25 weight strength measurements, expressed in the load,

prozent von Polyisocyanat für das Verfahren. Der- die erforderlich ist, um eine Standardprobe um 50%percent of polyisocyanate for the process. Which is required to reduce a standard sample by 50%

artige Konzentrationen sind ausreichend, versteifte zusammenzupressen, wurden unter Verwendung vonlike concentrations are sufficient to compress stiffened ones using

Schaumprodukte zu bilden, die bis zu 0,6 Gewichts- 25 Probenstücken von etwa 10 · 10 · 2,5 cm aus PoIy-To form foam products containing up to 0.6 weight- 25 sample pieces of about 10 x 10 x 2.5 cm made of poly-

prozent an organischem Polyisocyanat insgesamt pro urethanschaumstoff und einer 10 · 10 cm großenpercentage of total organic polyisocyanate per urethane foam and a 10x10 cm

Gewichtsteil unbehandelten Schaumstoffes enthalten, Metalldruckplatte durchgeführt, womit die KraftPart by weight of untreated foam contained, metal pressure plate carried, bringing the force

was sich auf das Gewicht des gewaschenenen End- gemessen wurde, die man aufwenden muß, um einewhat was measured on the weight of the final washed one that has to be expended to get a

Produktes bezieht. 50%ige Zusammendrückung zu erzielen.Related product. To achieve 50% compression.

Unter »inertem Lösungsmittel« soll ein geeignetes 3° Die obigen Versuche zeigten deutlich, daß sich ein Lösungsmittel verstanden werden, das mit dem offenzelliger Polyurethanschaumstoff mit bestimmter organischen Polyisocyanat selbst nicht reagiert. Damit Festigkeit herstellen läßt, indem man einen PoIyscheiden Wasser, wäßrige Lösungen oder Schwefel- urethanschaumstoff der Einwirkung eines Plastiwasserstoff als auch jene organischen Verbindungen fizierungsmittels für eine bestimmte Zeitspanne ausaus, an denen aktive Wasserstoffatome sitzen und die 35 setzt, damit der Schaumstoff aufquellen kann, worauf üblicherweise als Kettenverlängerungsmittel bei der das gequollene Produkt nach Einwirkung eines Herstellung von Polyurethanen verwendet werden, organischen Polyisocyanates getrocknet wird. Bei der z. B Äthylenglykol, Hexamethylenglykol, Diäthylen- Verwendung gleicher Mengen von Plastifizierungsglykol, Adipinsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure- mitteln ist die maximale Festigkeit der behandelten amid, 1,2-Äthandithiol, Hydrochinon, Monoäthanol- 40 Schaumstoffe direkt proportional der Konzentration amin oder 4-Aminobenzoesäure. Andererseits kann der Polyisocyanatlösung, z.B. beträgt sie nach der irgendeiner der Weichmacher, der in der Lage ist, obigen Defination 0,88, 1,13, 1,44 und 1,87 kg für geschäumte Polyurethane in einem Verfahren gemäß Proben, die 60 Stunden in TDI-Lösungen mit Konzender USA.-Patentschrift 2 961 710 aufzuweiten, als trationen von 5, 10, 15 bzw. 20 Gewichtsprozent eingeeignetes Lösungsmittel für das organische Poly- 45 getaucht waren. Höhere Konzentrationen von TDI isocyanat verwendet werden. Diese organischen ergeben festere Schaumstoffe, z.B. besaßen Proben, Flüssigkeiten umfassen sowohl polare als auch nicht- die nach 60 Stunden in TDI-Lösungen von 30 und polare Verbindungen, beispielsweise aliphatische Koh- 40 Gewichtsprozent gemessen wurden, Festigkeiten lenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan oder Octan, von 2,30 und 2,47 kg. Es wurde gefunden, daß die chlorierte Kohlenwasserstoffe, z. B. Chloroform, Me- 5° erhöhte Festigkeit ohne merkliche Beeinträchtigung thylchlorid oder Kohlenstofftetrachlorid, Ketone, der Fähigkeit, große Luftvolumen durchzulassen, wie Aceton, Methyläthylketon, Cyclohexanon oder erhalten werden kann. Filter aus derart steifem Diäthylketon, Diäthyläther von Äthylenglykol, Benzol, Schaumstoff lassen sich viel leichter herstellen und Toluol, Nitrobenzol, o-Dichlorbenzol, Tetrachlor- werden im Gebrauch weniger leicht verformt, so daß äthan, Thiophen, Dimethylformamid, Tetrahydro- 55 kaum die Gefahr besteht, daß die Flüssigkeit an den furan, Dioxan, Methylenchlorid, Xylol, Äthylen- Rändern des Filters entlangfließt. Außerdem bechlorid, Trichlorethylen, Propylendichlorid, 2-Nitro- steht die Möglichkeit, durch die Wahl bestimmter propan, Methanol, Äthanol oder Isopropylalkohol. Schichtsteifigkeiten des Schaumstoffes neue Filter-Die Auswahl des Lösungsmittels hängt im gewissen formen zu finden, die mit den Filterrahmen einen Sinne natürlich von der Löslichkeit des verwendeten 60 besseren Kontakt ergeben."Inert solvent" should be a suitable 3 ° The above experiments clearly showed that a Solvent to be understood that with the open-cell polyurethane foam with certain organic polyisocyanate itself does not react. So that strength can be established by making a poly-sheet Water, aqueous solutions or urethane foam from the action of a plastic hydrogen as well as those organic compounds for a certain period of time, where active hydrogen atoms sit and the 35 is set so that the foam can swell, on what usually as a chain extender in which the swollen product after exposure to a Manufacture of polyurethanes are used, organic polyisocyanates are dried. In the z. B ethylene glycol, hexamethylene glycol, diethylene - use of equal amounts of plasticizing glycol, Adipic acid, terephthalic acid, adipic acid agents is the maximum strength of the treated amide, 1,2-ethanedithiol, hydroquinone, monoethanol- 40 foams directly proportional to the concentration amine or 4-aminobenzoic acid. On the other hand, the polyisocyanate solution, e.g. according to the any of the plasticizers capable of the above definition 0.88, 1.13, 1.44 and 1.87 kg for foamed polyurethanes in a process according to samples that are 60 hours in TDI solutions with Konzender U.S. Pat. No. 2,961,710, as trations of 5, 10, 15, and 20 percent by weight, respectively Solvents for the organic poly-45 were immersed. Higher concentrations of TDI isocyanate can be used. These organic produce stronger foams, e.g. possessed samples, Liquids include both polar and non- those after 60 hours in TDI solutions of 30 and polar compounds, for example aliphatic carbon 40 percent by weight were measured, strengths hydrogen, such as hexane, heptane or octane, of 2.30 and 2.47 kg. It was found that the chlorinated hydrocarbons, e.g. B. chloroform, Me- 5 ° increased strength without noticeable impairment methyl chloride or carbon tetrachloride, ketones, the ability to let through large volumes of air, such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone or can be obtained. Filter made from such a stiff Diethyl ketone, diethyl ether of ethylene glycol, benzene, foam are much easier to produce and Toluene, nitrobenzene, o-dichlorobenzene, tetrachloro are less easily deformed in use, so that ethane, thiophene, dimethylformamide, tetrahydro- 55 there is hardly any risk that the liquid on the furan, dioxane, methylene chloride, xylene, ethylene flows along the edges of the filter. In addition, Trichlorethylene, propylene dichloride, 2-nitro- is available by choosing certain options propane, methanol, ethanol, or isopropyl alcohol. Layer stiffness of the foam new filter die Selection of the solvent depends on the particular mold to find the one with the filter frame Meaning of course from the solubility of the used 60 better contact result.

Polyisosyanates ab sowie von der Verfügbarkeit oder Zugfestigkeitsuntersuchungen an Proben verfestigten Wirtschaftlichkeit des Lösungsmittels, von der Fluch- Schaumstoffes zeigten, daß eine Erhöhung der Konzentigkeit wegen der Entfernung restlichen Lösungsmittels tration der Verfestigungslösung eine erhöhte Zugaus dem behandelten Schaumstoff und davon, daß es festigkeit ergibt, solange der Prozentgehalt an Polyfrei von hygroskopischen Eigenschaften ist. 65 isocyanat sich im Bereich von ungefähr 5 bis 12,5%Polyisosyanates as well as the availability or tensile strength tests on specimens solidified Economics of the solvent from the curse foam showed that an increase in the concentration due to the removal of residual solvent, tration of the solidifying solution has an increased draw the treated foam and that it gives strength as long as the percentage of polyfree of hygroscopic properties. 65 isocyanate ranges from about 5 to 12.5%

In einem Quellversuch wurde ein Satz von Proben bewegt. Bei höheren Konzentrationen fällt die Zugaus Polyester- und Polyätherurethanschaumstoffen, festigkeit langsam wieder ab, um bei 100% PoIyder vorher durch mechanische Bearbeitung in einer isocyanat ihren niedrigsten Wert* zu erreichen.In a swelling test, a set of samples was moved. At higher concentrations the train fails Polyester and polyether urethane foams, strength slowly decreases again to 100% polyester to achieve its lowest value * beforehand by mechanical processing in an isocyanate.

Geeignete Plastifizierungsmittel sind solche, die sich mit den Polyisocyanaten vertragen wie TDI, und zwar Plastifizierungsmittel, wie sie für Polyesterharze verwendet werden, nämlich Kresyldiphenylphösphat, Trikresylphosphat, Dibutylphthalat, Di-(2-Äthylhexyl)-phthalat, Diäthyladipat, Dibutyladipat, Polypropyladipat od. dgl. In manchen Fällen kanu es wünschenswert sein, Plastifizierungsmittel zu verwenden, die schwer entflammbar machende Eigenschaften besitzen.Suitable plasticizers are those that are compatible with the polyisocyanates such as TDI, and plasticizers such as those used for polyester resins, namely cresyldiphenylphosphate, Tricresyl phosphate, dibutyl phthalate, di (2-ethylhexyl) phthalate, diethyl adipate, dibutyl adipate, polypropyl adipate od. The like. In some cases, it may be desirable to use plasticizers that have flame retardant properties.

Polyurethansch'äumstöffe, die mit einem organischen Polyisocyanat nach der Weichmachung gemäß der Erfindung behandelt werden, erwiesen sich als wesentlich beständiger gegen Säuren und Alkali als die ünbehandelten Stoffe.Polyurethansch'äumstöffe, which with an organic polyisocyanate after plasticization according to the Invention treated proved to be much more resistant to acids and alkali than the untreated fabrics.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von festen, offenzelligen Polyurethanschaumstoffen mit einer Dichte1. Process for the production of solid, open-celled Polyurethane foams with a density unterhalb 0,04 g/cm3 unter Nachbehandeln der Schaumstoffe mit organischen, quellend wirkenden Verbindungen und mechanischer Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß als organische, quellend wirkende Verbindungen Weichmacher verwendet werden und nach der Nachbehandlung mit organischen Polyisocyanaten bzw. Lösungen davon vernetzt wird.below 0.04 g / cm 3 with aftertreatment of the foams with organic, swelling compounds and mechanical processing, characterized in that plasticizers are used as organic, swelling compounds and crosslinked after the aftertreatment with organic polyisocyanates or solutions thereof. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Bereiche des so nachbehandelten Polyurethanschaumstoffes mit organischen Polyisocyanaten bzw. Lösungen davon vernetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that certain areas of the post-treated polyurethane foam with organic Polyisocyanates or solutions thereof are crosslinked. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschrift Nr. 957 294;
USÄ.-Patentschriften Nr. 2 900 278, 2 926 398.
German Patent No. 957 294;
U.S. Patent Nos. 2,900,278; 2,926,398.
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