DE1570573A1 - Verfahren zur Herstellung von Epoxidschaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von EpoxidschaumstoffenInfo
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Description
- Verfahren zur herstellung von Epoxidschaumstoffen (Zusatzanmeldung zu Fw 4537) Es ist bekannt, daß sich aus Epoxidharzen mit geeigneten Härtungsmitteln in Gegenwart eines Treibmittels Schaumstoffe herstellen lassen.
- Gegenstand des Patentes . ... ... (Patentanmeldung F 43 467 IVd/39c) ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf der Basis von Epoxidharzen, bei dem als Treibmittel Carbaminate von blono-und Polyaminen verwendet werden. Carbaminate lassen sich mit besonderem Vorteil zum Verschäumen von Polyepoxid-verbindungen verwenden, da das nach der Kohlendioxid-Abspaltung aus dem Carbaminat freiwerdende Amin gleichzeitig zur Härtung des Epoxidharzes dient. Bei diesem Verschäumungsverfahren wird der Schaumstoff nicht durch weitere unersunschte Zersetzungsprodukte des Treibmittels verunreinigt, die die Eigenschaften des Schaumes in nachteiliger Weise beeinflussen können.
- Es wurde nun in weiterer Ausgestaltung des im £!auptpatent beschriebenen Verfahrens gefunden, daß Epoxidharze besonders vorteilhaft mit Carbaminaten, die flüssig und in Aminen und Polyepoxidharzen löslich sind, verschäumt und gehärtet werden können.
- Derartige Carbaminate sind z. B. solche, die pro Molekül eine oder mehrere Ätherbrücken enthalten. Die letztgenannten Xthercarbaminate lassen sich beispielsweise nach an sich bekanntem Verfahren durch Anlagerung von Acrylnitril an Die oder Polyole, anschließende Hydrierung und Umsetzung der entstandenen Hydrierungsprodukte mit Kohlendloxyd erhalten und entsprechen der allgemeinen Formel +H3N-(CH2)3-O-(R-O)n-(CH2)3-NH-C-OO-wobei R einen verzweigten oder unverzweigten aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen, oder araliphatischen Rest und n eine ganze Zahl von 0 bis 30, vorzugsweise von 0 bis 10, bedeutet.
- Als Ausgangssubstanzen fUr die Anlagerung von Acrylnitril komP men beispielsweise in Betracht: Glykol, Butandiol-1,4, Butandiol-1,3, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Wasser, DiZthylenglykol, Dibutylenglykol, Hydrochinon, Resorcin, 4,4'-Dioxyddphenylmethan und 1,4-Dimethylolhexan. zu verwendenden Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäß Äthercarbaminate besteht darin, daß durch den Einbau von Xtberbrücken der Carbaminat-Schmelzpunkt außerordentlich stark erniedrigt wird. Die Carbaainate zeigen im Temperaturbereich von 20-80° C keinerlei trigtallisationstendenz mehr und sind in diesen Temperaturbereich sowohl in Aminen als auch in den verwandten Epoxidharzen löslich. Die Schäume, die mit diesen Carbaminaten erhalten werden, zeichnen sich infolgedessen durch sehr gleichmäßige Eigenschaften und eine äußerst gleichmäßige Porenstruktur aus.
- Die erfindungsgemäß zu verwendenden Carbaminate sind zum Härten und Verschäumen aller gebräuchlichen Epoxidharze sehr gut geeignet.
- Die Epoxidharze können sich t. B. von einkernigen, mehrwertigen Phenolen wie Resorcin, Hydrochinon, Brenzcatechin oder mehrkernigen, mehrwertigen Phenolen wie 4,4'-Dihydroxydiphenylmetlian und dessen zahlreichen Substitutionsprodukten ableiten. Auch Polyglycidyläther,die sich von aliphatischen mehrwertigen Alkoholen ableiten wie Glycerin, Butandiol-1,4, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit sowie deren höhermolekularen Umsetzungsprodukte mit Äthylenoxid oder Propylenoxid sind verwendbar.
- Die Verschäumung und Härtung der Epoxidharze kann mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Carbaminaten allein erfolgen. Dabei kann ein einziges Carbaminat oder eine Mischung verschiedener Carbaminate eingesetzt werden. Es sind jedoch auch Amin/Carbaminat-Gemische verwendbar. In vielen Fällen ist diese Arbeitsweise vorzuziehen, da sich so das angestrebte Raumgewicht und die mechanzhen Eigenschaften des Schaumkörpers bequem einstellen lassen. Außerdem läßt sich die Verschäumung mit der Härtungsreaktion in einfacher Weise abstimmen.
- Das pro Epoxidäquivalent erforderliche Amin/Carbaminat-Gemisch kann in den Grenzen von 0,9 Äquivalent Amin/0, 1 Äquivalent Carbaminat bis zu 0,1 Äquivalent Amin/0, 9 Äquivalent Carbaminat beliebig variiert werden. Auch kann es günstiger sein, andere als die stöchiometrischen Mengen an freiem Amin und Carbaminat einzusetzen.
- Die Verschäumung und Härtung kann im Temperaturberich von z. B.
- 20-200 C erfolgen. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt jedoch zwischen 50 und 1000 C weil in diesem Temperaturbereich die Zersetzung der Carbaminate mit der Härtungsreaktion am besten auieinander abgestimmt ist.
- Weiterhin sind Zusätze der verschiedensten Art zu den Epoxidharzen möglich. So kann durch den Zusatz von 0,01-5 %> vorzugsweise von 0,2-1,2 %, oberflächenaktiver Substanzen eine sehr einheitliche Porenstruktur erzielt werden. Ferner sind Zuschläge von Füllstoffen, Farbstoffen und von Substanzen möglich, die dem Schaum selbstvcrlöschende Eigenschaften verleihen.
- Die so erhaltenen Schaumstoffe zeichnen sich durch ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften und eine hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit aus. Sie sipd ausgezeichnete Isolatoren gegen Wärme, Kälte und Schall und lassen sich auf dem Bausektor und bei der Herstellung von Karosserie-und von Boots- und Flugzeugteilen in vielerlei Weise einsetzen.
- Die in den folgenden Beispielen genanntenTeile sind Gewichtsteile.
- Beispiel 1 50 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoz;Ldäquivalent: 500) 57 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoxidäquivalent: 190) 10 Teile 4,4'-Diaminodiphenylmethan 2 Teile Äthylenglykol-bis-γ-aminopropyläther 9 Teile Äthylenglykol-bis-γ-aminopropyläther-carbaminat 0,4 Teile Phenylmethylpolysiloxan (Phenylmethylpolysiloxan DC 710 der Dow Corning Corp.) Dem zusammengeschmolzenen Epoxidharz-Gemisch werden die übrigen Komponenten bei 50-60° C zugesetzt. Bei kräftige. Durchmischen erwärrat sich der Schaumansatz durch die beginnende exotherme Härtungsreaktion im Verlauf von 10-15 min. auf 70-80° C. Bei dieser Temperatur hat sich das Carbaminat/Amin-Gemisch ja Epoxidharz gelöst, und die Verschäumung setzt mit der beginnenden Zerstzung des -Carbaminates ein. Nach 3-8 min. ist der Treibvorgang und nach weiteren 10-25 min. der Härtungsvorgang abgeschlossen.
- Man erhält einen harten, lunker- und Spannungsrißfreien Schaumkörper von sehr gleichmäßiger Porenstruktur und einem Raumgewicht von 65 g/l. Anteil an geschlossenen Poren: SO X.
- Beispiel 2 50 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoxidäquivalentgewicht:500) 76 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoxidäquivalentgewicht:190) 5 Teile 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan 5 Teile 1,4-Butandiol-bis-r-aminopropyläther 19 Teile 1,4-Butandiol-bis-γ-aminopropyläther-carbaminat 0,5 Teile eines Umsetzungsproduktes von Sorbit mit Palmitinsäure und Äthylenoxyd (Tween 40 der Atlas Chemical Co.> Die Komponenten werden vermischt und verschäumt, wie im Beispiel 1 beschrieben. Der entstehende Schaumkörper hat ein Raumgewicht von 49 g/l. ringteil an geschlossenen Poren: 75 %.
- Beispiel 3 50 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoxidäquivalentgewicht:500) 7 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoxidäquivalentgewicht:190) 5,5 Teile m-Phenylendiamin 7 Teile Dibutylenglykol-bis-γ-aminopropyläther 1,6 Teile Dibutylenglykol-bis-#-aminopropyläter-carbaminat 0,4 Teile eines Polypropylenglykol-thylenoxid-Kondensationsproduktes (Pluronic L 81 der Wyandotte Chemicals lCorp.) Die Komponenten werden vermischt und verschäumt, wie Beispiel 1 beschrieben. Man erhält einen harten Schaumkörper vom Raumgewicht 55 g/l. Der Anteil an geschlossenen Poren beträgt 78 %.
- Beispiel 4 95 Teile Diglycidyläther des Bisphenol A (Epoxidäquivalent: 190) 3 Teile m-Phenylendiamin 5 Teile Äthylenglykol-bis-γ-amino-propyläther 17 Teile Äthylenglykol-bis-γ-amino-propyläther-carbaminat .0,3 Teile Phenylmethylpolysiloxan (Phenylmethylpolsiloxan DC 710 der Dow Corning Corp.) Der Diglycidyläther wird mit dem m-Phenylendiamin umgesetzt. Sodann werden die übrigen Komponenten zugesetzt und vorschäumt, wie im Beispel 1 beschrieben. Der entstehende Schaumkörper hat ein Raumgewicht von 36 g/l.
Claims (3)
- Patent ansprüche: 1. Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von Schaumstoffen aus Polyepoxidverbindungen gemäß Patent (Patentalmeldung F 43 467 IVd/39c), dadurch gekennzeichnet, daß man als Schaumbildner und Härter Carbaminatc, die flüssig und in Aminen und Polyepoxidharzen löslich sind für sich allcin oder im Gemisch mit freien Aminen verwendet.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Carbaminate von eine oder mehrere Äthergruppierungen enthaltenden Di- oder Polyaminen verwenet.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschäumung bei 50-100 C erfolgt.
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