DE1963189A1

DE1963189A1 - Verfahren zur Herstellung von flammfesten,Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen

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Publication number: DE1963189A1
Application number: DE19691963189
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Conrad; Werner Dr Dietrich; Dr Richert Karl Hartwig; Dieter Dr Maassen; Dr Gizycki Ulrich Von; Uwe Dr Zarnack
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1971-06-24
Also published as: AT301191B; GB1293237A; ES386566A1; NL7018342A; BE760484A; FR2073958A5; SE366052B

Description

Verfahren zur Herstellung von flammfesten, Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen

Urethangruppen aufweisende Schaumstoffe, die durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit aktive Wasserstoffatome aufweisenden Polyolen erhalten werden, finden breite Anwendung, z.B. auf dem Gebiet der Isolierung, zur Herstellung von Strukturelementen, oder für Polsterungszwecke. Die Anwendungsmöglichkeiten der geschäumten Polyurethane wird indessen durch ihre Entflammbarkeit beim Auftreten von hohen Temperaturen und/oder Feuer begrenzt.

Es ist bekannt, Urethangruppen aufweisende Schaumstoffe, die flammfeste Eigenschaften besitzen, aus Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen, bevorzugt Polyolen, Polyisocyanaten, Wasser und/oder anderen Treibmitteln, in Gegen- ( wart von Emulgatoren, Hilfsmitteln und Katalysatoren sowie flammhemmenden Zusatzstoffen herzustellen. Den Emulgatoren und Stabilisatoren fällt dabei im Reaktionsgemisch die Aufgabe zu, die Reaktionspartner zu homogenisieren und den gleichzeitig einsetzenden Schäumvorgang zu erleichtern und ein Zusammenfallen der Schaumstoffe nach Ende der Gasbildungsreaktion zu verhindern. Die Katalysatoren sollen dafür sorgen, daß die während der Schaumstoffbildung ab-

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laufenden Vorgänge in das gewünschte Gleichgewicht gebrach werden und mit optimaler Geschwindigkeit ablaufen. Eine gewisse Flammwidrigkeit kann dadurch erreicht werden, daß den Ausgangskomponenten vor der Verschäumung F~odukte zugesetzt werden, die die Entflammbarkeit des Schaumstoffs erschweren. Als flammwidrig machende Stoffe sind Verbindungen des Phosphors, der Halogene, des Antimons, Wismut3, Bors und im gewissen Umfang des Stickstoffs bekannt geworden. Die flammhemmenden Zusatzstoffe können in solche unterteilt werden, die durch das Vorhandensein von funktioneilen Gruppen in das Schaumgerüst mit eingebaut werden und in solche, die durch das Fehlen solcher Gruppierungen lediglich eingelagert werden und mehr als Weichmacher- oder Füllstoffe wirken A (s. Kapitel 2.3.10.flammhemmende Substanzen, Kunststoff-Handbuch, Vieweg-Höchtlen, Band VII, Polyurethane, Carl Hanser Verlag, München, 1966).

Die Einführung solcher flammhemmenden Verbindungen in Urethangruppen aufweisende Schaumstoffe mit niedriger Dichte und großer Oberfläche bewirkt häufig einen Verlust erwünschter physikalischer Eigenschaften wie gute Zerreißfestigkeit, bleibende Verformung, Dehnbarkeit und Tragfähigkeit, wodurch die Anwendung des Schaumstoffes begrenzt wird. Z.B. bewirkt die Einführung eines hygroskopischen flammhemmenden Zusatzes zu einem Polyurethan-Schaumstoff zwar eine Verminderung der Entflammbarkeit, gleichzeitig P wird jedoch die Feuchtigkeitsabsorption erhöht, wodurch schlechte Alterungseigenschaften resultieren. Die Anwendung von flammhemmenden Zusätzen kann auch zu einer starken Störung der inneren Zellstrukturen, zur Bildung einer groben Zellstruktur und/oder zu einem Zusammenbrechen des Schaumstoffes führen. Eine wirksame Feuersicherung von Urethanschaumstoifen im Gegensatz zu kompakten Polyurethanen ist ferner insofern schwierig, da eine gewünschte Verteilung

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des Zusatzes an den Phasen-Grenzflächen "Gas/Fest" aufgrund der Zusammensetzung der Schaummischung nicht möglich ist. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die wirksame Feuersicherung eines Polyurethanschaumstoffes nicht nur eine einfache Funktion der Zugabe verschiedener feuersichernder Mittel ist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß flammfeste, Urethangruppen aufweisende Schaumstoffe mit den erwünschten physikalischen Eigenschaften leicht aus aktiven Wasserstoffatomen aufweisenden Polyäthern, in denen mindestens ca. 10 % der vorhandenen OH-Gruppen primäre Hydroxylgruppen sind und die ein Molekulargewicht von 3500 bis 10 OCO, verzugsweise 4000 - 30)0, aufweisen uul speziellen Polyinccvpnateri lrrj-

Als spezielle Polyisocyanate werden erfindungsgemäß Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwendet. Das Erreichen von hoher Flammfestigkeit bei Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen bedeutet, daß sie nach ASTM-Methode D 1692/67T als selbstverlöschend bezeichnet werden.

Die Biuretgruppen enthaltenden Polyisocyanate besitzen eine erhöhte NCO-Funktionalität, d.h. sie besitzen nennenswerte Anteile von Verbindungen mit 4, 5 und mehr NCO-Gruppen pro Molekül. Erfindungsgemäß ergeben sich bedeutende technische Vorteile:

A) Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyisocyanate stellen bei Raumtemperatur Flüssigkeiten dar, deren Viskosität von Fall zu Fall beliebig eingestellt werden kann. Diese höher viskosen Polyisocyanate lassen sich mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Polyäthern und den übrigen Schaumstoffkomponenten sehr gut und schnell vermischen. Es werden stabile Schaumstoffe erhalten, die im Entstehungszustand

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keine Tendenz zum Zusammenfallen zeigen und eine feine regelmäßig ausgebildete Zellstruktur aufweisen.

B) Bei üblichen Verschäumungsbedingungen und Rezepturaufbaubedingungen verkürzte Reaktionszeiten.

C) Die verkürzten Reaktionszeiten gestatten bei Raumtemperatur u.a. hochelastische Formteile mit einem Belastungsquotienten (Verhältnis Härtezahl 65 #; Härtezahl 25 $) in der Größenordnung von ca. 3 und höher herzustellen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahrei zur Herstellung von flammfesten Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäthern, Polyisocyanaten, Wasser und/oder anderen Treibmitteln, Katalysatoren und gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyäther solche mit mindestens zwei

Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 3500 bin 1Q 000, vorzugsweise 4000 - 8000, in denen mindestens 10 ^ der vorhnr.-Jr-non Hydroxylgruppen primäre Hydroxylgruppen sind und als Polyisocyanate Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwendet werden.

Aus^angsmaterialien far das erfindungsgemäße Verfahren sind mindestens zwei Hydr 0x3/1 gruppe η aufweinende Polyäther, welche ein T'Tolekulargewicht von 3500 bis 1^ 000, vorzugsweise 4000 8000, besitzen und in denen mindestens ca. 10 ^ der vorhandener. OH-Gruppen primäre Hydroxylgruppen sind. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyäther mindestens au ?ⁿ f primäre Hydroxylgruppen, bezogen auf die Gesamtmenge an Hydroxylgruppen. Die primäre OH-Gruppen-3eStimmung wird

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durchgeführt entsprechend I. GRODON HAMA und Sidney Siggia, Journal, Polymer Science, Vol. 56, Seite ?97 - 304 (1962). Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyäther werden durch Umsetzung von Verbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoff atomen, z.B. Polyalkoholen, (Poly)aminen, Polyphenolen, -thiolen und/oder Wasser mit Alkylenoxiden wie Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid oder Epichlorhydrin oder Mischungen dieser Alkylenoxiden hergestellt, wobei die endständigen primären OH-Gruppen z.B. durch nachträgliche Umsetzung der Polyäther mit Ithylenoxid erreicht wird.

Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Polyäther dienende Polyalkohole und Phenole sind z.B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Polyäthylenglykol, Propandiol-(1,2), Propan- λ diol-0,3), Butandiol-(1,4), Hexandiol-(1,6), Dekandiol-(1,10), Butin-2-diol-(1,4), Glycerin, Butandiol-(2,4), Hexantriol-(1,3,6), Trimethylolpropan, Resorcin, Hydrochinon, 4,6-Ditertiärbutylbrenzkatechin, 3-Hydroxy-2-naphthol, 6,7-Dihydroxy-1 -naphthol, 2,5-Hydroxy-«-1 -naphthol, 2,2-Bis-(phydroxyphenyol)-propan, Bis-(p-hydroxyphenyl)-methan, Tris-(hydroxyphenyl)-alkane wie z.B. 1,1,2-Tris(hydroxyphenyl)-äthan, 1,1,3-Tris(hydroxyphenyl)-propan.

Als(Poly)amine seien genannt: Ammoniak, Methylamin, Äthylendiamin, Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin, Tetra- oder Hexamethylendiamin, Diäthylentriamin, Äthanolamin, Diäthanolamin, Oleyldiäthanolamin, Methyldiäthanolamin, Triäthanolamin, Amino- ( äthylpiperazin, o-, m- und p-Phenylendiamin, 2,4- und 2,6-Diaminotoluol, 2,6-Diamino-p-xylol, mehrkernige und kondensierte aromatische Polyamine wie 1,4-Naphthylendiamin, 1,5-Naphthylendiamin, Benzidin, Toluidin, 3»3'-Dichlor-4»4'-biphenyldiamin, 1-Fluorenamin, 1,4-Anthradiamin, 9,1O-Diaminophenanthren, 4,4^r-Diaminoazobenzol. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyäther sind bevorzugt unter Mitverwendung von

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Athylenoxid aufgebaute Auch 1,2-Alkylenuxid-Addukte an harzartige Materialien des Phenol- und Resoltyps, speziell unter Mitverwendung von Athylenoxid so, daß mindestens ca. 10 Gew.-^ der vorhandenen OH-Gruppen im Polyäther primärer Natur sind, sind erfindungsgemäß vorteilhaft.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyäther können auch in Mischung mit Verbindungen mit aktiven Η-Atomen und mit Molekulargewichten bis 2000 oder in Mischung mit anderen höhermolekularen Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen mit Molekulargewichten über 2000 verwendet werden. Als Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen mit Molekulargewichten unter 2000 kommen vor allem Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen aufweisende Verbindungen infrage, z.B. Athylenglykol, 1,4-Butylenglykol, Dibrombutendiol, Glycerin, Trimethylolpropan, 4,4^f-Diaminodiphenylmethan oder 2,4- und 2,6-Diaminotoluol oder auch Addukte (Molekulargewichte in der Regel von 200 bis 1000) von Alkylenoxiden wie z.B. Ä'thyüaioxid, Propylenoxid oder Butylenoxid an derartige niedermolekulare Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen oder an Wasser. Mitzuverwenende höhermolekulare Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen mit Molekulargewichten über 2000 sind die an sich bekannten Verbindungen wie Polyester, Polyacetale, Polythioäther, Polyesteramide, Polycarbonate oder die von den erfindungsgemäß zu verwendenden Polyäthern unterschiedlichen Polyäther, z.B. reiche mit ausschließlich sekundären OH-Gruppen.

Als erfindungsgemäß zu verwendende Polyisocyanate kommen generell Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten infrage. Erfindungsgemäß bevorzugt sind 1 bis 85 Gew.-$ige Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten der allgemeinen Formel

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OCN-R-N-C-N-R-NCO

t t O=C X

X-N

t R

NCO

in der

R einen C.-C-jQ-Alkylrest, C₅-Cio~Cycloalkylrest,

Aralkylrest oder Cg-C-] ο -Aryl re st und

X Wasserstoff oder die Gruppierung

X= 4- CO-N -^ H R-NCO

bedeutet, in der R die bereits genannte Bedeutung aufweist und η eine ganze Zahl von 0 bis 5 darstellt, in monomeren Polyisocyanaten, wobei der Anteil an Biuretpolyisocyanaten mit mehr als 3 Isocyanatgruppen, bezogen auf die Gesamtmenge an Polybiuretisocyanaten, mindestens 20 Gew.-5b beträgt, verwendet werden.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Arbeitsweise besteht auch darin, daß als Polyisocyanate Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten und Urethangruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch besonders vorteilhaft, wenn man als Polyisocyanate Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten und Isocyanuratgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten einsetzt.

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Die Herstellung von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten ist an sich bekannt, z.B. aus der britischen Patentschrift 889 050 oder aus der deutschen Patentschrift 1 101 394 und kann z.B. durch Umsetzung von monomeren Polyisocyanaten mit Wasser, Ameisensäure, Schwefelwasserstoff oder tertiären Alkoholen erfolgen. Bevorzugt ist die Herstellung von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten aus monomeren Polyisocyanaten durch Umsetzung mit Wasser oder Ameisensäure. Als monomere Polyisocyanate kommen aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische oder auch heterocyclische di- und/oder höherwertige Isocyanate infrage, z.B. 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat, 1-Methylcyclohexan-2,4- und -2,6-diisocyanat bzw. Gemische dieser Isomeren, m- und p-Xylylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-4,4^fdiisocyanat, Naphthalin-1,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, Isophorondiisocyanat, Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten werden, Carbodiimid-Isocyanat-Addukte aufweisende Isocyanate, wie sie z.B. gemäß der deutschen Patentschrift 1 092 007 erhalten werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß in F_Orm von Lösungen in monomeren Polyisocyanaten einzusetzenden Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate können aber auch Polyisocyanate schon höhermolekularer Natur verwendet werden, z.B. Polyisocyanate, welche Isocyanuratgruppen und/oder Urethangruppen und/oder Estergruppen und/oder Äthergruppen und/oder Amidgruppen und/oder Uretdiongruppen und/oder Carbodiimidgruppen enthalten. Es ist z.B. möglich, monomere Polyisocyanate der bereits genannten Art mit unterschüssigen Mengen an Verbin-

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düngen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen umzusetzen und die resultierenden Isocyanatgruppen aufweisenden Voraddukte z.B. durch Umsetzung mit Wasser oder Ameisensäure in Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten zu überführen.

Als reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweisende Verbindungen seien z.B. aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Verbindungen genannt, welche z.B. OH-, SH-, COOH-, NH₂-, NHR- (R = Alkyl oder Aryl)-Gruppen aufweisen. Bevorzugt sind Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen. Als Beispiele seien genannt: Wasser, Methanol, Äthanol, Butanol, Octanol, Dodecylalkohol, Allylalkohol, Cyclohexanol, Phenol, Kresel, Äthylenglykol, Butandiol-(1,4), Hexandiol-(1,6), * Diäthylenglykol, Trimethylolpropan, Äthanolamin, Dihydroxyäthyloleylamid, Dihydroxyäthylstearylamid, Tetrahydroxyäthyläthylendiamin.

Als Verbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen können auch Hydroxylgruppen aufweisende Polyester oder Polyesteramide eingesetzt werden, z.B. solche mit Molekulargewichten von 200 bis 3000, die in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von Polycarbonsäuren wie Adipinsäure mit mehrwertigen Alkoholen wie Butandiol-1,4 und/oder Polyaminen wie Hexamethylendiamin^1,6) und/oder Aminoalkoholen wie Äthanolamin hergestellt werden.

Ebenso können Addukte mit Molekulargewichten in der Regel von 200 bis 1000 von Alkylenoxiden wie z.B. Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid, Epichlorhydrin, an vorgenannte niedermolekulare Verbildungen mit reaktiven Wasserstoffatomen oder an Wasser eingesetzt werden.

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Isocyanatgruppen aufweisende Verbindungen bereits höhermolekularer Natur, die zur Herstellung der Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate eingesetzt werden können, sind auch solche,die durch Polymerisation der bereits genannten monomeren Polyisocyanate zu Isocyanuratgruppen aufweisenden Polyisocyanaten erhalten werden. Die Polymerisation von monomeren Polyisocyanaten zu Isocyanuratgruppen aufweisenden Polyisocyanaten kann z.B. nach der Lehre der deutschen Patentschriften 951 168, 954 376 und 1 112 285 erfolgen.

Erfindungsgemäß bevorzugte Polyisocyanate sind Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten, die entweder durch Umsetzung von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder seinen Isomeren oder eines Polyisocyanatgemische, welches durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung erhalten worden ist, mit Wasser oder Ameisensäure hergestellt worden sind, in monomeren Polyisocyanaten. Erfindungsgemäß mit "Vorteil zu verwendende Polyisocyanate sind Lösungen von Biuretpolyisocyanaten, die durch Umsetzung von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat mit Wasser oder Ameisensäure erhalten worden sind, in 2,4- und/ oder 2,6-Toluylendiisocyanat, Lösungen von Biuretpolyisocyanaten, die durch Umsetzung von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder seinen Isomeren mit Ameisensäure oder Wasser erhalten worden sind, in 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/ oder seinen Isomeren oder Lösungen von Biuretpolyisocyanaten, die durch Umsetzung von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat mit Ameisensäure oder Wasser erhalten worden sind, in einem Gemisch on 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder seinen Isomeren. Bevorzugt ist auch ein Polyisocyanat, welches eine Lösung von einem Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanat, welches durch

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Umsetzung eines Polyisocyanatgemischs, das durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung erhalten worden ist, mit Ameisensäure und Wasser hergestellt worden ist, in einem Polyisocyanat, welches durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung hergestellt wurde. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyisocyanate enthalten bevorzugt 0,03 bis 5 Gew.-$, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-$ an chemisch gebundenen Emulgatoren. Diese Emulgatoren sollen OH-, Amin-, Amido-, COOH-, GH- oder Urethan-Gruppierungen besitzen und werden daher durch Reaktion mit den Isocyanatgruppen in das Polyisocyanat eingebaut.

Bevorzugt reaktive Emulgatoren zur Herstellung der erfin- f dungsgemäßen Biuretpolyisocyanatsysterne sind beispielsweise hydroxylgruppenhaltige Oleylalkoholpolyglykoläther, Ricinusölpolyglykoläther, Isononylphenolpolyglykoläther, 3-Benzyl-4-hydroxy-biphenyl-polyglykoläther, höhermolekulare Polyglykoläther mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 2000 mit einer n-Dodecyl- und einer endständigen OH-Gruppe, aminoendgruppenhaltige Emulgatoren vorgenannter Konstitution, wie sie durch Cyanäthylierung und anschließende Hydrierung vorgenannter Emulgatoren erhalten werden können. Die verschiedensten Ammoniumsalze von Ölsäuren und langkettigen Fettsäuren und ihre^ Salze mit primären und sekundären Aminen sind ebenfalls hervorragend geeignet, da sie in den vorgelegten Polyisocyanaten dissozieren, die Amine als Harnstoffe abreagieren und die längerkettigen Carbonsäuren in Isocyanato-Acylamidderivate umgewandelt werden.

Im allgemeinen sind die erfindungsgemäß zu verwendenden Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate bei Raumtemperatur feste oder harzartige Produkte oder mehr oder weniger viskose Öle. Sie besitzen eine überraschend hohe Löslichkeit in monomeren Polyisocyanaten. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten er-

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weisen sich auch als sehr verträglich mit den zur Schaumstoffherstellung zu verwendenden Komponenten, vor allem mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäthern.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Lösungen der Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate■in den monomeren Polyisocyanaten werden vielfach zunächst die Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate hergestellt und dann in den monomeren Polyisocyanaten gelöst. Eine bevorzugte Arbeitsweise besteht indessen darin, die Herstellung des Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats in dem Lösungsmittel (monomeres Polyisocyanat) selbst durchzuführen, wobei man durch Zusatz von weiteren monomeren Polyisocyanaten die gewünschte Konzentration der Polyisocyanatlösung herstellen kann. In der Regel wird man 1 bis 85 Gew.-^ige Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwenden.

Die Schaumstoffherstellung kann nach den an sich bekannten Yerfahren erfolgen, z.B. nach dem sog. one-shot-Verfahren.

Die verwendeten Mengen an Biuretpolyisocyanaten enthaltenden Polyisocyanatlösungen sollen in der Regel der vorhandenen Summe an OH-Gruppen zumindest äquivalent sein, gewünschtenfalls können sie Jedoch auch im Überschuß oder Unterschuß zur Anwendung gelangen. Im Falle der Verwendung von Wasser als Treibmittel wird man entsprechend dem Wassergehalt angemessene Mengen an Polyisocyanat verwenden. Überschüssige Anteile an Isocyanatgruppen können gewünschtenf alls im Verlauf des Schaumprozesses durch Einwirkung von 5-oder 5-wertigen Phosphorverbindungen, wie die Phospholidinen Phospho^lirioxiden, tertiären Estern, Amiden oder Esteramiden der phosphorigen Säure oder Phosphorsäure in Form von Isocyanuratgruppen, Uretdiongruppen und/oder Carbodiimidgruppen in den Schaumstoff eingebaut werden.
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Bei der Herstellung der erfindungsgemäß üu verwendenden Polyisocyanate können auch z.B. Weichmacher mitverwendet werden, sofern diese keine mit Isocyanate i'eaktionsfähige Wasserstoffatome enthalten. Beispiele hierfür sind Trichloralkylphosphate, Tribromalky!phosphate sowie Ester von aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen mehrbasischen Carbonsäuren, z.B. Phthalsäuredibutylester.

Die Schaumstoffherstellung nach dem one-shot-Verfahren erfolgt bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durch einfaches Mischen der Polyisocyanate mit den Polyäthern, Wasser und/oder anderen Treibmitteln, gegebenenfalls Emulgatoren, Hilfsstoffen. Hierbei bedient man sich vorteilhafterweise maschineller Einrichtungen, wie sie z.B. in der französischen Patentschrift 1 074 713 beschrieben sind bzw. Verfahren, wie sie in der deutschen Patentschrift 881 881 beschrieben sind.

Als Treibmittel kommen die der an sich bekannten Art infrage, z.B. niedrigsiedende organische Fluorchlorkohlenwasserstoffe wie Monofluortrichlormethan oder Difluordichlormethan.

Als Emulgatoren nei auf Äthylenoxid- bzw. Äthylenoxid-Propylenoxidaddukte an hydrophobe Hydroxyl-, Hydroxyalkyl- oder Aminogruppen bzw. Amido-Gruppen enthaltende Substanzen verwiesen. Als Katalysatoren für die Herstellung von flammwidrigen Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen werden Amine und/oder Silaamine, Hexahydrotriazine eingesetzt, gegebenenfalls in Kombination mit organischen Metallverbindungen, die einen unterschiedlichen Beitrag zur Beschleunigung der einzelnen bei der Schaumstoffbildung ablaufenden Teilreaktionen liefern. Wahrend Amine bevorzugt die TreLbroaktion katalysieren, wirken organische Me tallVerbindungen vorzugsweise auf die Vf;rnetzurigi;reaktion aln. Je nach Kori-

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stitution der eingesetzten Amine bzw. Silaamine kann dabei der katalytische Wirkungsgrad auf die Treibreaktion, d.h. z.B. die Reaktion zwischen Isocyanat-Gruppü-n und Wasser unter Abgabe von Kohlendioxid verschieden stark isein. Zur Erzielung von verschäumungstechnisch günstigen Reaktionszeiten wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Konstitution des gewählten Katalysators oder Katalysator-Gemisches die einzusetzende Menge empirisch ermittelt. Als Amine können solche für die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen bekannten Verbindungen eingesetzt werden, beispielsweise Dimethylbenzylarnin, N-Äthylmorpholin, Triäthylendiamin, Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, Dimethylaminoäthanol, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Diäthylaminoäthanol, Triäthanolamin, IJ,N,N¹, N¹-Tetramethyl-1-3,butandiamin. Silaamine sind Siliciumverbindungen, die Kohlenstoff-Silicium-Bindungen enthalten, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 229 290 beschrieben sind. Als Beispiele seien erwähnt: 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin, 1,3-Diäthylaminomethyl-te tramethyldisiloxan. Es sei aber auch auf stickstoffhaltige Basen sowie Alkalien oder Alkaliphenolate hingewiesen. Die gegebenenfalls in Kombination mit Aminen, Silaaminen, Hexahydro triazinen eingesetzten organischen Metallverbindungen sind bevorzugt organische Zinnverbindungen, z.B. Zinn-(II)-octoat oder Dibutylzinndilaurat.

Zusatzstoffe zur Regulierung von Porengröße und Zellstruktur lassen sich ebenso einsetzen wie Füllstoffe, flammwidrige Zusatzmittel, Farbstoffe oder Weichmacher der an sich bekannten Art.

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Beispiel 1:

100 Gewichtsteile eines Addukts von Propylenglykol an Trimethylolpropan, welches mit Äthylen so umgesetzt wurde, daß endständig ca. 60 $> primäre Hydroxylgruppen vorhanden sind, und welches ein Molekulargewicht von 3500 und eine OH-Zahl von 48 aufweist, 7,0 Gewichtsteile Äthylenglykol, 15,0 Gewichtßteile Monofluortrichlormethan, 2,5 Gewichtsteile 1-Dimethylamitioäthyl-4-methylpiperazin, 0,40 Gewichtsteile Endoathylenpiperazin werden miteinander vermischt und mit 40,0 Gewichtsteile eines Biuretgruppen aufweisenden PoIyisocyanats, welchos durch Umsetzung eines Gemischs von 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (Isomerenverhältnis 80:20 Gew.-?&) und Wasser hergestellt worden ist (NCO-Gehalt 38,5 7<ί Viskosität cPo^o 100) in einer geschlossenen Form zur Reaktion f gebracht. Man erhält einen Schaumstoff mit kompakter Außenhaut und zelligem Kern mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumpewicht (kg/m^J) 145 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm ) 2,2 nach DIN 53571

Bruchdehnung (£) 120

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 % „ 155 Zusammendrückung (p/cm ~)
nach DIN 53-577

Entflammbarkeit nach

ASTM D 1692-67 T (

Abbrandlänge (cm) 5.0

Kittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 40

Beurteilung des selbstverlöschend

Brandverhaltens

Beispiel 2:

80 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 3500 und einer OH-Zahl von 48, der durch Addition von Polypropylenglykol und Äthylenoxid an Ploroglucin hergestellt wurde und ca. 53 5^ primäre Hydroxylgruppen aufweist und 20 Gewichtstelle Le A 12 602 - 15 -

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eines Polyäthers vom Molekulargewicht 3500 und einer OH-Zahl ^n 32, der durch Addition von Propylenoxid und Äthylenoxid an 4»4'-Dioxydiphenylmethan hergestellt wurde und ca. 58 fi primäre Hydroxylgruppen aufweist, werden mit 2,5 Gewichtsteilen Wasser und 0,6 Gewichtsteilen Endoäthylenpiperazin vermischt und mit 41,0 Gewichtsteilen einer Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats, hergestellt aus einem Gemisch von 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (Isomerenverhältnis 80:20 Gew.-#) durch Reaktion mit Wasser (NCO-Gehalt 38,5 #, Viskosität 100 cPpc-o) zur Reaktion gebracht. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/nr) 46 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 1.2 nach DIN 53571

Bruchdehnung (#) 150

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 $ ₂ 35 Zusammendrückung (P/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
ASTM D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 4.0

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 35

Beurteilung des selbstverlöschend

Brandverhaltens

Beispiel 3:

100 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 5500 und einer OH-Zahl von 30,5, hergestellt durch Umsetzung von Glycerin mit Propylenoxid und Äthylenoxid, so daß endständig ca. 65 $ primäre Hydroxylgruppen resultieren, 2,0 Gewichtsteile Wasser, 1,0 Gewichtsteil Dimethylbenzylamin, 0,1 Gewichtsteil Zinndioctoat, 1,0 Gewichtsteil eines Polyäthers, hergestellt durch Addition von Äthylenoxid an Benzyl-p-oxydiphcnyl als oberflächenaktives Mittel, werden miteinander vermischt und mit 28,8 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen

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JFt

aufweisenden Polyisocyanats hergestellt. Durch Umsetzung von einem Gemisch von 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (Isomerenverhältnis 80:20 Gew.-$) mit Wasser (NCO-Gehalt 38,5 ϊ°, Viskosität 100 cP^o) zur Reaktion gebracht. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m ) 50

nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 1.10 nach DIN 53571

Bruchdehnung (?£) 130

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 $ ₂ 35 Zusammendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
ASTK D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 5.0

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 40 Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 4:

100.0 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4300 und einer OH-Zahl von 34,9, der durch Umsetzung von Propylenoxid mit Arüinoäthylpiperazin hergestellt wurde, so daß endständig ca. 61 f· primäre Hydroxylgruppen resultieren, ?,5 Gewichtsteile Wasser, 0,4 Gewichtsteile Dimethylaminoäthanol, 1,0 Gewichtsteil Triäthylamin, 5,0 Gewichtsteil Trichloroäthylphoephat werden vermischt und mit 35,2 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats, wie es in Beispiel 3 beschrieben wird, zur Reaktion gebracht. Wan erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Le A 12 602 - 17 -

1 ü 9 «2 K / 17 2 0

Raunigewicht (kg/nr)

nach DIN 53420 Zugfestigkeit (kp/cm²) ^.8 nach DIN 53571

Bruchdehnung (^)

nach DIN 53571

Stauchhärte bei 40 $ _o JP Zusammendrückung (p/cm*¹) nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach ASTH D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) . Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (rec)

Beurteilung des Brand- seibstverlösehend Verhaltens

Beispiel 5?

100,0 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht und einer OH-Zahl von 42,0, der durch Addition von Propylenoxid und Ethylenoxid an ein Gemisch von Trimethylolpropan und Dipropylenglykol hergestellt wurde, 30 daß ca. /ί primäre Hydroxylgruppen resultieren, 1,0 Oewichtsteil Wasser, 0,3 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin, 0,7 Gewichtsteile Diäthylenglykol, 0,5 Gewichtsteile Triethylamin, 2,0 Gewichtsteile einer 50>Sigen wässrigen Lösung des Natriumsalzt33 eines sulfonierten Rizinusöls werden vermischt und mit 39,4 Gewichtsteilen eines Biuretgruppeη aufweisender. Folyisocyanats, wie es in Beispiel 3 beschrieben wird, umgenetzt. Man erhält einen Gchaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

32

Raumgewicht (kg/m ) nach DIN 53420 Zugfestigkeit (kp/cm²) nach DIN 53571

Bruchdehnung ($)

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 <£ ., Zusammendrückurig (p/cm'") nach DIN 53577

Le A 12 602 - IB -

1 0982h / ! 7 2

BAD ORIGINAL

Entflammbarkeit nach ASTM D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 5-0

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 35 Beurteilung des Brand- oelbstverlösehend Verhaltens

Beispiel 6;

Gewichtnteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 3500 und einer OH-Zahl von 48, der durch Umsetzung von Glycerin mit Propylenoxid und Äthylenoxid so hergestellt wurde und der endständig ca. 28 io primäre OH-Gruppen aufweist, 1,0 GewichtsieLl Wasser, 2,0 Gewichtsteile einer 50/£igen Lösung des Natriumsalzes eines sulfonierten Rizinusöls, 0,3 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin und 0,7 Gewichtsteile Diäthylenglykol werden miteinander vermischt und mit 41»6 Gewichtsteilen des in Beispiel 3 eingesetzten Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m ) 45 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) nach DIN 53571

Bruchdehnung (fo) 150

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 f» 13 Zusaminendrückung (p/cm ) nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach ACTH D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 29 Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Le A 12 602 - 19 -

1 09826/ 1 720

Beispiel 7;

100 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4000 und einer OH-Zahl von 25,8, der durch Umsetzung von Propylenglykol mit Propylenoxid und Äthylenoxid hergestellt wurde und der endständig ca. 70 $ primäre Hydroxylgruppen aufweist, 2,5 Gewichtsteile Wasser, 0,05 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin, 6,0 Gewichtsteile Tri-(dimethylamino)-propyl-hexahydrotriazin werden miteinander vermischt und mit 36,8 Gewichtsteilen des in Beispiel 3 eingesetzten Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/nr) 50 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 0.7 nach DIN 53571

Bruchdehnung ($) 130

nach DIN 53571

Stauchhärte bei 40 % „ 42 Zusanmiendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
ASTM 1692 D 67 T

Abbrandstrecke (cm) 2.8

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 14

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 8;

100 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4800 und der OH-Zahl von 35, der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit einem Gemisch von Trimethylolpropan und Hexandiol hergestellt wurde und endständig ca. 60 $ primäre OH-Gruppen aufweist, 2,5 Gewichtsteile Wasser, 0,2 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin, 1,0 Gewichtsteil Triäthanolamin, 0,6 Gewichtsteile Triäthylamin, 1,5 Gewichtsteile eines Polyglykoldiesters einer höheren ungesättigten

Le A 12 602 - 20 -

109826/1720

Fettsäure als oberflächenaktives Mittel werden vermischt und

mit 45 »6 Gewichtsteilen des in Beispiel 3 verwendeten Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats umgesetzt.

Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m ) 50 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm ) 1.0 nach DIN 53571

Bruchdehnung (%) 100

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40^₂ 45 Zusammendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
A5TM D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 5.4

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 34 Beurteklung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 9:

100 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4S00 und der OH-Zahl 35» der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid nit einem Geniisch von Trimethylolpropan und Hexandiol hergestellt wurde und endständig ca. 60 ^ primäre OH-Gruppen aufweist, 7,0 Gewichtsteile Äthylenglykol, 20,0 Gewichtnteile Monofluortrichlormethan, 3,0 Gewichtsteile i-Dinethylaminoäthyl-4-methylpiperazin, 0,25 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin werden miteinander vermischt und mit 49,0 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats mit einem NCO-Gehalt von 29»5 # und einer Viskosität von 80 cPpc°» das durch Umsetzung eines Isoraerengemischs von 2,4*- und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (Gehalt an 2,4'-Isomeren 40 Gew.-^) erhallen worden ist, umgesetzt. Durch Formgebung erhält man einen Schaumstoff mit kompakter Außenhaut und zelligem Kern mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Le A 12 602 - 21 -

109826/1720

Raumgewicht (kg/nr) nach DIN 53420 Zugfestigkeit (kp/cm²) nach DIN 53571 Bruchdehnung (£) nach DIN 53571 Druckversuch bei 40 $ ₂ Zusammendrückung (p/cm ) nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach ASTM D 1692 - 67 T Abbrandlänge (cm) Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see)

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 10:

Gewicht steile eines Polj^athers vom Molekulargewicht 4000 und einer OH-Zahl von 27»5, der durch Umsetzung von Dipropylenglykol mit Butylenoxid und Äthylenoxid hergestellt wurde und endständig ca. 67 $ primäre OH-Gruppen aufweist, 4»0 Gewichtsteile Wasser, 0,2 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin, 2,5 Gewichtsteile Dimethylbenzylamin werden miteinander vermischt und mit 48,6 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate, das durch Umsetzung von 2,4-Toluylendiisocyanat mit Wasser erhalten wurde und ein Isocyanatgehalt von f" und eine Viskosität von 80 cPprO aufweist, zur Reaktion gebracht. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften.

Raumgewicht (kg/m ) nach DIN 53420 Zugfestigkeit (kp/cm ) nach DIN 53571 Bruchdehnung ($) nach DIN 53571 Druckversuch bei 40$ _?

4$

Zusammendrückung (p/cm h DIN 53577

40 (p

nach DIN 53577 Le A 12 602 - 22 -

109826/1720

Entflammbarkeit nach
ASTM D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 4,8

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 21

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 11;

SO Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4900 und einer OH-Zahl von 33»1> der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxjd mit Triethanolamin hergestellt wurde und endständig ca. 61 % primäre OH-Gruppen aufweist, 20 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 3500 und einer OH-Zahl von 32, der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit Dipropylenglykol erhalten wurde und endständig ca. 67 ^r/o primäre OH-Gruppen aufweist, 3»0 Gewicht steile Wasser, 0,-1 Gewichtsteile Dimethylamxnoathanol, 0,8 Gewichtsteile Diäthylaminoäthanol werden vermischt und mit 40,0 Gewichtsteile eines Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats vom NCO-Gehalt 39,0 # und einer Viskosität von 80 cPpc-o, das durch Umsetzung von 2,4-Toluylendiisocyanat mit Wasser erhalten wurde, zur Reaktion gebracht. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

•z

Rauingewicht (kg/nr) 45

nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 0.7

nach DIN 53571

Bruchdehnung ($) 150

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 % ₂ ²^ Zusammendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
ASTM D 1692 - 67 E

Abbrandstrecke (cm) 6.0 Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 30 Le A 1?. 602 - 23 -

109826/1720

Beurteilung des Brand- selbstvtrlösehend Verhaltens

Beispiel 12:

80,0 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4800 und einer QH-Zahl von 34,9, der durch Umcetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit Aminoäthylpiperazin erhalten wurde und endständig ca. 61 <fo primäre OH-Gruppen aufweist, 20,0 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 3900 und einer OH-Zahl von 29,1, der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit Ν,Ν'-Dimethyläthylendiamin erhalten wurde und endständig ca. 70 fo primäre QH-Gruppen aufreist, 3,0 Gewichtsteile Wasser, 0,12 Gewichtsteile 1,3-Diäthylaminomethyltetramethyldisiloxan, 0,4 Gewichtsteile Diäthylaminoäthanol werden gemischt und mit 42,0 Gewichtsteilen des in Beispiel verwendeten Polyisocyanats umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/nr) 40 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 0.9 nach DIN 53571

Bruchdehnung (^) 180

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 $ ₂ ¹^ Zusammendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Abbrandstrecke (cm) 6.0

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 25

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 13:

100 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 480 und einer OH-Zahl von 35, der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit Trimethylolpropan hergestellt wurde und ca. 60 $> primäre OH-Gruppen aufweist, 2,5 Gewichtsteile

IeA 12 602 - 24 -

109826/1720

Wasser, 1,1 Gewichtsteile Triäthanolamin, 1,0 Gewichtsteil Triäthylamin, 1,0 Gewichtsteil N-Methylmorfolin, 1,0 Gewichts teil eines Fettsäureamidpolyglykoläthers, der unter Verwendung einer höheren ungesättigten Fettsäure hergestellt wurde und als Nutzmittel dient, werden gemischt und mit 73,8 Gewichtsteile des in Beispiel 11 verwendeten Polyisocyanats umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m⁵) 47 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 0.9 nach DIN 53571

Bruchdehnung (^) 110

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40^₂ 33 Zusammendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
ASTM D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 3.1

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 15

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 14:

100 Gewichtsteile eines Polyäthers, der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit Trimethylolpropan hergestellt wurde und endständig ca. 60 fo primäre OH-Gruppen, ein Molekulargewicht von 4800 und eine Hydroxylzahl von 35 aufweist, werden mit 2,0 Gewichtsteilen Wasser, 0, 2 Gewichtsteilen Endoäthylenpiperazin, 2,5 Gewichtsteilen Dimethylbenzylamin gemischt und mit 31» 4 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats vom NCO-Gehalt 39,0 $£ und einer Viskosität von 100 cPp,-⁰> das durch Umsetzung von 2,4-Toluylendiisocyanat mit Wasser hergestellt wurde und mit 5,65 Gewichtsteilen eines Polyisocyanatge-Le A 12 602 - 25 -

109826/1720

mischs mit einem NCO-Gehalt von 42,5 ?°» das zu 75 Gew.-^ aus 2,4-Toluylendiisocyanat und 25 Gew.-^ eines polymerisierten 2,4-Toluylendiisocyanats (NCO-Gehalt 21,1 $) besteht, umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m⁵) 36 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) 1.0 nach DIN 53571

Bruchdehnung (%) 100

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40^₂ 30 Zusammendrückung (p/cm )
nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach
ASTM D 1692 - 67 T

Abbrandstrecke (cm) 5.0

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 25 Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 15:

■|00 Gewichtsteile eines Polyäthers vom Molekulargewicht 4800 und einer OH-Zahl von 35, der durch Umsetzung von Propylenoxid und Äthylenoxid mit Trimethylolpropan hergestellt wurde und endständig ca. 60 ¹JO primäre OH-Gruppen aufweist, 2,5 Gewichtsteile Wasser, 0,3 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin werden gemischt und mit 33,0 Gewichtsteilen eines Urethangruppen aufweisenden Polyisocyanats, gelöst in Toluylendiisocyanat, wobei die Lösung durch Umsetzung von 79 g einer Mischung aus 70 Gew.-^> Trimethylolpropan und 30 Gewichtsteilen Butandiol-1,3 mit 921 g Toluylendiisocyanat (gemischtes 2,4'- und 2,6-Isomer im Verhältnis 00:20 Gew.-^) hergestellt wurde und einem NCO-Gehalt von 36,5 Gew.-fo und einer Viskosität von 99 cPpcO sowie mit 6,16 Gewichtsteilen des in Beispiel 14 verwendeten Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats umgesetzt.

Le A 12 602 - 26 -

109826/1720

Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m ) nach DIN 53420 Zugfestigkeit (kp/cm²) nach DIN 53571

Bruchdehnung (£) nach DIN 53571

Druckversuch bei 40^₂ ²^ Zusammendrückung (p/cm ) nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach ASTM D 1692 - 67 T

Abbrand strecke (cm)· Kittelwert

mittlere Verlöschzeit (see)

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 16;

Gewichtsteile des in Beispiel 15 verwendeten Polyäthers, 2,5 Gewichtsteile Wasser, 0,3 Gewichtsteile Endoäthylenpiperasin, 0,3 Gewichtsteile i-Dimethylaminoäthyl-4-methylpiperazin werden vermischt und mit 39 Gewichtsteilen eines Polyisocyanatgemischs, das zu 80 Gew.-^ des in Beispiel 14 verwendeten Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanats und zu Gew.-Ji aus einem Gemisch von 2,4'- und4>4^f-Diphenylmethandiisoeyanat (40 Gew.-5» 2,4'-Isomeres) besteht, umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m ) nach DIN 53420 Zugfestigkeit (kp/cm²) 1,2 nach DIN 53571 Bruchdehnung ($) nach DIN 53571 Druckversuch bei 40 # ₂ Zusammendrückung (p/cm ) nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach ASTM D 1692 - 67 T

Le A 12 602 - 27 -

109826/1720

Abbrandlänge (cm) 5,0

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 55

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Beispiel 17:

Gewichtsteile des in Beispiel 15 verwendeten Polyäthers, 2,5 Gewichtsteile Wasser, 1,0 Gewichtsteil Bis-Dimethylaminoäthylmethylamin werden gemischt, 5,0 Gewichtsteile Tris-chloräthylphosphat werden zugesetzt und die Mischung wird mit 41,0 Gewichtsteilen eines Biuretgruppen aufweisenden PoIyisocyanats vom NCO-Gehalt 27,0 fo und einer Viskosität von cPpi-o, das durch Umsetzung von Vasser mit einem durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung hergestellten Polyphenyl-polymetiiylen-polyisocyanats erhalten wurde, umgesetzt. Man erhält einen Schaumstoff mit folgenden Eigenschaften:

Raumgewicht (kg/m⁹) 45 nach DIN 53420

Zugfestigkeit (kp/cm²) nach DIN 53571

Bruchdehnung (?») 80

nach DIN 53571

Druckversuch bei 40 $ 45

Zusammendrückung

nach DIN 53577

Entflammbarkeit nach ASTM D 1692 - 67 T

Abbrandlänge (cm) 55

Mittelwert

mittlere Verlöschzeit (see) 25

Beurteilung des Brand- selbstverlöschend Verhaltens

Le A12 602 - 28 -

109826/1720

Claims

tentansprüche:

Verfahren zur Herstellung von flammfesten Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Polyethern, Polyisocyanaten, Wasser und/oder anderen Treibmitteln, Katalysatoren und gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyäther solche mit mindestens zwei Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 3500 bis 10 000, vorzugsweise 4000 - 8000, in denen mindestens 10 fo der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre Hydroxylgruppen sind und a.ls Polyisocyanate Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwendet werden. λ

Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanate 1 bis 85 Gew.-$ige Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten der allgemeinen Formel

0 OCN-R-N-C-N-R-NCO

I !

O=C X

X-N
t
R

NCO

in der

R einen Cj-OjQ-Alkylrest, Cn-Ci Q-Cycloalkylrest, Cy-C₁₂- (

Aralkylrest oder Cg-C-] o~^Aryl^rest und X Wasserstoff oder die Gruppierung

R-NCO

bedeutet, in der R die bereits genannte Bedeutung auf weist und η eine ganze Zahl von 0 bis 5 darstellt, in monomeren Polyisocyanaten, wobei der Anteil an Biuret

Le A 12 602 - 29 -

109826/ 1720

polyisocyanaten mit mehr als 3 Isocyanatgruppen, bezogen auf die Gesamtmenge an Polybiuretisocyanaten, mindestens Gew.-% beträgt, verwendet werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanate Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten und Urethangruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwendet werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanate Lösungen von Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanaten und Isocyanuratgruppen aufweisenden Polyisocyanaten in monomeren Polyisocyanaten verwendet werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß als Biuretgruppen aufweisendesPolyisocyanat ein solches verwendet wird, das durch Umsetzung von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat mit Wasser oder Ameisensäure hergestellt worden ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Biuretgruppen aufweisendes Polyisocyanat ein solches verwendet wird, das durch Umsetzung von 4»4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder seinen Isomeren mit Wasser oder Ameisensäure hergestellt worden ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Biuretgruppen aufweisendes Polyisocyanat ein solches verwendet wird, welches durch Umsetzung eines Polyisocyanatgemisches, das durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung erhalten worden ist, mit Wasser oder Ameisensäure hergestellt worden ist.

Le A 12 602 - ?Γ -

109826/17 20

8. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein Biuretgruppen aufweisendes Polyisocyanat, das durch Umsetzung von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat mit Wasser oder Ameisensäure erhalten worden ist und das in 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat gelöst ist, verwendet wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein Biuretgruppen aufweisendes Polyisocyanat, das durch Umsetzung von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat mit Wasser oder Ameisensäure erhalten worden ist und das in einem Gemisch von 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat und 4»4'-Diphenylmethandiisocyanat ä und/oder seinen Isomeren gelöst ist, verwendet wird.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein Biuretgruppen aufweisendes Polyisocyanat, das durch Umsetzung von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder seinen Isomeren mit Wasser oder Ameisensäure erhalten worden ist und das in 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und/oder seinen Isomeren gelöst ist, verwendet wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein Biuretgruppen aufweisendes Polyisocyanat, welches durch Umsetzung eines Polyiso- i cyanatgemischs, welches durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung erhalten worden ist, mit Wasser oder Ameisensäure hergestellt wurde und das in einem Polyisocyanatgemisch, das durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und nachfolgende Phosgenierung erhalten worden ist, gelöst ist, verwendet wird.

Le A12 206 - 31 -

109826/1720

12. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat 0,03 Ms 5 Gew.-^, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-56, an chemisch gebundenen Emulgatoren enthält.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyäther ein solcher verwendet wird, der ein Molekulargewicht von 4000 - SOOO aufweist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß als Polyäther ein solcher verwendet wird, in dem mindestens 40 Gew.-# der vorhandenen Hydroxylgruppen primäre Hydroxylgruppen sind.

Le A 12 206 - 32 -

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