[go: up one dir, main page]

DE2659057A1 - Polyurethan-schaumstoffe und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Polyurethan-schaumstoffe und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number
DE2659057A1
DE2659057A1 DE19762659057 DE2659057A DE2659057A1 DE 2659057 A1 DE2659057 A1 DE 2659057A1 DE 19762659057 DE19762659057 DE 19762659057 DE 2659057 A DE2659057 A DE 2659057A DE 2659057 A1 DE2659057 A1 DE 2659057A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
polyether
polyol
percent
polyurethane foam
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
DE19762659057
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Wilhelm Lindewall
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.)
Nouryon Surface Chemistry AB
Original Assignee
Berol Kemi AB
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
Priority claimed from SE7514661A external-priority patent/SE7514661L/
Priority claimed from SE7602076A external-priority patent/SE7602076L/xx
Application filed by Berol Kemi AB filed Critical Berol Kemi AB
Publication of DE2659057A1 publication Critical patent/DE2659057A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3819—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/3823—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing -N-C=O groups
    • C08G18/3829—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing -N-C=O groups containing ureum groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3855—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
    • C08G18/3857—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur having nitrogen in addition to sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0016—Foam properties semi-rigid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249987—With nonvoid component of specified composition
    • Y10T428/249991—Synthetic resin or natural rubbers
    • Y10T428/249992—Linear or thermoplastic
    • Y10T428/249993—Hydrocarbon polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

BEROL KEMI AB, Stenungsund / Schweden
Polyurethan-Schaumstoffe und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft Polyurethan-Schaumstoffe mit guter Stossabsorptionsfähigkeit selbst nach wiederholten starken Kompressionen und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Es besteht seit langem Bedarf an stossabsorbierenden Polyurethan-Schaumstoffen, die sich z.B. für Autoarmaturen und -lenkräder, verschiedene Arten von Stossfängern und stossabsorbierenden Vorrichtungen sowie als Verpackungsmaterial eignen. In diesen Anwendungsgebieten ist es erforderlich, dass der Polyurethan-Schaumstoff selbst nach wiederholten starken Kompressionen seine Stossabsorptionsfähigkeit beibehält. Stossfanger für Autos sollen z.B. sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen hohe Stossabsorptionsfähigkeit besitzen und nach starken Kompressionen eine nur geringe bleibende Verformung aufweisen. Die für diesen Zweck bisher verwendeten steifen Schaumstoffe besitzen
709827/0766
zwar ausgezeichnete Stossabsorptionsfähigkeit , haben jedoch den Nachteil einer, grossen bleibenden Verformung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, mittelsteife Polyurethan-Schaumstoffe bereitzustellen, die verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen, insbesondere eine hohe Stossabsorptionsfähigkeit selbst nach wiederholter starker Kompression und keine oder eine vernachlässigbar kleine bleibende Verformung nach schwerer Stosseinwirkung. Eine spezielle Aufgabe besteht darin, einen Stossfanger bereitzustellen, bei dem hohe Stossabsorptionsfähigkeit mit der Fähigkeit kombiniert ist, die ursprüngliche Form nahezu vollständig wieder anzunehmen.
Die mittelsteifen Polyurethan-Schaumstoffe der Erfindung werden dadurch hergestellt, dass man a) ein Polyisocyanat, b) ein Polyäther-Polyol mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 10 000, vorzugsweise 3000 bis 7000, c) 1 bis 5, vorzugsweise 1,5 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, Wasser, d) Ί bis 6, vorzugsweise 1,5 bis 4,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, Harnstoff und/oder Thioharnstoff und e) 5 bis 25, vorzugsweise 7 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, eines Vernetzungsmittels mit mindestens 3 gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen pro Molekül und einem Molekulargewicht unterhalb 1000, vorzugsweise unterhalb 500, umsetzt, wobei die PoIyisocyanatmenge so gewählt wird, dass der Isocyanatindex 0,7 bis 1,4, vorzugsweise 0,9 bis 1,2, beträgt.
Unter mittelsteifen Polyurethan-Schaumstoffen werden Schaumstoffe verstanden, die für eine Kompression von 40 % einen Druck von 50 bis 200 kPa erfordern. Untersuchungen an den Polyurethan-Schaumstoffen der Erfindung haben gezeigt, dass
709827/0766
die Zellstruktur selbst bei starken Kompressionen im Temperaturbereich von -40 bis +6O°C nicht zerstört wird. Selbst nach starker Stosseinwirkung mit einer Kompression von 60 % ist die bleibende Verformung beträchtlich geringer als 1 % . Auch nach zehn starken Stössen in schneller Reihenfolge mit einer Kompression von 50 % ist eine bleibende Verformung von beträchtlich weniger als 1 % zu beobachten.
Die Stossabsorptionsfähigkeit der Polyurethan-Schaumstoffe wird ausser durch Harnstoff bzw. Thioharnstoff auch durch das Vernetzungsmittel gefördert. Spezielle Beispiele für Vernetzungsmittel sind stickstoffhaltige Verbindungen, wie Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Äthylendiamin und Diäthylentriamin, sowie Polyole, wie Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Butantriol, Hexantriol und Sorbit. Gegebenenfalls körinen auch geringere Mengen Alkylenoxide, vorzugsweise Äthylenoxid und/oder Propylenoxid, mit den vorstehend genannten Verbindungen umgesetzt werden. Bei Verwendung von mehr als 25 Gewichtsprozent Vernetzungsmittel entstehen zu steife Schaumstoffe, während bei Mengen unterhalb von 5 Gewichtsprozent die Schaumstoffe eine zu geringe Stossabsorptionsfähigkeit besitzen. Das Vernetzungsmittel besteht vorzugsweise 2umindestens 50 % aus einer stickstoffhaltigen Verbindung, die mindestens eine Hydroxylgruppe enthält. Beispiele für derartige Verbindungen sind Triäthanolamin und Diäthanolamin. Die stickstoffhaltigen Verbindungen katalysieren darüberhinaus die Reaktion zwischen Hydroxylgruppen und Isocyanatgruppen, so dass sie die zur Herstellung der Polyurethane eingesetzten herkömmlichen Katalysatoren ganz oder teilweise ersetzen können.
Die Fähigkeit der Polyurethan-Schaumstoffe, ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen, kann gegebenenfalls dadurch verbessert werden, dass man geringe Mengen (z.B. 0 bis 1 Gewichtsprozent,
-A-
709827/0766
bezogen auf das Polyäther-Polyol) einer starken Base zusetzt, z.B. Hydroxide von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen, basische organische oder anorganische Salze dieser Hydroxide oder basische organische Stickstoffverbindungen..Besonders geeignete Basen sind die bekannten, zur Trimerisierung von Isocyanaten eingesetzten Katalysatoren, wie Natrium-,Kalium-, Magnesium- und Calciumhydroxid, Tetramethylguanidin und Alkalimetallcarboxylate, z.B. Natriumacetat, Kaliumacetat, Natriumbenzoat und Kaliumbenzoat. Die basischen Verbindungen haben die Fähigkeit, die Zellen beim Schäumvorgang zu öffnen, ohne dass der Schaumstoff zusammenbricht. Dies ist von grosser technischer Bedeutung, da offene Zellen den überdruck verringern, der während einer starken Kompression entsteht. Die Stossabsorptionsfähigkeit des Polyurethan-Schaumstoffes wird somit gefördert.
Das erfindungsgemäss eingesetzte Polyäther-Polyol wird dadurch erhalten, dass man Äthylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid mit einer Ausgangsverbindung umsetzt, die mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei reaktive Wasserstoffatome aufweist. Als Ausgangsverbindungen eignen sich z.B. Polyole, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Butandiol, Pentandiol, Propandiol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Hexandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Butantriol, Hexantriol, Pentaerythrit und Sorbit. Andere geeignete Ausgangsverbindungen sind stickstoffhaltige Verbindungen vom Typ der Aminoalkohole, aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Diamine und Triamine, z.B. Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Äthylendiamin, Hexamethylendiamin und Diäthylentriamin.
Als Alkylenoxide werden Äthylenoxid und Propylenoxid bevorzugt. Das Verhältnis des Gewichtes der von Äthylenoxid abgeleiteten Einheiten zum Gesamtgewicht der von Alkylenoxiden abgeleiteten Einheiten ist nicht kritisch, sondern kann O bis 100 % betragen.
709827/0766
- sr -
Vorzugsweise beträgt jedoch der Äthylenoxidanteil 5 bis 60 % und der Propylenoxidanteil 95 bis 40 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der von Alkylenoxiden abgeleiteten Einheiten. Bei höheren Äthylenoxidgehalten entstehen relativ hydrophile Schaumstoffe, die zur Absorption grösserer Wassermengen befähigt sind, was manchmal einen Nachteil darstellt. Gegebenenfalls können geringere Mengen Butylenoxid (z.B. 0 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Alkylenoxid) zugesetzt werden. Die Zugabe von Äthylenoxid zu der multifunktionellen Ausgangsverbindung erfolgt auf übliche Weise. Die verschiedenen Alkylenoxide können entweder als Gemisch oder einfzeln in einem oder mehreren Ansätzen zugegeben werden. Die Endeigenschaften der erhaltenen Polyäther-Polyole hängen beträchtlich von der Auswahl der anderen Komponenten der Mischung ab; im allgemeinen werden jedoch Polyäther-Polyole mit einer Funktionalität von 2,2 bis 3,5 bevorzugt. Die Hydroxylzahl beträgt vorzugsweise 25 bis 40 oder die primäre Hydroxylzahl 10 bis 80 %,· insbesondere 60 bis 80 %.
Die erfindungsgemäss eingesetzten organischen Isocyanate sollen mindestens bifunktionell sein. Geeignete Beispiele sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat, Xylylendiisooyanat, Phenylendiisocyanat, Naphtylendiisocyanat, 1-Methyl-2,6-phenylendiisocyanat, Cyclohexandiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat und Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat bzw. deren Gemische. Das bevorzugte Polyisocyanat ist Toluylendiisocyanat, das als 2,4- und/oder 2,6-Isomeres vorliegen kann. Ein geeignetes Isomerengemisch besteht z.B.aus 80 % 2,4-Isomer und 20 % 2,6-Isomer, jedoch können auch andere Mengenverhältnisse angewandt werden.
Andere geeignete Isocyanate haben die allgemeine Formel
709827/0 766
NCO
NCO
-CH-
NCO
in der η einen Mittelwert von 0,2 bis 1,5 hat.
Die Zusatzmenge des Isocyanats richtet sich nach den anderen Komponenten des Reaktionsgemisches, z.B. dem Polyäther-Polyol, Harnstoff bzw. Thioharnstoff, Wasser und gegebenenfalls anderen Zusätzen, wobei darauf geachtet wird, dass der Polyurethan-Schaumstoff einen Isocyanatindex (Verhältnis zwischen Isocyanatgruppen und mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen im Gemisch) von 0,7 bis 1,4, vorzugsweise 0,9 bis 1,2, aufweist.
Die Reaktion zwischen dem Isocyanat und dem Polyäther-Polyol erfolgt in Gegenwart eines Aminkatalysators, vorzugsweise eines tertiären Amins, wie Triäthylendiamin, Dimethylaminoäthanol oder Tetramethyläthylendiamin. Es können auch Organometallkatalysatoren verwendet werden, z.B. Zinn-2-äthylhexanoat, Zinn-dibutyldilaurat, Bleinaphtenat oder Kobaltnapthenat, wobei vorzugsweise geringe Mengen in Kombination mit Aminkatalysatoren angewandt werden.
Die Zellbildung und damit die Dichte des Polyurethan-Schaumstoffes wird auf übliche Weise dadurch geregelt, dass man geeignete Mengen Wasser oder andere Treibmittel, wie Trichlorfluormethan oder Methylenchlorid, zusetzt. Der Zusatz von Schaumstabilisatoren, wie Siliconölen, begünstigt die
709827/0766
Schaumstabilität und die physikalische Festigkeit. Zusätzlich zu den genannten Additiven können auch andere übliche Komponenten zugesetzt werden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird zunächst ein Prepolymer dadurch hergestellt, dass man das Polyäther-Polyol oder das Isocyanat mit einem stöchiometrischen überschuss des multifunktionellen Isocyanats bzw. des Polyäther-Polyols unter Bedingungen umsetzt, dass das Prepolymer endständige Isocyanat- bzw. Hydroxylgruppen aufweist. Die Reaktionstemperatur beträgt vorzugsweise 30 bis 130 C.
Die Menge an Polyäther-Polyol bzw. Isocyanat wird so gewählt, dass der Isocyanatindex 1,5 bis 3,0 bzw. 0,1 bis 0,7 beträgt. Das reaktive Prepolymer wird dann mit dem übrigen Polyol bzw. Isocyanat, Harnstoff bzw. Thioharnstoff, Vernetzungsmittel, Katalysator, Siliconöl, Füllstoff, Pigment und gegebenenfalls anderen Komponenten vermischt und auf übliche Weise in eine Form gegossen oder gesprüht. Unter Umständen kann es von Vorteil sein, alle Ausgangskomponenten miteinander zu vermischen und die Reaktion des Polyurethans in einer Stufe durchzuführen. Dies kann dadurch geschehen, dass man zunächst das Polyäther-Polyol, das Vernetzungsmittel und den Katalysator vermischt und hierauf das Isocyanat zugibt. Man kann auch zunächst das Isocyanat mit dem Harnstoff und/oder Thioharnstoff umsetzen und anschliessend nach einer der vorstehend genannten Methoden verfahren.
Der Stossfänger der Erfindung besteht aus einem Rahmen , einem daran befestigten stossabsorbierenden Polyurethan-Schaumstoffkissen , das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt worden ist,mit einer Dichte von 50 bis 150 g/dm und einer bleibenden Verformung von höchstens 1 % bei einer dynamischen Kompression von 60 % im Temperaturbereich von -40 bis +600C
709827/0766
nach 30 Minuten.' Vorzugsweise weist das Polyurethan-Schaumstoffkissen eine Dichte von 70 bis 120 g/dm auf.
Der Stossfänger der Erfindung kann leicht so dimensioniert werden, dass er die Anforderungen der Federal Motor Vehicle Security Standards 215 (FMVSS 215) erfüllt. Für schwerere Fahrzeuge sind im allgemeinen Polyurethan-Schaumstoffe mit etwas höherer Dichte bevorzugt.
In Fig. 6 ist ein senkrechter Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Stossfänger für ein Fahrzeug wiedergegeben. In einem Rahmen 1 ist ein Polyurethan-Schaumstoffkissen 2 mit Hilfe von Schrauben 3 befestigt, von denen nur eine dargestellt ist. Die Schrauben sind ihrerseits an einem perforierten Metallblech 4 befestigt, das in das Polyurethan-Schaumstoffkissen 2 eingegossen ist. Ein überzug 5 aus einem kompakten hydrophoben Kunststoff material , z.B. thermoplastischen Kautschuken, Polyurethan-Elastomeren oder EPDM-Kautschuken, schützt den Polyurethan-Schaumstoff gegen Feuchtigkeit und Schmutz.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
In einer Hochdruckmaschine zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen werden fünf Versuche durchgeführt, wobei jeweils drei Komponenten miteinander vermischt werden. Die Komponente 1 besteht aus 100 Gewichtsteilen Polyäther-Polyol, das durch aufeinanderfolgende Zugabe von Propylenoxid mit einem Molekulargewicht von etwa 4300 und Äthylenoxid mit einem Molekulargewicht von 5000 zu Glycerin hergestellt worden ist, und 15 Gewichtsteilen Triethanolamin. Die Komponente 2 besteht aus 3,0 Gewichtsteilen Wasser, 0,25 Gewichtsteilen Dimethylaminoäthanol und Harnstoff in einer Menge von 0, 1, 2, 3 bzw. 4 Gewichtsteilen, während die Komponente 3 aus 95,9 Gewichtsteilen
709827/0766 " 9 "
Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat mit einer Funktionalität von 2,5 besteht, so dass der Isocyanatindex 1,00, 0,95, 0,91, 0,87 bzw. 0,84 beträgt. Das erhaltene Gemisch wird in eine geschlossene Form mit den Ausmassen. 1800 χ 150 χ 120 mm gesprüht und dort reagieren gelassen. Nach 24 stündigem Konditionieren bei Raumtemperatur und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % werden 50 χ 50 mm grosse Proben jedes Testschaumstoffes entnommen und zunächst mit einer Pressgeschwindigkeit von 150 mm/min bis zu einer Kompression von 70 % gepresst. Anschliessend wird die Kompression mit derselben Geschwindigkeit verringert. Die zur Kompression bzw. Dekompression erforderliche Kraft wird mit einem Messgerät aufgezeichnet, wobei die in den Diagrammen 1, 2, 3, 4 bzw. 5 wiedergegebenen Kurven erhalten werden. Die Diagramme zeigen, dass die erfindungsgemässen Polyurethan-Schaumstoffe (Diagramme 2, 3, 4 und 5) eine hohe Stossabsorptionsfähigkeit besitzen, während der ohne Verwendung von Harnstoff hergestellte Polyurethan-Schaumstoff in dieser Hinsicht nicht befriedigt.
Die in den verschiedenen Versuchen erhaltenen Proben werden auch einem sog. dynamischen Stosstest unterworfen, bei dem über sehr kurze Zeit eine 60 %ige Kompression erfolgt. Nach 30 Minuten zeigen alle Polyurethan-Schaumstoffe eine Verformung von weniger als 1 %.
Die Versuche beweisen, dass bei den Polyurethan-Schaumstoffen der Erfindung eine hohe Stossabsorptionsfähigkeit mit der Fähigkeit kombiniert ist, nach schwerer Stosseinwirküng die ursprüngliche Form wieder anzunehmen.
Beispiel 2
Ein Polyurethan-Schaumstoff wird gemäss Beispiel 1 hergestellt, wobei man jedoch anstelle von Harnstoff Thioharnstoff verwendet
- 10 -
709827/0766
und das Polyäther-Polyol in Mengen von 95,9, 100,O, 103,6, 107,3 bzw. 110,9 Gewichtsteilen einsetzt, so dass der Isocyanatindex bei allen Schaumstoffen 1,0 beträgt.
Die mit Thioharnstoff hergestellten Schaumstoffe besitzen ähnlich gute Stossabsorptionsfähigkeit, wie die mit Harnstoff hergestellten Schaumstoffe aus Beispiel 1. Ohne Zusatz von Thioharnstoff wird nur eine schlechte Stossabsorptionsfähigkeit erzielt. Die ermittelten Kurven sind in den Diagrammen 6, 7, 8, 9 und 10 wiedergegeben, wobei sich die Diagramme 7, 8, 9 und 10 auf Polyurethan-Schaumstoffe beziehen, die 1, 2, 3 bzw. 4 Gewichtsteile Thioharnstoff enthalten. Bei einer dynamischen Kompression von 60 % zeigen alle Polyurethan-Schaumstoffe eine Verformung von weniger als 1 % nach 30 Minuten.
Beispiel 3
Gemäss Beispiel 1 werden eine erste Komponente, die 100 Gewichtsteile des Polyäther-Polyols aus Beispiel 1 und 15 Gewichtsteile Triäthanolamin^enthält, eine zweite Komponente aus 2 Gewichtsteilen Harnstoff, 3 Gewichsteilen Wasser und 0,25 Gewichtsteilen Dimethylaminoäthanol sowie eine dritte Komponente, die 106,5 Gewichtsteile Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat enthält, miteinander vermischt'. Der Isocyanatindex beträgt 1,0. Gemäss Beispiel 1 wird dann ein Polyurethan-Schaumstoff hergestellt und geprüft. Aus den in Diagramm 11 wiedergegebenen Kurven ergibt sich, dass der Schaumstoff eine äusserst hohe Stossabsorptionsfähigkeit besitzt. Bei einer dynamischen Kompression von 60 % beträgt die bleibende Verformung weniger als 1 % nach 30 Minuten.
- 11 -
709827/0766
- J4 - -
Beispiel 4
Ein Polyurethan-Schaumstoff wird gemäss Beispiel 3 hergestellt, jedoch verwendet man als Isocyanat 105,2 Gewichtsteile PoIyphenylpolymethylenpolyisocyanat und ein Polyäther-Polyol, dasdadurch hergestellt worden ist, dass man Glycerin zunächst mit Propylenoxid mit einem Molekulargewicht von 5000 und hierauf mit Äthylenoxid mit einem Molekulargewicht von 6000 versetzt. Der Isocyanatindex beträgt 1,00. Aus den in Diagramm 12 wiedergegebenen Kurven ist ersichtlich, dass der Polyurethan-Schaumstoff hohe Stossabsorptionsfähigkeit besitzt. Bei einer dynamischen Kompression von 60 % beträgt die bleibende Verformung weniger als 1 % nach 30 Minuten.
Beispiel 5
Ein Polyurethan-Schaumstoff wird gemäss Beispiel 1 hergestellt, jedoch besteht die Komponente 1 aus 100 Gewichtsteilen des Polyäther-Polyols aus Beispiel 1 und 10 Gewichtsteilen Triäthanolamin, die Komponente 2 aus 2,0 Gewichtsteilen Diäthanolamin, 0,1 Gewichtsteil Natriumhydroxid, 4,0 Gewichtsteilen Wasser, 3,0 Gewichtsteilen Harnstoff und 2 Gewichsteilen Glycerin und die Komponente 3 aus 115 Gewichtsteilen Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat. Der Isocyanatindex beträgt 0,90. Aus den in Diagramm 13 wiedergegebenen Kurven ist ersichtlich, dass der Polyurethan-Schaumstoff hohe StossäDsorptionsfähigkeit besitzt. Bei einer dynamischen Kompression von 60 % beträgt die bleibende Verformung weniger als 1 % nach 30 Minuten.
Beispiel 6
Die Komponenten aus Beispiel 2 werden in eine geschlossene Form mit den Ausmassen 14 χ 16 χ 172 cm gespritzt und dort bei
- 12 -
709827/0766
- vt -
einer Formtemperatur von 30 C umgesetzt. Die Menge der Komponenten wird so eingestellt, dass der erhaltene Polyurethan-Schaumstoff eine Dichte von 96 g/dm besitzt. Vor dem Giessen des Polyurethan-Schaumstoffes werden ein perforiertes Aluminiumblech mit daran befestigten Schrauben sowie ein Oberflächenüberzug in die Form eingebracht und so angeordnet, dass nach dem Giessen und Befestigen an einem Rahmen der in Fig. 6 dargestellte Stossfanger erhalten wird. Bei einer Prüfung des Stossfängers zeigt sich, dass er sämtliche Anforderungen der Norm FMVSS 215 aus dem Jahre 1977 erfüllt.
- 13 -
709827/0766
Leerseite

Claims (17)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von mittelsteifen Polyurethan-Schaumstoffen, dadurch gekennzeichnet , dass man a) ein Polyisocyanat, b) ein Polyäther-Polyol mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 10 000, c) 1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, Wasser, d) 1 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, Harnstoff und/oder Thioharnstoff und e) 5 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, eines Vernetzungsmittels mit mindestens 3 gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen pro Molekül und einem Molekulargewicht von nicht mehr als 1000 umsetzt, wobei die Polyisocyanatmenge so gewählt wird, dass der Isocyanatindex 0,7 bis 1,4 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polyäther-Polyol mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 7000, 1,5 bis 4,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, Wasser, 1,5 bis 4,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol,Harnstoff und/oder Thioharnstoff und das Polyisocyanat in einer Menge verwendet, daß der Isocyanatindex 0,9 bis 1,2 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polyäther-Polyol mit einer Funktionalität von 2,2 bis 3,5 verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ e ichnet , dass das Polyäther-Polyol durch Umsetzen eines Alkylenoxids mit einer Ausgangsverbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen erhalten worden ist, wobei das Alkylenoxid 40 bis 95 Gewichtsprozent Propylenoxid-Einheiten und 60 bis 5 Gewichtsprozent Äthylenoxid-Einheiten enthält.
709827/0766
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e η η zeichnet , dass das Isocyanat die allgemeine Formel
NCO
NCO
besitzt, wobei η einen Mittelwert von 0,2 bis 1,5 hat.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass man bis zu 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, einer starken Base zusetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass man ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxid, ein basisches organisches Salz eines derartigen Hydroxids oder eine basische organische Stickstoffverbindung als starke Base verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass man Natrium-, Kalium-, Magnesiumoder calciumhydroxid, Tetramethylguanidin oder ein Alkalimetal lcarboxylat, wie Natriumacetat, Kaliumacetat, Natriumbenzoat und Kaliumbenzoat, als starke Base verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch g e k e η η zeichnet, dass man 7 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäther-Polyol, eines Vernetzungsmittels mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 500 verwendet.
-.15 -
709827/0766
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass das Vernetzungsmittel zu mindestens 50 Prozent aus einer Stickstoffverbindung mit mindestens einer Hydroxylgruppe besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass man Triäthanolamin oder Diäthanolamin als Stickstoffverbindungen verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch g e k e η η zeichnet , dass man weitere, für Polyurethane übliche Additive zusetzt.
13. Polyurethan-Schaumstoffe, herstellbar nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 12.
14. Ausführungsform nach Anspruch 13 in Gestalt eines Stossfängers mit einem Rahmen (1), einem daran befestigten stossabsorbierenden Polyurethan-Schaumstoffkissen (2) mit einer Dichte von 50 bis 150 g/dm und einer bleibenden Verformung von höchstens 1 % bei einer dynamischen Kompression von 60 % im Temperaturbereich von -40 bis +600C nach 30 Minuten.
15. Ausführungsform nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , dass das Polyurethan-Schaumstoffkissen (2) eine Dichte von 70 bis 120 g/dm aufweist.
16. Ausführungsform nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet , dass das Polyurethan-Schaumstoffkissen (2) durch einen Überzug (5) aus einem kompakten hydrophoben Kunststoffmaterial geschützt ist.
- 16 709827/0766
17. Ausführungsform nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet , dass in das Polyurethan-Schaumstoff kissen (2) ein perforiertes Metallblech (4) mit daran befestigten Schrauben (3) eingegossen ist, um die Befestigung am Rahmen (1) zu erleichtern.
709827/0766
DE19762659057 1975-12-29 1976-12-27 Polyurethan-schaumstoffe und verfahren zu deren herstellung Pending DE2659057A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7514661A SE7514661L (sv) 1975-12-29 1975-12-29 Sett att framstella polyuretanskum
SE7602076A SE7602076L (sv) 1976-02-23 1976-02-23 Stotfangare

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2659057A1 true DE2659057A1 (de) 1977-07-07

Family

ID=26656680

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19767640725U Expired DE7640725U1 (de) 1975-12-29 1976-12-27 Stossfaenger
DE19762659057 Pending DE2659057A1 (de) 1975-12-29 1976-12-27 Polyurethan-schaumstoffe und verfahren zu deren herstellung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19767640725U Expired DE7640725U1 (de) 1975-12-29 1976-12-27 Stossfaenger

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4134610A (de)
DE (2) DE7640725U1 (de)
FR (1) FR2337153A1 (de)
GB (1) GB1545098A (de)
NL (1) NL7614546A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0380993A3 (de) * 1989-02-02 1991-07-31 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von elastischen und offenzelligen Polyurethan-Weichformschaumstoffen

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55155936A (en) * 1979-05-21 1980-12-04 Aisin Seiki Co Ltd Bumper for vehicle
US4320913A (en) * 1979-10-26 1982-03-23 Shigeharu Kuroda Shock absorbing bumper for vehicles
US4321882A (en) * 1980-02-11 1982-03-30 Builders Concrete, Inc. Interconnecting system for marine floats
US4298511A (en) * 1980-08-01 1981-11-03 Ppg Industries, Inc. Urethane rheology modifiers and compositions containing same
US4352484A (en) * 1980-09-05 1982-10-05 Energy Absorption Systems, Inc. Shear action and compression energy absorber
US4337184A (en) * 1980-12-29 1982-06-29 Ppg Industries, Inc. Urethane rheology modifiers substantially free of terminal hydrophobic groups and compositions containing same
US4373083A (en) * 1980-12-29 1983-02-08 Ppg Industries, Inc. Process of making urethane rheology modifiers
US4327008A (en) * 1980-12-29 1982-04-27 Ppg Industries, Inc. Urethane rheology modifiers and coating compositions containing same
US4351257A (en) * 1981-01-26 1982-09-28 Seaward International, Inc. Marine fender
US4378749A (en) * 1981-04-30 1983-04-05 Teledyne Industries, Inc. Rotatable tire for barge bumper
AU568381B2 (en) * 1983-07-01 1987-12-24 Ladney, M. Jr. Rear air-foil
US4485032A (en) * 1983-09-12 1984-11-27 The Dow Chemical Company Compatible polyol blends
US4616866A (en) * 1983-12-30 1986-10-14 Michael Ladney, Jr. Vehicle bumper
GB8511191D0 (en) * 1985-05-02 1985-06-12 Ford Motor Co Vehicle bumper assembly with foamed core
US5067759A (en) * 1985-05-02 1991-11-26 Ford Motor Company Vehicle bumper assembly with foamed core
GB8519432D0 (en) * 1985-08-02 1985-09-11 Ford Motor Co Vehicle bumper
US4652032A (en) * 1985-10-16 1987-03-24 Borg-Warner Chemicals, Inc. Vehicle bumper assembly
US4917219A (en) * 1985-11-26 1990-04-17 Henry Stephen K Wheel chock
GB8620412D0 (en) * 1986-08-21 1986-10-01 Wardill G A Load bearing structures
US4739722A (en) * 1987-01-08 1988-04-26 Rogstad Keith L Laminate structure and boat hull made therefrom
US4850297A (en) * 1987-01-08 1989-07-25 Rogstad Keith L Laminate structure and boat hull made therefrom
US5098622A (en) * 1988-10-28 1992-03-24 Purethane Incorporated Method of making armrest for vehicles
US5070125A (en) * 1988-11-18 1991-12-03 The Dow Chemical Company Production of polyether polyols with reduced unsaturation
US5389316A (en) * 1991-08-13 1995-02-14 Woodbridge Foam Corporation Process for producing an energy absorbing panel
US5326417A (en) * 1993-01-14 1994-07-05 Chivas Products Limited Method and apparatus for producing trim panels
US5518342A (en) * 1994-10-17 1996-05-21 Wright; A. Lee Marine dock bumper and tie line storage device
DE19501198A1 (de) * 1995-01-17 1996-07-18 Bayer Ag Verwendung eines Folienverbundkörpers als selbsttragendes Bauteil im Automobilbereich
US5527833A (en) * 1995-06-07 1996-06-18 Woodbridge Foam Corp. Process for producing a polyurethane foam
US5827546A (en) * 1996-08-30 1998-10-27 Woodbridge Foam Corporation System for production of a passenger seat
DE69708656D1 (de) 1996-08-30 2002-01-10 Woodbridge Foam Corp Sitz und verfahren, form und system für seine herstellung
US5827547A (en) * 1996-08-30 1998-10-27 Woodbridge Foam Corporation Mold for production of a passenger seat
US5882073A (en) * 1996-08-30 1999-03-16 Woodbridge Foam Corporation Foam passenger seat having trim cover attachment means
US5762842A (en) * 1996-08-30 1998-06-09 Burchi; Charles R. Process for seat production
US6444718B1 (en) * 1996-09-30 2002-09-03 David H. Blount Aquerous urea for fire control
US6127443A (en) * 1998-11-06 2000-10-03 Bayer Antwerp N.V. Energy management polyurethane rigid foams with high recovery
CA2374467A1 (en) 1999-05-19 2000-11-30 Woodbridge Foam Corporation Trim cover attachment system
ATE313580T1 (de) * 2000-01-26 2006-01-15 Modifizierte polyurethanschaumstoffe als adsorbentien
WO2002042119A2 (en) 2000-11-24 2002-05-30 Woodbridge Foam Corporation Vehicular headliner and method for production thereof
DE10162344A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-10 Henkel Kgaa Schwerbrennbare Polyurethanklebstoffe
US10611544B2 (en) 2004-07-30 2020-04-07 Co2Pac Limited Method of handling a plastic container having a moveable base
CN101855263A (zh) * 2007-09-07 2010-10-06 陶氏环球技术公司 低官能度的天然油基化合物用于增强泡沫体的应用
WO2009123674A2 (en) * 2008-02-28 2009-10-08 Greencentaire, Llc Cooling unit
JP5820065B2 (ja) * 2011-06-21 2015-11-24 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 断熱特性が改善されたイソシアネート系ポリマー発泡体
ES2710011T3 (es) * 2011-07-26 2019-04-22 Dow Global Technologies Llc Material compuesto de espuma de polímero a base de isocianato con propiedades de aislamiento térmico mejoradas
DE102013201825A1 (de) * 2013-02-05 2014-08-07 Evonik Industries Ag Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Polyurethansystemen
CN108659195B (zh) * 2017-03-28 2022-05-24 科思创德国股份有限公司 一种制备聚氨酯高回弹软质海绵的方法
USD936557S1 (en) 2019-12-06 2021-11-23 Checkers Industrial Products, Llc Wheel chock
US11618418B2 (en) 2019-12-06 2023-04-04 Checkers Industrial Products, Llc Lightweight wheel chock

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE589099A (de) * 1959-03-31
US3348597A (en) * 1965-06-17 1967-10-24 Borg Warner Vehicle tire
US3493257A (en) * 1967-03-22 1970-02-03 Gen Motors Corp Resilient microcellular foam bumper
CH547328A (de) * 1967-07-20 1974-03-29 Cincinnati Milling Machine Co Verfahren zur herstellung eines zelligen, starren polyurethan-formkoerpers.
US3836487A (en) * 1968-09-23 1974-09-17 Goodyear Tire & Rubber High impact rigid self-skinned polyurethane foam and method
US3734557A (en) * 1971-10-14 1973-05-22 Nat Rubber Co Ltd Elastomeric bumper
US3801518A (en) * 1972-02-28 1974-04-02 Du Pont Flexible polyurethane foam having improved compression set
US3836424A (en) * 1972-07-18 1974-09-17 R Grieve Polyisocyanurate foam articles
US3852150A (en) * 1973-01-15 1974-12-03 Mccord Corp Resilient energy absorbing assembly
US3939106A (en) * 1973-03-20 1976-02-17 Union Carbide Corporation Energy absorbing polyurethane-polyurea cellular elastomers
US3865417A (en) * 1973-06-12 1975-02-11 Volkswagenwerk Ag Impact absorber for bumpers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0380993A3 (de) * 1989-02-02 1991-07-31 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von elastischen und offenzelligen Polyurethan-Weichformschaumstoffen

Also Published As

Publication number Publication date
NL7614546A (nl) 1977-07-01
FR2337153A1 (fr) 1977-07-29
US4134610A (en) 1979-01-16
GB1545098A (en) 1979-05-02
DE7640725U1 (de) 1981-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2659057A1 (de) Polyurethan-schaumstoffe und verfahren zu deren herstellung
DE2121670C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen
DE2710901C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen, gegebenenfalls Polyurethanschaumstoffen mit Integralhaut
DE69220338T2 (de) Polyurethanschäume
DE2536039A1 (de) Elastischer polymer-schaum
DE2507161C3 (de) Verfahren zur Herstellung von vernetzten, elastischen, offenzelligen Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen
DE3819940C2 (de)
DE2542217C2 (de) Fester Polyurethanschaumstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69324287T3 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Integralschaumformteilen
DE3878048T2 (de) Polyurethanzusammensetzung.
DE1125647B (de) Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls verschaeumten Polyurethanen
DE2527399A1 (de) Prallenergie absorbierender polyurethanschaum und stossdaempfer
DE1953637B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen
DE1251019B (de) Verfahren zur Herste'lung von Polyurethanschaumstoffen
DE4337569A1 (de) Verfahren zur FCKW-freien Herstellung von zelligen Polyurethanformkörpern
DE3883854T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Hartschäumen.
DE69010982T2 (de) Polyurethan-Weichschaumstoffe sowie Verfahren zu deren Herstellung.
DE1719262A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Polyurethanschaumstoffs
DE1694440B2 (de) Verfahren zur herstellung von polyurethanschaumstoffen
DE102008001362B4 (de) Polyurethan-Schaum mit verbesserter Wasserfestigkeit zur Verwendung in einem Lenkrad sowie Lenkrad
DE1160175B (de) Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen
DE2517281A1 (de) Verfahren zur herstellung von polyurethan-weichschaumstoffen
DE2207142A1 (de) Polyurethane und ein Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69128694T2 (de) Flexible Polyurethanschaumstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1113810B (de) Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee