DE2513741A1

DE2513741A1 - Verfahren zur herstellung von flammfesten polyurethan-weichschaumstoffen

Info

Publication number: DE2513741A1
Application number: DE19752513741
Authority: DE
Inventors: Minoru Kojima; Takashi Ohashi; Akira Suzuki; Yoshiko Taniguchi; Toshio Yukuta
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1974-03-30
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1975-10-02
Also published as: DE2513741C3; US4066579A; GB1507194A; DE2513741B2

Description

Verfahren zur Herstellung von flaminfesten Polyurethan-

Weichschaumstoffen

Die Erfindung betrifft flammfeste und rauchbeständige (keinen Rauch entwickelnde ) Polyurethan-Weichschaumstoffe und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Bei Polyurethan-Schaumstoffen können viele verschiedene Schaumstoffe wie flexible (Weichschaumstoffe), halbstarre und starre (Hartschaumstoffe) erhalten werden, je nach der Anzahl der funktionellen Gruppen, dem Molekulargewicht und der Skelettstruktur der Polyhydroxylverbindung bzw. Polyisocyanatverbindung, die angewandt werden. Daher finden Polyurethans cha ums t off e verbreitete Anwendung im Haushalt und für industrielle Zwecke. Damit die Polyurethan-Schaumstoffe für diese Zwecke jedoch vollständig geeignet sind, ist es bevorzugt, daß sie aus Sicherheitsgründen flammbeständig, bzw, feuerfest sind. In letzter Zeit wurde die Entwicklung von Polyurethan-Schaumstoffen, die rauchbeständig sind, das heißt keinen Rauch entwickeln₍ und eine geringe Toxizität

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sowie Flammfestigkeit besitzen,besonders stark gefordert für Polstermaterialien für verschiedene Fahrzeuge, Bauwerke und Inneneinrichtungen.

Bisher wurden verschiedene Untersuchungen unternommen, um Polyurethan-Schaumstoffen Flammfestigkeit zu verleihen. Zum Beispiel können die Zugabe einer Phosphorverbindung, einer Halogenverbindung und einer Phosphorverbindungj eines Metalloxide wie Antimonoxid oder die Anwendung von reaktionsfähigen Flammverzögerern, den Polyurethan-Schaumstoffen eine gewisse Flammbeständigkeit verleihen. Es gibt jedoch nur wenige Polyurethan-Schaumstoffe, die bei dem Brennversuch (ASTM D-1692-592) als nicht entflammbar bezeichnet werden können. Außerdem ist bei diesen Verfahren die Menge des zugesetzten Flammverzögerers verhältnismäßig groß und beträgt zum Beispiel 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polyol, so daß die gesamten physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffes nicht nur nachteilig beeinflußt werden, sondern auch die Rauchentwicklung beim Verbrennen stark vergrößert wird gegenüber einem Schaumstoff bei dem kein Flammverzögerer zugesetzt wird und es entsteht ein starkes Problem bezüglich der Rauchemission.

Ferner tritt eine gewisse Flammbeständigkeit bei Polyurethan-Schaumstoffen ein, wenn man in das Polyurethan-Molekül eine Ringstruktur einführt, die hitzebeständig ist₍wie eine Isocyanuratring-Struktur oder eine Imidring-Struktur. In diesem Falle neigt der entstehende Schaumstoff jedoch dazu ein Hartschaumstoff zu werden und es ist nicht möglich einen Weichschaumstoff _t besonders einen Weichschaumstoff mit gewünschten Eigenschaften zu erhalten und außerdem wird ein schwarzer Rauch beim Verbrennen eines solchen Schaumstoffes entwickelt, der nicht erwünscht ist.

Bei dem bekannten Verfahren tat es schwierig, einem Polyurethan-Schaumstoff Flammfestigkeit und Rauchbeständigkeit zu

en
verleihen, ohne die allgemein physikalischen Eigenschaften des

Schaumstoffs nachteilig zu beeinflussen.

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flammfesten und rauchbeständigen Polyurethan-Weichschaumstoffes durch Umsetzung eines Polyisocyanats in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels, Katalysators, {Treibmittels und anderen Zusätzen mit einem Gemisch von

(A) einem Polyäther-polyol enthaltend sekundäre Hydroxylgruppen in einer Menge von mindestens 50 Mol -fe bezogen auf

mit

den Gesamthydroxylgruppengehalt und einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 3000 bis 6000 und

(B) einer niedermolekularen Polyhydroxylverbindung, wobei das Verhältnis der Äquivalentgewichte der niedermolekularen Polyhydroxylverbindung (B) zu dem Polyäther-polyol (A) 0,5 bis 2,0 beträgt, sofern erforderlich unter Zugabe einer kleinen Menge eines Flammverzögerers.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich einen Polyurethan-Schaumstoff herzustellen, der eine hohe Flammfestigkeit und Rauchbeständigkeit besitzt, wie sie mit üblichen Verfahren zur Herstellung sog. heißhärtender Weichschaumstoffe nicht erreicht werden kann. Dabei wird die Flammfestigkeit erhöht, während die Rauchbeständigkeit erhalten bleibt durch Anwendung einer so geringen Menge eines Flammverzögerers wie sie nach den üblichen Verfahren zu keinerlei Erfolg geführt hätte, Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Polyätherpolyole angewandt werden, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Weichschaumstoffen bei den üblichen Verfahren verwendet werden, bei denen in der Hitze gehärtet bzw. verfestigt wird. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf die Materialkosten sehr günstig.

Die Fig. 1a,1b und 1c sind Photographien, die die Entflammbarkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und in Vergleichsbeispielen hergestellten Polyurethan-Schaumstoffe, wie sie nach dem Brennversuch (ASTM D-1692-59T) bestimmt worden ist zeigen und

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jj'ig. 2 zeigt die Rauehetitwicklimgskurven. von Polyurethan-Weiehschaumstoffeti (Beispiele '¹O uaa 13 (13-2)), die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten worden sind, dem üblichen Vielzweck-Polyurethaa-Weiehschaumstoff (Vergleichsbeispiel 1) und dem Polyurethan-Weichschaumstoff (Vergleichsbeispiel 10) unter 'Verwendung des üblichen FlammverzögererSjwie sie bestimmt worden sind nach dem Rauchentwicklungsversuch (JIS A-I321-1970).

die

Die Polyhydroxyverbindungen bei dem erfiadungsgemäßen Verfahren mit dem Polyisocyanat umgesetzt werden^, sind ein Gemisch aus einem Polyäther-polyol (A) und einer niedermolekularen Polyhydroxylverbindung (B). Die Polyäther-polyole der Komponente (A) sind solche enthaltend mindestens 50 Mol-# sekundäre Hydroxylgruppen, bezogen auf den Gesamthydroxylgruppengehalt und besitzen ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 3000 bis 6000· Diese Verbindungen können erhalten werden zum Beispiel indem man eine Polyhydroxylverbindung wie Äthylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropaa, Pentaerythrit usw. mit einem Alkylenoxid wie Äthylenoxid, Propylenoxid usw. umsetzt, wobei bei der zuletzt genannten Verbindung eine Additionspolymerisation unter Ringöffnung in Gegenwart eines alkalischen Katalysators eintritt. Diese Polyäther-polyole werden angewandt zur Herstellung der üblichen Polyurethaß-Weichschaumstoffe und besonders Poly(oxypropylen)triol, äas erhalten worden ist durch Umsetzung von Glycerin mit Polypropylenoxid ist bevorzugt.

Die niedermolekularen Polyhydroxyverbindungen der Komponente (B) für die vorliegende Erfindung sind vorzugsweise zum Beispiel aliphatische Alkohole wie Äthylen-glykol, Propylenglykol, Diäthylen-glykol, Butandiol, Glycerin, 2rimethylolpropan, Triäthylolpropan, Trimethyloläthan, Triäthyloläthan, Pentaerythrit, 1,2,6-Hexantriol »a4 b^seüders Glycerin und Trimethylolpropan.

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JNACHu; £..,;,-; CHT

Im Gegensatz dazu neigt, wenn aliphati3che Aminoalkohole wie Äthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin,/' V als niedermolekulare Polyhydroxylverbindung angewandt werden, der entstehende Schaum dazu, sich zu entzünden und die erfindungsgemäßen Ziele können nicht erreicht werden«

Wenn diese niedermolekularen Polyhydroxylverbindungen (B) bei Raumtemperatur flüssig sind, werden sie vorher mit dem Polyätherpolyol (A) vermischt oder diese Verbindungen werden gleichzeitig mit den anderen Komponenten bei der Schaumbildung zugegeben. Wenn diese Verbindungen (B) bei Raumtemperatur waohsartige oder kristalline Feststoffe sind, werden sie vorher mit dem Polyäther-pDlyol (A), Wasser oder den anderen Komponenten unter Bildung einer homogenen Lösung gelöst oder vermischt· Wenn die Verbindungen (B) gleichzeitig mit den anderen Bestandteilen in einer sogenannten einmaligen Zugabe (one shot process) zugegeben weräen₍ ist es bevorzugt, daß diese Verbindungen (B) vorher durch Erhitzen geschmolzen und dann in flüssiger Porm zugegeben werden./pas Äquivalentgewichts verhältnis dieser niedermolekularen Polyhydroxyverbindungen (B) bu dem Polyäther-polyol (A) beträgt 0,5-2,0· Wenn das Verhältnis kleiner ist als 0,5 wird der Schaum entfallbar und wenn das Verhältnis größer wird als 2,0 kann kein zufriedenstellender Schaumstoff erhalten werden und der entstehende Schaumstoff zeigt leicht eine deutliche Schrumpfung und wird entflammbar· Bevorzugt ist eia Äquivalentgewichtsverhältnis von 0,7 bis 1,5.

Als Polyisocyanat, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist vor^llen Iolyle>dilsooyanät geeignet.Tolylen-aaiisooyanat, bei dem die 2,4-und 2,6-Isomere der Cyanatgruppe in einem Mischungsverhältnis von 80/20 ofl.ej? 65/35 vorliegen, ist im Hinblick auf die geringen iCooton und die guten Ergebnisse bevorzugt. Perner können als Polyisocyanate reines oder rohes Diphenylmethan-diisocyanat, Diphenyl-dltsocyanat, Chlorphenyl-

2,4-dlisocyanat,p-Phenylen-dilsooyanat. Xylol-dlisooyanat

—isocyanat und Polymethylen-polyphenylen oder ein Gemisch dieser PoIy-

Ν,Ν' ,N'-[Cetrakis(2-hydroxypropyl)-äthylendian]in\ -6-

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isocyanate und Solylea-diisGoyanat verwendet werden.

Ms angewandte Meags der Polyisocyaaatverbinduag, bezogen auf die Gasamtmenge der Polyhydrozylverbinauag und der Verbindung mit dem anderen aktiven Wasserstoffatoai, das heißt der Isocyanatlade:: (löG-Indes) liegt im Bereicli von 80 bis 130* We rm man jedooh die Ausgewogenheit zwischen der Plammfeßtigkelt wcA der Ra s:ehbeständige it zu äe/i allgemeinen pliyaikslIschen, Sigettsoliaftso, äss srhalta&en Poiyurethan-Weiohsoiiamnstoffs betraohtetj sollte elsr IsooysnatiEdes vorzugsweise im Bereioli von 95 Με 110 liegee«

Sis bei dem erficc,«n,gegeaäßaE TerfalireE anwendbaren oberfläcaenaküive'c Mittel sind Silicone wie Siloxan-Osyalfeyleti-BloclcoopolyiE.ers_ii wie sie-bisasr solion, ziix- Herstellnag von Polyurethan-Sohsuuastoffee angewancLt wurden,uad äüßllclie Su'ost&hzen» Diese Sili5üii«oberfläclaen£i£ti¥efi,Mittel sind farblose odar hellgelbe llüssigksiten mit eiaer spesifisohen Dichte von 0,765 bis 1_sO6e₅ gemesseE oaüb des. JIS 2-SSO4.™TQEfaliren, sad einer Yiskosität von iiiöht mehr als 400 cStj gemesssn. nach dem JIS Z-8803-

* Soweit S3 sioh auf die -arf iaduags gemäße η Ziele nicht g aufvjirkt_f ist die Art und die angewandte Menge des oberflächenaktiver;, Silicons sieht begrenzte ¥ei?.a Silioon-oberf lache aaktive Mittel, in, denes die Osyalkyisn-Sompoaente in dem Siioxan-0xyslIcj^rlen~BloclcoopG2,ymer Ithylenoxid ist_s das heißt oberflächenaktive Mittel für fealbstarre und starre PoIyätherurethan-und Polyesterurethan-SGhaumstoffe^allein oder is G-emisoh verwendet werdea₅ köriaeß, gute Ergebnisse erzielt

Ale Bsispiele für Silloon-oberfläGhetiaktive Mittel für halbstarre« starre Polyätlierarsthau-Sohaomstoffa und Polyesterurefbaii-Schauinstoffe sind als im Handel imter den folgenden Esßäelacamsn. bsksaü'GS Sulistaasea so erwälmeo._:. swm Beispiel die SiliöOß-oberfläoaenEktiveaMittel für balbstarre Polyäther urethan-Schaumstoffe SBX»253₃ SKX-274A, SRS-274E, SK[-»274C_f SH-200(der Toray Silioone Ooij₅ 1-5305 U^e^ UGö'), die Silicon-

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oberflächenaktivenMittel für starre Polyäther-Polyurethan-S cha ums t of fe SRX-295, SH-193(der Toray Silicone Go.), DG-193, DG-195(der Dow Gorning Corp.), SP-1066, SF-1079,SP 1109, SP-H58 (der General Electric Corp.), 1-530,1-531,1-5310,1-5320,1-5340, L-54iO(der UCC},die Silicon-oberflächenaktivenMittel für Polyesterurethan-Schaumstoffe L~532(.der UCc)und DG-1312(der Dow Corning Corp·). Im allgemeinen ist' es bei der Herstellung von Polyurethan-Weichscbaumstoffen üblich, daß die Siliconoberflächenaktiven Mittel für flexible bzw. Weichpolyurethan-Schaumstoffe als oberflächenaktive Mittel angewandt werden und es ist neu, daß die Silicon-oberflächenaktiven Mittel für halbstarre oder starre Polyurethan-Schaumstoffe besonders günstig sind zur Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen und es ist unerwartet, daß die entstehenden Polyurethan-Weichschaumstoffe eine hohe Plammfestigkeit und Rauchbeständigkeit besitzen.

Die oben beschriebenen Silicone als oberflächenaktive Mittel können in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gew.-Teilen bezogen auf 100 Gewichtsteilen Polyäther-Polyol angewandt werden und besonders ergibt die Anwendung von 1,0 bis 3,0 Gewichtsteilen einen sehr guten Schaumstoff.

Jeder der Katalysatoren, die für die übliche Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen angewandt werden, kann für das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls angewandt werden. Das heißt Aminkatalysatoren, Zinnkatalysatoren und Gemische dieser Substanzen können angewandt werden. Als Aminkatalysatoren können erwähnt werden Triäthylamin, Triäthylendiamin, Dimethyläthanolamin, N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin, Bis(ß-dimethylaminoäthyl)äther usw.

Als Zinnkatalysatoren kommen in Präge Carbonsäuresalze von zwei- oder dreiwertigem Zinn wie Zinn(ll)octoat oder Dibutylzinn-dilaurat.

Die Menge _y in der diese Katalysatoren angewandt werden,liegt im allgemeinen im Bereich von 0,05 bis 1 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gewicbtsteile Polyäther-polyol (A).

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Als Treibmittel für das erfindungsgemäße Verfahren kann Wasser oder eine flüchtige Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt angewandt werden. Die flüchtige Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt ist zum Beispiel Trichlormonofluormethan, Dibromdifluormethan, Dichlordifluormethan,Dichlortetrafluoräthan, Monochlordifluormethan, Trifluoräthylbromid, Dichlormethan usw.oder ein Gemisch dieser Substanzen.

Die Menge.in der diese Treibmittel angewandt werden, liegt im Bereich von 2,0 bis 20,0 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gew.--Teile Polyäther-polyol (A).

Eine noch höhere Flammbeständigkeit kann dem Polyurethan-Schaumstoff verliehen werden ohne daß die allgemeinen physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffs nachteilig beeinflußt werden und die Rauchentwicklung beim Verbrennen des Schaumstoffs erhöht wird durch Zugabe einer kleinen Menge eines Flammverzögerers, soweit dies erforderlich ist, neben den oben beschriebenen Komponenten.

Als Flammverzögerer können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene Additions- oder Reaktionsflammverzögerer angewandt werden, die üblicherweise als Flammverzögerer für Polyurethan-Weichschaumstoffe angewandt werden. Halogenierte Phosphorsäureester sind jedoch im Hinblick auf die Produktionskosten und die physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffs bevorzugt. Halogenierte Phosphorsäureester sind unter anderem Tris(2-chloräthyl)-phosphat, Tris(2-chlorpropyl)-phosphat, Tris(2,3-dichlorpropyl)-phosphat, Tris(2-brompropyl)-phosphat, Tris(2,3-dibrompropyl)-phosphat, Tris(bromchlorpropyl)-phosphat, Dichlorpropyl-bis(dibrompropyl)-phosphat, Poly—ßchloräthyltriphosphonat usw. Dabei sind Tris(2,3-dichlorpropyl)-phosphat und Tris(2,3-dibrompropyl)-phosphat besonders bevorzugt. Die erfindungsgemäß angewandte Menge an halogeniertem Phosphorsäureester beträgt nicht mehr als 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyäther-polyols (A) und vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-Teile. Bei Anwendung einer Menge von

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mehr als 10 Gew.-Teilen können die erfindungsgemäßen Ziele erreicht werden aber die physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffes werden verschlechtert.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können₍neben den oben beschriebenen Bestandteilen noch Vernetzungsmittel, Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Pigmente oder ähnliche Substanzen angewandt werden.

Die Herstellung der Polyurethan-Weichschaumstoffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf bekannte Weise durchgeführt werden, zum Beispiel in einem Verfahren mit einmaliger Zugabe, wobei eine homogene Lösung, bestehend aus der Polyhydroxylverbindung, Wasser und/oder einem Treibmittel, Katalysatoren, einem Silicon al oberflächenaktivem Mittel, einem Flammverzögerer und anderen Zusätzen zu dem Polyisocyanat zugesetzt wird, woraufhin Reaktion und Schaumbildung eintritt sowie als zweistufige Verfahren, bei dem ein Teil oder die Gesamtmenge der Polyhydroxylverbindung vorher mit der gesamten Menge des Polyisocyanats unter Bildung eines Prepolymers umgesetzt wird und dieses Prepolymer mit den anderen Komponenten unter Schaumbildung vermischt wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyurethan-Schaumstoffe sind Polyurethan-Weichschaumntoffe mit einer Diohte von 20 bis 50 kg/m. Wenn das erwünscht ist, kann die Dichte de3 Schaumstoffs durch Zugabe von Wasse- o- a»» .eeg e».a da da -lee V

Die erfindungsgemäß hergestellten flammfesten und rauchbeständigen Polyurethan-Weichschaumstoffe sind geeignet als flächenförmiges Polstermaterial für verschiedene Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe und als Materialien für verschiedene Bauwerke, Möbel und Inneneinrichtungen.

oder Treibmittel oder durch Änderung der Art und Menge der nieder - molekularen Polyhydroxy-Verbindung, des Polycrls

und/oder des Polyisocyanats weiter geregelt werden. \

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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Dabei sind unter Teilen immer Gewichtsteile zu verstehen.

Beispiel 1

Ein Gemisch von 100 Teilen Poly(oxypropylen)triol mit einem Hydroxylwert von 56 und einem Molekulargewicht von ungefähr 3000 (GP 3000 der Sanyo Kasei Go.) als Komponente (A), 3,0 Teilen Trimethylolpropan als Komponente (B), das vorher bei ungefähr 6O⁰C geschmolzen war, wobei das Äquivalentgewichtsverhältnis von Komponente (B) zu Komponente (A) 0,68 betrug, 3 Teilen Wasser, 0,1 Teil Triäthylendiamin, 0,3 Teilen Zinn-II-octoat, 3 Teilen Silicon als oberflächenaktives Mittel für Polyätherurethan-Hartschäumstoff (SH-193,der Toray Silicon Co.) und 5 Teilen Trichlormonofluormethan (E-H₁ der Du Pont) wurde ungefähr 30 s gerührt, wobei man eine homogene Lösung erhielt. Wenn die Lösung mit hoher Geschwindigkeit mit 43,6 Teilen (NCO-Index 100) Tolylen-diisocyanat (2,4-Isomer; 2,6 Isomer = 80:20) TDI-80 gerührt wurde, ergab das Reaktionsgemisch innerhalb von ungefähr 13 s eine cremeartige Emulsion. Wenn das cremeartige Gemisch sofort in eine Papierform gegeben wurde, begann es einen Schaum zu bilden und das Steigen des Schaums war nach ungefähr 17Os beendet. Der entstehende Polyurethan-Weichschaum besaß eine gleichmäßige Zellstruktur mit einem kleinen Anteil geschlossener Zellen und ergab nach dem Durchgang durch Preßwalzen (crushing process) eine vollständig offenzellige Struktur.

Der Brennversuch an dem entstehenden Polyurethan-Schaumstoff nach ASTM D-1692-59T zeigte, daß der Brennabstand des Schaum 3,8 cm und die Brennzeit 22 s betrug und der Schaumstoff ausgezeichnete selbstlöschende Eigenschaften besaß. Der Rauchentwicklungskoeffizient C^ des Schaumstoffes war 56,6, wenn der nach JIS A-1321-1970 gemessene Wert für den Koeffizienten auf eine Schaumdichte von 30,0 kg/nr umgerechnet wurde.

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Die physikalischen Eigenschaften des nach diesem Beispiel 1 erhaltenen Polyurethan-Schaumstoff sind in der folgenden Tabelle 1 zusammen mit den Ergebnissen der oben beschriebenen Brenn- und Rauchversuche angegeben.

	Tabelle 1	Beispiel 1
		25,9
Dichte	(kg/m³)	0,32
Zugfestigkeit	(kg/cm²)	80
Dehnbarkeit		7,5
ILD (kg/200 mm 0)	(25 *)	9,1
Bleibende Verformung	(*)

(50 % Biegung, 7O⁰C,22 h)

Prall-Elastizität {%) 25

Brenn-Versuch

(ASTM D-1692-59T) selbst-löschend

Rauch-Versuch

(JIS A-1321-1970) _ς, ,

Rauch-Koeffizient ^5D»°

Beispiele 2-6

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Menge der Komponente (B)₍ Trimethylolpropan von Silicon als oberflächenaktivem Mittel und Isocyanat in der folgenden Tabelle 2 angegeben variiert wurden, um Polyurethan-Weichschaumstoffe zu erhalten.

Die Ergebnisse des Brennversuchs und Rauchversuchs und die physikalischen Eigenschaften der entstehenden Polyurethan-Weichschaumstoffe sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben. Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, sind alle entstehenden Polyurethan-Weichschaumstoffe selbst-löschend und der Rauchentwicklungskoeffizient G_Jmax niedriger als derjenige von üblichen Polyurethan-Schaumstoffen, wie aus den folgenden Vergleichsbeispielen 1 und 2 hervorgeht.

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Tabelle

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Beispiel	2	100	Ul	100	4	100	VJl	100	6	100
Rezeptur (.Teile")		* 4,4 (D		* 6,6 (1,5)		* 4,4 (D		* 4,4 (D		* 4.4 (D
(A) Triol GP-3OOO	0,3	0,1	°;3	0_;3	0,1
(B) Trimethylolpropan	0,1	0,2	0/1	0,1	0_;2
Zinn -II- octoat	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Triethylendiamin	3,0	3,0	4_?0	3,0
Wasser	5,0	5,0	5,0	5/0	5,0
Silicon als oberflächenaktives Mittel (SH-193)	** 46,2 (100)	**5O,5 (100)	**46,2 (100)	**43,9 (95)	**48, 5 _%
Trichlormonofluorrnethan (F-11)
Toluylen-diisocyanat (TDI-80)

Tabelle 2(Fortsetzung)

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cn

co CD

O OO CJ co

Beispiel	2	15	3	4	5	6	selbstlöschend	63.7	61.0	57.8	48.1	65.4
Zeit bis zum Cremig-werden (s )	120	12	12	13	12
Steigzeit (s )	120	110	130	90	25_f5	25_r4	25.0	25,1	28,1
Brenn-Versuch (ASTM D-1692-59T)	0,47	0,41	O_t34	0,45	0_r56
Rauch-Versuch (JIS A-1321-1970) Rauch-Koeffizient C.^	98	87	89	108	75
Physicalische Eigenschaften	5,9	5,1	6,6	5,4	8,6
Dichte (Kg/m³)	21.8	20_r0	9_t3	15,3	8,1
Zugfestigkeit (Kg/cm²)
Dehnbarkeit {%)	21	19	25	18	21
ILD (Kg/200 nun ^) ²⁵ ^
bleibende Verformung (%)
(50 % Biegung, 70⁰C, 22 h)
Prallelastizität (%)

VJj

Die Zahlen in Klammern geben das Ä.quivalent-Gewichtsverhältnis von Trimethylolpropan-Komponente (B) zu
den Hydroxylgruppen des Triols der Komponente (A) an.

Die Zahlen in Klammern geben den Isocyanat -Index an,

ro

CO

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Beispiel 7

Ein Polyurethan-Weichschaumstoff wurde nach der gleichen Rezeptur und dem Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt mit der Ausnahme, daß 4»4 Teile Glycerin als Komponente (B) verwendet wurden und das Äquivalentgewichtsverhältnis von Komponente (B) zu Komponente (A) 1,5 war, anstelle von Trimethylolpropan in Beispiel 1 und 50,1 Teile (NCO-Index 100) Tolylen-diisoeyanat TDI-80 verwendet wurden, jedoch kein Trichlormonofluormethan (F-11). Die Zeit bis zum Cremigwerden betrug ungefähr 20 s, die Steigzeit des Schaums ungefähr 65 s und der entstehende Schaumstoff besaß eine Dichte von 44 kg/m . Der Brennversuch und der Rauchversuch, die wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt wurden, zeigten, daß der Schaumstoff selbst-löschend war und der Rauchentwicklungskoeffizient C. des Schaumstoffs 40,5 betrug, umgerechnet auf die Basis einer Schaumdichte von 30 kg/m .

Beispiel 8

Auf die in Beispiel 1 beschriebene V/eise wurde ein Polyurethan-Weichschaumstoff hergestellt aus 100 Teilen Poly(oxypropylen)-triolGP-3000 als Komponente (A), 4,4 Teilen Trimethylolpropan als Komponente (B), das vorher bei ungefähr 6O⁰G geschmolzen worden war, wobei das Äquivalentgewichtsverhältnis von Komponente (B) zu Komponente (A) 1 betrug und 3,0 Teilen Wasser, 0,2 Teilen Triäthylendiamin, 0,1 Teilen Zinn-II-octoat, 46,2 Teilen (NCO-Index 100) Tolylen-diisoeyanat TDI-80 und 3,0 Teilen Silicon als oberflächenaktives Mittel für Polyätherurethan-Hartschaumstoff (SRX-295 der Toray Silicon Co.). Der Brennversuch des entstehenden Schaumstoffes, der entsprechend Beispiel 1 durchgeführt wurde, zeigte, daß der Schaumstoff selbst-löschend war,

Beispiel 9

Ein Polyurethan-Weichschaumstoff wurde genau auf die in Beispiel 8 beschriebene Weise hergestellt mit der Ausnahme, daß ein Silicon als oberflächenaktives Mittel für halbstarren Polyätherurethan-Schaumstoff (SRX-253 der Toray Silicon Co.) angewandt wurde. Der Brennversuch an dem entstehenden Schaum-

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stoff, der auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise durchgeführt wurde, zeigte, daß der Schaumstoff selbst-löschend war.

Beispiel 10

Es wurde ein Polyurethan-Weichschaumstoff genau auf die in Beispiel 8 beschriebene Weise nach der dort angegebenen Rezeptur hergestellt mit der Ausnahme, daß ein Silicon als oberflächenaktives Mittel für halbstarren Polyatherurethan-Schaumstoff (SRX-274 A der Toray Silicon Co.) anstelle des Silicons SRX-295 in Beispiel 8 angewandt wurde. Der entstehende Polyurethan-Weichschaumstoff besaß eine Dichte von 29 kg/m . Der Brennversuch und Rauchversuch an dem Schaumstoff, die entsprechend Beispiel 1 durchgeführt wurden, zeigten, daß der Schaumstoff selbstlöschend war und einen Rauchentwicklungskoeffizienten C^_1118x von 40,5 besaß, umgerechnet auf eine Schaumdichte von 30 kg/m .

Beispiele 11 und 12

Es wurden Polyurethan-Weichschaumstoffe auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise nach der in Tabelle 3 angegebenen Rezeptur hergestellt, wobei ein Silicon als oberflächenaktives Mittel für Polyesterurethan-Schaumstoff (1-532 der UCC Co.) angewandt wurde.

Die Ergebnisse des Brennversuchs und die physikalischen Eigenschaften der entstehenden Schaumstoffe sind ebenfalls in Tabelle 3 angegeben.

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Tabelle 3

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Beispiel	11	100	12	100	-
Rezeptur \ Teile)		* 4,4(1)		* 3,04(1)
(A) Triol GP-3OOO	-	0,2
(B) Trimethylolpropan'	0,2	0,1
(B) Glycerin	0,1	2_r^
Zinn-II-octoat
Triäthylendiamin		**44_/.5(i00)
Wasser	** 44_r5(i00)
Silicon als oberflächen aktives Mittel (L-532)		38_r6
Toluylen-diisocyanat (TDI-80)	36,6	0,937
Physikalische Eigenschaften	1_r17	101
Dichte (Kg/m³)	114	8_r15
Zugfestigkeit (Kg/cm )	8_r80	5_r64
Dehnbarkeit {%)	5_f81	46
ILD (Kg/200 mrn^) ²⁵ %	40	20,1
Bleibende Verformung (%) (50 % Biegung, 70⁰C, 22 h/	23_r6	selbst löschend
Prallelastizität {%)	nicht entflammbar
Hysterese-Verlust (%)
Brenn-Versuch (ASTM D-1692-59T)

Die Zahlen in Klammern geben das Äquivalent-Gewichtsverhältnis von

Komponente (B) zu den Hydroxylgruppen des Triols der Komponente (A) an. Die Zahlen in Klammern geben den Isocyanate-Index an.

509840/0833

- 17 -

- 17 - lA-£6

Vergleichsbeispiele 1 uad 2

Zum Vergleich wurden übliche Polyurethan-Schaumstoffe, der in Tabelle 4 angegebenen Rezeptur auf die in Beispiel 1 be schriebene V/eise hergestellt.

Die Ergebnisse des Brennversuchs und Rauchversuchs und die physikalischen Eigenschaften der entstehenden Schaumstoffe sind ebenfalls in Tabelle 4 angegeben.

509840/0833 _₁₈_

Tabelle 4

336

Vergleichs-Beispiel	1	100	2	100
Rezeptur [Teile)		0_r26		0,26
(A) Triol GP-3OOO	0,1	0,1
Zinn-II-octoat	^r²	4,2
Triäthylendiamin	1,7	-
Wasser	-	1,7
Silicon als oberflächen aktives Mittel (L-520)	*53.6(108)	*53.6(106)
Silicon als oberflächen aktives Mittel (SH-193)	ent flammbar	ent flammbar
Toluylen-diisocyanat (TDI-80)	82,7	86,3
Brenn-Versuch (ASTM D-1692-59T)
Rauch-Versuch (JIS A-1321-1970) Rauch-Koeffizient
Amax	27,6	29,2
Physikalische Eigen schaften	0,60	0,61
Dichte (Kg/m³)	80	74
Zugfestigkeit(Kg/cm²)	16,0	23,2
Dehnbarkeit {%)	2,5	3;3
ILD (Kg/200 mm?)²⁵^
Bleibende Verformung	39	30
(5096 Biegung, 70⁰C, 22 h)
Prallelastizität (%)

* Die Zahlen in Klammern geben den Isocyanat Index an.

509840/0833

- 19 -

- 19 - 1A-46

Nach dem Vergleichsbeispiel 1 ^wrciiin Polyurethan-Weichachaumstoff auf die in Beispiel 1 beschriebene Yieise hergestellt mit der Ausnahme, daß Silicon als oberflächenaktives Mittel für flexiblen Polyurethan-Schaumstoff (L-520 der UCG Co.) angewandt wurde und keine niedermolekulare Polyhydroxylverbindung als Komponente (B).Der entstehende Schäumstoff war ein sogenannter Pulyurethan-Weichschaumstoff zur vielseitigen Anwendung (general purpose flexible polyurethane foam). Der Brennversuch und Rauchversuch an dem entstehenäen Schaumstoff zeigte, daß der Schaumstoff entflammbar war und einen Rauchentwicklungskoeffizienten besaß, der deutlich höher war als derjenige des erfindungsgemäßen Schaumstoffs,

In dem Vergleichsbeispiel 2 wurde ein Polyurethan-Y/eichschaumstoff auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt mit der Ausnahme, daß keine niedermolekulare Polyhydroxylverbindung als Komponente (B) verwendet wurde. Der entstehende Schaumstoff ist entfammbar und besitzt einen Rauchentwieklungskoeffizienten der höher liegt als für den erfindungsgemäßen Schaumstoff.

Die Pig. 1a, 1b und 1c sind Photographien, die die Brennzustände bei dem Brennversuch an Schaumstoffen zeigen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten worden sind (Beispiele 1 bis 6) und an Polyurethan-Schaumstoff für allgemeine Verwendungszwecke entsprechend den Vergleichsbeispielen 1 und 2. Der Brennversuch wurde folgendermaßen durchgeführt. Ein Schaumstoff wurde mit einem Brenner entzündet und wenn die Verbrennung des Schaumstoffs eine Grundlinie erreichte, wurde diese Zeit als Startzeit für die Messung angenommen (O s) und gleichzeitig der Brenner von dem Schaumstoff entfernt und der Brennzustand des Schaumstoffs nach Verstreichen der vorher bestimmten Zeit beobachtet. Die Photographien zeigen den Verbrennungszustand des Schaumstoffes nach dem Verstreichen von O, 10 und 20 s sowie den ^ustand des Schaumstoffs nach dem Verstreichen von 20 s von der Oberseite her gesehen.

- 20 -

509840/0833

- 20 - ΙΑ-'ί-β 336

Aus den Photographien der Pig.1a,1b und 1c kann man sehen, daß die Flammen an dem Polyurethan-Schaumstoff nach der Erfindung (Beispiele 1 bis 6) im Verlauf der^vom Beginn der Zeitmessung an verstrichenen Zeit kleiner werden umd im frühesten Falle nach 10 und im spätesten Falle nach 20 s verlöschen. Im Gegensatz dazu werden bei den Polyurethan-Schaumstoffen nach den Vergleichsbeispielen 1 und 2_f ungeachtet der Tatsache, daß die Schaumstoffe nach Beginn der Zeitmessung von dem Brenner entfernt werden, die Flammen nicht kleiner, sondern bleiben am Brennen und es entwickelt sich eine große Menge Rauch und das Produkt verbrennt zum Schluß vollständig« Daraus geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Schaumstoffe eine ausgezeichnete Flammfestigkeit besitzen und zu einer geringen Rauchentwicklung führen.

Vergleichsbeispiele 3 und 4

Es wurden Polyurethan-Schaumstoffe nach der in der folgenden Tabelle 5 angegebenen Rezeptur auf die in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt. Der Brennversuch der entstehenden Schaumstoffe wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 5 angegeben.

Tabelle 5

	Vergleichsbeispiel	100	Silicon als oberflächenaktives	3,0	. Vergleichsbeispie
Rezeptur (Teile)	3	* 1 (0,23)	Mittel (SH - 193)	** 39,5(100)	4
(A) Triol GP-3000	0,3	Tolylen-diisocyanat		100
(B) Trimethylolpropan	0,1	(TDI-80)	entflammbar	* 10(2,3)
Zinn-II-octoat	3,0	Brennversuch	0,4
Triäthylendiamin	0,1
Wasser	3,0

3,0
** 57,1(100)

entflammbar

(ASTM D-1692-59T)

509840/0833 - 21 -

25137A1

- 21 - 1λ-46 336

* Die Zahl in den Klammern gibt das Äquivalentgewichts— verhältnis von Trimethylolpropan_fder Komponente (B), zu den Hydroxylgruppen des Triols der Komponente (A) an.

** Die Zahl in den Klammern gibt den Isocyanatindex an.

Wenn die Menge der niedermolekularen Polyhydroxylverbindung der Komponente (B), bezogen auf 100 Teile Triol der Komponente (A) 1 Teil (daG Äquivalentgewichtsverhältnis Komponente (B) zu Komponente (A) ist 0,23) oder 10 Teile (das Verhältnis ist 2,3) beträgt, sind die entstehenden Schaumstoffe entflammbar·

Vergleichebeispiele 5 und 6

Es wurden Polyurethan-Schaumstoffe auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt mit der Ausnahme, daß die Menge an Silicon als oberflächenaktivem Mittel (SH-193) wie in der folgenden Tabelle 6 angegeben, variiert wurde. Der Brennversuch an den Schaumstoffen wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt*

Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 6 Yergleichsbeispiel Vergleichsbeispiel

Rezeptur (Teile)

(A) Triol GP-3000

(B) Trimethylolpropan Zinn-II-octoat Triäthylendiamin Wasser

Silicon als oberfläi Mittel (SH-193) Tolylen-diisocyanat (TDI-80)

Brennversuch (ASTM D-1692-59T)

100	100
*in 4,4(1)**	* 4,4(1)
0,3	0,4
0,1	0,1
3,0 t Vl O M Q "Iff" "f TTQ α	3,0
I ti C uct ü. ülvcü 0,5	7,0
46,2(100)**	** 46,2(100)
es kann kein Schaum erhalten werden 509840/0833	entflammbar -22

- 22 - 1A-46 336

* Die Zahl in den Klammern gibt da3 Äquivalentgewichtsverhältnis von Trimethylolpropan ,der Komponente (B) zu den Hydroxylgruppen des Triols der Komponente (A) an_o

** Die Zahl in den Klammern gibt den Isocyanatindex an·

Wenn die Menge an Silicon als oberflächenaktiven Mittels SH-193 0,5 Teile betrug, enthielt das Reaktionsprodukt eaviel geschlossene Zellen als daß sie hätten zerquetscht werden können und ferner schrumpfte das Produkt während des Abkiihlens und bildete keinen Schaumstoff. Außerdem verbrannte das Produkt vollständig (Vergleichsbeispiel 5) wenn es der Flamme eines Streichholzes ausgesetzt wurde. Wenn die Menge an Silicon als oberflächenaktivem Mittel,SH-193 jedoch 7,0 Teile betrug, wurde ein Schaumstoff erhalten,aber der Verbrennungsversuch an dem Schaumstoff zeigte, daß er entflammbar war. (Vergleichsbeispiel 6),

Yergleichsbeispiel 7

Es wurde ein Polyurethan-Schaumstoff auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise und nach der dort angegebenen Rezeptur hergestellt mit der Ausnahme, daß 4,4 Teile Triäthanolamin anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Trimethylolpropans als Komponente (B) verwendet wurden und 45,3 Teile Tolylendiisocyanat und kein Trichlormonofluormethan (3?-11). Der Verbrennungsversuch an dem entstehenden Schaumstoff wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise durchgeführt und zeigte, daß der Schaumstoff entflammbar war.

Vergleichs Beispiel 8

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei die in Beispiel 1 angegebene Rezeptur angewandt, wurde mit der Ausnahme, daß 4,4 Teile NjlijN'.N'-Tetrakis- ( 2-hydroxy'.-propyjyäthylendiamin (1TP-300 der Sanyo Kasei Co₀) anstelle des in Beispiel 1 als Komponente(B) verwendeten Trimethylolpropans verwendet wurden und 42,8 Teile Tolylen-diisocyanat

- 23 509840/0833

- 23 - 1A-46 536

und kein Trichlormonofluormethan (F-I-I). Das entstehende Produkt enthielt zuviele geschlossene Zellen als daß sie durch Quetschen geöffnet werden konnten und die Schrumpfung war so stark, daß kein Schaumstoff entstand. Das entstehende Material wurde der Flamme eines Streichholzes ausgesetzt und verbrannte vollständig.

Beispiel 13

Zu 100 Teilen Poly(oxypropylen)-triol_iGP-3000,als Komponente (A) wurden 3,1 Teile Trimethylolpropan als Komponente (B), das vorher in 3,0 Teilen Wasser gelöst worden war (Äquivalentgewichtsverhältnis von Komponente (B) zu Komponente (A) 0,7) 0,2 Teile Zinn-II-ocotoat, 0,3 Teile Triäthylendiamin, 7,0 Teile Trichlormonofluormethan (F-H), 3,0 Teile Silicon als oberflächenaktives Mittel für halbstarren Polyätherurethan-Schaumstoff (SRX 274C der Toray Silicon Go.) und 2,0 Teile Tris(2,3-dibrompropyl)phosphat (TBPP) als Flammverzögerer zugesetzt und das entstehende Gemisch 30 s mit Hilfe eines Rührers unter Bildung einer homogenen Lösung gerührt und gründlich vermischt. Wenn die entstehende Lösung mit hoher Geschwindigkeit mit 45,8 Teilen (NCO-Index .105) Tolylen-diisocyanat verrührt wurde, begann eine Reaktion und das Reaktionsgemisch wurde innerhalb von ungefähr 11 s cremig. Wenn das cremige Gemisch sofort in eine Papierform gegossen wurde, begann es einen Schaum zu bilden und das Steigen des Schaums war nach ungefähr 115 s beendet und man erhielt einen Polyurethan-Weichschaumstoff.

Die Ergebnisse des Verbrennungsversuchs und Rauchversuchs

und die physikalischen Eigenschaften des wie oben erhaltenen

Schaumstoffs sind als Beispiel 13 (13-1) in der folgenden Tabelle 7 angegeben. _Weich

Es wurde ein PolyurethanwSchaumstoff auf die oben beschriebene Weise hergestellt mit der Ausnahme, daß die Menge an Flammver-

zögerer TBPP 5,0 % betrug.

Die Ergebnisse des Verbrennungsversuchs und Rauchversuchs und die physikalischen Eigenschaften des entstehenden Schaumstoffs

sind ebenfalls in Tabelle 7 als Beispiele 13 (13-2) sowie in Fig. 2 angegeben.

509840/0833 -24-

- 24 ·■ 1Δ-46 336

Beispiel 14

Das Verfahren des Beispiels 13 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 2,0 Teile Tris(2,3-dichlorpropyl)phosphat (TDOP) anstelle von TBPP verwendet wurden, um einen Polyurethan-Weichfstoxf herzustellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 als Beispiel 14 (H-1) angegeben.

Das oben beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 5,0 Teile TDCP verwendet wurden, um einen Polyurethan-Weichschaumstoff nach Beispiel 14 (14-2) herzustellen. Die Ergebnisse des Verbrennungsversuchs und Rauchversuchs und die physikalischen Eigenschaften der wie oben erhaltenen Schaumstoffe nach Beispiel 14 (14-1 und 14-2) sind in Tabelle zusammen mit den Ergebnissen des Beispiels 13 angegeben.

509840/0833

cn O CO

00

OD

co

	13	13-1	13-2	100	14	14-1	62_;4	14-2
Beispiel			* 3,1(0,7)
Rezeptur (Teile )	100	0,2	100	100
(A) Triol GP-3000	* 3,1(0,7)	0,3	* 3,1(0,7)	* 3,1(0,7)
(B) Trimethylolpropan	0_;2	3,0	0,2	0,2
Zinn-II-octoat	0,3	7,0	0,3	0,3
Triethylendiamin	3,0	3,0 5,0 ** 45,8(105)	3,0	3,0
Wasser	7,0	7,0	7,0
Trichlormonofluormethan (F-11)	3,0 2,0 ** 45,8(105)	3,0 2,0 ** 45,8(105)	3,0 5,0 ** 45,8(105)
Silicon als oberflächenaktives Mittel (SRX-274C) TBPP TDCP Toluylen-diisocyanat (TDI-80)		nicht entflammbar
Brenn-Versuch (ASTM D-1692-59T)	36,3	33,9	54_;6
Rauch-Versuch (JIS A-1321-1970) Rauch-Koeffizient C_Amax

ro

cn

co

ro

Oi CD CO 00 -P-O *-*. O OO

	13	13-1	13-2	14	14-1	14-2
Beispiel
Physikalische Eigenschaften	25,7	27,0	26_;5	27_; 1
Dichte (Kg/m⁵)	4.40 11,2	4,60 11,7	4,85 12_r7	4,70 11,0
ILD (Kg/200 mm φ) ²J ^	2_T55	2,53	2,61	2_;34
Durchbiegungsfaktor	0,737	0,751	0,803	0,725
Zugfestigkeit (Kg/cm²)	147	135	132	129
Dehnbarkeit (%)	0_; 367	0,368	0_; 355	0_;329
Reißfestigkeit (Kg/cm)	5,27 41 29,3	4_f82 41 26,5	5_;78 41 25,0	6,47 41 27;8
bleibende Verformung (%) (50 % Biegung, 70⁰C, 22 h) Prallelastizität (%) Hysterese-Verlust (%)

ro

•K-X-tt

Die Zahlen in Klammern geben das Äquivalent-Gewichtsverhältnis von Trimethylolpropan-Komponente (B) zu
den Hydroxylgruppen des Triols der Komponente (A) an. Die Zahlen in Klammern geben den Isocyanat -Index an. Die physikalischen Eigenschaften wurden gemessen nach JIS K 6301 und K 6401.

ro

CT\

ro

co

- 27 - 1A-46

Vergleichsbeispiele 9 und 10

Es wurden Polyurethan-Weichschaumstoffe auf die in Beispiel 13 beschriebene Weise entsprechend der in der folgenden Tabelle 8 angegebenen Rezeptur hergestellt, wobei Silicon als oberflächenaktives Mittel (L-520) verwendet wurde und keine niedermolekulare Polyhydroxylverbindung.

Die Ergebnisse des Verbrennungsversuchs und Rauchversuchs und die physikalischen Eigenschaften der entstehenden Schaumstoffe sind in Tabelle 8 angegeben.

- 28 509840/0833

Tabelle 8

1A-46 336

cn ο co OO .ρ-

O OO co co

Vergleichs-Beispiel	C	9-1	)	9-2	1C	10-1	)	10-2

Rezeptur ( Teile)	100	100	100	100
(A) Triol GP-3000	0,26	0_t26	0,26	0,26
Zinn-II-octoat	0_T1	0,1	0,1	0,1
Tri äthy1endiamin	V	4,2		V
Wasser	1,7	1,7	1,7	V 7
Silicon als oberflächen aktives Mittel (L-520)	5,0	15,0	-	-
TBPP	-	-	15,0	25,0
TDCP	*53,6(1O8)	^53_; 6 (10C)	*53_r6(i08)	*53;6(1O8)
Toluylen-aiisocyanate (TDI-80)	ent flammbar	selbst löschend	ent flammbar	selbst löschend
Brenn-Versuch (ASTM D-1692-59T)	66_;9	86,4	64,8	110,7
Rauch-Versuch (JIS A-1321- 1970) Rauch-Koefficient C^_3x	28_;8	31,4	32_; 2	34,0
Dichte (Kg/m³)

PO

CD

K)

VD

* Die Zahlen in Klammern geben den Isocyanat -Index an.

cn

co -J

25137 A 1

- 29 - 1A-46

Aus den oben erhaltenen Ergebnissen kann man folgendes erkennen:

Was die Entflammbarkeit gemäß ASTM D-1692-590? des entstehenden Schaumstoffs betrifft, kann man aus den Ergebnissen des Verbrennungsversuchs nach Beispiel 13 (13-1) und Beispiel (14-1) wie sie in Tabelle 7 angegeben sind, ersehen, daß nach der vorliegenden Erfindung nicht entflammbare Polyurethan-Schaumstoffe erhalten werden können durch Zugabe von nur 2,0 Teilen, bezogen auf 100 Teile Polyätber-jJolyol TBPP oder TDCP als Plammverzögerer. Wenn dagegen flammbeständige Polyurethan-Weichschaumstoffe nach dem üblichen Heißverfestigungsverfahren hergestellt werden, ist es erforderlich, den oben angegebenen Flammverzogerer in einer so großen Menge wie 15 bis 25 Teile, bezogen auf 100 Teile Polyäther~polyol₍ zu verwenden, wie aus den Vergleiehsbeispielen 9 und 10 in Tabelle 8 hervorgeht. Außerdem ist der entstehende Schaumstoff nur selbst-löschend undynieht-entflammbar, wie aus den Vergleiehsbeispielen 9 (9-2) und Vergleichsbeispiel 10 (10-2) in Tabelle 8 hervorgeht. Dagegen können erfindungsgemäß nichtentflammbare Schaumstoffe erhalten werden^ durch Zugabe eines üblichen Plammverzögerers in einer so geringen Menge wie 2 bis 10 Teilen trotz der Tatsache, daß die Schaumstoffe auf übliche Weise durch Heißverfestigen hergestellt werden. Es ist überraschend, daß die Niehtentflammbarkeit durch Zugabe so geringer Mengen wie 2,0 Teilen Flammverzögerer erreicht werden kann.

Bezüglich der Rauchemission des entstehenden Schaumstoffes geht aus den Ergebnissen der Rauchversuche, die in Tabellen und 8 angegeben sind und aus den Rauchentwicklungskurven der Pig. 2 hervor, daß die erfindungsgemäßen Polyurethan-Schaumstoffe (Beispiele 10 und 13 (13-2)) üblichen Polyurethan-Schaumstoffen (Vergleichsbeispiele 1- und Yq (1D-2))bezüglich der geringen Rauchemission überlegen sind.

- 30 -

509840/0833

- 30 - iA-46 336

Das heißt, der erfindutigsgemäße Polyurethan-Weichschaumstoff ist üblichem flaminfesten Polyurethan-Schaumstoff sowohl bezüglich der !"Isminfestigkeit als auch der geringen Rauchentwicklung überlagen. Ein solcher Polyurethan-Weichschaumstoff wie er erfindungsgemäß erhalten wird, der eine hohe Flammfestigkeit und geringe Rauchemission zeigt, kann nach den üblichen Verfahren durch heiße Verfestigung nicht erzielt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher vom industriellen Standpunkt her äußerst wertvoll«,

Beispiel 15

Ein Gemisch aus 100 Teilen Poly(oxypropylen)triol (GB-300) als Komponente (A).3,1 Teilen Trimethylolpropan als Komponente (B)_f das vorher bei 80⁰G geschmolzen worden war, wobei das Äquivalentgewichtsverhältnis von Komponente (B) zu Komponente (A) 0,7 beträgt, 0,1 Teil Zinn-Il-octoat, 0,2 Teilen Triäthylendiamin, 3,0 Teilen Wasser, 5,0 TeilenTrichlormonofluormethan (]?-11), 3,0 Teilen Silicon als oberflächenaktives Mittel (SH-193) und 10,0 Teilen TBPP wurde homogen vermischt. Dann wurden 45,8 Teile (NGO-Index 105) Tolylen-diisocyanat TDI-80 zu dem entstehenden Gemisch zugegeben und ein Polyurethan-Weichschaumstoff auf die in Beispiel 13 beschriebene Weise hergestellt.

Die Ergebnisse des Verbrennungsversuchs und Rauchversuchs und die physikalischen Eigenschaften des entstehenden Schaumstoffs sind in der folgenden Tabelle 9 angegeben.

509840/0833

-31-

Tabelle 9

1Α-Λ6 336

Beispiel	15
Rezeptur v, Teile) (A) Triol GP-3OOO (B) Trirnethylolpropan Zinn-II-Octoat Triäthylendiamin V/asser Trichlormonofluormethan (F-11) Silicon als oberflächenaktives Mittel (SH-193) TBPP Toluylen-diisocyanat (TDI-80)	100 * 3,1(0,7) 0,1 0_r2 3,0 5,0 3,0 10,0 ** 45,8(105)
Brenn-Versuch (ASTM D-1692-59T) Rauch-Versuch (JIS A-1321-1970) Rauch-Koeffizient C. _&χ	nicht entflammbar 57,6
Physikalische Eigenschaften Dichte ' (Kg/m³) ILD (Kg/200 mmtfO 25 % 65 % Durchbiegungs-Faktor Zugfestigkeit (Kg/cm ) Dehnbarkeit (%) Reißfestigkeit(Kg/cm) Bleibende Verformung (%) (50% Biegung, 70⁰C, 22 h Prallelastizität (%) Hysterese-Verlust (%)	29,9 10_r3 27,8 2_;70 0,370 79 0,324 7,21 23 36,2

Die Zahlen in Klammern geben das Äquivalent-Gewichtsverhältnis von Trimethylolpropan-

Komponente (B) zu den Hydroxylgruppen des

Triols der Komponente (A) an. Die Zahlen in Klammern geben den Isocyanat -Index an.

509840/0833

Claims

atentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines flammfesten, rauchbeständigen Polyurethan-Weichschaumstoffes durch Umsetzung eines Polyisocyanate in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels, Katalysators, Treibmittels und gegebenenfalls sonstiger Zusätze mit einer Hydroxyverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hydroxyverbindung ein Gemisch von

(A) einem Polyäther-.polyol. enthaltend mindestens 50 Mol-$ sekundäre Hydroxylgruppen, bezogen auf den Gesamthydroxylgehalt₍ und mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 3000 bis 6000 und

(B) einer nieder-molekulare Polyhydroxylverbindung verwendet, wobei das Äquivalentgewichtsverhältnis der nieder-molekularen Polyhydroxylverbindung (B) zu dem Polyäther-polyol (A) 0,5 bis 2,0 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet , daß man zusätzlich einen Flammverzögerer in einer Menge von höchstens 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polyäther-polyol (A) verwendet.

g e k e

η η -
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch zeichnet, daß man als Polyäther-polyol (A) ein Polyoxyalkylen-polyol verwenden, das erhalten worden ist durch Umsetzung eines Initiators enthaltend aktive Wasserstoffatome mit einem Alkylenoxid.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man als Initiator Äthylenglykol,Glycerin, Trimethylolpropan und/oder Pentaerythrit verwendet.

-2-

509840/0833

- 2 - 1A-46 336
5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß man als Alkylenoxid Äthylenoxid und/oder Propylenoxid verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß man als Polyäther-polyol Polyoxypropylen-triol verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als niedermolekulare Polyhydroxylverbindung (B) einen aliphatischen Alkohol verwendet«
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η — zeichnet, daß man als aliphatischen Alkohol Äthylenglykol, Propylen-glykol, Diäthylen-glykol, Butandiol,Glycerin, Trimethylolpropan, Triäthylolpropan, Trimethyloläthan und/oder Pentaerythrit verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man als aliphatischen Alkohol Glycerin und/oder Trimethylolpropan verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Äquivalentgewichtsverhältnis von niedermolekularer Hydroxylverbindung (B) zu Polyätherpolyol (A) von 0,7 bis 1,5 verwendete
11. Verfahren nach Anspruch 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Elammverzögerer einen halogenierten Phosphorsäureester wie Tris(2-chloräthyl)-phosphat, Tris(2-chlorpropyl)-phosphat, Tris(2.3-dichlorpropyl)-phosphat, Tris(2-brompropyl)-phosphat, Tris(2,3-dibrompropy1)-phosphat, Tris(bromchlorpropyl)-phosphat, Dichlorpropyl-bis(dibrompropyl)· phosphat und/oder Poly-ß-chloräthyl-triphosphonat verwendet.

- 3 509840/0833

- # - 1A-46 336
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß man als Flammverzögerer Iris(2,3-dichlorpropyl)-phosphat und/oder Tris(2,3-dibrompropyl)-phosphat verwendet.
13. Verfahren nach Anspruch 2 bis 12, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man den IPlammverzögerer in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile PoIyäther-polyol (A) verwendet.
14· Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man als Polyisocyanat lolylen-diisocyanat, Diphenylmethan-diisocyanat, Diphenyl-diisocyanat, Chlorpbenyl-2,4-diisocyanat, p-Phenylen-diisocyanat, Xylol-diisocyanat und/ oder Polymethylen-polyphenylen-isocyanat verwendet.
15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyirsocyanat !Eolylen-diisocyanat verwendet.
16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß man das Polyisocyanat mit einem Gemisch aus einem Polyäther-polyol (A) und einer niedermolekularen Polyhydroxylverbindung (B) mit einem Isocyanatindex von 80 bis 130 umsetzt.
17- Verfahren nach Anspruch 1 bis 1.6, dadurch gekennzeichnet , daß man als oberflächenaktives Mittel ein oberflächenaktives Mittel für halbstarre, starre Polyätherurethan-Schaumstoffe und Polyesterurethan-Schaumstoffe verwendet.
18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das oberflächenaktive Mittel in einer Menge von 0,05 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyäther-polyol (A) verwendet.

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