DE69408875T2

DE69408875T2 - Verfahren zur herstellung eines polyurethanschaumstoffs in gegenwart von kohlenwasserstoffen als treibmittelgemisch

Info

Publication number: DE69408875T2
Application number: DE69408875T
Authority: DE
Inventors: Guido Smits
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2014-11-03
Also published as: CA2178087A1; EP0737224A1; KR100331373B1; BR9408429A; DE69408875D1; US5387618A; CN1139444A; US5391317A; CO4410246A1; ATE163662T1; EP0737224B1; CN1064978C; JPH09508928A; WO1995018175A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Kohlenwasserstoffgemisch, das aus einem alicyclischen Alkan mit einem aliphatischen Alkan, einer isocyanatreaktiven Zusammensetzung, die das Kohlenwasserstoffgemisch umfaßt, besteht, und ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan- oder Polyurethanpolyisocyanuartschaumes, der in der Gegenwart des Kohlenwasserstoffgemisches hergestellt ist.
Es ist allgemein bekannt, zelluläre Polyurethane durch Umsetzen eines Polyisocyanats mit einem aktiven Wasserstoff enthaltenden Material in der Gegenwart eines Halogenkohlenstofftreibmittels herzustellen. Bei der Herstellung von flexiblem Polyurethanschaum werden z.B. häufig Halogenkohlenstoffe verwendet, um Wasser bei der Erzeugung eines Gases zum Aufschäumen zu ergänzen. Jedoch ist die Verwendung von Halogenkohlenstofftreibmitteln von besonderer Bedeutung beim Herstellen von steifem Schaum. In steifem Schaum liefert das Halogenkohlenstofftreibmittel zusätzlich thermische Isolierungseigenschaften und bildet üblicherweise den Hauptteil des Treibmittels bei der Herstellung eines steifen Schaumes. Unter den Halogenkohlenstoffen sind Trichlorfluormethan (R-11), Dichlordifluormethan (R-12) und Trichlortrifluorethan (R-113) aufgrund ihrer vorteilhaften thermischen Isoliereigenschaften, Siedepunkte und der Stabilität von höchster kommerzieller Bedeutung. Ein Nachteil dieser Substanzen ist, daß sie unter dem starken Verdacht stehen zu der Abreicherung des Atmosphärenozons beizutragen. Demgemäß wäre es besonders wünschenswert, Halogenkohlenstoffe durch andere Treibmittel zu ersetzen, von welchen nicht angenommen wird, daß sie derartige Umweltschädigungen bewirken. Andere in Betracht gezogene Treibmittel umfassen Kohlenwasserstoffe.
Die allgemeine Verwendung von Kohlenwasserstoffen, einschließlich aliphatischen und alicyclischen Alkanen, als Treibmittel bei der Herstellung von Polyurethanschaum ist bekannt. US-Patent 5,182,309 und die europäische Patentanmeldung EP-A-472,080 offenbaren die Verwendung von aliphatischen Alkanen, einschließlich Pentan, als Polyurethantreibmittel. US-Patent 3,586,651 offenbart die Verwendung eines Cyclopentan/Acetongemisches als Treibmittel beim Herstellen von steifem, geschlossenzelligem Polyurethanschaum. Ähnlich wird in den US-Patenten 5,096,933 und 5,034,424 die Verwendung von Cyclopentan und/oder Cyclohexan in Kombination mit anderen Treibmitteln zur Herstellung von Polyurethanschaum offenbart. Kombinationen von Halogenkohlenstoffen und Kohlenwasserstoffen als Polyurethantreibmittel sind ebenfalls in den US-Patenten 5,132,332 und 5,001,164 offenbart. Obwohl die Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Treibmittel gegenüber der Abreicherung von Ozon aus umweltbezogener Sicht ein vertretbareres System liefert, erlauben sie nicht die Herstellung von Schaum mit kommerziell attraktiven physikalischen Langzeiteigenschaften, einschließlich thermischer Isolierung und Formstabilitätscharakteristika.
Demäß wäre es wünschenswert ein Verfahren zu entwickeln, zur Herstellung von Polyurethanschaum in der Gegenwart eines halogenfreien Treibmittels und worin der resultierende Schaum auflange Zeit thermische Isolierung und Formstabilitätscharakteristika aufweist, die besser geeignet sind, um kommerziellen und umweltbezogenen Anforderungen zu entsprechen.
In einer Hinsicht betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumes durch Umsetzen eines organischen Polyisocyanats mit einer isocyanatreaktiven Zusammensetzung, die ein Polyahl umfaßt, das isocyanatreaktive Wasserstoffatome enthält, in der Gegenwart eines physikalischen Treibmittels, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) das Treibmittel, das in einer Menge von 1 bis 25 Teilen pro 100 Gewichtsanteilen Polyahl vorliegt, ein Kohlenwasserstoffgemisch ist, das, basierend auf den Gesamtmengen von (i) und (ii), aus
(i) von 5 bis 80 Molprozent eines alicyclischen C&sub5;&submin;&sub6;-Alkans oder Gemischen von solchen; und
(ii) von 95 bis 20 Molprozent eines Gemisches von Isopentan und n-Pentan, die in einem Molverhältnis von 80:20 bis 20:80 vorliegen, besteht;
b) das Polyisocyanat mit im Mittel von 2 bis 3,5 Isocyanatgruppen/Molekül in einer Menge vorliegt, um von 0,5 bis 5 Isocyanatgruppen pro vorliegendem isocyanatreaktivem Wasserstoffatom bereitzustellen.
In einer anderen Hinsicht betrifft diese Erfindung eine isocyanatreaktive Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaum, die ein Polyahl, Wasser und ein Kohlenwasserstoffgemisch umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) das Polyahl ein aromatisch initiiertes Polyetherpolyol enthält, das in von 30 bis 90 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt;
b) das Wasser in von 1,5 Teilen bis 10 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt; und
c) das Kohlenwasserstoffgemisch, das in einer Menge von 1 bis 25 Teilen pro 100 Teilen Polyahl vorliegt, basierend auf den Gesamtmengen von vorliegendem (c1) und (c2), aus
c1) von 5 bis 80 Molprozent eines alicyclischen C&sub5;&submin;&sub6;-Alkans oder Gemischen von solchen; und
c2) von 95 bis 20 Molprozent Isopentan und n-Pentan, die in einem Molverhältnis von 80:20 bis 20:80 vorliegen, besteht.
Figur 1 zeigt unter Bezugnahme auf die später beschriebenen Beispiele die zeitliche Veränderung der thermischen Leitfähigkeit von Polyurethanschaum, der in der Gegenwart von verschiedenen Kohlenwasserstofftreibmittelgemischen hergestellt wurde. Schaum 10 ist beispielhaft für die vorliegende Erfindung; die Schäume 1, 6 und 21 sind Vergleichsschäume.
In dieser Erfindung wird ein Kohlenwasserstoffgemisch als das physikalische Treibmittel verwendet, um einen Polyurethanoder Polyisocyanuratschaum herzustellen. Das Treibmittel besteht hinsichtlich der ersten Komponente aus einem alicyclischen C&sub5;&submin;&sub6;-Alkan oder Gemischen von solchen; und als eine zweite Komponente einem Gemisch von Isopentan mit n- Pentan in einem Molverhältnis von 80:20 bis 20:80. Das Treibmittel enthält, basierend auf der Gesamtmenge von vorliegender erster und zweiter Komponente, die erste Komponente in von 5 bis 80 Molprozent und die zweite Komponente in von 95 bis 20 Molprozent. Wenn es vorgesehen ist, den resultierenden Schaum in Vorichtungsanwendungen zu verwenden, um thermische Langzeitisolierungseigenschaften und Formstabilität zu erreichen, erweist es sich als vorteilhaft, daß Isopentan- und n-Pentanisomere in einem Molverhältnis von 80:20 bis 60:40 vorliegen. Wenn vorgesehen ist, den resultierenden Schaum in Bauanwendungen zu verwenden, die gegenüber Vorrichtungsanwendungen verschiedene Leistungsanforderungen haben, erweist es sich als vorteilhaft, daß die Isopentan- und n-Pentanisomere in einem Molverhältnis von 40:60 bis 20:80 vorliegen.
Als eine erste Komponente umfassen geeignete aliphatische C&sub5;&submin;&sub6;-Alkane Cyclopentan, Methylcyclopentan, Cyclohexan oder Gemische von zwei oder mehreren von diesen. Bevorzugt ist Cyclopentan und insbesondere cyclohexan, aufgrund seiner niederem thermischen Gasleitfähigkeit. Wenn die erste Komponente Cyclopentan ist, liegt sie aufgrund von Siedepunkt und Partialdruck in von 5 bis 80, vorzugsweise 15 bis 60 und bevorzugter in von 20 bis 45 Molprozent vor. Umgekehrt liegt die zweite Komponente vorteilhafterweise in von 95 bis 20, vorzugsweise von 85 bis 40 und bevorzugter von 80 bis 55 Molprozent vor. Wenn die erste Komponente Methylcyclopentan oder Cyclohexan oder Gemische, die einen Hauptteil von einem dieser Alkane enthalten, ist, liegt sie vorteilhafterweise in von 5 bis 40, vorteilhafterweise von 10 bis 35 und bevorzugter von 20 bis 35 Molprozent vor. Umgekehrt liegt die zweite Komponente in von 95 bis 60, vorzugsweise von 90 bis 65 und bevorzugter von 80 bis 65 Molprozent vor.
Das Kohlenwasserstoffgemisch dieser Erfindung ist geeignet zur Herstellung von zellulären Polymeren, wie etwa z.B. Schaum auf Polyisocyanatbasis, einschließlich mikrozellulären Elastomeren und insbesondere steifen Polyurethan- und Polyisocyanuratschäumen. Beim Herstellen eines derartigen Schaumes wird ein organisches Polyisocyanat mit einem Polyahl in der Gegenwart des Kohlenwasserstoffgemisches und gegebenenfalls Wasser umgesetzt. Es ist häufig zweckmäßig das Gemisch mit dem Polyahl vor Kontaktieren desselben mit dem Isocyanat vorzumischen. Es ist jedoch möglich das Polyisocyanat, Polyalahl und das Kohlenwasserstoffgemisch gleichzeitig bei der Schaumherstellung zu mischen. Beim Herstellen von zellulären Polymeren ist es vorteilhaft ausreichend Treibmittel zu verwenden, um ein Polymer mit einer Gesamtdichte von 10 bis 700, vorzugsweise 15 bis 300 und bevorzugter 20 bis 100 kg/m³ bereitzustellen. Um eine derartige Dichte vorzusehen, liegt das Kohlenwasserstoffgemisch typischerweise in einer Menge von 1 bis 25, vorzugsweise von 3 bis 22 und bevorzugter von 10 bis 20 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Gewichts von Polyahl vor.
Polyahle, die bei der Herstellung der zellulären Polymere auf Polyisocyanatbasis geeignet sind, umfassen diejenigen Materialien mit zwei und mehr Gruppen, die ein aktives Wasserstoffatom enthalten, das Reaktion mit einem Isocyanat eingehen kann. Bevorzugt unter derartigen Verbindungen sind Materialien mit mindestens zwei Hydroxyl-, primären oder sekundären Amin-, Carbonsäure oder Thiolgruppen pro Molekül. Polyole, d.h. Verbindungen mit mindestens zwei Hydroxylgruppen pro Molekül sind besonders bevorzugt, aufgrund ihrer wünschenswerten Reaktivität mit Polyisocyanaten. Typische Polyahle, die zur Herstellung steifer Polyurethane geeignet sind, umfassen diejenigen mit einem Äquivalentgewicht von 50 bis 700, vorzugsweise 70 bis 300 und bevorzugter 70 bis 150. Derartige Polyahle haben vorteilhafterweise auch eine Funktionalität von mindestens 2, vorzugsweise 3 und bis zu 16, vorzugsweise bis zu 8 aktiven Wasserstoffatomen pro Molekül. Vertreter von Polyahlen umfassen Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polyhydroxy-terminierte Acetalharze, Hydroxyl-terminierte Amine und Polyamine. Beispiele dieser und anderer geeigneter isocyanatreaktiver Materialien sind vollständiger im US-Patent 4,394,491 offenbart, insbesondere in den Spalten 3 bis 5. Bevorzugt zur Herstellung steifer Schäume, auf Basis von Leistungsfähigkeit, Verfügbarkeit und Kosten, ist ein Polyol, das durch Zugeben eines Alkylenoxids zu einem Initiator mit von 2 bis 8, vorzugsweise 3 bis 8 aktiven Wasserstoffatomen hergestellt wird. Beispiele derartiger Polyole umfassen diejenigen, welche kommerziell unter der Handelsbezeichnung VORANOL erhältlich sind, einschließlich VORANOL 202, VORANOL 360, VORANOL 370, VORANOL 446, VORANOL 490, VORANOL 575, VORANOL 800, welche alle von der Dow Chemical Company vertrieben werden, und PLURACOL 824, vertrieben von BASF Wyandotte. Andere extrem bevorzugte Polyole umfassen Alkylenoxidderivate von Mannich-Kondensaten, wie z.B. in den US-Patenten 3,297,597; 4,137,265 und 4,383,102 offenbart; und Aminoalkylpiperazin-initiierte Polyether, wie in den US-Patenten 4,704,410 und 4,704,411 beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist das Polyahl eine Zusammensetzung, umfassend ein aromatisch initiiertes Polyetherpolyol in von 30 bis 90 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Gesamtgewichts der Polyahlzusammensetzung. Über das aromatisch initiierte Polyetherpolyol hinaus kann die Zusammensetzung auch ein amininitiiertes Polyetherpolyol in von 5 bis 35 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Gesamtgewichts der Zusammensetzung oder alternativ ein aromatisches Polyesterpolyol, das bei Raumtemperatur flüssig ist, in von 5 bis 35 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Gesamtgewichts der Zusammensetzung umfassen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung enthält die Polyahlzusammensetzung das aromatisch initiierte Polyetherpolyol in von 30 bis 90 Teilen; das amininitiierte Polyetherpolyol in von 5 bis 35 Teilen; und das aromatische Polyesterpolyol in von 5 bis 35 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Gesamtgewichts der Zusammensetzung. Vorzugsweise ist das aromatisch initiierte Polyetherpolyol ein Alkylenoxidaddukt eines Phenol/Formaldehydharzes, welches häufig als "Novolac"-Polyol bezeichnet wird, wie etwa in den US-Patenten 3,470,118 und 4,046,721 offenbart, oder ein Alkylenoxidaddukt von Phenol/Formaldehyd/Alkanolaminharz, welches häufig als "Mannich"-Polyol bezeichnet wird, wie etwa in den US-Patenten 4,883,826, 4,939,182 und 5,120,815 offenbart.
Polyisocyanate, die zur Herstellung von Polyurethanen geeignet sind, umfassen aliphatische und cycloaliphatische und vorzugsweise aromatische Polyisocyanate oder Kombination davon, vorteilhafterweise mit einem Mittel von 2 bis 3,5 und vorzugsweise von 2,4 bis 3,2 Isocyanatgruppen pro Molekül. Vertreter geeigneter Polyisocyanate umfassen m- oder p- Phenylendiisocyanat, 2,4- oder 2,6-Toluoldiisocyanat, Hexamethylen-1,6-diisocyanat, Tetramethylen-1,4-diisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, Hexahydrotoluoldiisocyanat, Naphthalin-1,5-diisocyanat, 1-Methylphenyl-2,4- phenyldiisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat, 4,4'-Biphenylendiisocyanat, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenylendiisocyanat und 3,3'- Dimethyldiphenylpropan-4,4'-diisocyanat; Triisocyanate wie etwa Toluol-2,4,6-triisocyanat und Polyisocyanate wie etwa 4,4'-Dimethyldiphenylmethan-2,2',5',5'-tetraisocyanat und die verschiedenen Polymethylenpolyphenylpolyisocyanate. Ein rohes Polyisocyanat kann auch in der Praxis dieser Erfindung verwendet werden, wie etwa das rohe Toluoldiisocyanat, das durch die Phosgenierung eines Gemisches von Toluoldiaminen erhalten wird, oder das rohe Diphenylmethandiisocyanat, das durch die Phosgenierung von rohem Diphenylmethandiamin erhalten wird. Besonders bevorzugt, aufgrund ihrer Fähigkeit zum Quervernetzen des Polyurethans, sind methylenverbrückte Polyphenylpolyisocyanate. Das Äquivalentverhältnis von Isocyanaten zu Äquivalenten aktiver Wasserstoffatome ist vorteilhafterweise von 0,5 bis 5, vorzugsweise 0,9 bis 2, bevorzugter 1,0 bis 1,5. Wenn das gleiche Verhältnis als ein vielfaches von 100 ausgedrückt wird, ist dies der Isocyanatindex.
Zusätzlich zu den vorstehenden kritischen Komponenten ist es häufig wünschenswert, bestimmte andere Bestandteile bei der Herstellung zellulärer Polymere zu verwenden. Unter diesen zusätzlichen Bestandteilen sind Wasser, Katalysatoren, oberflächenaktive Mittel, Flammschutzmittel, Konservierungsmittel, Färbemittel, Antioxidantien, Verstärkungsmittel und Füllstoffe.
Vorteilhafterweise liegt Wasser vor, um die Treibkapazität, welche bereits durch das Kohlenwasserstoffgemisch vorliegt, zu ergänzen. Wasser reagiert mit Isocyanat, was zur Erzeugung von Kohlendioxid führt. Wenn Wasser vorliegt, wird es vorzugsweise in Mengen von 1 bis 10, vorzugsweise von 1,5 bis 8 und bevorzugter von 2 bis 6 und noch bevorzugter von 2,5 bis 5 Teilen pro 100 Teilen bezüglich des Gesamtgewichts des Polyahls verwendet.
Andere Hilfsmittel, die beim Herstellen von Polyurethanen hilfreich sind, umfassen oberflächenaktive Mittel, Pigmente, Färbemittel, Füllstoffe, Fasern, Antioxidantien, Katalysatoren, Flammschutzmittel und Stabilisatoren. Beim Herstellen von Polyurethanschaum ist es im allgemeinen sehr bevorzugt eine kleinere Mengen eines oberflächenaktiven Mittels zu verwenden, um das Schäumungsreaktionsgemisch zu stabilisieren bis es aushärtet Derartige oberflächenaktive Mittel umfassen vorteilhafterweise ein flüssiges oder festes oberflächenaktives Organosilikonmittel. Andere, weniger bevorzugte oberflächenaktive Mittel umfassen Polyethylenglykolether von langkettigen Alkoholen, tertiäre Amine oder Alkanolaminsalze von langkettigen Alkylsäuresulfatestern, Alkylsulfonester und Alkylarylsulfonsäuren. Derartige oberflächenaktive Mittel werden in Mengen verwendet, die ausreichend sind, um das Schäumungsreaktionsgemisch gegen ein Zusammensinken und die Bildung von großen, ungleichmäßigen Zellen zu stabilisieren, Typischerweise sind 0,2 bis 5 Teile des oberflächenaktiven Mittels pro 100 Teilen bezüglich des Gewichts des Polyahl ausreichend für diesen Zweck.
Einer oder mehrere Katalysatoren für die Reaktion des Polyols (und Wasser, falls vorliegend) mit dem Polyisocyanat werden vorteilhafterweise verwendet. Jeder geeignete Urethankatalysator kann verwendet werden, einschließlich tertiäre Aminverbindungen und organometallische Verbindungen. Beispielhafte Aminverbindungen umfassen Triethylendiamin, N- Methylmorpholin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethylethylendiamin, 1- Methyl-4-dimethylaminoethylpiperaz in, 3-Methoxy-N- dimethylpropylamin, N-Ethylmorpholin, Diethylethanolamin, N- Cocomorpholin, N,N-Dimethyl-N,N'- dimethylisopropylpropylendiamin, N,N-Diethyl-3- diethylaminopropylamin und Dimethylbenzylamin. Beispielhafte organometallische Katalysatoren umfassen Organoquecksilber, Organoblei, Organoeisen und Organozinnkatalysatoren, wobei Organozinnkatalysatoren unter diesen bevorzugt sind. Geeignete Zinnkatalysatoren umfassen Zinn-(II)-chlorid, Zinnsalze von Carbonsäuren, wie etwa Dibutylzinn-di-2-ethylhexanoat, als auch andere organometallische Verbindungen, wie etwa solche, die in dem US-Patent 2,846,408 offenbart sind. Ein Katalysator für die Trimerisierung von Polyisocyanaten, was zu einem Polyisocyanurat führt, wie etwa ein Alkalimetallalkoxid, kann ebenfalls optional hier verwendet werden. Derartige Katalysatoren werden in einer Menge verwendet, die meßbar die Polyurethan- oder Polyisocyanuratbildungsrate erhöht. Typische Mengen sind 0,001 bis 1 Teile Katalysator pro 100 Teile bezüglich des Polyahl-Gewichtes.
Beim Herstellen eines Polyurethanschaumes werden das (die) Polyol(e), Polyisocyanat und andere Komponenten in Kontakt gebracht, gründlich gemischt und man läßt sie expandieren und zu einem zellulären Polymer aushärten Die spezielle Mischvorrichtung ist nicht kritisch und verschiedene Typen von Mischköpfen und Sprühvorrichtungen werden üblicherweise verwendet. Es ist häufig zweckmäßiger, aber nicht nowendig, bestimmte der Rohmaterialien vor dem Umsetzen des Polyisocyanats und der aktiven Wasserstoff enthaltenden Komponenten vorzumischen. Zum Beispiel ist es häufig geeignet das (die) Polyol(e), Treibmittel, oberflächenaktive Mittel, Katalysatoren und anderen Komponenten, ausgenommen Polyisocyanate, zu mischen und dann dieses Gemisch mit dem Polyisocyanat in Kontakt zu bringen. Alternativ können alle Komponenten einzeln in die Mischzone eingebracht werden, bei welcher das Polyisocyanat und das (die) Polyol(e) in Kontakt gebracht werden. Es ist ebenfalls möglich das gesamte oder einen Teil des (der) Polyols (Polyole) in der Abwesenheit von Wasser mit dem Polyisocyanat umzusetzen, um ein Präpolymer zu bilden, wenngleich dies nicht bevorzugt ist.
Der Polyurethanschaum dieser Erfindung ist in einem weiten Anwendungsbereich geeignet, wie etwa Sprühisolierungen, Vorrichtungsschaum, steifer Isolierplattengrundstoff, Laminate und viele andere Typen von steifem Schaum.
Die folgenden Beispiele sind angegeben, um die Erfindung zu veranschaulichen und sollen den Bereich davon nicht begrenzen. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind alle Teile und Prozentanteile bezüglich des Gewichts angegeben.

Beispiel 1

Geformter Polyurethanschaum wird hergestellt, indem bei einem NCO-Index von 1,25 VORANATE M220, ein rohes Methylendiphenylisocyanat mit mittlerer NCO-Funktionalität von 2,7, erhältlich von der Dow Chemical Company, mit einer Polyahlzusammensetzung in der Gegenwart von Wasser, Katalysator und oberflächenaktivem Mittel umgesetzt wird, wie nachstehend im einzelnen ausgeführt. Die Komponenten werden bei etwa 20 ºC gemischt und für 10 Sekunden bei etwa 3000 UPM unter Verwendung eines Flügelmischers gemischt, bevor das Reaktionsgemisch in eine Form mit den Abmessungen 30 x 30 x 10 cm gegossen wird. Ausreichend Reaktionsgemisch wird in die Form gegossen, um einen Formschaum vorzusehen, der eine Gesamtdichte von etwa 34 kg/m³ aufweist. Die Kohlenwasserstofftreibmittelzusammensetzung, die verwendet wird, um die einzelnen Schäume mit den physikalischen Eigenschaften des Schaumes bei freiem Anstieg herzustellen, ist in Tabelle 1 angegeben.
78,7 Teile bezüglich des Gewichts Oxyethylen-Oxypropylenaddukt eines Phenol/Formaldehydharzes, Hydroxylzahl 196. 26,2 Teile bezüglich des Gewichts NIAX APP315 eines aromatischen Polyesterpolyols mit Hydroxylzahl 315, erhältlich von der Union Carbide Co. 26,2 Teile bezüglich des Gewichts VORANOL RA640, ein Oxypropylenaddukt von Ethylendiamin, Hydroxylzahl 640, erhältlich von der Dow Chemical Company. 13 Teile bezüglich des Gewichts Diethylenglykol. 1,8 Teile bezüglich des Gewichts Wasser. 3,25 Teile bezüglich des Gewichts TEGOSTAB B8408, ein geschütztes oberflächenaktives Mittel auf Silikonbasis, erhältlich von der Tu. Goldschmidt AG. 1,17 Teile bezüglich des Gewichts Dimethylcyclohexylamin. 1,3 Teile bezüglich des Gewichts GURITHANE 206, ein geschützter Urethankatalysator, erhältlich von der Dow Chemical Company.
Angegebene physikalische Eigenschaften der Schäume wurden gemäß dem folgenden Testverfahren aufgezeichnet: Kerndichte, DIN 53420; thermische Leitfähigkeit, ISO 2581; Druckfestigkeit, DIN 53421 und Formstabilität, ISO 2796. Angegebene mittlere Zellgrößendurchmesser wurden bestimmt durch Untersuchung eines dünnen Abschnittes unter Verwendung eines optischen Mikroskops mit polarisiertem Licht in Kombination mit einem Quantimet 520 Bildanalysesystem. Die Genauigkeit der Messungen wird als ± 0,02 mm (20 Mikrometer) erachtet. Wenn die thermische Leitfähigkeitseigenschaft des Schaums 10 und der Vergleichsschäume 1, 6 und 21 für eine ausgedehnte Zeitdauer verfolgt wird, wird die vorteilhafte thermische Langzeitisolierleistungsfähigkeit der mit den hier definierten Kohlenwasserstofftreibmittelgemische hergestellten Schäume offensichtlich. Beim Vergleich mit den anderen Schäumen nach der ausgedehnten Zeitdauer beginnt Schaum 10 einen minimalen Verlust der thermischen Isoliereigenschaft relativ zu seinem Anfangswert zu zeigen und er zeigt einen minimalen thermischen Leitfähigkeitswert. Thermische Leitfähigkeit (mW/m.K)
Diese Beobachtungen zeigen zusammen mit den angegebenen Formstabilitätseigenschaften, daß gemäß dieser Erfindung hergestellter Polyurethanschaum denjenigen nach dem Stand der Technik überlegen ist. Tabelle I
* kein Beispiel dieser Erfindung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumes durch Umsetzen eines organischen Polyisocyanats mit einer isocyanatreaktiven Zusammensetzung, die ein Polyahl umfaßt, das isocyanatreaktive Wasserstoffatome enthält, in der Gegenwart eines physikalischen Treibmittels, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) das Treibmittel, das in einer Menge von 1 bis 25 Teilen pro 100 Gewichtsanteilen Polyahl vorliegt, ein Kohlenwasserstoffgemisch ist, das, basierend auf den Gesamtmengen von (i) und (ii), aus

(i) von 5 bis 80 Molprozent eines alicyclischen C&sub5;&submin;&sub6;-Alkans oder Gemischen von solchen und

(ii) von 95 bis 20 Molprozent eines Gemisches von Isopentan und n-Pentan, die in einem Molverhältnis von 80:20 bis 20:80 vorliegen, besteht;

b) das Polyisocyanat mit im Mittel von 2 bis 3,5 Isocyanatgruppen/Molekül in einer Meng vorliegt, um von 0,5 bis 5 Isocyanatgruppen pro vorliegendem isocyanatreaktivem Wasserstoffatom bereitzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das alicyclische Alkan des Kohlenwasserstoffgemisches Cyclopentan, Methylcyclopentan oder Cyclohexan ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das Kohlenwasserstoffgemisch aus

a) von 5 bis 40 Molprozent Cyclohexan und

b) von 95 bis 60 Molprozent eines Gemisches von Isopentan und n-Pentan besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, worin das Kohlenwasserstoffgemisch aus

a) von 15 bis 60 Molprozent Cyclopentan und

b) von 85 bis 40 Molprozent des Gemisches von Isopentan und n- Pentan besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Polyahl der isocyanatreaktiven Zusammensetzung ein aromatisch initiiertes Polyetherpolyol umfaßt, das in von 30 bis 90 Teilen pro 100 Teilen des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Polyahl weiterhin ein amininitiiertes Polyetherpolyol umfaßt, das in von 5 bis 35 Gewichtsanteilen pro 100 Teilen des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, worin das Polyahl weiterhin ein flüssiges aromatisches Polyesterpolyol umfaßt, das in von 5 bis 35 Teilen pro 100 Teilen des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, weiterhin umfassend Wasser in von 1,5 bis 10 Teilen pro 100 Teilen des Polyahlgesamtgewichtes.

9. Isocyanatreaktive Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaum, die ein Polyahl, Wasser und ein Kohlenwasserstoffgemisch umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) das Polyahl ein aromatisch initiiertes Polyetherpolyol enthält, das in von 30 bis 90 Teilen pro 100 Teilen des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt,

b) das Wasser in von 1,5 Teilen bis 10 Teilen pro 100 Teilen des Polyahlgesamtgewichtes vorliegt und

c) das Kohlenwasserstoffgemisch, das in einer Menge von 1 bis 25 Teilen pro 100 Teilen Polyahl vorliegt, basierend auf den Gesamtmengen von vorliegendem (c1) und (c2), aus

c1) von 5 bis 80 Molprozent eines alicyclischen C&sub5;&submin;&sub6;-Alkans oder Gemischen von solchen; und

c2) von 95 bis 20 Molprozent Isopentan und n-Pentan, die in einem Molverhältnis von 80:20 bis 20:80 vorliegen, besteht.