DE69705420T2

DE69705420T2 - Polyurethanhartschäume

Info

Publication number: DE69705420T2
Application number: DE69705420T
Authority: DE
Inventors: Franco Gabrieli; Heinrich Sieker
Original assignee: Huntsman International LLC
Current assignee: Huntsman International LLC
Priority date: 1996-11-04
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2017-10-11
Also published as: RU2184127C2; BR9712729A; AU5118298A; KR20000053020A; SI0935625T1; CN1235618A; US20010006986A1; ES2158593T3; SK58199A3; TR199900971T2; HUP9904233A3; CZ156599A3; NZ335206A; US6346205B2; EP0935625A1; TW442514B; EP0935625B1; AR010542A1; CA2268141A1; DE69705420D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Polyurethan- oder urethanmodifizierte Polyisocyanurat-Hartschaumstoffe, auf Verfahren zu deren Herstellung und auf Polyolmischungen zur Verwendung in den Verfahren.
Polyurethan- und urethanmodifizierte Polyisocyanurat- Hartschaumstoffe werden im allgemeinen hergestellt, indem ein stoichiometrischer Überschuss an Polyisocyanat mit isocyanatreaktiven Verbindungen in Anwesenheit von Treibmitteln, oberflächenaktiven Mitteln und Katalysatoren umgesetzt wird. Derartige Schaumstoffe können als thermisches Isolierungsmedium, z. B. in Gebäuden, verwendet werden.
Im allgemeinen werden Polyetherpolyole oder Polyesterpolyole als isocyanatreaktive Verbindungen verwendet.
Die Polyesterpolyole verleihen den resultierenden Polyurethan-Schaumstoffen herausragende Flammhemmwirkungseigenschaften und können in einigen Fällen sogar preiswerter sein als Polyetherpolyole.
Im allgemeinen werden tertiäre Amine als Katalysator in auf Polyesterpolyolen basierenden Polyurethan- Hartschaumstoffsystemen verwendet.
Bei der Verwendung von tertiären Aminkatalysatoren in diesen Polyester-Hartschaumstoffsystemen tritt jedoch das Problem auf, dass die Masse bereits vernetzt ist, wenn der Schaumstoff die Aushöhlung (z. B. von einer laminierten Gebäudeplatte) noch nicht vollständig ausgefüllt hat. Dies führt zu Formbeständigkeitsproblemen aufgrund von Dichteverteilungsproblemen und Zelldehnung des erhaltenen Schaumstoffs.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von auf Polyesterpolyolen basierenden Polyurethan-Hartschaumstoffen bereitzustellen, das keine der oben erwähnten Nachteile zeigt.
Somit gewährleistet die Erfindung:
1. Ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan- oder urethanmodifizierten Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen, das die Verfahrensstufe der Umsetzung einer organischen Polyisocyanat-Zusammensetzung mit einer ein Polyesterpolyol umfassenden isocyanatreaktiven Zusammensetzung, wobei die Mehrheit der Wiederholungseinheiten Esterbindungen enthält und wobei sie eine durchschnittliche Hydroxylfunktionalität von 1,8 bis 8, eine Hydroxylzahl von 15 bis 750 mg KOH/g und ein Molekulargewicht von 400 bis 10.000 besitzt, in der Gegenwart eines Aminkatalysators umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Aminkatalysator aus der aus 2,2'-Dimorpholinodiethylether, 1-Methylimidazol und 4-Dimethylaminopyridin bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
2. Einen durch das Verfahren der Erfindung erhältlichen Polyurethan- oder urethanmodifizierten Polyisocyanurat- Hartschaumstoff; und
3. Eine isocyanatreaktive Zusammensetzung, die ein Polyesterpolyol, wobei die Mehrheit der Wiederholungseinheiten Esterbindungen enthält und sie eine durchschnittliche Hydroxylfunktionalität von 1,8 bis 8, eine Hydroxylzahl von 15 bis 750 mg KOH/g und ein Molekulargewicht von 400 bis 10.000 besitzt, und einen Aminkatalysator umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Aminkatalysator so wie vorstehend beschrieben ist.
Spezifische Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird ein akzeptables Expansionsprofil mit einem schnellen anfänglichen Schaumanstieg erhalten, der zu einer leichten Verarbeitbarkeit mit der Folge einer besseren Dichteverteilung, geringeren minimalen stabilen Dichte und Füllgewichten und höherer Kompressionsstärke des Schaums führt.
Die vorstehend beschriebenen Katalysatoren werden gemäß der Erfindung in einer Menge zwischen 0,05 und 5%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 4 Gew.-%, basierend auf der isocyanatreaktiven Zusammensetzung, verwendet.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Katalysatoren können andere bei der Herstellung von Polyurethan- Hartschaumstoffen bekannte Katalysatoren verwendet werden.
Diese schließen tertiäre Amine mit pKa-Werten oberhalb 12 ein. Beispiele für zusätzliche Aminkatalysatoren schließen Dimethylbenzylamin, Bis-dimethylaminoethylether (Niax A1, erhältlich von OSI) und Pentamethyldiethylentriamin (Desmorapid PV, erhältlich von BASF) ein. Insbesondere Zugabe von Desmorapid PV ist bevorzugt; das Reaktionsprofil ist weiter geglättet. Die zusätzlichen Katalysatoren werden allgemein in Mengen zwischen 0,01 und 5%, vorzugsweise zwischen 0,05 und 2 Gew.-%, basierend auf der isocyanatreaktiven Zusammensetzung, verwendet.
Die Polyesterpolyole zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung haben eine durchschnittliche Funktionalität von 1,8 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 und weiter bevorzugt 2 bis 2,5. Deren Hydroxylzahlenwerte fallen innerhalb eines Bereichs von 15 bis 750, bevorzugt 30 bis 550 und weiter bevorzugt 200 bis 550 mg KOH/g. Das Molekulargewicht des Polyesterpolyols fällt in den Bereich von 400 bis 10.000, vorzugsweise 1.000 bis 6.000. Vorzugsweise besitzen die Polyesterpolyole eine Säurezahl zwischen 0,1 und 20 mg KOH/g; im allgemeinen kann die Säurezahl so hoch wie 90 mg KOH/g sein.
Die Polyesterpolyole der vorliegenden Erfindung können durch bekannte Verfahren aus einer Polycarbonsäure oder einem Säurederivat, wie etwa einem Anhydrid oder einem Ester der Polycarbonsäure, und irgendeinem mehrwertigen Alkohol hergestellt werden. Die Polysäure und/oder Polyolkomponenten können als Mischungen von zwei oder mehreren Verbindungen bei der Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden.
Die Polyole können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch und/oder heterozyklisch sein. Mehrwertige aliphatische Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht, wie etwa zweiwertige aliphatische Alkohole mit nicht mehr als ungefähr 20 Kohlenstoffatomen sind hochzufriedenstellend. Die Polyole können optional bei der Reaktion inerte Substituenten, z. B. Chlor- und Bromsubstituenten, einschließen und/oder können ungesättigt sein. Es können auch geeignete Aminoalkohole verwendet werden, wie etwa z. B. Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin oder dergleichen. Eine bevorzugte Polyolkomponente ist ein Glykol. Die Glykole können Heteroatome enthalten (z. B. Thiodiglykol) oder können nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zusammengesetzt sein. Sie sind vorteilhafterweise einfache Glykole der allgemeinen Formel CnH2n(OH)&sub2; oder Polyglykole, die sich durch eingefügte Etherbindungen in der Kohlenwasserstoffkette unterscheiden, wie durch die allgemeine Formel CnH2nOx(OH)&sub2; dargestellt. Beispiele von geeigneten mehrwertigen Alkoholen schließen ein: Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, 1,4- und 2,3-Butylenglykol, 1,6-Hexadiol, 1,8-Octandiol, Neopentylglykol, 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-1,3-propandiol, Glycerin, Trimethylolethan, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butantriol, Hydrochinon, Methylglucosid, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol und höhere Polyethylenglykole, Dipropylenglykol und höhere Polypropylenglykole, Diethylenglykol, Glycerol, Pentaerythrytol, Trimethylolpropan, Sorbitol, Mannitol, Dibutylenglykol und höhere Polybutylenglykole. Insbesondere geeignete Polyole sind Alkylenglykole und Oxyalkylenglykole, wie etwa Ethylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol, Tetrapropylenglykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol und 1,4-Cyclohexandimethanol (1,4-Bishydroxymethylcyclohexan).
Die Polycarbonsäurekomponente kann aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch und/oder heterocyclisch sein und kann optional, z. B. durch Halogenatome, substituiert sein und/oder kann ungesättigt sein. Beispiele für geeignete Carbonsäuren und Derivate hiervon zur Herstellung der Polyesterpolyole schließen ein: Oxalsäure, Malonsäure, Adipinsäure, Glutarsäure, Succinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Terephthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellithsäure, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Pyromellithdianhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Terephthalsäuredimethylester, Terephthalsäure-bisglykolester, Fumarsäure, zweifach und dreifach ungesättigte Fettsäuren, optional vermischt mit einfach ungesättigten Fettsäuren, wie etwa Ölsäuren.
Während die Polyesterpolyole aus im wesentlichen reinen Reaktionsmaterialien hergestellt werden können, können komplexere Inhaltsstoffe verwendet werden, wie etwa Seitenstrom-, Abfall- oder Auschußrückstände aus der Herstellung von Phthalsäure, Terephthalsäure, Dimethylterephthalat, Polyethylenterephthalat und dergleichen. Diese Zusammensetzungen können durch Umsetzung mit Polyolen durch herkömmlichen Transveresterung oder Veresterungsverfahren in Polyesterpolyole umgewandelt werden.
Die Herstellung der Polyesterpolyole wird erreicht, indem einfach die Polycarbonsäure oder das Säurederivat mit dar Polyolkomponente auf eine bekannte Weise solange umgesetzt wird, bis die Hydroxyl- und Säurewerte der Reaktionsmischung in den gewünschten Bereich fallen. Nach Transveresterung oder Veresterung kann das Reaktionsprodukt optional mit einem Alkylenoxid umgesetzt werden.
Aliphatische und/oder aromatische Polyesterpolyole können gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Mischungen von zwei oder mehr verschiedenen Polyesterpolyolen können verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus den vorstehend beschriebenen Polyesterpolyolen die gesamte Reaktionsmischung aufgebaut sein, die mit dem Polyisocyanat umgesetzt wird; dies steht jedoch einer Verwendung dieser Polyole auch zusammen mit anderen herkömmlich in der Technik verwendeten isocyanatreaktiven Verbindungen nicht entgegen; vorzugsweise wenigstens 10 Gew.-%, weiter bevorzugt wenigstens 20 Gew.-% der gesamten isocyanatreaktiven Verbindungen sind die vorstehend beschriebenen Polyesterpolyole.
Die isocyanatreaktiven Verbindungen, welche in Kombination mit den Polyesterpolyolen zur Herstellung der Polyurethan-Hartschaumstoffe der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen alle ein, die in der Technik für diesen Zweck bekannt sind. Von besonderer Wichtigkeit zur Herstellung der Hartschaumstoffe sind Polyole und Polyolmischungen mit durchschnittlichen Hydroxylzahlen von 300 bis 1000, insbesondere von 300 bis 700 mgKOH/g und Hydroxylfunktionalitäten von 2 bis 8, insbesondere von 3 bis 8. Geeignete Polyole sind im Stand der Technik vollständig beschrieben und schließen Reaktionsprodukte von Alkylenoxiden, z. B. Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, mit von 2 bis 8 aktive Wasserstoffatome/Molekül enthaltenden Initiatoren ein. Geeignete Initiatoren schließen ein: Polyole, z. B. Glycerol, Trimethylolpropan, Triethanolamin, Pentaerythritol, Sorbitol und Saccharose; Polyamine, z. B. Ethylendiamin, Tolylendiamin, Diaminodiphenylmethan und Polymethylenpolyphenylenpolyamine; und Aminoalkohole, z. B. Ethanolamin und Diethanolamin; und Mischungen von solchen Initiatoren, Weitere geeignete polymere Polyole schließen ein: Polythioether mit Hydroxylenden, Polyamide, Polyesteramide, Polycarbonate, Polyacetale, Polyolefine und Polysiloxane.
Alle bei der Herstellung von Polyurethan- oder urethanmodifizierten Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen bekannten Treibmittel können in dem Erfindungsverfahren verwendet werden. Derartige Treibmittel schließen ein: Wasser oder andere kohlendioxidentwickelnde Verbindungen, oder inerte niedrig siedende Verbindungen mit einem Siedepunkt von oberhalb -70ºC bei atmosphärischem Druck.
Wenn Wasser als Treibmittel verwendet wird, kann die Menge auf bekannte Weise zur Gewährleistung von Schaumstoffen der gewünschten Dichte ausgewählt werden, wobei typische Mengen in dem Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-% liegen, basierend auf dem gesamten Reaktionssystem.
Geeignete inerte Treibmittel schließen die in der Technik wohl bekannten und beschriebenen ein, z. B. Kohlenwasserstoffe, Dialkylether, Alkylalkanoate, aliphatische und cycloaliphatische Fluorkohlenwasserstoffe, Chlorfluorkohlenwasserstoffe, Chlorfluorkohlenstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe und fluorhaltige Ether.
Beispiele für bevorzugte Treibmittel schließen ein Isobutan, n-Pentan, Isopentan, Cyclopentan und deren Mischungen, 1,1-Dichlor-2-fluorethan (HCFC 141b), 1,1,1-Trifluor-2-fluorethan (HFC 134a), Chlordifluormethan (HCFC 22), 1,1-Difluor-3,3,3-trifluorpropan (HFC 245fa). Insbesondere können die in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. 96/12758 beschriebenen Treibmittelmischungen erwähnt werden, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind, um formbeständige Hartschaumstoffe mit niedriger Dichte herzustellen. Diese Treibmittelmischungen umfassen allgemein wenigstens drei und vorzugsweise wenigstens vier Komponenten, von welchen wenigstens eine vorzugsweise ein (Cyclo)alkan (vorzugsweise mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen) und/oder Aceton ist.
Die Treibmittel werden in einer ausreichenden Menge verwendet, um den resultierenden Schaumstoff die gewünschte Schüttdichte zu geben, welche allgemein in dem Bereich von 15 bis 70 kg/m³, vorzugsweise 20 bis 50 kg/m³, höchst bevorzugt 25 bis 40 kg/m³ liegt. Typische Treibmittelmengen liegen in dem Bereich von 2 bis 25 Gew.-%, basierend auf dem gesamten Reaktionssystem.
Wenn ein Treibmittel einen Siedepunkt bei oder unterhalb der Umgebung besitzt, wird dieses unter Druck gehalten, bis es mit den anderen Komponenten vermischt wurde. Alternativ kann es bei Temperaturen unterhalb der Umgebung gehalten werden, bis es mit den anderen Komponenten vermischt wurde.
Andere optionale Zusatzstoffe für die Polyolmischungen der vorliegenden Erfindung schließen ein: Vernetzungsmittel, z. B. Polyole mit niedrigem Molekulargewicht, wie etwa Triethanolamin, Verarbeitungshilfsstoffe, Viskositätsverminderer, Dispergierungsmittel, Plastifizierer, Formfreisetzungsmittel, Antioxidationsmittel, Füllstoffe (z. B. Ruß), Zellgrößenregulatoren, wie etwa unlösliche fluorhaltige Verbindungen (wie etwa in US 4,981,879, US 5,034,424, US 4,972,002, EP 0 508 649, EP 0 498 628, WO 95/18176 beschrieben), nicht-aminhaltige Polyurethankatalysatoren (z. B. Zinn(II)salze von Carbonsäuren), Trimerisationskatalysatoren (z. B. Alkalimetallsalze von Carbonsäuren), oberflächenaktive Mittel, wie etwa Blockcopolymere aus Polydimethylsiloxan und Polyoxyalkylen und nichtreaktive und reaktive Flammhemmstoffe, z. B. halogenierte Alkylphosphate, wie etwa Trischloropropylphosphat, Triethylphosphat, Diethylethylphosphonat und Dimethylmethylphosphonat. Die Verwendung derartiger Zusatzstoffe ist dem Fachmann wohl bekannt.
Die zur Umsetzung mit der isocyanatreaktiven Zusammensetzung für die Gewinnung von Polyurethan- oder urethanmodifizierten Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen geeigneten organischen Polyisocyanate, schließen alle diejenigen ein, die in der Technik zur Herstellung von Polyurethan- oder ufethanmodifizierten Polyisocyanurat- Hartschaumstoffen bekannt sind, und insbesondere die aromatischen Polyisocyanate, wie etwa Diphenylmethandiisocyanat in der Form von dessen 2,4'-, 2,2'- und 4,4'-Isomeren und deren Mischungen, die Mischungen von Diphenylmethandiisocyanaten (MDI) und deren in der Technik als "rohes" oder polymeres MDI (Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanate) bekannte Oligomere mit einer Isocyanatfunktionalität von mehr als 2, Toluoldiisocyanat in der Form von dessen 2,4- und 2,6- Lsomeren und deren Mischungen, 1,5-Naphthalendiisocyanat und 1,4-Diisocyanatbenzol. Andere erwähnenswerte organische Polyisocyanate schließen die aliphatischen Diisocyanate ein, wie etwa Isophorondiisocyanat, 1,6-Diisocyanathexan und 4,4'-Diisocyanatdicyclohexylmethan. Weitere geeignete Polyisocyanate zur Verwendung im Verfahren der vorliegenden Erfindung sind die in EP-A-0 320 134 beschriebenen.
Es können auch modifizierte Polyisocyanate verwendet werden, wie etwa carbodiimid- oder urethoniminmodifizierte Polyisocyanate. Weitere nützliche organische Polyisocyanate sind Präpolymere mit Isocyanatenden, die durch Umsetzung eines Überschusses an organischem Polyisocyanat mit einer geringen Menge einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung hergestellt werden. Vorzugsweise werden in der vorliegenden Erfindung als Polyisocyanate polymere MDIs verwendet.
Die Mengen der umzusetzenden Polyisocyanat- Zusammensetzung und der isocyanatreaktiven Zusammensetzung können durch den Fachmann leicht bestimmt werden. Im allgemeinen fällt das NCO : OH-Verhältnis in den Bereich von 0,85 bis 1,40, bevorzugt ungefähr 0,98 bis 1,20. Auch höhere NCO : OH-Verhältnisse (z. B. bis zu 3,0) werden von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Beim Betrieb des Verfahrens zur Herstellung von Hartschaumstoffen gemäß der Erfindung können die bekannten Einstufen-, Präpolymer- oder Semi-Präpolymer- Techniken zusammen mit herkömmlichen Mischverfahren verwendet werden und die Hartschaumstoffe können in der Form von Blockschaumstoff, Formteilen, Hohlraumfüllungen, Sprühschaumstoff, Schlagschaumstoff oder Laminaten mit anderen Materialien, wie etwa harten Holzfaserplatten bzw. Pressplatten, Gipsbauplatten, Kunststoffen, Papier oder Metallen, hergestellt werden.
Es ist für viele Anwendungen zweckmäßig, die Komponenten zur Polyurethan-Herstellung in vorvermischten, auf jeder der primären polyisocyanat- und isocyanatreaktiven Komponenten basierenden Formulierungen, zur Verfügung zu stellen. Insbesondere wenden viele Reaktionssysteme eine polyisocyanatreaktive Zusammensetzung an, welche die Hauptzusatzstoffe, wie etwa den Katalysator und das Treibmittel, zusätzlich zu der oder den polyisocyanatreaktiven Komponente(n) enthält.
Daher stellt die vorliegende Erfindung auch eine polyfunktionale isocyanatreaktive Zusammensetzung bereit, die ein Polyesterpolyol und einen wie oben definierten Aminkatalysator umfasst.
Die Schaumstoffe der vorliegenden Erfindung werden auf vorteilhafte Weise zur Herstellung von Laminaten verwendet, wobei der Schaumstoff auf einer oder beiden Seiten mit einer Deckschicht vorgesehen wird. Die Laminate werden vorteilhafter Weise auf eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Weise hergestellt, indem die schaumstoffbildende Mischung auf einer Deckschicht abgeschieden wird und vorzugsweise eine andere Deckschicht auf die abgeschiedene Mischung gelegt wird. Jede zuvor verwendete Deckschicht zur Herstellung von Bauplatten kann verwendet werden, und diese kann von harter oder flexibler Natur sein.
Die verschiedenen Aspekte dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele veranschaulicht aber nicht begrenzt, in welchen die folgenden Inhaltsstoffe verwendet werden:
Polyol A: ein Sorbitol-initiiertes Polyetherpolyol mit einem OH-Wert 460 mg KOH/g.
Polyol B: ein aliphatisches Polyesterpolyol mit einem OH-Wert 356 mg KOH/g.
Polyol C: ein aromatisches amin-initiiertes Polyetherpolyol mit einem OH-Wert 495 mg KOH/g.
Polyol D: ein bromiertes Polyetherpolyol mit einem OH-Wert 310 mg KOH/g.
Polyol E: ein aromatisches Polyesterpolyol mit einem OH-Wert von 241 mg KOH/g.
Polyol F: ein aliphatisches Polyesterpolyol mit dem OH-Wert 575 mg KOH/g.
Polyol G: ein Glycerol-initiiertes Polyetherpolyol mit dem OH-Wert 1122 mg KOH/g.
Flammhemmstoff A: ein chlorierter Flammhemmstoff.
Flammhemmstoff B: ein auf Phosphor basierender Flammhemmstoff.
Oberflächenaktiver Wirkstoff A: ein oberflächenaktiver Wirkstoff aus Silikon.
Oberflächenaktiver Wirkstoff B: ein oberflächenaktiver Wirkstoff aus Silikon.
DMP: Dimethylpiperazin-Katalysator, erhältlich von Aldrich.
NP: N-Methyl-N'-2-(dimethyl)aminoethylpiperazin-Katalysator, erhältlich von Toyosoda Manufacturing.
NMM: N-Methylmorpholin-Katalysator, erhältlich von Janssen Chemica.
DMEA: N,N-Dimethylethanolamin-Katalysator, erhältlich von Air Products.
MM: 4-(2-Methoxyethyl)morpholin-Katalysator, erhältlich von Huntsman.
NBM: N-Butylmorpholin-Katalysator, erhältlich von Huntsman.
NEM: N-Ethylmorpholin-Katalysator, erhältlich von Aldrich.
TEA: Triethylamin-Katalysator, erhältlich von BASF.
DNBA: Dimethylbenzylamin-Katalysator, erhältlich von Protex,
DMDEE: Dimorpholinodiethylether-Katalysator erhältlich von Nitroil.
DMAP: Dimethylaminopyridin-Katalysator, erhältlich von Aldrich.
NMI: N-Methylimidazol-Katalysator, erhältlich von BASF.
Polykat 41: Tris(dimethylaminopropyl)hexahydrotriazin- Katalysator, erhältlich von Air Products.
Polykat 43: ein auf Amin basierendes Katalysator-Salz, erhältlich von Air Products.
Polykat 46: ein Kaliumacetat-Katalysator, erhältlich von Air Products.
Katalysator LB: ein Kaliumacetat-Katalysator, erhältlich von Bayer.
Niax A1: Bis(dimethylarninoethyl)ether-Katalysator, erhältlich von OSi.
Texacat DP914: ein Katalysator, erhältlich von Texaco.
DMCHA: Dimethylcyclohexylamin-Katalysator, erhältlich von BASF.
Desmorapid PV: Pentamethyldiethylentriamin-Katalysator, erhältlich von BASF.
DBTDL: Dibutylzinndilaurat-Katalysator.
Suprasec DNR: polymeres MDI, erhältlich von Imperial Chemical Industries.
Suprasec 2085: polymeres MDI, erhältlich von Imperial Chemical Industries.
Suprasec ist eine Marke von Imperial Chemical Industries.

Beispiel 1

Polyurethan-Hartschaumstoffe wurden bei einem NCO-Index von 1,15 aus einer Polyolzusammensetzung und einer Polyisocyanat-Zusammensetzung, die die in Tabelle 1 aufgelisteten Inhaltsstoffe enthielten, hergestellt.
Dem Reaktionsprofil wurde im Hinblick auf Startzeit [cream time] (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um mit dem Schäumen zu beginnen) und Zeitpunkt des Fädenziehens [string time] (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um den Übergangspunkt vom Fluid zu der vernetzten Masse zu erreichen) gefolgt. Die Ausdehnungshöhe wurde zum Zeitpunkt des Fädenziehens und auch zum Ende der Schaumstoffexpansion gemessen; aus diesen zwei Werten wurde der Ausdehnungsfaktor zum Zeitpunkt des Fädenziehens (Höhe beim Fädenziehen/Höhe beim Expansionsende) ermittelt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Dem Expansionsprofil wurde auch durch Dynamic-Flow-Data- Analyse gefolgt. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 und 2 dargestellt, die die Höhe des expandierenden Schaums gegen die Reaktionszeit wiedergeben.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von Aminkatalysatoren gemäß der vorliegenden Erfindung (Schaumstoffe Nr. 2, 3 und 5) zu verbesserten Reaktionsprofilen führen, verglichen mit Schaumstoffen des Stands der Technik (Schaumstoff Nr. 1) (siehe Fig. 1).
Die Zugabe von ausgewählten Klassen anderer Katalysatoren, wie etwa Desmorapid PV (Schaumstoff Nr. 7) verbessert weiter das Reaktionsprofil (siehe Fig. 2).
In den folgenden Tabellen gibt * an, dass das Beispiel außerhalb des Umfangs der Erfindung liegt. Tabelle 1

Beispiel 2

Polyurethan-Hartschaumstoffe wurden bei einem NCO-Index von 2,20 aus einer Polyolzusammensetzung und einer Polyisocyanat-Zusammensetzung, die die in Tabelle 2 unten aufgelisteten Inhaltsstoffe enthielten, hergestellt.
Dem Reaktionsprofil wurde im Hinblick auf die Startzeit (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um mit dem Schäumen zu beginnen) und den Zeitpunkt des Fädenziehens (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um den Übergangspunkt vom Fluid zur vernetzten Masse zu erreichen) gefolgt. Die Expansionshöhe wurde zum Zeitpunkt des Fädenziehens und auch beim Ende der Schaumexpansion gemessen, aus diesen zwei Werten wurde der Expansionsfaktor zum Zeitpunkt des Fädenziehens (Höhe beim Fädenziehen/Höhe beim Expansionsende) ermittelt.
Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 2 angegeben.
Dem Expansionsprofil wurde auch durch Dynamic-Flow-Data- Analyse gefolgt. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt, die die Höhe des expandierenden Schaums gegen die Reaktionszeit wiedergibt.

Beispiel 3

Aus den in Tabelle 1 definierten Formulierungen 1, 2 und 7 wurden Platten unter Verwendung einer Hochdruckmaschine (Henneke HK 650) hergestellt. Temperatur der Chemikalien: 20ºC; Ausstoß: 681 g/s; Druck: 150 bar.
Eine horizontale Form mit den Abmessungen 330 · 100 · 10 cm wurde bei Einspritzung von der Seite (rechte Seite) in dessen Anfangsteil verwendet. Die Temperatur der Form betrug 37ºC.
Die Schaumstoffe wurden bis zu einer Überpackungsdichte von 40 bis 41 g/l hergestellt. Schaumstoff Nr. 7 wurde auch bei einer noch höheren Überpackung hergestellt (Schaumstoff Nr. 7 bis).
Die folgenden Messungen wurden mit den erhaltenen geformten Schaumstoffen ausgeführt: Kerndichte und Dichte insgesamt (gemäß Standard ISO 845) in der linken und rechten Ecke des Anfangsteils der Form (Injektionsteil) und dem Endteil der Form (Ende der Platte), Druckfestigkeit in den drei Dimensionen (gemäß Standard ISO 844) in dem Zentrum des Anfangsteils und dem Zentrum des Endteils, Formstabilität (gemäß Standard Iso 2796) der Platten (Endteil) nach Lagerung für 24 h bei Raumtemperatur und weitere 48 h jeweils bei -25ºC, bei 70ºC und 90% relative Feuchtigkeit und bei 100ºC. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Diese Ergebnisse zeigen, dass Schaumstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung (Schaumstoffe Nr. 2 und 7) ein besseres Dichteverteilungsprofil als Schaumstoffe des Stands der Technik (Schaumstoff Nr. 1) besitzen; geringere Abweichung in der Dichte wird über die gesamte Platte erhalten. Auch die Kompressionsstärke ist über die gesamte Platte gleichförmiger.
Weitere Verbesserungen werden durch Zugabe von Desmorapid PV (Schaumstoff Nr. 7 gegenüber Schaumstoff Nr. 2) erhalten. Tabelle 2 Tabelle 3

Beispiel 4

Polyurethan-Hartschaumstaffe wurden bei einem NCO-Index von 1,15 aus einer Polyolzusammensetzung und einer Polyisocyanat-Zusammensetzung, die die in Tabelle 4 unten aufgelisteten Inhaltsstoffe enthielten, hergestellt.
Dem Reaktionsprofil wurde im Hinblick auf die Startzeit (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um mit dem Schäumen zu beginnen) und den Zeitpunkt des Fädenziehens (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um den Übergangspunkt vom Fluid bis zu der vernetzten Masse zu erreichen) gefolgt. Die Expansionshöhe wurde zum Zeitpunkt des Fädenziehens und auch zum Ende der Schaumexpansion gemessen; aus diesen zwei Werten wurde der Expansionsfaktor zum Zeitpunkt des Fädenziehens (Höhe beim Fädenziehen/Höhe beim Expansionsende) gemessen. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 4 angegeben. Hieraus ergibt sich, dass die besten Ergebnisse bei Verwendung von Dimorpholinodimethylether oder N-Ethylmorpholin als Katalysator erhalten werden.

Beispiel 5

Polyurethan-Hartschaumstoffe wurden bei einem NCO-Index von 1,15 aus einer Polyolzusammensetzung und einer Polyisocyanat-Zusammensetzung, die die in Tabelle 5 unten aufgelisteten Inhaltsstoffe enthielten, hergestellt.
Dem Reaktionsprofil wurde im Hinblick auf die Startzeit. (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um mit dem Schäumen zu beginnen) und Zeitpunkt des Fädenziehens (benötigte Zeit für die Reaktionsmischung, um den Übergangspunkt vom Fluid bis zu der vernetzten Masse zu erreichen) gefolgt. Die Expansionshöhe zum Zeitpunkt des Fädenziehens und auch zum Ende der Schaumstoffexpansion wurde gemessen; aus diesen zwei Werten wurde der Expansionsfaktor zum Zeitpunkt des Fädenziehens (Höhe beim Fädenziehen/Höhe beim Expansionsende) ermittelt. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 5 angegeben. Tabelle 4 Tabelle 5

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan- oder urethanmodifizierten Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen, das die Verfahrensstufe der Umsetzung einer organischen Polyisocyanat-Zusammensetzung mit einer ein Polyesterpolyol umfassenden isocyanatreaktiven Zusammensetzung, wobei die Mehrheit der Wiederholungseinheiten Esterbindungen enthält sie eine durchschnittliche Hydroxylfunktionalität von 1, 8 bis 8, eine Hydroxylzahl von 15 bis 750 mg KOH/g und ein Molekulargewicht von 400 bis 10.000 besitzt, in der Gegenwart eines Aminkatalysators umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Aminkatalysator aus der aus 2,2'-Dimorpholinodiethylether, 1-Methylimidazol und 4-Dimethylaminopyridin bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Aminkatalysator in einer Menge zwischen 0,05 und 5 Gew.-%, basierend auf der isocyanatreaktiven Zusammensetzung, verwendet wird.

3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zusätzlicher tertiärer Aminkatalysator verwendet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der zusätzliche Katalysator Pentamethyldiethylentriamin ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der zusätzliche Katalysator in einer Menge zwischen 0,01 und 5 Gew.-%, basierend auf der isocyanatreaktiven Zusammensetzung, verwendet wird.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyesterpolyol wenigstens 10 Gew.-% der gesamten isocyanatreaktiven Verbindungen aufbaut.

7. Polyurethan- oder urethanmodifizierte Polyisocyanurat-Hartschaumstoffe, die durch das in einem der vorhergehenden Ansprüche definierte Verfahren erhältlich sind.

8. Isocyanatreaktive Zusammensetzung, die ein Polyesterpolyol, wobei die Mehrheit der Wiederholungseinheiten Esterbindungen enthält und sie eine durchschnittliche Hydroxyl-Funktionalität von 1,8 bis 8, eine Hydroxylzahl von 15 bis 750 mg KOH/g und ein Molekulargewicht von 400 bis 10.000 besitzt, und einen Aminkatalysator umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Aminkatalysator wie in Anspruch 1 oder 2 definiert ist.