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DE4038401A1 - 2-komponenten-polyurethanschaumsystem und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

2-komponenten-polyurethanschaumsystem und verfahren zu seiner herstellung

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Publication number
DE4038401A1
DE4038401A1 DE4038401A DE4038401A DE4038401A1 DE 4038401 A1 DE4038401 A1 DE 4038401A1 DE 4038401 A DE4038401 A DE 4038401A DE 4038401 A DE4038401 A DE 4038401A DE 4038401 A1 DE4038401 A1 DE 4038401A1
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DE
Germany
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prepolymer
foam system
blowing
weight
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4038401A
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Walter D Mumenthaler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TBS ENGINEERING F W MUMENTHALE
Original Assignee
TBS ENGINEERING F W MUMENTHALE
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Publication date
Application filed by TBS ENGINEERING F W MUMENTHALE filed Critical TBS ENGINEERING F W MUMENTHALE
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Publication of DE4038401A1 publication Critical patent/DE4038401A1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
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Description

Die Erfindung betrifft ein lagerstabiles 2-Kompo­ nentensystem zur Herstellung eines Polyurethan­ schaums, der frei von Treibgasen auf Basis chlo­ rierter Fluorkohlenwasserstoffe ist, wie Trichlor­ fluormethan, Dichlordifluormethan oder Monochlor­ difluormethan, welche nachgewiesenermaßen ozonschä­ digenden Charakter haben. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Systeme.
2-Komponenten-Polyurethanschaumsysteme aus einem Präpolymer, einem Vernetzungspartner und einem Treibgas sind bekannt. In solchen Systemen sind Präpolymer- und Vernetzungskomponente getrennt von­ einander enthalten, beispielsweise indem die Ver­ netzungskomponente in einer Integralhülse im Gaspräpolymer enthaltenen Aerosolbehälter unterge­ bracht ist. Der in der Integralhülse enthaltene Vernetzungspartner reagiert nach Auslösung mittels Zündkopf mit dem Polyisocyanatüberschuß des Prä­ polymers, worauf sich ein ohne Zugabe von Wasser oder Luftfeuchtigkeit aushärtendes Schaumsystem er­ gibt. Es resuliert ein schnell härtendes Harzsy­ stem, welches nach der Gelierungsphase einen nur noch geringen Expansionsdruck aufweist.
Solche 2-Komponenten-Schaumsysteme werden insbeson­ dere für Bauzwecke eingesetzt, etwa zur Befestigung von Türzargen, zum Abdichten von Montagefugen an Fenstern und Rolladenkästen, zum Isolieren, Verkle­ ben, sowie Ausschäumen von Mauerdurchbrüchen und Hohlräumen.
Die Herstellung der Präpolymeren für 2-Komponenten­ systeme ist dem Fachmann bekannt. Häufig wird von Präpolymermischungen ausgegangen, wie sie auch für Einkomponentensysteme eingesetzt werden und bei­ spielsweise in der E-A-20 45 852 beschrieben sind. Solche Präpolymermischungen werden mit Fluorchlor­ kohlenwasserstoffen (FCKW) geschäumt und härten nach dem Ausbringen mit der in der Atmosphäre ent­ haltenen Feuchtigkeit aus. Die Aushärtung kann aber auch durch als Vernetzungspartner zugesetzte Poly­ hydroxyverbindungen erfolgen.
Zur Herstellung von Einkomponentensystemen wird eine Mischung aus Polyolen, Weichmachern, Flamm­ schutzmitteln, Schaumstabilisatoren und Katalysato­ ren mit einem Polyisocyanat, wie Diphenyl-4,4′-di­ isocyanat, im gewünschten Vernetzungsverhältnis zur Reaktion gebracht. Dies geschieht in einem Reaktor oder direkt in einem Druckbehälter, z. B. einer Aerosoldose.
Die Prepolymerbildung erfolgt selbständig und ist exotherm. Das resultierende Prepolymer mit einem Überschuß an reaktiven Isocyanatgruppen wird an­ schließend mit Treibgas beaufschlagt. Das Druckgas erfüllt folgende Aufgaben: Es ist
  • 1. Austreibgas der Schaummasse aus dem Druck­ behälter,
  • 2. Verschäumungsmittel für die Schaummasse und vor allem auch
  • 3. Lösemittel zur Viskositätserniedrigung des Präpolymers.
Um ein applikationsfähiges Schaumsystem zu erhal­ ten, muß das hochviskose Präpolymer mittels Treib­ gasen, wie Kohlenwasserstoffe (KW) oder FCKW, auf Verarbeitungsviskosität verdünnt werden.
Während der Applikation werden diese Treibgase im erheblichen Maße freigesetzt und bilden entweder, wie bei den KW, ein zündfähiges Gasgemisch oder schädigen, wie bei den FCKW, die Ozonschicht.
Der gesundheitsschädigende Einfluß auf den Menschen während der Herstellung und der Applikation ver­ langt und der Entwicklung einer Alternativvariante.
Die bekannten Verfahren haben zudem den Nachteil, daß die Aushärtung des Einkomponentenschaumes in­ folge Feuchtigkeitsaufnahme eine lange Zeit benö­ tigt. Bei 2-Komponentenschäumen ist die Aushärtung zwar wesentlich verkürzt, jedoch ist hier die Vis­ kositätseinstellung wegen der noch erfolgenden Reaktion mit der zweiten Komponente problematisch. Bei 2-Komponentensystemen konnte deshalb in der Praxis nicht auf FCKW und/oder KW als Treibmittel verzichtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lagerstabilen 2-Komponenten-Polyurethanschaum zu formulieren, welcher nach Ausbringen aus einem Druckbehälter schnellhärtend vernetzt und dabei keine ozonschädigenden Treibgase enthält.
Diese Aufgabe wird durch ein 2-Komponenten- Polyurethanschaumsystem auf Basis eines aus wenig­ stens einem Polyol und wenigstens einem Polyisocya­ nat gebildeten Präpolymers mit reaktiven Isocyanat­ gruppen zur Ausbringung aus Druckbehältern gelöst, welches aus dem Präpolymer, wenigstens einer davon getrennten und damit reaktiven Polyhydroxyverbin­ dung, einem Treib- und Schäummittel, sowie gegebe­ nenfalls üblichen Weichmachern, Flammschutzmitteln, Schaumstabilisatoren, Katalysatoren, viskositäts­ vermindernden Lösungsmitteln und/oder anderen übli­ chen Hilfsstoffen besteht, wobei das Präpolymer eines mit einer Viskosität von 500 bis 12 000 mPa·s bei 20°C ist und als Treib- und Schäummittel Wasser oder eine organische Mono- oder Polycarbon­ säure in mit dem Präpolymer reaktiver Form in einer Menge von 2 bis 16 Gew.-%, bezogen auf das Präpoly­ mer, getrennt vom Präpolymer vorliegt.
Das Präpolymer ist vorzugsweise so aufgebaut, daß es ein Molekulargewicht von 700 bis 10 000, vor­ zugsweise 1400 bis 6000 und einen NCO-Gehalt von 10 bis 18% aufweist. Daraus resultieren dynamische Viskositäten von 1200 bis 6000 mPa·s bei 20°C, die insbesondere für die lösemittelfreie Variante der erfindungsgemäßen Mischung geeignet ist. Bei diesen Viskositätsbereichen ist eine einwandfreie Applikation des Schaumes gewährleistet, und es kann auf den Einsatz von verdünnenen Lösungsmitteln ver­ zichtet werden.
Der Zusatz von viskositätskorrigierenden Lösemit­ teln in einer Konzentration von bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Präpolymers, kann sich vorteilhaft auf die Schaumqualität auswirken. Es können z. B. folgende Lösemittel zum Einsatz kommen:
  • - Ketone, wie Aceton, Methylethylketon;
  • - niedrigsiedende Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Isopropylacett;
  • - Ether, wie Diethylether, Dimethylether, Isopropylether, THF; und
  • - fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie Freon R123 und Freon R134.
Chlorierte Fluorkohlenwasserstoffe kommen aufgrund ihres ozonabbauenden Verhaltens nicht in Frage. Niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe, wie Propan, sind hochbrennbar; Butanisomere sowie Pentanisomere zeigen zudem schlechte Löseeigenschaften; ein Ein­ satz in geringen Mengen kann jedoch aufgrund der Verbesserung des Aufschäumverhaltens zweckmäßig sein. Zur Verbesserung des Aufschäumverhaltens kann ferner Dimethylether in einer Menge bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-%, zugesetzt werden. Niedrigsiedende Lösemittel mit einem Siedepunkt unter 100°C, vorzugsweise von 30 bis 100°C, verdunsten nach kürzester Zeit aus dem Schaumgefüge. Werden viskositätssenkende Lösemittel eingesetzt, resultieren dynamische Viskositäten des Präpolymers zwischen 2500 und 10 000, insbesondere bis 7000 mPa·s.
Das 2-Komponenten-System wird hergestellt, indem man in einem Druckbehälter das niedrigviskose, lagerstablle Präpolymer kurz vor der Applikation mit der vorzugsweise in einer Integralhülse enthal­ tenen Polyhydroxyverbindung und Wasser und/oder einer Mono- oder Polycarbonsäure in mit dem Pre­ polymer reaktiver Form reagieren läßt.
Besonders geeignet als Reaktionspartner sind orga­ nische Hydroxyverbindungen mit einer Molmasse unter 200 und mindestens zwei primären Hydroxylgruppen:
  • - Glykole, wie Monoethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4- Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Tetraethylenglykol und Glycerin;
  • - aminmodifizierte Alkohole, wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin u.gl., sowie
  • - amingestartete Polyole mit hoher Reaktivität.
Dem System soll ein Produkt zugesetzt werden, das bei Reaktion mit dem Präpolymer Gas abspaltet. Hierfür sind Wasser und organische Mono- und Poly­ carbonsäure besonders geeignet, die bei der Reak­ tion mit Isocyanatgruppen CO2 abspalten. Voraus­ setzung ist allerdings, daß das Wasser und/oder die Carbonsäure in einer reaktionsfähigen Form vorlie­ gen.
Vorzugsweise wird die gasbildende Komponente der Polyhydroxykomponente zugesetzt. Besonders bevor­ zugt ist eine Mischung aus Polyhydroxykomponente und gasbildender Komponente in einer Integralhülse, die kurz vor dem Ausbringen in das Prepolymer frei­ gesetzt wird.
Bevorzugte, mit Isocyanat reaktionsfähige Formen der gasbildenden Komponente sind
  • - Wasser in Abmischung/Lösung,
  • - Wasser, als Emulsion feinstverteilt,
  • - wasserhaltige Emulgatoren/Tenside u. dgl.,
  • - Ammoniumhydroxid, welches zugleich Katalysator­ funktion ausübt,
  • - einwertige Carbonsäuren und Polycarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen,
  • - kristallwasserhaltige Salze, in einem geeig­ neten Medium gelöst oder homogen dispergiert.
Besonders bevorzugt sind Wasser, Ammoniumhydroxid, Ameisensäure und kristallwasserhaltige Salze mit hohem Kristallwassergehalt, etwa Na2SO4×10 H2O, jeweils in der Polyhydroxykomponente gelöst oder homogen dispergiert. Werden Polycarbonsäuren eingesetzt, so üben diese gleichzeitig eine Vernetzungsfunktion aus.
Das Treibgas wird bei der chemischen Reaktion der gasbildenden Komponente mit den freien Isocyanat­ gruppen des Präpolymers abgespalten, entweder un­ mittelbar durch die Vernetzungsrektion oder aber aufgrund der exothermen Wärmetönung.
Um eine optimale Gasausbeute zu erhalten, muß die gasabspaltende Verbindung in gelöster oder fein dispergierter Form in einer Matrix vorliegen. Vor­ zugsweise ist diese Matrix die Polyhydroxykompo­ nente. Bei der Auslösung der Polyhydroxykomponente wird diese dann zusammen mit der gasbildenden Ver­ bindung freigesetzt und der Schäum- und Ver­ netzungsprozeß gestartet.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, CO2 über einen Carbonat- oder Bicarbonatzusatz zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird Carbonat oder Bicarbonat, vor­ zugsweise NaHCO3, im Präpolymer feinstdispergiert. Die Polyhydroxykomponente enthält eine Säure, bei­ spielsweise Ameisensäure oder eine sauer reagie­ rende Verbindung und bildet bei der Freigabe das als Treibgas und zur Aufschäumung benötigte CO2.
Der Temperatur- sowie Vernetzungsverlauf nach der Auslösung der Polyhydroxykomponente kann über Kata­ lyse und/oder die chemische Zusammensetzung der Reaktionskomponente gesteuert werden. Bei der Ver­ wendung von Aminoalkoholen, beispielsweise Triethanolamin oder amingestarteten Polyolen, dient die Polyhydroxyverbindung zugleich als Katalysator.
Verarbeitungstechnische Eigenschaften, wie Appli­ ktionsfähigkeit, pot life, Trocknungsdaten, Ent­ spreizbarkeit, Ausbeute und Dimensionsstabilität können gemäß den Anforderungen eingestellt werden.
Die ausgelöste und homogen geschüttelte PUR-Mi­ schung benötigt je nach Katalyse und Ausgangstempe­ ratur eine bestimmte Reifezeit für die Vernetzungs­ rektion und die Treibgasbildung.
Die schnelle Aushärtung des frischen Schaumes er­ folgt durch gezielte chemische Reaktion zwischen Isocyanat, den Gruppen des Präpolymers und der Polyhydroxyverbindung. Während der Applikation tritt eine fühlbare, aber normale Erwärmung der Dose durch chemische Reaktion ein, die den Druck in erwünschter Weise steigert.
Applikationsspezifische Eigenschaften, wie Verar­ beitbarkeit und Standfestigkeit können über die Präpolymer-Konsistenz oder über Rheologieadditive gesteuert werden. Thixotropierende Stoffe, wie amorphe Kieselsäure, Celluloseether, Montmorillo­ nit-Schichtsilikate/Bentonit, sowie Acrylate können in die Polyolkomponente eindispergiert werden, wie dem Fachmann bekannt ist.
Die Präpolymerkonsistenz kann über den Vernetzungs­ grad, die Weichmacherkonzentration und durch Zusatz von Lösemitteln korrigiert werden.
Als Polyolkomponente des Präpolymers kommen bei­ spielsweise hydroxylgruppenhaltige Polyester in Frage. Solche Polyester können als Kondensations­ produkt aus Polycarbonsäuren, vorzugsweise Dicar­ bonsäuren und mehrwertigen Alkoholen, hergestellt werden.
Genannt seien beispielhaft Polycarbonsäuren, wie Glutarsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthal­ säure, Terephthalsäure un vorzugsweise Bernstein­ säure und Adipinsäure.
Beispiele für mehrwertige Alkohole sind Ethylen­ glykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Diethy­ lenglykol, Dipropylenglykol, 1,6-Hexandiol, Glyce­ rin, Trimethylolpropan und Pentaerythrit.
Ferner können Polyether als Polyolkomponente einge­ setzt werden. Solche Polyether können beispiels­ weise aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest und einem Startermolekül, das 2 bis 4, vorzugsweise 2 aktive Wasserstoffatome enthält, hergestellt werden.
Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetra­ hydrofuran, 1,2-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3- Butylenoxid, Styroloxid, Epichlorhydrin und vor­ zugsweise Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nachein­ ander oder als Mischung verwendet werden.
Als Startermoleküle kommen beispielswelse in Be­ tracht Phosphorsäure, Wasser, Polycarbonsäuren, wie Adipinsäure, Bernsteinsäure und Phthalsäure und vorzugsweise Polyhydroxyverbindungen, wie Ethylen­ glykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Trimethylolpropan und Glycerin.
Als Isocyanat kommen beispielsweise zum Einsatz Toluylendiisocyanat (2,4 und/oder 2,6), Isophoron­ diisocyanat und vorzugsweise Di- und Polyphenol­ polymethylenpolyisocyanat (Roh-MDI), sowie Gemische daraus.
Die zum Einsatz kommenden Präpolymere haben vor­ zugsweise ein Molekulargewicht von 700 bis 10 000, insbesondere von 1400 bis 6000 und einen NCO-Ge­ halt von 10 bis 18 Gew.-%.
Die erfindungsgemäßen Schaumsysteme enthalten Hilfsstoffe, wie Weichmacher, Flammschutzmittel, Schaumstabilisatoren, Katalysatoren, etc. in übli­ chen Mengen.
Es kommen übliche Flammschutzmittel zum Einsatz, beispielsweise Trialkylphosphate, wie TCEF, TCPP, TOF, Polybrombisphenol A, Tetrabromphthalatdiol, sowie phosphor- und halogenhaltige Polyole.
Als Weichmacher können übliche verwandt werden, etwa diverse Flammschutzmittel, Butylbenzyl­ phthalat, Dioctylphthalat und Trikresylphosphat.
Als Katalysatoren eignen sich je nach Systemreakti­ vität zinnorganische Aktivatoren, wie Dibutylzindi­ versatat, Morpholinotypen, wie N,N-Dimethylamino­ ethylmorpholin, N-Methylmorpholin, Piperazinderi­ vate wie N,N-Dimethylpiperazin sowie Etheramine, wie 2-Dimethylaminoethyl-3-dimethylamino­ propylether, 2-Dimethylaminoethylether. Bevorzugt werden Morpholinoderivate, wie Texacat DMDEE, Dabco XDM.
Aminoalkohole, wie Ethanolamine, wirken zugleich als Vernetzer und Katalysatoren.
Als Schaumstabilisatoren eignen sich bekannte Poly­ siloxan-Polyoxyalkylen-Copolymerisate.
Alle Ausgangsstoffe für das Präpolymer sollen einen Wassergehalt von weniger als 0,3% G/G aufweisen, bevorzugt weniger als 0,1% G/G.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Präpolymermi­ schung. Das Verfahren weist die Schritte auf
  • - Umsetzung wenigstens eines Polyols unter Feuchtigkeitsausschluß mit wenigstens einem Polyisocyanat unter Bildung eines Präpolymers mit reaktiven Isocyanatgruppen und einer dynamischen Viskosität im Bereich von 500 bis 12 000 mPa·s bei 20°C, wobei den Aus­ gangskomponenten, dem Reaktionsgemisch und/oder dem Präpolymer übliche Hilfsstoff zugesetzt werden können;
  • - gegebenenfalls Transferieren der Präpolymer­ mischung unter Feuchtigkeitsausschluß in einen Druckbehälter; und
  • - Einbringen der Polyhydroxyverbindung und des Treib- und Schäummittels in eingekapselter Form in die Präpolymermischung.
Die Viskosität ist für die Ausbringbarkeit des Schaumes und seine Qualität von erheblicher Bedeu­ tung. Daher muß der Präpolymerbildung besondere Sorgfalt gewidmet werden. Insbesondere muß die Tem­ peratur bei der Herstellung sorgfältig gesteuert werden und eine Obergrenze von etwa 150°C, vor­ zugsweise etwa 100°C, eingehalten werden.
Im folgenden wird die Herstellung beispielshaft be­ schrieben, wobei die Reaktion in einem separaten Behälter stattfindet; die Komponenten können aber auch direkt in einem Aerosol- oder Druckbehälter umgesetzt werden, wenn die Einhaltung der erforder­ lichen Bedingungen gewährleistet ist.
Zur Präpolymerbildung werden Polyole, vorzugsweise mit einer Hydroxylzahl von 45 bis 230, bevorzugt 170, und einer Molmasse von 700 bis 2000, vorzugs­ weise 1000 bis 2000, mit einem Weichmacher, vor­ zugsweise BBP und/oder einem Flammschutzmittel, vorzugsweise TCEP, und einem Schaumstabilisator als Mischung hergestellt und auf eine Temperatur von ca. 20°C eingestellt.
Beispiel
In einem temperierbaren Rührkessel wird das Isocya­ nat vorgelegt und mit trockenem Stickstoff über­ lagert. Nachdem die Isocyanatkomponente auf 25°C temperiert ist, wird die Polyolmischung langsam unter Rühren zugegeben. Dabei soll die Temperatur zwischen 30 und 40°C gehalten werden. Sobald die exotherme Reaktion abklingt, wird der Kesselinhalt innerhalb von 2 bis 3 Stunden auf 80°C erwärmt und zwei Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Danach wird auf 20°C abgekühlt. Ob die Substanzen der Polyolmischung getrennt oder auf einmal zugegeben werden, hängt von der Menge der Masse und der Kühl­ möglichkeit ab. Es hat sich als vorteilhaft erwie­ sen, einen Teil der nicht reaktiven Flammschutzmit­ tel und Weichmacher getrennt zu halten und mit die­ sen durch gezielte Zugabe unerwünschten Temperatur­ steigerungen zu begegnen.
Der Reaktionsfortschritt kann über Viskositätsbe­ stimmungen am Polyadukt sowie über NCO-Messungen überwacht werden.
Lösemittelzusätze sollen vorzugsweise nach dem Her­ unterkühlen erfolgen; bei zu hohen Temperaturen verdampfen die niedrigsiedenden Lösemittel.
Die Katalysatoren werden artspezifisch zur Präpoly­ merteuerung eingesetzt.
Nachdem auch die restlichen Komponenten eingefüllt sind und alle Reaktionen wunschgemäß zum Stillstand gekommen sind, kann die Mischung in einen Druckbe­ hälter, z. B. in Aerosoldosen, eingefüllt werden.
Polyhydroxykomponente und gasbildende Komponente werden in eine Integralhülse in der Aerosoldose eingebracht.
Typische Zusammensetzungen sind in nachstehender Tabelle wiedergegeben, in der alle Angaben Gewichtsteile sind.

Claims (21)

1. 2-Komponenten-Polyurethanschaumsystem auf Basis eines aus wenigstens einem Polyol und wenigstens einem Polyisocyanat gebildeten Präpolymers mit reaktiven Isocyanatgruppen zur Ausbringung aus Druckbehältern, welches aus dem Präpolymer, wenigstens einer davon getrennten und damit reaktiven Polyhydroxyverbindung, einem Treib- und Schäummittel, sowie gegebenenfalls üblichen Weichmachern, Flammschutzmitteln, Schaumstabili­ satoren, Katalysatoren, viskositätsvermindernden Lösungsmitteln und/oder anderen üblichen Hilfs­ stoffen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Präpolymer eines mit einer Viskosität von 500 bis 12 000 mPa·s bei 20°C ist und als Treib- und Schäummittel Wasser oder eine organische Mono- oder Polycarbonsäure in mit dem Präpolymer reaktiver Form in einer Menge von 2 bis 16 Gew.-%, bezogen auf das Präpolymer, getrennt vom Prä­ polymer vorliegt.
2. Schaumsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Präpolymer eine Viskosität von 1200 bis 6000 mPa·s bei 20°C hat.
3. Schaumsystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Präpolymer ein Molekular­ gewicht von 700 bis 10 000, vorzugsweise von 1400 bis 6000, bei einem NCO-Gehalt von 10 bis 18% aufweist.
4. Schaumsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es viskositätsvermindernde Lösungsmittel in einer Menge von bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Präpolymer, enthält.
5. Schaumsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Präpolymer eine Viskosität von 2500 bis 10 000, vorzugsweise bis 7000 mPa·s bei 20°C hat.
6. Schaumsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Lösungsmittel Ketone, Ester, Ether oder fluorierte Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von weniger als 100°C, vorzugsweise von 30 bis 100°C, zugegen sind.
7. Schaumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyhydroxyver­ bindung ein Molekulargewicht von weniger als 200 hat.
8. Schaumsystem nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polyhydroxyverbindung ein Glykol, ein aminmodifizierter Alkohol und/oder ein amingestartetes Polyol ist.
9. Schaumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyhydroxyver­ bindung eingekapselt vorliegt.
10. Schaumsystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polyhydroxyverbindung in einer Integralhülse vorliegt, die unmittelbar vor oder bei Ausbringen des Schaumes geöffnet wird.
11. Schaumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Treib- und Schäum­ mittel Wasser in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Präpolymers, zugegen ist.
12. Schaumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Treib- und Schäum­ mittel eine organische Mono- oder Polycarbonsäure mit vorzugsweise 1 bis 10, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 4 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Präpolymers, zugegen ist.
13. Schaumsystem nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Ameisensäure in einer Menge von 4 bis 8 Gew.-% zugegen ist.
14. Schaumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Treib- und Schäum­ mittel eine wasserabspaltende Verbindung in Form eines Hydrats, etwa Ammoniumhydroxid oder eines kristallwasserhaltigen Salzes, etwa Natriumsulfat- Decahydrat, in einer Menge von 4 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Präpolymers, zugegen ist.
15. Schaumsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Treib- und Schäum­ mittel der Polyhydroxyverbindung zugesetzt ist.
16. Schaumsystem nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Treib- und Schäummittel als Lösung, Emulsion oder Dispersion vorliegt.
17. Verfahren zur Herstellung des 2-Komponenten- Polyurethanschaumsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 16, welches die Schritte umfaßt
  • - Umsetzung wenigstens eines Polyols unter Feuchtigkeitsausschluß mit wenigstens einem Polyisocyant unter Bildung eines Präpolymers mit reaktiven Isocyanatgruppen und einer dynamischen Viskosität im Bereich von 500 bis 12 000 mPa·s bei 20°C, wobei den Aus­ gangskomponenten, dem Reaktionsgemisch und/oder dem Präpolymer übliche Hilfsstoffe zugesetzt werden können;
  • - gegebenenfalls Transferieren der Präpolymer­ mischung unter Feuchtigkeitsausschluß in einen Druckbehälter; und
  • - Einbringen der Polyhydroxyverbindung und des Treib- und Schäummittels in eingekapselter Form in die Präpolymermischung.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umsetzung zur Bildung des Präpolymers in einem Aerosolbehälter durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht reaktiven Hilfs­ stoffe zumindest teilweise zur Temperatursteuerung in das Umsetzungsgemisch aus Polyol und Poly­ isocyanat gegeben werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Präpolymermischung nach dem Abkühlen niedrig siedende Lösungsmittel bis zu einer Menge von 5 Gew.-%, bezogen auf das Präpolymer, zugesetzt werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäum- und Treib­ mittel zusammen mit der Polyhydroxyverbindung in eine Integralhülse eingebracht wird.
DE4038401A 1990-12-01 1990-12-01 2-komponenten-polyurethanschaumsystem und verfahren zu seiner herstellung Withdrawn DE4038401A1 (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995028430A1 (de) * 1994-04-13 1995-10-26 Bayer Aktiengesellschaft Zu harten polyurethanschaumstoffen führende mischungen
DE19702760A1 (de) * 1997-01-27 1998-07-30 Joachim Gluske Fa Brandhemmender Polyurethanschaum
DE19860339C2 (de) * 1998-12-24 2002-11-14 Hilti Ag Reaktive Zweikomponenten-Polyurethanschäummasse und Verfahren zur Brandschutzabdichtung
WO2005054324A1 (de) * 2003-12-06 2005-06-16 Rathor Ag Monomerarme prepolymerzusammensetzung aus unsymmetrischen polyisocyanaten und sterisch gehinderten polyolen
EP1829908A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-05 fischerwerke Artur Fischer GmbH & Co. KG Schaumstoffsysteme, Kits und deren Verwendung
DE4405983B4 (de) * 1994-02-24 2008-05-29 Henkel Kgaa Schaumkunststoff aus Einweg-Druckbehältern

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3096001A (en) * 1959-03-09 1963-07-02 Boe Pressure-packed polymerizable materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3096001A (en) * 1959-03-09 1963-07-02 Boe Pressure-packed polymerizable materials

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4405983B4 (de) * 1994-02-24 2008-05-29 Henkel Kgaa Schaumkunststoff aus Einweg-Druckbehältern
WO1995028430A1 (de) * 1994-04-13 1995-10-26 Bayer Aktiengesellschaft Zu harten polyurethanschaumstoffen führende mischungen
US5869546A (en) * 1994-04-13 1999-02-09 Bayer Aktiengesellschaft Mixtures leading to hard polyurethane foamed materials
DE19702760A1 (de) * 1997-01-27 1998-07-30 Joachim Gluske Fa Brandhemmender Polyurethanschaum
DE19860339C2 (de) * 1998-12-24 2002-11-14 Hilti Ag Reaktive Zweikomponenten-Polyurethanschäummasse und Verfahren zur Brandschutzabdichtung
WO2005054324A1 (de) * 2003-12-06 2005-06-16 Rathor Ag Monomerarme prepolymerzusammensetzung aus unsymmetrischen polyisocyanaten und sterisch gehinderten polyolen
EP1829908A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-05 fischerwerke Artur Fischer GmbH & Co. KG Schaumstoffsysteme, Kits und deren Verwendung

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