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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR PREPARING MATERIALS IN FORM OF FOAM OR NOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1979/000161
Kind Code:
A1
Abstract:
Materials are prepared in form of foam or not, from one or several mineral or organic substances comprising at least two isocyanate groups, in presence of water, of hydroxides of alkaline and/or oxides, of one or several catalysers, if necessary of inert charges and/or if necessary of one or several volatile substances as medium.

Inventors:
REUTER F (DE)
HILTERHAUS K (DE)
Application Number:
PCT/DE1978/000026
Publication Date:
April 05, 1979
Filing Date:
September 29, 1978
Export Citation:
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Assignee:
REUTER TECHNOLOGIE GMBH (DE)
BISCHOFSHEIM CHEMIE ANLAGEN (DE)
REUTER F (DE)
HILTERHAUS K (DE)
International Classes:
C08G18/00; C04B24/12; C04B26/16; C04B28/00; C04B28/10; C08G18/02; C08G18/08; C08G18/09; C08G18/10; C08G18/18; C08G18/30; C08G18/48; C08J9/12; C08K3/22; C08L75/00; (IPC1-7): C08G18/02; C04B13/26; C08G18/79; C08L75/00
Foreign References:
FR2008417A11970-01-23
DE1595809A11970-04-02
DE1694908A11970-12-10
DE2529015A11977-01-20
FR1253039A1961-02-03
GB1318925A1973-05-31
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von geschäumten oder nichtge schäumten Massen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine oder mehrere mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisende organische oder anorganische Verbindungen in Gegenwart einer alkalischen wässrigen Lösung, einer alkalischen' wässriger Suspension oder eines alkalisch wässrigen Breis aus Alkali und/oder Erdalkalihydroxyd, eines oder mehrerer Katalysatoren und gegebenenfalls'inerter Füll¬ stoffe, und/oder gegebenenfalls einer oder mehrerer, flüch¬ tiger Substanzen als Treibmittel zur Umsetzung bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Kalkmilch durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicliriet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Kalkmörtel!durchführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet', daß der Gehalt an Alkali und/oder Erdalkalihydroxyd im System mindestens 10 Gew.?., bezogen auf die einge¬ setzte Wassermenge, beträgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Isocyanatkomponente ein undestilliertes Isocyanatrohprodukt einsetzt, wie man es nach der Phosgenierung von rohen AnilinFormalde¬ hydHarzen erhält und wie es im Handel unter den Handels R R bezeichnungen Desmosdur 44 V und PAPI erhältlich ist. gυ EA7r OMPI β.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als ϊsocyanat komponente ein Gemisch von höherfunktionellen Poly isocyanaten mit mehr als zwei Benzolringen im Molekül einsetzt, wie man es gemäß der deutschen Of enlegungs schrift 2 105 193 erhält.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Isocyanat komponente ein Voraddukt mit endständigen Isocyanat¬ gruppen einsetzt, das gegebenenfalls KohlenstoffKohlen¬ s offDoppelbindungen enthält.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Isocyanat komponente ein Isocyanat einsetzt, das:Gruppen aufweist, die entweder ionisch sind oder sich in dem alkalischen Reaktionsgemisch wie solche verhalten.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Isocyanat" Verbindungen solche einsetzt, die halogeniert, vorzugs¬ weise chloriert, und/oder εulphoniert sind.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Polyesters und/oder Polyäthers durchführt.
11. 11» Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer oder mehrerer "Zwitterionen"^Verbin¬ dungen, die im Molekül mindestens eine Gruppe mit posi¬ tiver Ladung und mindestens eine solche,mit einer BUR OM negativen Ladung enthalten und zusätzlich mindestens noch ein nach Zerewitinow aktives Wasserstoffatom aufweisen, als Katalysator durchführt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als ZwitterionenVerbindung eine tertiäre Aminover¬ bindung mit mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe einsetzt, vorzugsweise eine Verbindung der allgemeinen Formel in der die Reste R„, , R2 und R, gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome oder einen Rest der allgemei¬ nen Formel N darstellen, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 25» vorzugs¬ weise 1 , bedeutet und die Reste X^ und/oder X« Wasser stoffatome, Hydroxylgruppen oder gradkettige oder ver¬ zweigte, gegebenenfalls primäre und/oder sekundäre Hydro¬ xylgruppen tragende Alkylreste mit '1 bis '25 Kohlenstoff¬ atomen bedeuten, wobei jedoch höchstens zwei der Reste R,j , R2 oder R,'Wasserstof tome sein dürfen und vorzugs¬ weise mindestens einer der Reste R.« , R«ι R* eine Hydro¬ xylgruppe trägt. OMPI .
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von 2,4,6Tris(dimethylaminomethyl)phenol durchführt.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines oder mehrerer Emulgatoren, vorzugs¬ weise in Gegenwart von Alkylphenoloxäthylaten mit einem Oxäthylierungsgrad von 10, durchführt.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Treibmitteln, vorzugsweise flüchtigen Treibmitteln, insbesondere Monofluortrichlormethan, wie es im Handel unter den Bezeichnungen Frigen 11 und Kaltron 11 erhältlich ist, durchführt;.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung zusätzlich in Gegenwart von Flammschutzmitteln, insbe¬ sondere in Gegenwart von halogenierten Phosphorsäure¬ estern, durchführt.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Füllstoffen und/oder Pigmenten durch¬ führt. r.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man als Füllstoff Diatomeenerde einsetzt.
19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man zu einem Gemisch aus Wasser und Katalysator ein Gemisch aus der Isocyanatgruppen aufweisenden Verbindung/en und dem Alkali.und/oder Erdalkalihydroxyd bzw. oxyd gibt, IJÜR OM . W1 wobei als Oxyd vorzugsweise Calciumoxyd eingesetzt wird und die beiden Gemische zusätzlich die in den vorstehen¬ den Ansprüchen 1 18 angegebenen Zusätze enthalten kön¬ nen.
20. Poröse und nicht poröse Formkörper, bestehend aus einem organischen Anteil, der durch Reaktion eines Isocyantes und Wasser Katalysator, sich selbst oder anderen ktiven Wasserstoffatomen entstanden ist und einen anorganischen Anteil der das Hydrierungsprodukt von Calciumoxyd dar¬ stellt, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich gegenseitig interpenetrierendes Netzwerk entsteht.
21. Anspruch nach Anspruch 20, daß die zum aufschäumen be¬ nötigte exotherme zu einem wesentlichen .Teil aus der Hy drierungswär e des Calciumoxyds • gezogen wird.
22. Anspruch nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt zu der die Hydrierungswärme innerhalb der Verschäumungsreaktion ein Maximum erreicht;. welches zeitlich vor, auf oder nach dem Temperaturmaximum, welches durch die Reaktion des Isöcyanates entstanden ist, liegt.
23. Anspruch nach Anspruch 20 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Verschiebung des Temperaturmaximums her¬ vorgerufen durch die Hydrierungswärme des Calciumoxyds, durch Phwertverschiebung stattfindet. 24* Anspruch nach" Anspruch 20 24, dadurch gekennzeichnet, daß.mindestens 50 Gew.έ des sonst verwendeten Isocyantes in einer Schaumreaktion durch Calciumoxyd ersetzt werden kann. tjUREA∑r OMPI ^NATIÖ '.
Description:
Verfahren zur Herstellung von geschäumten oder nicht geschäumten Massen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur-Herstellung von geschäumten oder nichtgeschäumten Massen, das dadurch ge- " kennzeichnet ist, daß man eine oder mehrere mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisende organische oder anorga¬ nische Verbindungen in Gegenwart einer alkalischen wäss-

OMPI h , WIPO Λ>.

rigen Lösung, einer alkalisches*,wässrigen Suspension oder eines alkalisch wässrigen Breis aus Alkali- und/oder Erd- alkalihydroxyd, eines oder mehrerer Katalysatoren und ge¬ gebenenfalls inerter Füllstoffe . und/oder gegebenenfalls einer oder mehrerer flüchtiger Substanzen als Treibmittel zur Umsetzung bringt. —

Das Gewichtsverhältnis von wässriger Alkali- und/oder Erd- alkalihydroxydlös ' ung zu socyanat beträgt vorzugsweise zwi- ' sehen 85 : 1 und 15 : 85, wobei die Alkali- und/oder Erd- alkalihydroxydlösung vorzugsweise mindestens 10 gewichts¬ prozentig an Alkali- und/oder E alkalihydroxyd ist.

Erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzt werden Natronlauge,

Kalilauge und Ammoniakwasser, insbesondere jedoch Calcium- hydroxyd, beispielsweise in Form von Kalkmilch, Kalkbrei oder als Mörtel (siehe Römpp, Chemie-Lexikon, 6.Au läge,

Bd.I, Seiten 895 bis 899). Als basische Komponente kann man auch Bariumhydroxyd einsetzen. Nach einer anderen bevor zugten Ausführungsform werden Wasser und die Alkali- und/ oder Erdalkalihydroxyde bzw. -oxyde getrennt eingesetzt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind aus der folgenden

Beschreibung und den Unteransprüchen ersichtlich, wobei neben oder anstelle der nachfolgend beschriebenen organisch Isocyanate auch organische Thioisocyanate und/oder anorgani sche Isocyanate und/oder Thioisocyanate eingesetzt werden können.

Die erfindungsgemäß eingesetzten anorganischen Isocyanate sind unter anderem in Polyurethanes", Chemistry and Technolo Band 1, J.H. Saunders and K.C. Frisch, Seiten 100 bis 103 und den darin genannten Literaturstellen beschrieben. Auf diese Literaturstellen wird hier ebenfalls ausdrücklich Bezug genommen, so daß auch diese Literaturstellen als Offenbarung im Rahmen dieser Erfindung anzusehen sind.

Zu den erfindungsgemäß eingesetzten Isocyanaten gehören solche Isocyanatverbindungen, die üblicherweise in der Polyurethanchemie eingesetzt werden und die mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisen. Vorzugsweise werden gemäß der Erfindung Isocyanatgemische eingesetzt, die in überwiegen¬ der Menge Polyisocyanatverbindungen mit mindestens drei Isocyanatgruppen aufweisen. Beispiele hierfür sind die im Handel unter den geschützten Bezeichnungen "Desmodur 44 V" und "PAPP- erhältlichen Isocyanate. Zu den besonders be¬ vorzugt eingesetzten Polyisocyanatgemischen gehören die Gemische von Polyisoc3»-anäten, in denen praktisch keine Diisocyanate und Monoisocyanate enthalten sind, und wie sie gemäß dem in der deutschen Of enlegungsschrift 2 105 193 (mein Zeichen: El-58) beschriebenen Verfahren erhalten wer¬ den. Bei diesem Verfahren wird ein durch Phosgenierung von rohen Anilin-Formaldehyd-Harzen erhaltenes organisches Polyisocyanatgemisch, das in überwiegender Menge die Di- phenylmethandiisocyanatisomeren und höherfunktionelle Poly- isocyanate mit mehr als zwei Benzolringen im Molekül ent¬ hält, in die Diphenylmethandiisocyanatisomere und in die höherfunktioneilen Polyisocyanate getrennt.

Gemäß der Erfindung können selbstverständlich auch die bei der Herstellung von Polyurethanen eingesetzten NCO- Voraddukte verwandt werden. Bei den NCO-Voraddukten handelt es sich um höhermolekulare Verbindungen mit mindestens zwei endständigen NCO-Gruppen, die vorzugsweise ein Molekularge¬ wicht von 500 bis 10 000, insbesondere zwischen 800 und 2 500, aufweisen. Vorzugsweise weisen diese NCO-Voraddukte einen Gehalt an NCO-Gruppen von 1,5 bis 5 % auf. Die Herstellung dieser NCO-Voraddukte erfolgt in bekannter Weise durch Um¬ setzung höhermolekularer OH-Gruppen enthaltender Verbin¬ dungen mit einem Überschuß an Polyisocyanat. Die Herstellung solcher NCO-Voraddukte ist beispielsweise beschrieben in Angewandte Chemie 64, 523 bis 531 (1952), Kunststoffe 42, 303 bis 310 (1952) ' , DT-PS 831 772, DT-PS 897 014, DT-PS 929 507 und US-Patent 3 000757.

OMPI

V ° J

Als geeignete höhermolekulare OH-Gruppen enthaltende Ver¬ bindungen, die zur Herstellung der NCO-Voraddukte geeignet sind, seien beispielsweise erwähnt: Polyester, Polyäther, Polyesteramide, Polythio'äther und Polyacetate.

Weiterhin sind auch höhermolekulare Verbindungen mit end¬ ständigen Carboxyl-, Amino- und Mercapto-Gruppen geeignet. Polysiloxane, die gegenüber I-socyanaten reaktionsfähige Gruppen aufweisen, seien ebenfalls erwähnt. Weitere ge¬ bräuchliche Verbindungen sind zum Beispiel in J.H. Saun- ders, K.C. Frisch "Polyurethanes" Part 1, New York, 1962, Seiten 33 bis 61 und in der dort zitierten Literatur be¬ schrieben.

Zur Herstellung der NCO-Voraddukte kann .jedes geeignete organische Diisocyanat verwendet werden. Erfindungsgemäß einsetzbar sind ebenfalls Isocyanatverbindungen, die Grup¬ pen aufweisen, die entweder ionisch und/oder sich im alka¬ lischen Reaktionsgemisch wie solche verhalten.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Katalysatoren sov/ie Einzel heiten über ihre Wirkungsweise sind im Kunststof -Handbuch, Band VII, herausgegeben vor Vieweg und Höd tlen, Carl Hanse Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 96 bis 102 beschr ben.

Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwi¬ schen etwa 0,001 und 10 Ge __-. -%, bezogen auf die Menge an Isocyanat, eingesetzt.

Insbesondere werden solche Katalysatoren bevorzugt, die reaktionsfähige Gruppen besitzen, wie Hydroxyl- und Amino- reste, die mit Isocyanaten zu reagieren vermögen und wäh¬ lend derPo3ymerbildung in das Polymergerüst mit eingebaut werden und nach Möglichkeit zu einer Cyclisierung der Isocyanate zu Isocyanuraten beitragen.

Beispiele für geeignete Katalysatoren sind daher 2,4,6-Tris- (dimethylaminomethyl)-phenol, Methyldiäthanolamin, N-Methyl- dipropyldiamin, Dibutylaminoäthanol, Dimethylamino-2-propa- nol, Diäthylaminoäthoxyäthanol und o-Tolylpropanolamin. Zu weiteren geeigneten Katalysatoren gehören 1 ,4-Diaza(2,2,2)bi- cyclooctan (DABCO^, auch mit Triäthylendiamin bezeichnet), N,N'-Bis-dimethyldiäthyl-piperazin, Hexamethyltriäthylen- tetramin, Di ethylbenzylamin, Katalysator A- (UCC), Di- methylcetylamin, 1 ,8-Diazabicyclof5,4,θJundecen(7) , Tetra¬ methyl-1 ,3-butandiamin.

Besonders gut eignen sich für die erfindungsgemäßen Zwecke als Katalysatoren solche Verbindungen, die als Zwitterion-Ver¬ bindungen zu bezeichnen sind, d.h. solche Verbindungen, die im Molekül mindestend eine Gruppe mit positiver Ladung und mindestens eine solche mit einer negativen Ladung enthal¬ ten und die vorzugsweise zusätzlich mindestens noch ein nach Zerewitinow aktives Wasserstoffatom aufweisen. Zu den bevorzugt von dieser Gruppe -eingesetzten Verbindungen zählen somit Verbindungen der allgemeinen Formel

worin die Reste R^ , R und R, Wasserstoffatome oder einen Rest der allgemeinen Formel

darstellen, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 25 und die Reste X., und X« Wasserstoffatome und/oder Alkylreste mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei die Reste

IJÜ EÄIΓ

OMPI a W. WlPθ , -- >

R. , R und R, verschieden sein können, höchstens zwei der Reste R. , R oder R, Wasserstof atome sein dürfen und die Alkylreste primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen tragen können.

Hiervon werden besonders bevorzugt tertiäre Aminoverbin¬ dungen mit einer phenolischen Hydroxylgruppe, die zusätzlic mindestens eine weitere Hydroxylgruppe aufweisen, d.h. ter- tiäre Aminoverbindungen der allgemeinen Formel

in der die Reste R 1 , Rp und R-, Wasserstoffatome oder einen Rest der allgemeinen Formel

CH, - X,

CH„ - N

\

CH. - X.

darstellen, worin die Reste X . und/oder X ? Wasserstof ato¬ me, Alkylreste mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen oder den Rest

-(CH 2,,)'mOH ( x m„, ist eine g °anze Zahl von 0 bis 25)' bedeuten, wobei höchstens zwei der Reste R.. , Rp oder R, Wasserstoff- atome sein dürfen und mindestens einer der Reste R,. , R p , R, eine Hydroxylgruppe tragen muß.

Gemäß der Erfindung bevorzugt ' eingesetzte unter die vorste hende allgemeine Formel fallende Zwitterionen-Eigenschafte aufv/eisende tertiäre Aminoverbindungen sind 2,4,6-Tris(ätl 2-hydr ' oxyläthylaminomethylen)phenol der Formal

und 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol.

Bei der Herstellung von Schaumstoffen nach dem erfindungs- ' gemäßen Verfahren setzt man vorzugsweise zusätzlich Treib¬ mittel ein, insbesondere inerte Flüssigkeiten, .die zwischen -25 und +50°C, vorzugsweise zwischen -15 und +40°C, sieden. Es handelt sich hierbei insbesondere um Alkane, Alkene, halo¬ gensubstituierte Alkane, bzw. Alkene oder Dialkyläther. Sol¬ che Substanzen sind. z.B. gesättigte oder ungesättigte Kohlen¬ wasserstoffe mit 4 bis 5 C-Atomen, wie Isobutylen, Butadien, Isoptren, B n, Pentan, Petroläther, halogenierte gesättig¬ te oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Chlormethyl, Methylenchlorid, Fluortrichlormethan, Di ' fluordichlormethan, Trifluorchlormethan, Chloräthan, VinylChlorid, Vinyliden- chlorid. Als am besten geeignet haben sich Trichlorfluor- methan, Vinylchlorid und C,-Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Bu¬ tan, Monofluortrichlormethan (im Handel erhältlich unter den geschützten Warenzeichen Frigen 11 und Kaltron 11) ' , Dichlor- difluormethan und Trichlortrifluoräthan erwiesen. Monofluor¬ trichlormethan wird bevorzugt. Als zusätzliches Treibmittel kann eingerührte Luft dienen.

Selbstverständlich kann zur Schaumstoffherstellung bei er¬ höhter Temperatur auch mit höhersiedenden Treibmitteln, z.B. Hexan, Dichloräthan, Trichloräthan, Tetrachlorkohlen- stoff, Leichtbenzin, als Zusatzmittel gearbeitet werden. Jedoch kann auch das in der Mischung enthaltene Wasser die Funktion des Treibmittels übernehmen. Ferner können feine

Metallpulver, z.B. Calcium, Magnesium, Aluminium oder Zink, durch Wasserstoffentwicklung als Treibmittel dienen, v/obei sie gleichzeitig eine härtende und verstärkende Wirkung ausüben.

Die Treibmittel werden, bezogen auf das Reaktionsgemisch, in Mengen von 0 bis 50 Gew.-?6, bevorzugt 2 bis 30 Gew.-?ό, eingesetzt.

Zwecks Bildung einer besonders feinen Zellstruktur emp¬ fiehlt es sich, keimbildende und zellregelnde Substanzen mit einzumischen. Geeignet als keimbildende Substanzen sind viele Verbindungen, beispielsweise feinzerteilte inerte Feststoffe, z.B. Siliciumdioxyd oder Aluminium¬ oxyd, gegebenenfalls zusammen mit Zinkstearat, oder amorphe Kieselsäuren oder Metallsilicate. Hiervon werden als Keimbildner das aus der kolloidalen Lösung ausfallende Siliciumdioxyd bevorzugt.

Zu geeigneten Zellreglern gehören Siliconöle auf Basis von Pcüysiloxanen, z.B. die Öle der Firma Union Carbide Corporation: DC-193, DC- 94, DC-195, L-532, L-5340, die der Firma , General Electric: SF 1066, SF 1109, die der DC-Marken der Firma Wacker, Tegiloxan der Firma Goldschmidt und Emulgin 286 der Firma Henkel. Hiervon werden bevorzugt DC-195, L-5340 und ' Emulgin 286.

Vorzugsweise verwendet man bei der Herstellung der erfin¬ dungsgemäßen Schäume auch oberflächenaktive Zusatzstoffe, um durch eine Verminderung der Oberflächenspannung des Systems die Verschäumung zu erleichtern. Darüber hinaus verleihen sie den Schäumen durch eine zusätzliche Beein¬ flussung der Zellstruktur bestimmte erwünschte Eigenschaf¬ ten. Zu geeigneten Verbindungen zählen beispielsweise Tenside (im Handel erhältlich unter der Bezeichnung Emul¬ gin 286, Hersteller:Henkel) sowie die* nichtionogenen Alkylphenoloxäthylate mit einem Oxäthylierungsgrad von

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ca. 6 bis 20. Bevorzugt eingesetzt werden Emulgin 286 und Alkylphenoloxäthylate mit einem Oxäthylierungsgrad von 9 bis 10.

Die oberflächenaktiven Zusatzstoffe können auch gleichzei¬ tig als Schaumstabilisatoren wirken. Zusätzlich kann man als Schaumstabilisatoren einsetzen: Siliconöl (im Handel erhältlich unter der Bezeichnung Si L 5340, Hersteller: Union Carbide Corporation) und Emulgin 286 der Firma Henkel.

Um die Nichtentflammbarkeit der erfindungsgemäßen homogenen Materialien oder der Schäume weiterhin zu erhöhen, gibt man dem System flammhemmende Substanzen zu. Diese Substanzen können entweder in einer oder beiden Komponenten gelöst oder dispergiert sein. Zu den in der wässrigen Komponente löslichen flammhemmenden Substanzen gehören; beispielsweise Trinatriumphospat ♦ 12 H p O. Zu den nicht löslichen flamm¬ hemmenden Zusehlagstoffen, die im übrigen gleichzeitig auch Verstärkungsfunktionen übernehmen, gehören beispiels¬ weise Kieselgur (Diatomeenerde), Alu iniumöxyd, Magne- siumsilicat, Asbestpulver, Kreide, Asbestfasern und Glas¬ fasern.

Als organische Flammschutzmittel eignen sich besonders Ver¬ bindungen auf Phosphor-Halogen-Basis, beispielsweise die im Handel unter der Bezeichnung "Phosgard 2xc20" von der Firma Monsanto vertriebene Verbindung der Formel r

C1(CH 2 ) 2 - 0 -θ(CH 2 ) 2 -Cl

-(CH 2 ) 2 Cl

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OMPI

Diese Verbindung enthält ca. 35 % Chlor und ca. 11 % Phos¬ phor. Sie ist gegenüber NCO-Gruppen inert. Die besonderen Vorzüge dieses Phosphonatesters liegen darin, daß hoch¬ viskose Polyisocyanatmaterialien durch Vermischen mit die¬ sem Phosphonatester erheblich in der Viskosität gesenkt werden können und daß das Material mit geeigneten Emulga- toren in Wasser e ulgierbar ist. Die flammhemmenden Eigen¬ schaften sind nicht nur auf den relativ hohen Phosphor- und Chlorgehalt zurückzuführen, sondern auch auf die Erhö- hung des SauerstoffIndexes, welcher - bei Beflammung - sofort eine harte Verkohlungsschicht entstehen läßt, die die Flamme nicht mehr weiter propagiert. Über die flamm¬ festmachenden Eigenschaften hinaus hat der Ester die Aufgabe, durch die P- und Cl-Ato e die alkalische Reak¬ tionskomponente mit zu neutralisieren. Das Material ist geruchlos und wenig toxisch.

Grundsätzlich können die erfindungsgemäß hergestellten Materialien ohne Verlust ihres hochwertigen Eigenschaftsbil des mit beträchtlichen Mengen an Füllstoffen gefüllt werden ganz besonders bevorzugte Füllstoffe, die eine ausgesproche verstärkende Wirkung aufweisen, sind wasserbindende (hydrau lische) Zuschlagstoffe organischer oder anorganischer Natur, insbesondere Wasserzemente und synthetischer An¬ hydrit. Ferner wird als Füllstoff Flugasche bevorzugt.

*

Bei Verwendung ausreichender Mengen solcher wasserbinden¬ der Zuschlagstoffe können auch solche wässrige Lösungen eingesetzt werden, welche einen hohen Wassergehalt, z.B. 60 bis 90 % , aufweisen.

Als Wasserzement kommt insbesondere Portlandzement, schnell bindender Zement, Hochofen-Zement, niedrig gebrannter Ze¬ ment, sulfatbeständiger Zement, Mauerzement, Naturzement, Gipszement, Puzzolanzement und Calciumsulfaiement zum Einsatz.

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OMPI

Die wasserbindenden Zuschlagstoffe werden zur Herstellung von harten Werkstoffen, vorzugsweise in- einer Menge ein¬ gesetzt, die ausreicht, um 40 bis 100 % des durch die wässrige Phase eingebrachten Wassers zu binden. Insbeson¬ dere beträgt die Menge wasserbindender Zuschlagstoffe 50 bis 400 Gew.-?6 der Menge an "Gesamtmischung"-.

Die Bindung des durch die wässrige Phase eingebrachten Wassers durch hydraulische Bindemittel, insbesondere Zement oder Anhydrit ist im Hinblick auf das Ver¬ halten der Materialien im Brandfall von wesentlicher Bedeu¬ tung. Es wird bei Hitzeeinwirkung langsam endotherm abge¬ geben und weist dadurch eine stark brandhemmende Wirkung auf.

Darüber hinaus ist auch Diatomeenerde für die erfindungs¬ gemäßen Zwecke besonders gut geeignet, da es ebenfalls gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllt. Durch seine Fähig¬ keit, ein Mehrfaches seines Volumens an Wasser aufnehmen zu können, ' hilft es, den Schaum "auszutrocknen", ohne daß - dieser schrumpft. Außerdem ist Diatomeenerde sowohl inert gegenüber Säuren als auch Basen und nicht brennbar. Es läßt sich sowohl mit der einen als auch mit der anderen Komponente vermischen und ergibt durch seine feine Vertei¬ lung in den beiden Komponenten eine große Erhöhung der "inneren Oberfläche", was sich bei der Herstellung der er¬ findungsgemäßen Schäume dadurch vorteilhaft bemerkbar macht, daß davon eine Emulgierwirkung (Schutzkolloidbildung) ausgeht.

Die einzusetzenden Füllstoffe sowie die inerten Zuschläge können vor dem Vermischen auch mit einer der flüssigen Mischungskomponenten getränkt, imprägniert oder besprüht werden, 'z.B. um die Haftung oder Fließfähigkeit zu verbes¬ sern.

Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mit¬ zuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sov/ie Zellreglern, Reaktionsverzö¬ gerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weich¬ machern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzel¬ heiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatz¬ mittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band VI, herausgege¬ ben von Vieweg und Höchtlen, Carl Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 103 bis 113 beschrieben.

Je nachdem, was die erfindungsgemäßen Polymere für Eigen¬ schaften aufweisen sollen, kann man als Reaktionskomponente zusätzlich Polyester und Po^äther einsetzen, wie sie in der Polyurethan-Chemie Anv/endung finden. -Da die Polyole, d.h die Polyester und Polyäther, in der Polyurethan-Literatur -ausführlichst beschrieben sind, wird an dieser Stelle auf di nähere Beschreibung dieser Verbindungen verzichtet.

In das erfindungsgemäße Reaktionsgemisch kann man ferner zusätzlich Kunststoffpartikelchen, vorzugsweise in Form . einer' wässrigen Kühststoffdispersion, einbringen " .

Ferner hat es sich für verschiedene Anwendungszwecke als vorteilhaft erwiesen, wenn man der wässrigen Ausgangs¬ komponente noch Wasserglas, vorzugsweise Na- oder K-Wasser- glas, zufügt. Die erfindungsgemäß einsetzbaren Wassergläser sind beispielsweise in Ullmanns Encidclopädie der Technischen Chemie, 15. Band, Seiten 732s ff, beschrieben. '_--

Die Mischung der vorstehend genannten Komponenten erf.olgt in der aus der Polyurethan-Chemie bekannten Weise, oder in einem schnell umlaufenden Zwangsmischer, beispielsweise einer Mörtelmischmaschine oder einem Betonmischer. Wie üblich stellt man zunächst eine Komponente A und eine Kom¬ ponente B her, die dann nach Zugabe entsprechender Zu¬ schläge und Katalysatoren gemischt werden. Die Startzeit der

so hergestellten Gemische für Schäume liegt im allgemeinen zwischen 5 und vielen Minuten, ja Stunden oder sogar Tagen und ist je nach Wunsch regelbar. Gegebenenfalls können die Komponenten erwärmt werden, um die Startzeit zu verkürzen. Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Schäume eine Dichte zwischen 15 und 750 kg/ auf.

Für besondere Einsatzzwecke kann es von Vorteil sein, wenn man die erfindungsgemäß erhaltenen Massen einer anschlie߬ enden Temperung bei Temperaturen über 100° C, insbesondere über 130 bis 250° C, unterwirft.

Beispiel 1

17.9 Gew.-Teile Wasser werden mit 2 Gew.-Teilen 2,4,6- Tris- (di ethylaminomethyl)-phenol und 0,1 Gew.-Teilen Lutensol der BASF gut vermischt. Dazu wird ein Gemisch, bestehend aus 27,6 Gew.-Teilen DesmQdur 44 V 20 der Firma Bayer AG, 12,0 Gew.-Teile Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto, 0,4 Gew.- Teilen Siliconöl 193 der Firma Dow Cornung und 40,0 Gew.- Teilen CaO (Baukalk), hergestellt und kräftig zusammen ver¬ rührt. Es entsteht ein grobporiger Schaum.

Beispiel 2

17,9 Gew.-Teile Wasser werden mit 2 Gew.-Teilen 2,4,6- Tris- (di ethylaminomethyl)-phenol und 0,1 Gew.-Teilen Lutensol der Firma BASF gut vermischt. Dazu wird ein Gemisch, bestehend aus 27,6 Gew.-Teilen Desmodur 44 V 20 der Firma Bayer AG, 12,0 Gew.-Teilen Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto, 0,4 Gew.-Teilen Siliconöl 193 der Firma Dow : Corning und 40,0 Gew.- Teilen Zement, hergestellt und kräftig zusammen verrührt. Es entsteht ein grobporiger Schaum.

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Beispiel 3 •>

47,7 Gew.-Teile Natronwasserglas von 58/60 Grad Be werden mit 4,3 Gew.-Teilen Wasser und 1,5 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris- (dimethylaminomethyl)-phenol gut vermischt. Dazu wird ein Gemisch, bestehend aus: 10,0 Gew.-Teilen Desmodur 44 V 20 der Firma Bayer,

8,0 Gew.-Teilen Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto,

0,3 Gew.-Teilen Siliconöl 193 der Firma Dow Corning, 15,0 Gew.-Teilen Tresolit CP der Firma Henkel & Co.,

5,0 Gew.-Teilen CaO und

5,0 Gew.-Teilen Trichlorfluormethan, hergestellt und kräf zusammen verrührt.

Es entsteht ein feinporiger Schaum mit dem Raumgewicht von 160 kg/m 3 .

Beispiel 4

45,'3 Gew.-Teile Natronwasserglas 58/60 Grad Be werden mit Gew.-Teilen Wasser, 21,8 Gew.-Teilen Natronwasserglas 48/5 Be, 1,7 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-pheno und 4,4 Gew.-Teilen Diatomeenerde der Firma Chemag Marke C tom MW 31 gut vermischt. Dazu wird ein Gemisch, bestehend 12,0 Gew.-Teilen Desmodur 44 V 20 der"Firma Bayer AG, 5,0 Gew.-Teilen Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto, 0,3 Gew.-Teilen Siliconöl 193 der Firma Dow Corning, 2,5 Gew.-Teilen Diatomeenerde der Firma Chemag Marke Cela tom MW 31, 15,0 Gew.-Teilen CaO und

8,0 Gew.-Teilen Trichlorfluormethan, hergestellt, und kräf zusammen verrührt. Es entsteht ein Schaum mit einem Raumgewicht von 250 kg/m

Beispiel 5

45,9 Gew.-Teile Natronwasserglas von 58/60 Grad Be werden 4,1 Gew.-Teilen Wasser, 1,0 Gew.-Teilen 2,4,6-Tris-(dimeth

aminomethyl)-phenol und 5,0 Gew.-Teilen Diatomeenerde der Firma Chemag Marke Celatom MW 31 gut vermischt. Dazu wird ein Gemisch bestehend aus: 10,0 Gew.-Teilen Desmodur 44 V 20 der Firma Bayer AG

8,0 Gew.-Teilen Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto

0,3 Gew.-Teilen Siliconöl 193 der Firma Dow Corning 15,0 Gew.-Teilen Tresolit CP der Firma Henkel & Co.

5,0 Gew.-Teilen CaO und

5,0 Gew.-Teilen Trichlorfluormethan, hergestellt und kräftig zusammen verrührt. Es entsteht ein Schaum mit dem Raumgewicht von 390 kg/m 3 .

Beispiel 6

25 Gew.-Teile Diatomeenerde der Firma Chemag Marke Celatom MW 31 werden mit 2 Gew.-Teilen 2,4,6- Tris-(dimethyl ino- methyl)-phenol, 0,1 Gew.-Teilen Lutensol der Firma BASF und 72,9 Gew.-Teilen Wasser gut vermischt.

Dazu wird ein Gemisch, bestehend aus 27,6 Gew.-Teilen Desmodur 44 V 20 der Firma Bayer AG, 12,0 Gew.-Teilen Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto, 4,0 Gew.-Teilen Silikonöl 193 der Firma Dow Corning und 40,0 Gew.-Teilen CaO (Baukalk), hergestellt und kräftig zusammen verrührt.

Unter der Bezeichnung mit dem Handelsnamen Desmodur 44 V 20 der Firma Bayer AG versteht man ein Produkt, welches aus hohen funktionellen Polyisocyanaten mit mehr als zwei Benzolringen im Molekül und einem ca. 50 Gew.-£igen Anteil an 4,4-Diphenyl- methandisocyanat.

*

Unter der Handelsbezeichnung Phosgard 2 x C 20 der Firma Monsanto versteht man einen Phosphonatester mit einem Anteil an Chloratomen, wobei ein Molekül aus einer Hauptkette, die aus C-0-P-O-Segmenten besteht und Seitenketten, die nicht län¬ ger als 1 Kohlenstoffatom sind und an ihrem Ende je ein Chlor¬ atom tragen.

Tresolit ist der Handelsname der Firma Henkel & Co. für ein Gemisch von isomeren Phosphatsalzen in Pulverform.

Siliciumöl 193 der Firma Dow Corning ist ein Schaumstabili¬ sator (Si-0) n -ketten.

-fυRE

OMPI

, m WIPO