DE2932304A1

DE2932304A1 - Stabile fuellstoff-polyol-dispersionen, ein verfahren zu deren herstellung und die verwendung zur herstellung von gegebenenfalls geschaeumten polyurethankunststoffen

Info

Publication number: DE2932304A1
Application number: DE19792932304
Authority: DE
Inventors: Walter Decker; Wolfgang Dipl Chem Dr Jarre; Matthias Dipl Chem Dr Marx; Dietmar Dipl Chem Dr Nissen; Ernst Dipl Chem Dr Schoen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1981-02-26
Also published as: EP0023987A1; BR8004958A; DE3064575D1; US4293657A; EP0023987B1

Description

BASF Aktiengesellschaft 0. Z. 0050/033984

""Stabile Füllstoff-Polyol-Dispersionen, ein Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung zur Herstellung von gegebenenfalls geschäumten Polyurethankunststoffen

Die Erfindung betrifft stabile Melamin-Polyol-Dispersionen, die enthalten

A) 5 bis 70 Gew.iS Melamin, wobei 90 % der Melamlnpartlkel eine Teilchengröße von kleiner als 10 ,um besitzen,

3) 95 bis 30 Gew.% eines Polyols, wobei die Gew.,? bezogen sind auf das Melamin-Polyol-Gewieht und C) 0,001 bis 20 Gew.?, bezogen auf das Melamingewicht,

mindestens eines Stabilisators

und die hergestellt werden durch in situ Zerkleinerung mit ^ hohen örtlichen Energiedichten, z.B. 10 bis 3 000 kWh/m , und gleichzeitiger Dispergierung des Melanins in den Polyolen sowie die Verwendung der Dispersionen zur Herstellung von gegebenenfalls geschäumten Polyuret".lan-Kunststoffen.
20-

Die Herstellung von Dispersionen aus organischen Polymeren und hydroxylgruppenhaltigen Polyäthern ist bekannt. Hierbei werden üblicherweise wässerige Polymerdispersionen mit

Polyätherolen gemischt und anschließend das Wasser abge-25

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - *— M · O.Z. 0050/033984

^rfcrennt. Es wurde ferner vorgeschlagen, Pfropfpolymere durch in situ Polymerisation von äthylenisch ungesättigten Monomeren in gegebenenfalls äthylenisch ungesättigten Polyätherolen herzustellen und die erhaltenen Produkte zur Herstellung von Polyurethanen zu verwenden.

Nach Angaben der deutschen Patentanmeldung P 28 50 609.4 werden stabile Füllstoff-Polyol-Dispersionen erhalten, wenn man organische oder anorganische Füllstoffe in Gegenwart von Polyolen mit hohen örtlichen Energiedichten auf eine Teilchengröße kleiner als 7,um zerkleinert und hierbei gleichzeitig dispergiert. In der genannten Publikation wird Jedoch die Verwendung von Melamin als Füllstoff nicht genannt.

Die Verwendung von Melamin als Flammschutzmittel zur

Herstellung von gegebenenfalls isocyanuratgruppenhaltigen, geschäumten Polyurethankunststoffen wird beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften 20 43 917, 23 48 838 und 28 09 084 beschrieben. Nach Angaben dieser Publikationen wird das Melamin unmittelbar vor der Schaumstoffherstellung in das Polyol eingerührt. Nachteilig ist hierbei, daß die Melamin-Polyol-Mlschungen sofort verarbeitet werden müssen, da bereits nach kurzer Zeit das Melamin

25 sedimentiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, gut handhabbare, lagerstabile, nicht zum Sedimentieren neigende Dispersionen von Melamin in Polyolen herzustellen.

überraschenderweise zeigte sich, daß man lagerstabile Melamin-Polyol-Dispersionen erhält, wenn man das Melamin in den Polyolen in Gegenwart von Stabilisatoren so zerkleinert, daß 90 % der Melaminpartikel eine Teilchengröße von

35 kleiner als 10,um besitzen. Besonders vorteilhafte !.Ergebnisse werden.erzielt, wenn man als Stabilisatoren

130009/0310

-~^: '-'·'-'■ ■'''■■'''' '« '·■' 2132304

BASF Aktiengesellschaft - -Ξ—- 'ζ* Ο.Ζ.ΟΟ5Ο/Ο3398Α

"Verbindungen aus der Gruppe ^Ί

a) der Kieselsäuren und Silikate,

b) Salze von perfluorierten Alkylearbonsäueen, Alkylsulfonsäuren und perfluorierten Alkylsulfonsäuren sowie

5 Polyperfluorätherole und/oder

c) Salze von Fettalkoholsulfaten verwendet»

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit stabile

Melamin-Polyol-Dispersionen, die enthalten A) 5 bis 70 Gew.JS, bezogen auf das Melamin-Polyol-Gewicht, Melamin, wobei 90 % der Melaminp&rtiksl eine Teilchengröße von kleiner als 10 ,um besitzen,

B) 95 bis 30 Gew.i, bezogen auf das Melamin-Folyol-Gewicht, eines Polyols mit einem Molekulargewicht von

15 200 bis 16 000 und

C) 0,001 bis 20 Gew.?, bezogen auf das Me 3. am ing ewlc lit, mindestens eines Stabilisators.

Die Melamln-Polyol-Dispersionen zeigten nach Lagerzeiten von mehr als 4 Monaten noch keine MeIaminablagerung, Vorteilhaft 1st ferner, daß die Dispersionen auch bei sehr hohen Melaningehalten, wie z.B. 50 Gew.%, bezogen auf das Melamin-Polyol-Gewioht, und 5O⁰C üblicherweise Viskositäten von kleiner als 4 000 mPas, vorzugsweise von 2 400 bis 3 200 mPas besitzen und daher auf üblichen Mehrteomponenten- -Verarbeitungsmaschinen zur Polyurethanherstellung noch gut handhabbar sind.

Die Viskosität der Melamin-Polyol-Disperslonen ist abhänglg u.a. von der Art und Menge des zugesetzten Stabilisators und insbesondere vom Melamingehalt der Dispersion, wobei beispielsweise die Viskosität bei 50⁰C In Gegenwart des gleichen Stabilisators von 800 mPas bei einem Melamingehalt von 24 Gew.% auf 3 100 mPas bei einem Melamingehalt von 50 Gew.% ansteigt.

130009/0310 ORIGINAL INSPECTED

BASF Aktiengesellschaft -4— Ίο' Ο.Ζ.0050/033984

den zur Herstellung der erfindungsgemäßen Melamin-Polyol-Disperslonen verwendbaren Ausgangskomponenten ist folgendes auszuführen:

5 Melamin wird in der handelsüblichen Form verwendet und besitzt üblicherweise folgende Korngrößenverteilung:

10 Gew.? der Teilchen sind größer als 30,Um 30 Gew.? der Teilchen sind größer als 24.Um

)Q 50 Gew.? der Teilchen sind größer als 20,um 70 Gew.? der Teilchen sind größer als l6,um und 90 Gew.? der Teilchen sind größer als ll_/um.

Geeignete als Disperglemedium verwendbare Polyole besitzen Funktionalitäten von 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 3 und Molekulargewichte von 200 bis 16 000, vorzugsweise 200 bis 8 000. Bewährt haben sich und daher vorzugsweise verwendet werden Polyesterole und insbesondere Polyätherole. In Betracht kommen jedoch auch andere hydroxylgruppenhaltige Polymere mit den genannten Molekulargewichten, beispielsweise Polyesteramide, Polyacetale, wie Polyoxymethylene und Butandiolformale und Polycarbonate, insbesondere solche, hergestellt aus Diphenylcarbonat und Hexandiol-1,6 durch Umesterung.

Für spezielle Anwendungsbereiche können die Polyole teilweise durch monofunktionelle primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen mit Molekulargewichten von 200 bis 16 000 ersetzt werden. Sofern monofunktlonelle Hydroxylverbindungen mitverwendet werden, werden diese in Mengen von 1 bis 30 Gew.?, vorzugsweise von 2 bis 15 Gew.?, bezogen auf das Polyolgewicht, eingesetzt.

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft --§-* .H,, Q.Z.OO5Q/O33984

T)Ie Polyesteröle können beispielsweise aus Dicarbonsäuren, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren, mit 2 bis 12, vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkylenresfc und mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, hergestellt werden, Genannt seien beispielhaft aliphatische Dicarbonsäuren, wie Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Undecandisäure, Dodecandisäure und vorzugsweise Bernstein--, Glutar- und Adipinsäure und aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure und Terephthalsäure« Beispiele für zwei- und mehrwertige, insbesondere dreiwertige Alkohole sind; 1,2- bzw. 1,3-Propylenglykol, Dipropylenglykoi, Hexandiol-1,6, Decandiol-1,10, Glycerin, Trlmethylolpropan und vorzugsweise ftthylenglykol, Diäthylenglykol und Butan« diol-l,*}.

Die Dicarbonsäuren und zweiwertigen Alkohole können sowohl einzeln als auch in Form von Gemischen eingesetzt werden. Beispielhaft genannt seien Polyesterole auf Basis Adipinsäure-Diäthylenglykol, Adlplnsäure-Hexandiol-Neopentylglykol, Adipinsäure-Äthylenglykol-Butandiol, Adipin-, GIutar-, Bernsteinsäure-Äthylenglykol-Diäthylenglykol u.a.

Die Polyesterole sind üblicherweise di- bis trifunktionell und besitzen Molekulargewichte von 800 bis 4 000, vorzugs» weise 1 500 bis 3 000 und Hydroxylzahlen von 28 bis 210, vorzugsweise von 35 bis 110.

Vorzugsweise als Polyole verwendet werden jedoch Polyätherole, die nach bekannten Verfahren aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest und einem Startermolekül, das 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis U aktive Wasserstoffatome enthält, hergestellt werden. Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, Styrol-

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft --6-» *o* O.Z.0050/033984

•"oxid und vorzugsweise Äthylenoxid und 1,2-Propylenoxld. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Starterraoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser, Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und Terephthalsäure, gegebenenfalls N-mono-, N,N- und Ν,Ν'-dialkylsubstituierte Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylreat, wie gegebenenfalls mono- und dialkylsubstituiertes Äthylendlamin, 1,2- bzw. 1,3-Propylendiamin, 1,4-Butylendiarain, 1,6-Hexamethylendiamin und 4,4'-, 2,4^f- und 2,2'-Diaminodlphenylmethan, 2,4- und 2,6-Diamino-toluol, Alkanolamine, wie Äthanolamln, Diäthanolamin, N-Methyl- und N-Äthyl-diäthanolamin und Triäthanolamin, Hydrazin und vorzugsweise mehrwertige, insbesondere zwei- und drelwertige Alkohole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol-1,2 und -1,3, Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, Butylenglykol-1,4, Hexamethylenglykol-1,6, Glycerin, Triraethylolpropan, Pentaerytrit, Sorbit und Saccharose.

Bevorzugt verwendet werden im wesentlichen di- und/oder trifunktlonelle Polyätherole mit Molekulargewichten von 200 bis 16 000, vorzugsweise 200 bis 8 000 und Hydroxylzahlen von 20 bis 600, vorzugsweise von 20 bis 110, die sowohl Äthylenoxid- als auch 1,2-Propylenoxideinheiten in der Oxyalkylenkette enthalten, wobei diese entweder statistisch oder blockweise in der Oxyalkylenkette angeordnet sein können. Zweckmäßigerweise eingesetzt werden Polyätherole, die vorzugsweise primäre Hydroxylgruppen besitzen und Insbesondere trifunktionelle Polyätherole mit Hydroxylzah-

30 len von 20 bis 60.

Geeignete monofunktioneile Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen, die gegebenenfalls mit den Polyolen im Gemisch eingesetzt werden können, sind beispielsweise 35 hydroxylgruppenhaltlge Polyäther mit Molekulargewichten

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft --?*-r -7· Ο,Ζ.0050/033984

'von 200 bis 1β 000, vorzugsweise von 400 bis 4QOQ, die durch Umsetzung der vorstehend beschriebenen. Alkylenoxide mit monofunktionellen Startermolekülen erhalten werden. Im einzelnen seien als monofunktionelle Startermoleküle genannt: niedermolekulare monofunktionelle aliphatischen Alkohole mit 1 bis 18, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol, Hexanol, Decanol, Laurylalkohol, Neopentylalkohol, Xthylenhexanol, Cyclohexanol, tert.-Butyleyclohexanol, Phenyläthanol und insbesondere Allylalkohol und Methylbutenol; aromatische Monohydroxylverbindungen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie Phenol, Naphthol, alkylierte Phenole, wie Kresol, Trlmethylphenol, Nonylphenol, Dodecylphenol u.a. und organische Monocarbonsäuren mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Essigsäure, Propionsäure_} Buttersäure, " Äthylenhexansäure, Acrylsäure und ähnliche Verbindungen. Die Startermoleküle können auch hier sowohl einzeln als auch in Gemischen untereinander eingesetzt werden, ebenso können die Alkylenoxide einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen zur Polymerisation verwendet werden» Die Polymerisation der Alkylenoxide mit Hilfe der Startermoleküle wird unter an sich bekannten Reaktionsbedingungen, gegebenenfalls in Gegenwart von üblichen Katalysatoren durchgeführt. Ebenso können hydroxylgruppenhaltige Polyäther aus Tetrahydrofuran oder Gemischen von Tetrahydrofuran mit den genannten Alkylenoxiden verwendet werden.

Durch die in situ Zerkleinerung des Melamins im Polyol auf Teilchengrößen kleiner als 10,Um von mindestens 90 % der Melamlnpartikel können bereits relativ stabile Dispersionen erhalten werden. Dieser Effekt kann jedoch durch den Zusatz von ausgewählten Stabilisatoren In Mengen von 0,001 bis 20 Gew. JS, vorzugsweise 0,005 bis 5 Gevf.%, bezogen auf das Melamlngewicht, noch erheblich verbessert werden.

Bewährt haben sich insbesondere Stabilisatoren aus der

130009/0310

SASF Aktiengesellschaft - «— -AQ* O. Z. 0050/033984

TJruppe

a) der Kieselsäuren und Silikate,

b) Salze, vorzugsweise Alkal!metallsalze, wie Natriumoder Kaliumsalze, und Ammoniumsalze von perfluorierten Alkylcarbonsäuren mit 4 bis 20, vorzugsweise 3 bis l8 Kohlenstoffatomen, Salze von Alkylsulfonsäuren und perfluorierten Alkylsulfonsäuren mit 4 bis 20, vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen sowie Polyperfluorätherole mit Molekulargewichten von 300 bis 6000, vorzugsweise von 500 bis 4 000 und/oder

c) Salze von Fettalkoholsulfaten mit 6 bis 30, vorzugsweise 8 bis 22 Kohlenstoffatomen.

Vorzugaweiee zur Anwendung kommen jedoch Mischungen aus mindestens einem Stabilisator der Gruppe (a) und/oder mindestens einem Stabilisator aus der Gruppe (b) und/oder mindestens einem Stabilisator aus der Gruppe (c).

Die Kieselsäuren und Silikate werden, bezogen auf das Melamingewicht, in Mengen von 0,01 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 0,05 bis 5 Gew.? eingesetzt. Die Kieselsäuren können durch Flammenhydrolyse oder durch Fällung hergestellt werden. Durch Flammenhydrolyse gewonnene Kieselsäuren sind

beispielsweise unter dem Warenzeichen Aerosil der Degussa, Frankfurt, im Handel. Entsprechende Produkte besitzen Schüttdichten von ungefähr 40 bis 60 g/L., Oberflächen nach der BET-Methode von ungefähr 130 bis 410 m /g (S. Brunauer et al. J. Araer. Chem. Soc. 60, 309 (1938) und enthalten mehr als 99,8 % SiO₂,< 0,05 % Al₃O₃, <" 0,003 % Fe₃O₃,< 0,03 % TiO₂ und< 0,025 % Chlorwasserstoff.

Gefällte Kieselsäuren besitzen Stampfdichten (nach

DIN 53 194) von 70 bis 200 g/L, Oberflächen nach BET von I60 bi3 650 m²/g und enthalten 98 bis 99,5 % SlO₂, 0,2 % Al₂O₃, 0,01 bis 0,03 % Pe₂O₃ und 0,2 bis 1,0 % Na₃O. 35

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - £—« *yff* Ο,Ζ.0050/033984

'"Gefällte Kieselsäuren werden beispielsweise von der Degussa, Prankfurt j hergestellt und sind unter den Namen gefällte Kieselsäuren FK 320, PK 300, PK 310, FK 333, ^llSipenat und Durosil käuflich erwerbbar.

SrfindungsgemäÄ verwendbare Silikate besitzen Stampfdlehten (nach. DIN 53 194) von ungefähr 135 bis 165 g/L, Oberflächen nach BET von 35 bis 100 m /g und enthalten ungefähr 66 bis 91 % SiO₂, 0,2 bis 25 % Al₃O₃, ungefähr 0,03 % ?8pO_, gegebenenfalls ungefähr 6 * CaO und ungefähr 2 bis 3 % Ka_?0. Entsprechende Produkte werden von der Degussa, Prankfurt, hergestellt und unter den Bezeichnungen Aluminiumsilikat P 820, ^R Transpafill und ^R Calsil vertrieben.

J5 Die Stabilisatoren der Gruppen (b) und (c) werden in Mengen von 0,001 bis 5 Gew./S, vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.S, bezogen auf das Melamingewicht, eingesetzt. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: die Kaliumsalze von perfluorierten Alkylcarbonsäuren mit 4 bis 20 Kohlen3toffatomen, wie Perfluorcapronsäure, Perfluorönanthsäure, Perfluoroctansäure, Perfluorpelargonsäure, Perfluorcaprinsäure, Perfluorlaurinsäure, Perfluormyristinsäure, Perfluorpalfflitinsäure, Perfluorstearinsäure, Perfluorölsäure, Perfluorlinolsäure, Perfluorlinolensäure, die Kaliumsalze von gegebenenfalls perfluorierten Alkylsulfonsäuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Perfluorbutan-, Perfluorpentan-, Perfluorhexan-, Perfluorheptan-, Perfluoroctan-, Perfluci dodeean- und Perfluorhexadecansulfonsäure und Polypet'fluorätherole mit Molekulargewichten von 300 bis 600O₁ wie die entsprechenden Polymerisate des Tetrafluoräthylenoxids und Hexafluorpropenepoxids sowie Salze von Fettalkoholsulfaten, wie Natriumlaurylsulfat.

Kaliumperfluoralkylsulforiate, Ammoniumperfluoralkylcarboxylate, Kalium-fluoralkylcarboxylate und fluoriertes

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - JÄ— ->f^· O.Z. 0050/033984

Alkylpolyoxyäthylenäthanol sind Handelsprodukte und werden von der Firma 3 M Company unter dem Warenzeichen Pluorad vertrieben. Natriumsalze von Pettalkoholsulfaten, z.B. Laurylaulfat sind ebenfalls erhältlich z.B. unter dem Warenzeichen Duponol der Firma Dupont.

Wie bereits dargelegt wurde, ist erfindungswesentlich, daß 90 % oder mehr der Melaminpartikel in der Melamin-Polyol- -Dispersion eine Teilchengröße von kleiner als 10^um, vorzugsweise kleiner als 6,um besitzen, wobei die Melaminpartikel nach der Zerkleinerung folgende Korngrößenverteilung aufweisen:

90 Gew.i der Teilchen sind kleiner als 10,um

15 70 Gew.% der Teilchen sind kleiner als 4,5.um

50 Gew.? der Teilchen sind kleiner als 3/um

30 Gew.% der Teilchen sind kleiner als 2,um und

10 Gew.it der Teilchen sind kleiner als 1,5/um.

Wesentlich ist ferner, daß das Melamin in situ in den Polyolen in Gegenwart der Stabilisatoren mit Hilfe von hohen örtlichen Energiedichten auf die genannten Teilchengrößen zerkleinert wird. Als hohe örtliche Energiedichten im Sinne der Erfindung sind hierbei Energiedichten von

10 bis 3 000 kWh/m·⁵, vorzugsweise von 20 bis 1 000 kWh/m³ zu verstehen. Dies entspricht installierten Leistungen pro Volumen-Strom-Einheit von etwa 100 bis 2 500 kW/m .

Die Melarain-Polyol-Dispersionen, die 5 bis 70 Gew.?, vorzugsweise 15 bis 50 Qev.% Melamin und 95 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 85 bis 50 Gew.J Polyol, jeweils bezogen auf dae Melamin-Polyol-Gewicht, enthalten, werden im einzelnen auf folgende Weise hergestellt:

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - «r*- -/)$' O. Z. 0050/033984

"ielamin, Polyol und Stabilisator werden gemischt und bei Temperaturen von 30 bis 100⁰C, vorzugsweise 40 bis 8Q⁰C üblicherweise in 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis β Mahlpassagen in situ auf die beschriebenen Teilchengrößen zerkleinert und hierbei gleichzeitig dispergiert. Hierzu kann beispielsweise die Gesamtmenge an Melamin mit der gesamten Polyol- und Stabilisatormenge bei Temperaturen von beispielsweise 10 bis 30⁰C gemischt werden. Es ist jedoch auch möglich, die gesamte Polyolrnenge mit einem bestimmten Teil des Melamins und Stabilisators zu mischen und dieses Gemisch auf eine bestimmte Teilchengröße das Melamins zu zerkleinern und danach der Mischung die restliche Melaminrnenge einzuverleiben oder eine Teilmenge Polyol mit der gesamten Melaminmenge in Gegenwart des Stabilisators zu

15 vermählen und im Laufe des Mahlvorgangs zusätzliches Polyol und gegebenenfalls Stabilisator hinzuzufügen.

Die Zerkleinerung kann beispielsweise in mechanischen Dispergiervorrichtungen, vorzugsweise in Disperglermaschinen mit hohen örtlichen Energiedichten mit Mahlkörpern, wie z.B. Rührwerkskugelmühlen, Sandmühlen, Netsch-Mühlen, Perl-Mühlen, Dyno-Mühlen, Planetenkugelmühlen und Kesselmühlen durchgeführt werden. Als Mahlkörper kommen vorzugsweise kugelförmige Mahlkörper in Betracht, die belspielsweise aus Glas, Keramik, Metall, hartem abriebfestem Kunststoff, z.B. Polyamid, sein können und deren Durchmesser zwischen 0,2 bis 8, vorzugsweise 0,4 bis 5 mm beträgt.

Die erfindungsgemäSen Melamin-Polyol-Dispersionen können ferner mit zusätzlichem Polyol gemischt und auf die erforderlichen Feststoffgehalte eingestellt werden. Die so erhaltenen zur Verarbeitung kommenden Polyolkomponenten sind mehr als 4 Monate lagerstabil und zeigen keinerlei Melaninsedimentation.
35

13Q009/0310

BASF Aktiengesellschaft -W— '/fif- O.Z. 0050/033984

t)ie Melamin-Polyol-Dlspersionen werden vorzugsweise zur* Herstellung von Polyurethanen, insbesondere Polyurethan-Schaumstoffen, verwendet. Sie können jedoch auch zur Herstellung von Polyisocyanurat- und Polycarbodilmidschaumstoffen eingesetzt werden.

Zur Herstellung der vorzugsweise schaumförmigen Polyurethane werden neben den erfindungsgemäßen Melamin-Polyol- -Dlsperslonen, die an sich bekannten Ausgangsstoffe, z.B. Polyole, Polyisocyanate, Katalysatoren gegebenenfalls Treibmittel, Kettenverlängerungsmittel, Hilfs- und Zusatzstoffe verwendet.

Als Polyole kommen die eingangs zur Herstellung der MeIamin-Polyol-Disperslon beschriebenen in Betracht.

Als Polyisocyanate eignen sich beispielsweise aliphatiscfie, cycloaliphatische und aromatische mehrwertige, insbesondere zweiwertige Isocyanate. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: aliphatische Diisocyanate wie Äthylen-, 1,4-Tetramethylen-, 1,6-Hexamethylen- und 1,12-Dodecandiisocyanat; cycloaliphatische Diisocyanate, wie Cyclohexan-1,3- und 1,4-diisocyanat sowie beliebige Geraische dieser Isomeren, l-Isocyanato-3>3,5-trimethyl-5-isocyanato methyl-cyclohexan , 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylen-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 4,4'- und 2,4•-Diisocyanato-dicyclohexy!methan; aromatische Diisocyanate, wie 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Geraische dieser Isomeren, 2,2·-, 2,4·- und 4,4'-Diphenylraethan-diisocyanat und Naphthalin-l,5-diisocyanat; aromatische Polyisocyanate wie 4,4',4"-Triphenylmethan-triisocyanat, 2,4,6-Triisocyanatobenzol und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate. Verwendet werden können ferner modifizierte Polylsocyanate, beispielsweise Carbodiimidgruppen aufweisende PoIy-

130009/0310

. .is . J> " '„

BASF Aktiengesellschaft - J4—· ,Jg. O.Z. OO5O/O33984

""isocyanate (DE-PS IO 92 007), Allophanatgruppen aufweisen- ι de Polyisocyanate (GB-PS 994 890; BE-PS 761 626), Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate (DE-PS 10 22 789» DE-PS 12 22 067, DE-PS 10 27 394, DE-OS 19 29 034 und DE-OS 20 04 048), Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate (BE-PS 752 261, US-PS 3 394 164), Bluretgruppen aufweisende Polyisocyanate (DE-PS 11 01 394, GB-PS 889 050) und Estergruppen aufweisende Polyisocyanate (GB-PS 965 474, GB-PS 10 72 956, ÜS-PS 3 567 763, DE-PS 12 31 688).

Bevorzugt verwendet werden die technisch gut zugänglichen aromatischen Di- und Polyisocyanate, wie 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Geraische dieser Isomeren, 2,2'-, 2,4'- und 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Mischungen aus 2,2^f-, 2,4'-, 4_>4'-Diphenylraethan-diisocyanaten und Polyphenyl- -poiymethylen-polyisocyanaten (Roh-MDI), Mischungen aus 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanate und Roh-MDI und Carbodiimid-, Urethan-, Allphanat-, Isocyanurat-, Harnstoff- und Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate. Die genannten Di- und Polyisocyanate können einzeln oder in Form von Mischungen eingesetzt werden.

Geeignete Katalysatoren zur Beschleunigung der Polyurethanbildung zwischen den Pololen, dem Wasser, gegebenenfalls Kettenverlängerungsmitteln und den Polyisocyanaten sind beispielsweise tertiäre Amine, wie Dimethylbenzylamin, N^N'jN'-Tetramethyl-diamlno-äthyläther, Bis-(dimethyl- -aminopropyD-harnstoff, N-Methyl- bzw. N-äthylmorpholin, Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazo1, 1-Azo-bicyclo- -(,3,3,0)-octan und vorzugsweise Triäthylendiamln, Metallsalze, wie Zinndioctoat, Bleioctoat, Zinn-diäthylhexoat und vorzugsweise Zinn-(IV) salze wie Dlbutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Tetrabutylzinndisulfid und Bis-(tri-

130009/0310

ORIGINAL INSPECTED

BASF Akttengeeol!schaft - 44— *. _t O.Z. 0050/033984

^r~n-butylzinn)oxid sowie insbesondere Mischungen aus tertiä- "" ren Aminen und organischen Zinnsalzen. Vorzugsweise verwendet werden 0,1 bis 5,0 Gew.J Katalysator auf Basis tertiärer Amine und/oder 0,01 bis 1,0 Gew..? Metallsalze, bezogen auf das Polyolgewicht.

Zur Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoffen haben sich die üblichen Cyclisierungs- und Polymerisationskatalysatoren für Polyisocyanate bewährt. Als Beispiele seien genannt: starke Basen, wie quarternäre Ammoniumhydroxlde, beispielsweise Benzyltrimethylammonlumhydroxid; Alkalimetallhydroxide, belspielsweisee Natrium- oder Kaliumhydroxid; Alkalimetallalkoxide, beispielsweise Natriummethylat und Kaliumisopropylatj Trialkylphosphine, beispielsweise Triäthylphosphin; Alkylaminoalkylphenole, beispielsweise 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol; 3- und/oder 4-substituierte Pyridine, beispielsweise 3- oder 4-Methylpyridin; metall-organische Salze, beispielsweise Tetrakis-(hydroxyäthyl)-natriumborat; Friedel-Crafts-Katalysatoren, beispielsweise Aluminiumchlorid, Elsen-(III)- -chlorid, Borfluorid und Zinkchlorid und Alkalimetallsalze von schwachen organischen Säuren und Nitrophenolaten, beispielsweise Kallumoctoat, Kalium-2-äthyl-hexoat, Kallum- -benzoat, Natriumpikrat und Phthalimld-kallum. Vorzugsweise verwendet werden die stark basischen N₁N¹JN^-TrIs- -(dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, beispielsweise das N,N',N¹'-Tris-idimethylaminopropyD-s-hexahydrotriazin.

30 Die geeignete Menge an Katalysator zur Herstellung der

erfindungsgemäßen Polyurethankunststoffe ist abhängig von der Wirksamkeit des in Frage kommenden Katalysators. Im allgemeinen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, 1 bis 15 Gewichtsteile, vorzugsweise 3,5 bis 10 Gewichtsteile

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - !«S— jf, O.Z.OQ5Q/033984

""Katalysator für jeweils 100 Gewichtsteile an organischem Polyisocyanat zu verwenden.

Zu Treibmitteln, welche zur Herstellung von geschäumten Polyurethanen und Polylsocyanuraten verwendet werden können, gehört Wasser, das mit Isocyanafcgruppen unter 3ildung von Kohlendioxid reagiert. Die Wassermengen, <äie zweekmäSigerweise verwendet werden können, betragen 0,1 bis 3 %, bezogen auf das Gewicht an Polyisocyanat. Gegebenenfalls können auch größere Wassermengen verwendet werden.

Andere verwendbare Treibmittel sind niedrig siedende Flüssigkeiten, die unter dem Einfluß der exothermen Polyadditions- bzw. Polymerisationsresktion verdampfen» Geeignet sind Flüssigkeiten, welche gegenüber dem organischen Polyisocyanat inert sind und Siedepunkte unter 100⁰C aufweisen. Beispiele derartiger, vorzugsweise verwendeter Flüssigkeiten sind halogenlerte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Trlchlorfluomethan, Dlchlordifluormethan, Dichiormonofluormethan, Dichlortetrafluoräthan und 1,l,2~Trichlor~l,2,2-trifluoräthan« Auch Gemische dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder mit anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasser-

25 stoffen können verwendet werden.

Die zweckmäßigste Menge an niedrigsiedender Flüssigkeit zur Herstellung von geschäumten Polyurethanmassen hängt ab von der Schaumdichte, die man erreichen will, sowie gegebenenfalls von der Mitverwendung von Wasser* Im allgemeinen liefern Mengen von 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsteile organisches Polyisocyanat, zufriedenstellende Ergebnisse.

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - ·ί Λύ O. Z. 0050/033984

""Gegebenenfalls 1st es auch zweckmäßig, zur Herstellung der ι gegebenenfalls geschäumten Polyurethane neben den höhermolekularen Polyolen zusätzlich Kettenverlängerungsmittel und Vernetzer zu verwenden. Die Kettenverlängerungsmittel besitzen Molekulargewichte kleiner als 2000, vorzugsweise von 30 bis 600 und weisen vorzugsweise zwei aktive Wasserstoff atome auf. In Betracht kommen beispielsweise aliphatische und/oder aromatische Diole mit 2 bis 14, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Propandiol, Pentandiol, Hexandlol-1,6 und vorzugsweise Äthandiol, Diäthylenglykol, Butandiol-1,4 und Bis-(2 hydroxyäthyl)-hydrochinon, Diamine, wie Äthylendiamin und gegebenenfalls 3,3'- bzw. 3,3'j5>5'-di- bzw. tetraalkyloder halogensubstituierte 4,4'-Diaminodiphenylmethane, Isophorondiamin,

15 Kthanolamin. Geeignete Vernetzer sind beispielsweise

Triäthanolamin und Polyhydroxylverbindungen, wie Glycerin, Trimethylolpropan und niedermolekulare hydroxylgruppenhaltige Polyalkylenoxide aus den vorgenannten Ausgangsstoffen.

Der Reaktionsmischung können auch noch Zusatzstoffe einverleibt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Schaumstabilisatoren, Hydrolysenschutzmittel, Porenregler, fungistatlsch und bakteriostatlsch wirkende Substanzen, Farbstoffe, Pigmente und Flammschutzmittel.

In Betracht kommen beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet

30 sind, die Zellstruktur der Schaumstoffe zu regulieren.

Genannt seien beispielhaft Siloxan-Oxyalkylen-Mischpolymerisate und andere Organopolysiloxane, oxäthylierte Alkylphenole, oxäthylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Rizinusöl- bzw. Rizinolsäureester und Türkischrotöl, die in

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - *f-* *q Ο,Ζ. 0050/033984

'"Mengen von 0,2 bis 6 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polyisocyanate angewandt werden.

Neben Melamin können gegebenenfalls auch andere geeignete Flammschutzmittel der gegebenenfalls schaumfähigen Reaktion smischung einverleibt werden.

Nähere Angaben übev die oben genannten anderen üblichen Zusatzstoffe sind der Fachliteratur, beispielsweise der Monographie von J.H. Saunders und K.C, Frisch "High Polymers" Band XVI, Polyurethanes, Teil 1 und 2, Verlag Interscience Publishers 1962 bzw. 1964, zu entnehmen.

bereits dargelegt wurde, können zur Herstellung der gegebenenfalls geschäumten Polyurethan-Kunststoffe die Melarnin-Polyol-Dispersionen mit den oben genannten Polyölen verdünnt und so auf den erforderlichen, vorteilhaften Füllstoffgehalt eingestellt werden.

Zur Herstellung von Polyurethanschauinstoffen werden die Polyisocyanate und Polyole bzw. Mischungen aus Polyolen und Kettenverlängerungsmitteln bzw. Vernetzern in solchen Mengen zur Umsetzung gebracht, daß das Verhältnis von Zerewitinoff-aktiven Gruppen : NCO-Gruppen 1 : 0,8 bis 2,5, vorzugsweise 1 : 0,9 bis 1,2, Insbesondere ungefähr

1 : 1 beträgt und der Melamingehalt in der schaumfähigen Mischung 5 bis 40 Gew. 15, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.Ji, bezogen auf das Gewicht der Polyisocyanat-Polyolmischung ist.

Zur Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoffe haben sich Mengenverhältnisse von NGO-Gruppen des Polyisocyanate zu Hydroxylgruppen des Polyols von 6 bis 60 . 1, vorzugsweise

2 bis 10 : 1 bewährt. Der Melamingehalt beträgt 3 bis 40 Gew.?, vorzugsweise 10 bis 20 Gew./5, bezogen auf das

«-Gesamtgewicht von Polyisocyanat und Polyo2.

130009/0310 ORIGINAL IWSPECTED

3ASF Aktiengesellschaft - 4Ä— ·» O.Z. 0050/033984

5ie gegebenenfalls geschäumten Polyurethan-Kunststoffe werden nach dem Präpolymer- und vorzugsweise dem one shot-Verfahren hergestellt. Hierzu mischt man die Polyisocyanate mit der Melamin-Polyol-Dispersion bzw. Polyolen, Katalysatoren, Treibmitteln und gegebenenfalls Kettenverlängerungsiaitteln und Zusatzstoffen in den genannten Mengenverhältnissen intensiv bei Temperaturen von 0 bis 50⁰C, vorzugsweise 15 bis 4o°C und läßt danach die Reaktionsmischung in offenen oder geschlossenen gegebenenfalls temperierten Formen aufschäumen.

Die erfindungsgemäßen Melamin-Polyol-Dispersionen finden vorzugsweise Verwendung zur Herstellung von Blockweichschaumstoffen, da sie hier - neben der Verbesserung der Flammbeständigkeit - eine zeilöffnende Wirkung zeigen. Die Polyurethanschaumstoffe besitzen bei freier Aufschäumung Dichten von 10 bis 300 g/Liter, wobei die Polyurethan- -Weichschaurastoffe Dichten von IO bis 60 g/Liter, die halbharten Schaumstoffe Dichten von 60 bis 130 g/Liter und die Polyurethan-Integralschaumstoffe Dichten von 60 bis 800 g/Liter aufweisen. Die Polyurethan-Schaumstoffe zeichnen sich insbesondere durch ihren hohen Offenzelligkeitsgrad, guten Stauchhärten und ihre Flammbeständigkeit aus und finden u.a. im Bauwesen zur Schall- und Wärmeisolie-

25 rung Verwendung. Die Produkte werden vorzugsweise als

Polsterechaumstoffe, auch für Sicherheitsabdeckungen sowie für Schuhsohlen, Armlehnen, Nackenstützen, Sitzpolster u.a. verwendet. Die Polyisoayanuratschaumstoffe besitzen Dichten von 5 bis 100 g/Liter, vorzugsweise von 10 bis 50 g/Liter. Aufgrund ihrer vorzüglichen Isoliereigenschaften eignen sie sich besonders für Doppelbandelemente.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. 35

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - i^-r ^ 0.2.0050/033984

Beispiele 1 bis 4 Allgemeine Herstellungsvorschrift:

Das Melamin, Polyol und die Stabilisatoren v/erden bei

ungefähr 25⁰C gemischt und anschließend In einer Perlmühle mit Glaskugeln mit einem Durchmesser von 0,8 bis 3 nun als Mahlkörper gemahlen. Die Drehzahl der Perlmühle wurde so gewählt, daß die örtliche Energiedichte bei einer lnstallierten Leistung von 36 kW ungefähr 20 bis 100 kWh/nr betrug und während des Mahlvorgangs die Temperatur ungefähr 70⁰C lag. Die Anzahl der Mahlpassagen war 4. Eine Sedimentationsanalyse der erhaltenen Dispersion ergab, daß weniger als 10 Gew.% der Melaminpartikel größer als 10,um

15 waren.

Die verwendeten Ausgangskomponenten, der Wassergehalt, die Lagerstabilität und die Viskosität der erhaltenen Melamin- -Polyol-Dispersionen sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

130009/0310

κ*

Ul

κ»

^rTabelle I

Beispiele Nr.

Vergleichebeispiel

Polyätherol auf Basis Trimethylolpropan, 1,2-Propylenoxid und Äthylenoxid Molekulargewicht ca. 4 8Ö0 Hydroxylzahl ca. 35 (Teile)

Melamin (Teile)

durch Flamraenhydrolyse gewonnene Kieselsäure ( Aerosil 200, Hersteller Degussa) (Teile)

Natrium-Laurylsulfat

(Duponol Me Dry, Hersteller

Dupont) (Teile)

Kalium-fluoralkylcarboxylat (Pluorad PC 128, Hersteller 3 M Company) (Teile)

49	48	50	48	50
50	50	50	50	50

1,0 2,0

2,0

0,04 0,04

0,01 0,01

Wassergehalt

(Gew.J 0,08 0,07 0,06 0,08 0,1

Viskosität nach 4 monatiger Lagerung bei 50°C (mPas)

75 C (mPas)

Bemerkungen:

2650
1150

2450
1050

3100
II50

Lagerstabil

keine Ablagerungen

25ΟΟ
1150

schwache
Sedimentation

Ca) Oj

CD

BASF AMiengestllschaft - «μ^. Ο.Ζ.ΟΟ5Ο/Ο33984

fergleichsbeispiele B-P ^η

Melamin, Polyol und Stabilisator werden bei einer Temperatur von 8O⁰C mit einem Intensiv-Mischer nach dem Stator-Rotor- -Prinzip mit einer Spaltbreite von 0,5 mm und einem Welle- -Durchmesserverhältnis 4 : 1 bei einer Drehzahl von 2000 min" 60 see lang gemischt.

Die verwendeten Ausgangskomponenten und die Viskositäten der erhaltenen Melamin-Polyol-Mischungen sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.

130009/0310 ORIGINAL IMSPECTED

cn tn

GS > U) TI

Tabelle 2 Vergletchebelapiele

Fblyatherol auT Baals Trieethylolpropan, 1,2-Propylenoxld und »tixylenoxid
Molekulargewicht ca.

Hydroxylzahl ca. 35	50	19.5	50	50
(Teile)	50	50	50	50
Melamin Cfelle)	-	0,5"	-
Aerosll 200 (Teile)	-	-	0,04	0.0
Duponol Ne Dry (IeUe)		_	0,01	-
Fluorad FG 128 (TeUe)

Fluorad FC 170 (Teile) -'Klrklschrotol (TsUe) Aluminium llikat (^R Transpafill, Hersteller Degussa) (Teile)

gefällte Kieselsaure (Hoesch KS 300, Hersteller Hoeach Chemie, DUren) (Teile)

48.75 17.5 15.0 12.5 10.0 45

50 50 50 50 50 50

1,25 2.5 5.0 7,5 10,0

40
50

10

Gew.X 1,5

2.7

1.8

5,5

0,26

Viskosität
23C (raPas) 50⁰C ⁺ (niPaa) Bemerkungen

45
50

40
50

10

0,30 -

800	620	• 480
1550	1850	ltoo
	starke
	Sedimentation

1200 1200 - 11000 18000 22000

1500 2050 2300 2150 2250 2050

schvectie starke Sedimentation

aelir schwer redlsvierglei-bar

30000	45000	50000	I9OOO	iaoooo
1400	450	1150	1400	650
	abgesetzt	thixo trop nicht	abge setzt	Teste Paa te

gießbar

+ nach

BASF Aktiengesellschaft --SS— Ο,Ζ.0050/033984

'"Die Vergleichsbeispiele zeigen, daß die mit Hilfe eines ^Ί Intensivmischers hergestellten Melamin-Polyol-Mischungen nicht lagerstabil sind.

5 Herstellung von Polyurethan-Weichsehaumstoffen: Beispiel 5

464 Teile eines Polyätherols auf Basis Glycerin-Propylenoxid-Äthylenoxid mit einer OH-Zahl von 35

491,6 Teile einer Melamin-Polyol-Dispersion gemäß Beispiel 4 40 Teile Trichlorfluormethan
19,6 Teile Wasser

7 Teile einer oberflächenaktiven Substanz (^R Tegostab B 4690, Pa. Goldschmidt, Essen)

1,4 Teile Pentamethyldiäthylentriamin, 1,4 Teile Bis-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-äther und 1,4 Teile einer 33 #igen Lösung von Diazabicyclooctan in Dipropylenglykol werden innig vermischt.

Zu dieser Mischung werden

l66 Teile Toluylen-diisocyanat (Isomerenverhältnis

2,4- : 2,6- = 80 : 20) und

89,4 Teile einer Mischung aus Diphenylmethandiisoeyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten

(roh-MDI) hinzugefügt und das Gemisch 8 Sekunden lang mit 165Ο Umdrehungen pro Minute gerührt .

Die schaumfähige Mischung wird in eine auf 40°C erwärmte Aluminiumform mit Deckel (40 χ 40 χ 10 cm) eingebracht und in der geschlossenen Form ausreagieren lassen. Nach 5 bis 15 Minuten kann das fertige Teil entformt werden.

130009/0310

-it- j

8ASF Aktiengesellschaft - 't ■■ O.Z.0050/033984

Ran erhält einen feinzelligen, offenzelligen Schaumstoff, "» der zur Bestimmung der mechanischen Werte zerschnitten wird. Die Prüfkörper für den Test der Schwerentflammbarkeit (Bl, DIN 4102) wurden in einer Holzkiste mit den Maßen 10 χ 30 x 120 cm durch freies Aufschäumen hergestellt.

Beispiele 6 bis 14

Man verfährt analog den Angaben von Beispiel 5, verwendet jedoch die in Tabelle 3 genannten Ausgangskomponenten und Mengen. Die dazugehörigen mechanischen Werte der erhaltenen Schaumstoffe sind in Tabelle 4 zusammgefaßt.

In Tabelle 3 bedeuten:

Polyol I: Polyätherol auf Basis Propylenglykol-Propylen-

oxid-Äthylenoxid mit einer OH-Zahl von 28.

Polyol II: Polyätherol auf Basis Trimethylolpropan-Propylenoxid-Äthylenoxid mit einer OH-Zahl von 28.

Treibmittel: Trichlorfluormethan

Kat.A: Pentamethyldiäthylentriamin

Kat.B: Bis-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-äther

Kat.C: Diazabicyclooctan-Pormiat

3Q Kat.D: Diazabicyclooctan-Pormiat 33 £ige Lösung in Dipropylenglykol

B 4690: ^R Tegostab B 4690; oberflächenaktives Mittel, Handelsprodukt der Goldschmidt AG, Essen. 35

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft --35— O.Z. 0050/03398^

r" "I

Mel.: reines Melamin

Aus Polyol I bzw. Polyol II und Melamin werden analog den Angaben von Beispiel 4 Melamin-Polyol-Dispersionen mit einem Melamingehalt von 50 Gew.,? hergestellt, die danach mit zusätzlichem Polyol I bzw. Polyol II verdünnt und so verarbeitet werden. Die Mengenangaben in Tabelle 3 beziehen sich auf Gesamtpolyol und reines Melamin.

TDI: Mischung aus 2,¹I- und 2,6~Toluylen«diisocyanat im Gewichtsverhältnis 80 ; 20

roh-MDI: Mischung aus Diphenylmethan-diisooyanat und PoIy-

phenyl-polymethylen-polyisocyanaten, 15

ureth. MDI: mit Dipropylenglykol und niedermolekularem

Polypropylenglykoläther modifiziertes 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat, NCO-Gehalt 28,6 % (^R Desmodur 44 P90 der Bayer AG). 20

130009/0310

cn

Tabelle 3

Polyurethan-WeichechSume auf Basis der erfindunßsgemäßen Melaniin-Polyol-Dispersionen

Beispiel Polyol
Nr.

HpO

Treibmittel [Teile] [Teile] [Teile]

Kat. Λ Kat.B Kat.C
[Teile] [Teile] [Teile]

B 1690 Mel. TDI roh-MDI ureth.MDI

[Teile] [Teile] [Teile] [Teile] [Teile]

O O	6	68,8	I	1,86	10	,3	0,11	0,11	0,11	Kat	.D	1,0	17,7	-	3	-	,0	30,0
O	7	68,8	I	1,86	10	,3	0,11	0,H	0,11	Kat	.D	1,0	17,7	-	3	-		35,1
co	8	68,8	I	1,86	10	,3	0,11	0,H	0,11	Kat	.D	1,0	17,7	-		-		10,6
O	9	68,8	I	1,86	10	,3	0,11	0,H	0,H		1,0	17,7	-	9	33	,0	-
ω	10	82,1	I	2,61	. -		0,16	0,16	0,16		0,82	13,7	18,	9	-		18,3
ο	11	82,1	I	2,61	-		0,16	0,16	0,16		0,82	13,7	23,	-	,6	10,0
	12	69,2	II	2,22	7	,9	0,1	0,1	0,1		0,52	19,8	-	8	32,0
	13	66,5	I	2,13	11	,1	0,13	0,13	0,13		0,5	19,0	16,	-	11,25
	11	61,3	I	2,2	12	,3	0,12	0,12	0,12		0,86	23,0	17,	9	—

co to

CO O 4>

cn

Tabelle 1

Mechanische Werte

Beispiel
Nr.

Raumgewicht

[g/l]

DIN 53 120

Zugfestigkeit Dehnung

[KPa] [ZI

DIN 53 571 DIN 53

Stauchhürte [N/rnm ] bei 20 %

Ϊ 60 % Stauchung

DIN 53 577

Entflammbarkeit
DlN 1102

CO	5	ίο	15	95	0,15	0,25	0,1	B2,	Bl
O O	6	50	55	100	0,12	0,18	0,33	B2,	Bl
O	7	51	90	85	0,39	0,55	0,91	B2,	Bl
(O	a	53	105	80	0,52	0,73	1,25	B2,	Bl
·*■»» O	9	30	30	85	0,11	0,20	0,1	B2,	Bl
	10	50	95	150	0,16	0,21	0,15	B2,	Bl
	11	19	100	180	0,18	0,70	1,05	B2,	Bl
O	12	11	70	50	0,3	0,53	0,98	U2,	Ül
	13	26	30	135	0,16	0,17	0,91	B2,	Bl
	Ii	23	25	95	0,16	0,17	0,95	H2,	Bl

O O VJI O

CO ω

K? νο CO oo O ^

BASF Aktiengesellschaft --ββ— Ο.Ζ. ΟΟ5Ο/Ο33984

Seispiel 15 ^Ί

In 30 Teilen eines trifunktionellen, mit Äthylenoxid modifizierten Polypropylenglykoläthers (mittleres Molekulargewicht ungefähr 4 800, OH-Zahl etwa 35, Anteil an primären Hydroxylgruppen etwa 75 %» bezogen auf die reaktionsfähigen Hyclroxylgruppen) werden 30 Teile Melamin analog den Angaben von Beispiel 4 dispergiert. Die erhaltene Dispersion wird mit 70 Teilen des oben genannten Äthylenoxid modifizierten Polypropylenglykoläthers verdünnt.

Diese Mischung wird auf einer Schäummaschine Typ Zippel DS unter Zudosierung von Luft mit 3 Gewichtsteilen Wasser, 0,6 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Silikon-Schaum-Stabilisators (Tegostab B 4113 der Pa. Goldschmidt AG, Essen), 0,8 Gewichtsteilen einer 33 £igen Lösung von Triäthylendiamin in Dipropylenglykol, 0,5 Gewichtsteilen Triäthylamin, 27,2 Gewichtsteilen rohem MDI und 18,1 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat (2,4- und 2,6-Isomerengemisch 80 : 20) intensiv vermischt und zur Reaktion gebracht.

Man erhält einen Polyurethanschaumstoff mit einer porösen Oberflächenhaut, der so offenzellig ist, daß kein Schrumpf auftritt, Folgende physikalischen Werte wurden an dem Schaumstoff ermittelt:

Raumgewicht	DIN	53	420	43,7	kg/m³
Zugfestigkeit	DIN	53	571	86	kPa
Bruchdehnung	DIN	53	571	82	*
Stauchhärte	DIN	53	577
bei 20 % Stauchung				2,1	kPa
bei 40 % Stauchung				3,1	kPa
bei 60 % Stauchung				6,5	kPa
Druc kverformungsre s t	DIN	53	572	4,1	%

35 bei 90 % Verformung/70⁰C/22 h

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - ,39—- O.Z.0050/03398*.

2332304

""Elastizität ASTM D 1564-71 53,3 % "*

Luftdurchlässigkeit (Staudruck) 0,29 mbar

Einreihung in Baustoffklasse Baustoffklasse 31,

nach DIN 4102, Teil 1 (9.77) kein brennendes Abfallen

Vergleichsbeispiel Q

Verfährt man analog den Angaben von Beispiel 15, verwendet jedoch anstelle der Melamin-Polyol-Dispersion eine Mischung aus 100 Teilen des oben genannten trifunkt ioneilen Äthylen* oxid-modifisierten Polypropylenglykoläthers und 30 Teilen Melamin, so entsteht ein elastischer, weicher Polyätherurethansehaumstoff mit einer dicken, geschlossenen Oberflächenhaut, dessen Anteil an geschlossenzelligen Poren so groß ist, daß bereits wenige Minuten nach Abschluß der Treibreaktion starker Schrumpf auftritt.

Beispiel l6

Man verfährt analog den Angaben von Beispiel'15, verwendet jedoch anstelle von 3 Teilen 4 Teile Wasser, anstelle von 27,2 Teilen 3^,8 Teile roh-MDI und anstelle von l3,l Teilen 23,2 Teile Toluylen-diisocyanat.

Der erhaltene Schaumstoff besitzt eine poröse Oberflächenhaut und ist so offenzellig, daß kein Schrumpf auftritt. An dem Schaumstoff wurden folgenden physikalischen Werte gemessen:

Raumgewicht DIN 53 420 32,6 kg/m³

Zugfestigkeit DIN 53 571 77 kPa

Bruchdehnung DIN 53 571 79 %

Stauchhärte DIN 53 577
bei 20 % Stauchung 1,8 kPa

bei 40 % Stauchung 2,5 kPa

130009/0310

SASF Aktiengesellschaft -^C- 0.2.0050/033984

"bei 60 % Stauchung 5,1 kPa

Druckverformungsrest DIN 53

(bei 90 % Verformung/7O⁰C/22 h) 3,5 %

Elastizität ASTM D 1564-71 52,8 $

5 Luftdurchlässigkeit (Staudruck) 0,38 mbar

Einteilung in Baustoffklasse Baustoffklasse Bl,

nach DIN 4102/Teil 1 (9.77) kein brennendes Abfallen

Vergleichsbeispiel R

Verfährt man analog den Angaben von Beispiel 16, verwendet jedoch anstelle der Melamin-Polyol-Dispersion eine Melamin- -Polyol-Mischung entsprechend Vergleichsbeispiel Q, so erhält man einen Schaumstoff mit einer geschlossenen, dicken

15 Oberfläche, der stark schrumpft. -

130009/0310

Claims

Iy Stabile Melamin-Polyol-Dispersionen, enthaltend

A) 5 bis 70 Gew.S, bezogen auf das Melamin-Polyol- -Gewicht, Melamin, wobei 90 % der Melaminpartl-

kel eine Teilchengröße von kleiner als 10,Um besitzen,
B). 95 bis 30 Qev,%_t bezogen auf das Melamln-Folyol- -Gewicht, eines Polyols rait einem Molekulargewicht von 200 bis 16 000 und

C) 0,001 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Melarainge- - wicht, eines oder mehrerer Stabilisatoren.

2. Stabile Melamin-Polyol-Dispersionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisatoren verwendet werden Verbindungen aus der Gruppe

a) der Kieselsäuren und Silikate,

b) Salze von perfluorierten Alkylearbonsäuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen,

_Salze von Alkylsulfonsäuren und perfluorierten

Alkylsulfonsäuren mit h bis 20 Kohlenstoffatomen und Polyperfluorätherole mit Molekulargewichten von 300 bis 6000 und/oder

c) Salze von Fettalkoholsulfaten mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen.

3. Stabile Melamin-Polyol.-Dispersionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyole di- und trifunktionelle Polyätherole mit Molekulargewichten

30 von 200 bis 8 000 verwendet werden.

369/79 M/Kl 07.08.79 35

130009/0310

BASF Aktiengesellschaft - 2 - O.Z.0050/033984

Φ. Verfeueren zur Herstellung von stabilen Melamin-Polyol -Dispersionen, dadurch gekennzeichnet, daß man A) 5 bis 70 Gew.jS, bezogen auf das Melamin-Polyol- -Gewicht, Melamin in
B) 95 bis 30 Gew.?, bezogen auf das Melamin-Polyol-

-Gewicht, Polyol in Gegenwart von

C) 0,001 bis 20 Gew.i, bezogen auf das Melamingewicht, mindestens eines Stabilisators in situ mit hohen örtlichen Energiedichten so zerklei-1Q nert, daß 90 % der Melaminpartikel eine Teilchen

größe von kleiner als 10/um besitzen, und hierbei gleichzeitig dispergiert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadur ch ge kenn ζ e i c hne t,

daß als Stabilisatoren verwendet werden Verbindungen aus der Gruppe

a) der Kieselsäuren und Silikate

b) Salze von perfluorierten Alkylcarbonsäuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, Salze von Alkylsulfonsäuren und perfluorierten Alkylsulfonsäuren mit

4 bis 20 Kohlenstoffatomen und Polyperfluorätherole mit Molekulargewichten von 300 bis 6000 und/oder

c) Salze von Fettalkoholsulfaten mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Energiedichten 10 bis 3 000 kWh/m^ betragen.

7. Verwendung der stabilen Melamin-Polyol-Dispersionen

nach Anspruch 1 zur Herstellung von gegebenenfalls geschäumten Polyurethankunststoffen.

130009/0310