DE2348838A1 - Fire-resistant polyurethanes for furnishing foam and insulation - contg. isocyanurate gps. and melamine as flame retardant - Google Patents
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Abstract
Description
Unser Zeichen: O.Z. 0190/02006 M/Wil 2844 Lemförde, 26.9.1973Our reference: O.Z. 0190/02006 M / Wil 2844 Lemförde, September 26th, 1973
Verfahren zur Herstellung von flammfesten, isocyanuratgruppenhaltigen PolyurethankunststoffenProcess for the production of flame-resistant polyurethane plastics containing isocyanurate groups
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen, isocyanuratgruppenhaltigen Polyurethankunststoffen, wobei die Flammbeständigkeit durch einen Zusatz von Melamin verbessert wird.The invention relates to a process for the production of flame-resistant polyurethane plastics containing isocyanurate groups, the flame resistance is improved by adding melamine.
Die Herstellung von isocyanuratgruppenhaltigen.Polyurethanschaumstoffen ist bekannt« Hierbei werden üblicherweise Polyisocyanate in Gegenwart von Hilfsmitteln und Katalysatoren cyclisiert und polymerisiert und die erhaltenen isooyanatgruppenhaltigen Isocyanurate und Polymerisate mit Polyolen umgesetzt. Gegebenenfalls ist es auch zweckmäßig, die Tri- bzw. Polymerisationsreaktion und die Polyoladdition gleichzeitig durchzuführen. Derartige Polymerschaumstoffβ besitzen zwar eine hohe Temperaturbeständigkeit, jedoch eine nur relativ geringe Flammbeständigkeit·The production of isocyanurate-containing polyurethane foams is known. Here, polyisocyanates are usually used in the presence of auxiliaries and catalysts cyclized and polymerized, and the isocyanurates and polymers obtained containing isocyanate groups are reacted with polyols. If necessary, it is also appropriate to use the tri or To carry out the polymerization reaction and the polyol addition at the same time. Such Polymerschaumstoffβ have a high temperature resistance, but only a relatively low flame resistance
Es ist deshalb vorgeschlagen worden, Isocyanuratringe enthaltenden Polyurethanschaumstoffen Flammschutzmittel, wie Tris-2-ohloräthylphosphat und Tris-ohlorpropylphosphat, einzuverleiben. Nachteilig ist hierbei, daß derartige Flammschutzmittel in großen Mengen, beispielsweise in Mengen bis zu 300 Qew.#, bezogen auf die Polyolkomponente, verwendet werden müssen, um ausreichende Effekte zu erzielen. Nachteilig ist ferner, daß Gemische aus halogenierten Alkylphosphaten, Polyolen und gegebenenfalls anderen Hilfsstoffen nur begrenzt lagerstabil sind. Diese Instabilität äußert sich in der Bildung von kristallinen Abscheidungen und in Veränderungen der Reaktionsfähigkeit.It has therefore been proposed to incorporate flame retardants, such as tris-2-chloroethyl phosphate and tris-chloropropyl phosphate, into polyurethane foams containing isocyanurate rings. The disadvantage here is that such flame retardants must be used in large amounts, for example in amounts of up to 300 Qew. #, Based on the polyol component, in order to to achieve sufficient effects. Another disadvantage is that mixtures of halogenated alkyl phosphates, polyols and optionally other auxiliaries have only limited storage stability. This instability manifests itself in the formation of crystalline deposits and in changes in the reactivity.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Naohteile zu beseitigen und die Flammbeständigkeit von isocyanuratgruppenhaltigen Polyurethankunststoffen durch Zusatz eines preisgünstigen Stoffes zu verbessern.The invention was based on the object of eliminating these Naohteile and the flame resistance of isocyanurate-containing polyurethane plastics by adding an inexpensive one To improve the substance.
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Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von flaimnfesten, isocyanuratgruppenhaltigen Polyurethankunststoffen aus Polyisocyanaten, Katalysatoren und gegebenenfalls Polyolen, Treibmitteln.und Hilfsmitteln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Polyurethankunststoffe 2,5 bis 50 0ew.# Melamin, bezogen auf das Gesamtgewicht, als Flammschutzmittel einverleibt enthalten.The present invention thus relates to a process for the production of waterproof polyurethane plastics containing isocyanurate groups from polyisocyanates, catalysts and optionally polyols, blowing agents and auxiliaries, which is characterized in that the polyurethane plastics 2.5 to 50 0ew. # Melamine, based on the total weight, incorporated as a flame retardant.
Zur Herstellung der erfindungagemäßen flammfesten, isooyanuratgruppenhaltigen Polyurethankunststoffe eignen sich organische Isocyanate mit einer Funktionalität von mindestens zwei. Genannt seien beispielsweise aromatische Polyisocyanate, wie Diphenylmethan-diisocyanate, Triphenylmethan-triisocyanate, Biphenyldiisocyanat, m- oder p-Phenylen-diisocyanat und 1,5-Naphthylendiisooyanate. Vorzugsweise verwendet werden die rohen und reinen Toluylen-diisocyanate und Mischungen aus 2,2'-, 2,V- und 4,4t-Diphenylmethan-diisooyanat und Polyphenyl-polymethylenpolylsooyanaten. Die Polyisocyanate können einzeln oder als Gemische zur Anwendung kommen.Organic isocyanates with a functionality of at least two are suitable for producing the flame-resistant, isocyanurate-containing polyurethane plastics according to the invention. Examples include aromatic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, biphenyl diisocyanate, m- or p-phenylene diisocyanate and 1,5-naphthylene diisocyanate. The crude and pure toluene diisocyanates and mixtures of 2,2'-, 2, V- and 4.4 t -diphenylmethane diisooyanate and polyphenyl polymethylene polylsooyanates are preferably used. The polyisocyanates can be used individually or as mixtures.
Katalysatoren für die Cyclisierung und Polymerisation von Isocyanaten sind bekannt. Als Beispiele selen genannt: starke Basen, wie quarternäre Ammoniumhydroxide, beispielsweise Benzyltrimethylammoniumhydroxid; Alkalimetallhydroxide, beispielsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid; Alkalimetallalkoxide, beispielsweise Natriummethylat und Kaliumisopröpylat; Trlalkylphosphine, beispielsweise Triäthylphosphin; Alkylaminoalkylphenole, beispielsweise 2,4,6-Tris-(dieethyla«inotnethyl)-phenol; 3- und/oder 4-substituierte Pyridine, beispielsweise 3- oder 4-Methylpyridin; metallorganische Salze, beispielsweise Tetrakis-(hydroxyäthyl)-natriumborat; Friedel-Crafts-Katalysatoren, beispielsweise AluminiuBchlorid, Eisen(III)-ohlorid, Borfluorid und Zinkohlorid und Alkalimetallsalze von schwachen organischen Säuren und Nitrophenolaten, beispielsweise Kaliumoctoat, Kalium-2-äthyl-hexoat, Kalium-benzoat, Natriumpikrat und Phthalimid-Kalium. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, neben den genannten Cyclisierungs- und Polymerisationskatalysatoren zusätzlich Verbindungen zu verwenden, die die PolyurethanbildungCatalysts for the cyclization and polymerization of isocyanates are known. Examples are selenium: strong bases, such as quaternary ammonium hydroxides, for example benzyltrimethylammonium hydroxide; Alkali metal hydroxides, for example Sodium or potassium hydroxide; Alkali metal alkoxides such as sodium methylate and potassium isopropylate; Trlalkylphosphine, for example triethylphosphine; Alkylaminoalkylphenols, for example 2,4,6-tris- (dieethyla «inotnethyl) -phenol; 3- and / or 4-substituted pyridines, for example 3- or 4-methylpyridine; organometallic salts, for example tetrakis (hydroxyethyl) sodium borate; Friedel-Crafts catalysts, for example Aluminum chloride, ferric chloride, boron fluoride and zinc chloride, and alkali metal salts of weak organic acids and nitrophenolates, for example potassium octoate, potassium 2-ethylhexoate, potassium benzoate, sodium picrate and phthalimide-potassium. In many cases it is advantageous, in addition to the cyclization and polymerization catalysts mentioned, to additionally use compounds that promote polyurethane formation
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aus Polyolen und Polyisocyanaten katalysieren. Geeignet sind beispielsweise tertiäre Amine, wie 1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und N,N-Dimethylbenzylamin, gewisse organische Metallverbindungen wie Stannooctoat und Dibutylzinnlaurat und Mischungen aus tertiären Aminen und Zinnverbindungen·catalyze from polyols and polyisocyanates. Are suitable for example tertiary amines such as 1,4-diazabicyclo- (2,2,2) -octane and N, N-dimethylbenzylamine, certain organic metal compounds such as stannous octoate and dibutyltin laurate and mixtures of tertiary amines and tin compounds
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 2 bis 12 Gewichtsteile Katalysator für Jeweils 100 Gewichtsteile an organischem Polyisocyanat zu verwenden. The appropriate amount of catalyst to make those of the present invention Polyurethane plastics depend on the effectiveness of the catalyst in question. In general it has proven to be advantageous to use 1 to 15 parts by weight, preferably 2 to 12 parts by weight of catalyst for Use 100 parts by weight of organic polyisocyanate in each case.
Zu Treibmitteln, welche im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, gehurt Wasser, das mit Isocyanatgruppen unter Bildung von Kohlendloxid reagiert. Die Wassermengen, die zweckmäßigerweise verwendet werden können, betragen 0,1 bis 2 £, bezogen auf das Gewicht an Polyisocyanate Gegebenenfalls können auch größere Wassermengen verwendet werden, jedoch vorzugsweise dann nicht, wenn die thermische Stabilität oder die Wärmeisolationseigenschaften von besonderer Bedeutung sind.To propellants which are used in the process according to the invention water, which reacts with isocyanate groups to form carbon dioxide. The amounts of water which can be conveniently used are from 0.1 to 2 pounds based on the weight of polyisocyanates, if appropriate Larger amounts of water can also be used, but preferably not if the thermal stability or the thermal insulation properties are of particular importance.
Andere verwendbare Treibmittel sind niedrig siedende Flüssigkeiten, die unter dem Einfluß der exothermen Polymerisationsreaktion verdampfen. Geeignet sind Flüssigkeiten, welche gegenüber dem organischen Polyisooyanat inert sind und Siedepunkte von nicht über 1000C bei Atmosphärendruck, vorzugsweise zwischen -40 und +5O0C, aufweisen. Beispiele derartiger Flüssigkeiten sind halogenlerte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Trichlorfluormethan, Dlohlor-dlfluormethan, Dichlor-monofluormethan, Dichlor-tetrafluoräthan und 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan. Auch Gemische dieser niedrig siedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder «it anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen können verwendet werden.Other blowing agents that can be used are low-boiling liquids which evaporate under the influence of the exothermic polymerization reaction. Suitable are liquids which are inert toward the organic Polyisooyanat and boiling points of not exceeding 100 0 C at atmospheric pressure, preferably between -40 and + 5O 0 C, have. Examples of such liquids are halogenated hydrocarbons, such as methylene chloride, trichlorofluoromethane, dichloro-dlfluoromethane, dichloro-monofluoromethane, dichloro-tetrafluoroethane and 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. Mixtures of these low-boiling liquids with one another and / or with other substituted or unsubstituted hydrocarbons can also be used.
r: r - .. - i. ■ - ■ . 7r: r - .. - i. ■ - ■. 7th
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Die zweckmäßigste Menge an niedrig siedender Flüssigkeit zur Herstellung von Halbhart- und Hartschaumstoffen hängt ab von der Schaumdichte, die man erreichen will, sowie gegebenenfalls von der Mitverwendung von Wasser. Im allgemeinen liefern Mengen von 5 bis 40 Gew.%, bezogen auf 100 Oewichtsteile organisches Polyisocyanat, zufriedenstellende Ergebnisse.The most expedient amount of low-boiling liquid for the production of semi-rigid and rigid foams depends on the foam density that you want to achieve and, if necessary, on the use of water. In general, amounts of 5 to 40% by weight , based on 100 parts by weight of organic polyisocyanate, give satisfactory results.
Der Reaktionsmischung können auch noch Hilfsmittel einverleibt werden. Genannt selen beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur der Schaumstoffe zu regulieren. In Betracht kommen Siloxan-Oxyalkylen-Mlschpolymerisate und andere Organopolysiloxane, oxäthylierte Alkylphenole, oxäthylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Rizinusöl- bzw. Rizinolsäure-Schwefelsäure-Ester und Türkisohrotöl.Auxiliaries can also be incorporated into the reaction mixture. Called selenium, for example, surface-active substances that support the homogenization of the Starting materials are used and, if appropriate, are also suitable for regulating the cell structure of the foams. Into consideration come siloxane-oxyalkylene mill polymers and other organopolysiloxanes, oxethylated alkylphenols, oxethylated fatty alcohols, paraffin oils, castor oil or ricinoleic acid-sulfuric acid esters and turquoise-red oil.
Es kann auch vorteilhaft sein, einen Weichmacher in das Reaktionsgemisch einzubezlehen, so daß die Neigung zu Sprödigkelt in den Produkten verringert wird. Es können übliche Weichmachungsmlttel verwendet werden, doch ist es besonders zweckmäßig, solche Mittel zu verwenden, die Phosphor und/oder Halogenatome enthalten und dadurch die Flammfestigkeit der Polyurethankunststoffe zusätzlich vergrößern. Zu solchen Mitteln gehören Trikresylphosphat, Tris-2-chloräthylphosphat, Tris-chlorpropylphosphat und Tris-2,2-dibrorapropylphosphat.It can also be advantageous to include a plasticizer in the reaction mixture, so that the tendency to become brittle is reduced in the products. Conventional plasticizing agents can be used, but it is particularly useful to use agents containing phosphorus and / or Contain halogen atoms and thereby increase the flame resistance of the polyurethane plastics. To such Remedies include tricresyl phosphate, tris-2-chloroethyl phosphate, Tris-chloropropyl phosphate and tris-2,2-dibrorapropyl phosphate.
Wesentliches Merkmal des erflndungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von flammfesten,·isocyanuratgruppenhaltlgen Polyurethankunststoffen 1st der Zusatz von 2,5 bis 50 Gew.£, vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.ji, Melamin, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethankunststoffes,als Flaarasohutzaittel. Das Melamin kann der Reaktionsmischung in Substanz, in Form einer Lösung und vorzugsweise suspendiert in der Polyol- und/ oder vorzugsweise in der Polylsocyanatkomponente einverleibt werden.An essential feature of the process according to the invention for the production of flame-resistant polyurethane plastics containing isocyanurate groups is the addition of 2.5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight, of melamine, based on the total weight of the polyurethane plastic, as a flaarazo coat. The melamine can be added to the reaction mixture in substance, in the form of a solution and preferably suspended in the polyol and / or preferably incorporated in the polyisocyanate component.
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Die flammfesten, isocyanuratgruppenhaltigen Polyurethankunst stoffe können ohne Zusatz von Polyolen hergestellt werden· Vorzugsweise werden jedoch zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethankunststoffe Polyole mitverwendet. Zweckmäßig werden die Polyole und Polyisocyanate in einer solohen Menge zur Reaktion gebracht, daß das Verhältnis von Isocyanat zu Hydroxylgruppen mindestens 2:1, vorzugsweise zwisohen 2 t 1 und 10 : 1 beträgt.The flame-retardant polyurethane plastics containing isocyanurate groups can be produced without the addition of polyols However, polyols are preferably also used for the production of the polyurethane plastics according to the invention. The polyols and polyisocyanates are expediently used in one Amount reacted so that the ratio of isocyanate to hydroxyl groups is at least 2: 1, preferably between 2 t is 1 and 10: 1.
Polyole, die gegebenenfalls zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethankunststoffe verwendet werden können, sind z. B. monomere Polyole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Tetramethylenglykol, Trimethylolpropan, Glyzerin, Pentaerythrit und auch Polyole mit höherem Molekulargewicht, die bevorzugt verwendet werden, wie Polyäther- und Polyesterole·Polyols which can optionally be used for the production of the polyurethane plastics according to the invention are z. B. monomeric polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, trimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol and also polyols with higher molecular weight, which are preferably used, such as polyether and polyesterols
Geeignete Polyätherole können dadurch hergestellt werden, daß man ein oder mehrere Alkylenoxide mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest mit einem Startermolekül, das mehrere aktive Wasserstoffatome gebunden enthält, umsetzt· Geeignete Alkylenoxide sind z. B. Äthylenoxid, 1,2-Propylenoxid, IpI-chlorhydrin, 1,2- und 2,3-Butylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser; Amine, wie Ammoniak, Hydrazin, Äthylendiamin, Hexamethylendiamin, Töluylen-diamin, Diamlno-diphenylmethan und Melamin; Aminoalkohole, wie Mono- und Diethanolamin; Polycarbonsäuren, wie Adipinsäure und Terephthalsäure und Polyhydroxyverbindungen, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Diäthylenglykol, Glyzerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit und Saccharose. Die Polyalkylenäther, dl· geradkettig, teilverzweigt oder verzweigt sein können, besitzen Molekulargewichte von 300 bis 10 000, vorzugsweise von 400 bis 3000, und Hydroxylzahlen von 30 bis 800, vorzugsweise von 35 Bis 400.Suitable polyetherols can be prepared by adding one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical with a starter molecule which has several contains bonded active hydrogen atoms, converts · Suitable Alkylene oxides are e.g. B. ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, IpI-chlorohydrin, 1,2- and 2,3-butylene oxide. The alkylene oxides can can be used individually, alternately one after the other or as mixtures. As starter molecules, for example Consideration: water; Amines, such as ammonia, hydrazine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, toluylenediamine, diamino-diphenylmethane and melamine; Amino alcohols such as mono- and diethanolamine; Polycarboxylic acids such as adipic acid and terephthalic acid and polyhydroxy compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, Diethylene glycol, glycerine, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and sucrose. The polyalkylene ethers, straight-chain, can be partially branched or branched, have molecular weights from 300 to 10,000, preferably from 400 to 3000, and hydroxyl numbers from 30 to 800, preferably from 35 to 400.
Geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise aus Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen hergestellt werden· Als. Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betrachtt aliphatieche Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure,Suitable polyester polyols can be prepared, for example, from dicarboxylic acids and polyhydric alcohols. Dicarboxylic acids are, for example, aliphatic Dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid,
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Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure, und aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Säuren können einzeln Oder als Gemisch verwendet werden. Zur Herstellung der Polyesterole kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, anstelle der Carbonsäuren die entsprechenden Carbonsäurederivate, wie Carbonsäureester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zu verwenden. Beispiele für mehrwertige Alkohole sind Glykole, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Butandiol-1,4, Pentanrfiiol-1,5» Hexandiol-1,6, Decandiol-1,10, 2,2-Dimethylpropandiol-1,3 und 2,2,4-Trimethylpentandiol-l,5, Triole, wie Glycerin und Trimethylolpropan und Polyole, wie Pentaerythrit, Sorbitol und Saccharose. Je nach den gewünschten Eigenschaften können die Polyole allein oder als Mischungen in verschiedenen Mengen verwendet-werden. Die Polyesterpolyole, die gerad- oder verzweigtkettig, dl-· oder polyfunktionell aufgebaut sein können, besitzen Molekulargewichte von 800 bis 4000, vorzugsweise von 1000 bis 2500 und Hydroxylzahlen von 50 bis 500, vorzugsweise von 60 bis 200. Besonders geeignet zur Herstellung von harten, isocyanuratgruppenhaltigen Schaumstoffen mit vorzüglicher Hochtemperatur- und Flammbeständigkeit bei gleichzeitiger minimaler Sprödigkeit sind Polyesterpolyole mit Hydroxylzahlen von 60 bis 200 und nicht mehr als 1,5 Verzweigungspunkten für jeweils 1000 Molekulargewichtseinheiten·Suberic acid, azelaic acid and sebacic acid, and aromatic Dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. The acids can be used individually or as a mixture will. To prepare the polyesterols, it may be advantageous to use the corresponding carboxylic acids instead of the carboxylic acids To use carboxylic acid derivatives, such as carboxylic acid esters with 1 to 4 carbon atoms in the alcohol radical, carboxylic acid anhydrides or carboxylic acid chlorides. Examples of polyhydric alcohols are glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, 2,2-dimethylpropanediol-1,3 and 2,2,4-trimethylpentanediol-1,5, triols, such as Glycerin and trimethylolpropane and polyols such as pentaerythritol, sorbitol and sucrose. Depending on the properties you want the polyols can be used alone or as mixtures in various amounts. The polyester polyols, the straight or can be branched-chain, dl- or polyfunctional, have molecular weights from 800 to 4000, preferably from 1000 to 2500 and hydroxyl numbers from 50 to 500, preferably from 60 to 200. Particularly suitable for the production of hard foams containing isocyanurate groups with excellent Polyester polyols with hydroxyl numbers are high temperature and flame resistance with minimal brittleness from 60 to 200 and not more than 1.5 branch points for every 1000 molecular weight units
Die erfindungsgemäßen Polyurethankunststoffe werden im einzelnen auf folgende Weise hergestellt. Das Melamin wird bei Temperaturen von 0 bis 1000C, vorzugsweise von 15 bis 600C im Polyol, einer Mischung aus Polyol und Polyisocyanat und/oder vorzugsweise im Polyisocyanat gelöst oder vorzugsweise suspendiert. Danach werden dieser Reaktionsmischung die anderen Ausgangsstoffe und gegebenenfalls Hilfsmittel bei Temperaturen von 0 bis 1000C einverleibt. Anschließend läßt man die Reaktionen!sohung gegebenenfalls aufschäumen.The polyurethane plastics according to the invention are produced in detail in the following manner. The melamine is dissolved or preferably suspended in the polyol, a mixture of polyol and polyisocyanate and / or preferably in the polyisocyanate at temperatures from 0 to 100 ° C., preferably from 15 to 60 ° C.. Thereafter, this reaction mixture, the other starting materials and, optionally, auxiliaries at temperatures of 0 to 100 0 C incorporated. The reaction mixture is then optionally allowed to foam up.
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- 7 ~ °·Ζ. 0190/02006- 7 ~ ° · Ζ. 0190/02006
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beispielsweise Überzugsmittel und vorzugsweise halbharte und harte Polyurethanschaumstoffe hergestellt werden. Die flammfesten isocyanuratgruppenhaltigen Schaumstoffe sind feinzellig und werden vorzugsweise als Polster- und Isoliermaterial verwendet.According to the method according to the invention, for example Coating agents and preferably semi-rigid and rigid polyurethane foams are produced. The flame-resistant foams containing isocyanurate groups are fine-celled and are preferred used as padding and insulating material.
100,0 Teilen eines Gemisches aus Dilsocyanato-dlphenylmethan und Polyphenyl-polyraethylen-polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 30 bis 32 Gew.% und 10,0 Teilen Melamin fügt man unter Rühren bei Raumtemperatur100.0 parts of a mixture of Dilsocyanato-dlphenylmethan and polyphenyl polyraethylen polyisocyanate having an NCO content of 30 to 32 wt.% And 10.0 parts of melamine are added under stirring at room temperature eine Mischung ausa mix of
10,0 Teilen Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol, 10,0 Teilen Monofluortrichlarmethan und 1,5 Teilen eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis10.0 parts of tris (dimethylaminomethyl) phenol, 10.0 parts of monofluorotrichlarmethane and 1.5 parts of a silicone-based foam stabilizer
(DC 190 der Firma Dow Gorning Corp., Midland, Michigan). Nach einer Verweilzelt von 35 Sekunden beginnt die Reaktionsmischung aufzuschäumen. Nach einer Steigzeit von 5 Minuten erhält man einen f.elnzelligen, spröden Hartschaumstoff mit einer Verlöschzeit von 0 bis 1 Sekunden·(DC 190 from Dow Gorning Corp., Midland, Michigan). After a dwell time of 35 seconds, the reaction mixture begins to foam. After a rise time of 5 minutes, a thin-celled, brittle rigid foam with a Extinguishing time from 0 to 1 seconds
Zur Prüfung der Flammbeständigkeit werden Hart schau«* t of flcörper der Größe 20 χ 5 x 2 cm mit einer Bunsenbrennerflamme von ca. 1060°C 10 Sekunden lang derart beflammt, daß die Spitze des blauen Flammkegels die Oberfläche des Schaumstoffkörpers berührt, und nach dem Entfernen der Zündquelle wird die Verlösohzeit gemessen. Zur Messung der ThermoStabilität werden Hartschaumstoffwürfel mit einer Kantenlänge von 5 cm in eines Temperatur-Prüfschrank mit Umluft während einer bestimmten Zelt einer bestimmten Temperatur ausgesetzt.To test the flame resistance, hard samples are used the size 20 χ 5 x 2 cm with a Bunsen burner flame of approx. 1060 ° C for 10 seconds so flamed that the tip of the blue flame cone touches the surface of the foam body, and after removing the ignition source, the release time is measured. To measure the thermal stability, rigid foam cubes with an edge length of 5 cm are placed in a Temperature test cabinet with circulating air during a given tent exposed to a certain temperature.
Wird ein Hartschaumstoff analog den Angaben von Beispiel 1, jedoch ohne Zusatz von Melamin, hergestellt, so erhält manIf a rigid foam is produced analogously to the information in Example 1, but without the addition of melamine, one obtains
50981 5/ 10 6 750981 5/10 6 7
/8/8th
- 8 - O.Z. 0190/02006- 8 - O.Z. 0190/02006
ein Produkt, das eine Verlöschzeit von 7 Sekunden aufweist.a product that has an extinguishing time of 7 seconds.
Zu einer Suspension ausTo a suspension out
100,0 Teilen eines Gemisches aus Diisoeyanato-diphenylmethan und Polyphenylpolymethylen-polyisooyanat mit einem NCO-Gehalt von 30 bis 32 Gew.$>, 100.0 parts of a mixture of diisoeyanato-diphenylmethane and polyphenylpolymethylene-polyisooyanate with an NCO content of 30 to 32 wt. $>,
7,5 Teilen eines Adipinsäure-Diäfciiylenglykol-Trimethylolpropan-polyesters mit einem Molekulargewicht von 2000 und einer Hydroxylzahl von 60 - 3 "und 30,0 Teilen Melamin fügt «an unter Rühren bei Raumtemperatur7.5 parts of an adipic acid-diafciiylene glycol-trimethylolpropane polyester with a molecular weight of 2000 and a hydroxyl number of 60-3 "and 30.0 parts of melamine are added with stirring at room temperature
eine Mischung ausa mix of
7#5 Teilen TrIs-(disHethylaminometfeyl) -phenol, 15#0 Teilen Monofluortriohloraethan und 1,0 Teil eines Schaumstablllsators auf Silikonbasis (der7 # 5 parts TrIs- (disHethylaminometfeyl) -phenol, 15 # 0 parts monofluorotriohloraethane and 1.0 part of a silicone-based foam stabilizer (the
Firma Dow Corning Corp., Midland, Michigan). Nach einer Verweilzeit von 3 Sekunden beginnt die Beaktionsnsischung aufzuschäumen. Di® Steigzeit beträgt 15 Minuten. Man erhält einen Hartschaumstoff mit einem Baumgewicht von 48,2 g/ dar, einer Verlöschzeit von einer Sekunde und einem Volumenschwund nach 100 Stunden bei 24O0C von 5,1 #·Dow Corning Corp., Midland, Michigan). After a dwell time of 3 seconds, the reaction mixture begins to foam. Di® climbing time is 15 minutes. The result is a foam having a tree weight of 48.2 g / represents a Verlöschzeit of one second and a volume shrinkage after 100 hours at 24O 0 C of 5.1 · #
Zu einer Suspension ausTo a suspension out
30.0 Teilen eines Gemisches aus Diisocyaxiatu-dlphenylnethan und Polvphenyl-polyiiethylen-polylaoGyanat «it einem NCO-Gehalt von 30 bis 32 0ew«£,30.0 parts of a mixture of Diisocyaxiatu-dlphenylnethan and Polyphenyl-Polyiethylen-PolylaoGyanat «with an NCO content from 30 to 32 0ew «£,
56.1 Teilen eines AdipinsIure-DiXthylenglykol-Trlaethylolpropan· polyesters mit eine« Molekulargewicht von ungefähr 2000 und einer Hydroxylzahl von 60 - 3 und56.1 Sharing an adipic acid-diethylenglycol-traethylolpropane polyesters with a molecular weight of approximately 2000 and a hydroxyl number of 60-3 and
35» 0 Teilen Melamin fügt «an tinter Rühren bei Raumtemperatur35 "0 parts melamine adds" to tinter stirring at room temperature
eine Mlsohung ausa solution
3,0 Teilen Tris-(dimethyla«inomethyl)-phenol, 15#0 Teilen Monofluortrichlor«etlmn# 15*0 Teilen Melamin, 10,0 Teilen TrlB-(chlerlt^7l)-pheaphat,3.0 parts of tris (dimethyla «inomethyl) phenol, 15 # 0 parts of monofluorotrichlor» etlmn # 15 * 0 parts of melamine, 10.0 parts of TrlB (chlerlt ^ 7l) pheaphate,
509815/1067 - /9509815/1067 - / 9
- 9 - O.Z.0190/02006- 9 - O.Z.0190 / 02006
1,0 Teil eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis (DC 193 ·1.0 part of a silicone-based foam stabilizer (DC 193
der Firma Dow Corning Corp., Midland, Michigan) und 0,5 Teilen Antischaum A (der Firma Dow Coming Corp.* Midland). Nach einer Verweilzeit von 14- Sekunden und einer Steigzeit von 2,5 Minuten erhält man einen Hartschaumstoff mit einem Raumgewicht von 211 g/dnr und einer Verlöschzelt von 0 bis 1 Sekunden.from Dow Corning Corp., Midland, Michigan) and 0.5 part of Antifoam A (from Dow Coming Corp. * Midland). After a dwell time of 14 seconds and a rise time of A rigid foam with a density of 211 g / dnr and an extinguishing time of 0 to 1 seconds is obtained for 2.5 minutes.
Zu einer Suspension aus 15,0 Teilen eines verzweigten Polyalkylenätherpolyols aufTo a suspension out 15.0 parts of a branched polyalkylene ether polyol
Basis Trlmethylolpropan-Propylenoxid mit einer Hydroxylzahl von 350 bis 400, 3,5 Teilen roter Phosphor, 5,0 Teilen einer 50 mol-#lgen Lösung von Tetrakis-(hydroxy-Based on methylolpropane propylene oxide with a hydroxyl number of 350 to 400, 3.5 parts of red phosphorus, 5.0 parts of a 50 mol- # lgen solution of tetrakis- (hydroxy-
äthyl)-natriua-borat in Äthylenglykol, 40,0 Teilen Melamin, 20,0 Teilen Tris-chloräthylphosphat, 15,0 Teilen Monofluortrichlormethan,ethyl) natriua-borate in ethylene glycol, 40.0 parts of melamine, 20.0 parts of tris-chloroethyl phosphate, 15.0 parts of monofluorotrichloromethane,
1,0 Teil eines Schaumstabilisators auf Silikonbasis und 0,5 Teilen TUrkischrotöl werden unter Rühren bei Raumtemperatur 100,0 Teile eines Polyphenyl-polymethylen-polyisooyanats mit1.0 part of a silicone-based foam stabilizer and 0.5 part of turkish red oil are stirred at room temperature 100.0 parts of a polyphenyl-polymethylene-polyisooyanate with einem NCO-Gehalt von 30 hinzugefügt.an NCO content of 30 added.
Nach einer Verweilzelt von 20 Sekunden und einer Steigzeit von 100 Sekunden erhält nan einen feinzelligen Hartschaumstoff, der nach einer Wärmebehandlung von 100 Stunden bei 2000C dimensionsstabil war, mit einem Raumgewicht von 45 g/d«r und einer Verlöschzeit von 0 Sekunden.After a Verweilzelt of 20 seconds and a rise time of 100 seconds obtained nan a fine-celled rigid foam which was dimensionally stable after heat treatment of 100 hours at 200 0 C, with a volume weight of 45 g / d "r and a Verlöschzeit of 0 seconds.
Die Hartschaumstoffe wurden analog den Angaben von Beispiel 2 hergestellt. Die Produktzusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften sind In Tabelle I zusammengefaßt.The rigid foams were produced analogously to the information in Example 2. The product composition and the physical Properties are summarized in Table I.
/10/ 10
509815/1067 '509815/1067 '
Tris-(ohloräthyl)-phosphat Melamin incorporiert enthalten, bei gleichen Verlöschzeiten wesentlich geringere Volumenschwunde aufweisen.Contains tris (chloroethyl) phosphate melamine incorporated, with the same extinction times have significantly lower volume losses.
Zu einer Suspension aus einem Glycerin-propylen-glykolpolyätherol mit einem Molekulargewicht von 450 und einer OH-Zahl von 400, einem Schaumstabilisator auf Silikonbasis (DC 190 der Firma Dow Corning Corp., Midland, Michigan), Tetrakis-(hydroxyKthyl)-natrlum-borat, Monofluortrichlormethan und dem Flammschutzmittel fügt man unter Rühren bei Raumtemperatur ein Gemisch aus Diisocyanato-diphenylmethan und Polyphenylpolymethylen-polyisooyanat mit einem NCO-Oehalt von 30 #.To a suspension of a glycerol-propylene-glycol polyetherol with a molecular weight of 450 and an OH number von 400, a foam stabilizer based on silicone (DC 190 from Dow Corning Corp., Midland, Michigan), tetrakis (hydroxyethyl) sodium borate, monofluorotrichloromethane and the Flame retardants are added to a mixture of diisocyanato-diphenylmethane and polyphenylpolymethylene-polyisooyanate with an NCO content of 30 ° with stirring at room temperature.
Die Produktzusammensetzungen und die physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle II zusammengefaßt.The product compositions and physical properties are summarized in Table II.
Die Beispiele zeigen, daß die Hartschaumstoffe, die anstelle von TrIs-(ehloräthyl)-phosphat Melamin inoorporlert enthalten, kleinere Verlöschzeiten und geringere Gewichtsverlust aufweisen·The examples show that the rigid foams, which instead of tris (chloroethyl) phosphate contain melamine inoorporlert, have shorter extinguishing times and lower weight loss
5098 15/10675098 15/1067
/11/ 11
VergleichsbeispieleComparative examples
5a5a
6a6a
7a7a
O CD CO »O CD CO »
Mischung aus Diisocyanato-diphenylmethan lind Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanat NCO-Gehalt 30 bis 32 % (Teile)Mixture of diisocyanato-diphenylmethane and polyphenyl-polymethylene-polyisocyanate NCO content 30 to 32 % (parts)
Adipinsäure-Diäthylenglykol-Trimethylolpropanpolyester, MG 2000, OH-Zahl 60 ± 3Adipic acid diethylene glycol trimethylolpropane polyester, MW 2000, OH number 60 ± 3
TeileParts
Diamino- diphenyl- sulf on Teile Melamin TeileDiamino diphenyl sulfone parts Melamine parts
Tris- (chloräthyl)-phosphat Teile 2,4,6-Tris-dimethylamino-methylphenol (Teile)Tris (chloroethyl) phosphate parts of 2,4,6-tris-dimethylamino-methylphenol (Parts)
Schaumstabilisator DC I90 der Firma Dow Corning Corp., Midland (Teile Sehaumstabilisator DC 193 (Dow) (Teile MonofluortrichlormethanFoam stabilizer DC I90 from Dow Corning Corp., Midland (parts of hemostabilizer DC 193 (Dow) (parts Monofluorotrichloromethane
VerweilzeitDwell time
SteigzeitRise time
HärtezeitHardening time
HäumgewichtHand weight
Yolumensohwund naeh jeweilsYolumensohwund near each
bei 150, 200 und 2500Cat 150, 200 and 250 ° C
TerlöschzeitThe extinction time
HabitusHabitus
Teile Sekunden Sekunden SekundenDivide seconds seconds seconds
(g/dar 12 Stunden(g / dar 12 hours
(Sekunden)(Seconds)
58,9358.93
10,02 3,8910.02 3.89
14,74 4,7214.74 4.72
0,590.59
7,07 4 240 36O7.07 4,240 36O
17,4 017.4 0
56,4756.47
14,1214.12
0,620.62
16,9416.94
4,524.52
0,56! 6,780.56! 6.78
240 360240 360
6969
3,4 03.4 0
56,4756.47
14,12 0,6214.12 0.62
4,524.52
0,565 6,780.565 6.78
1212th
200200
36O36O
7575
13,7 ,013.7, 0
62,1762.17
5,31 .18,655.31, 18.65
4,974.97
0,930.93
7,467.46
300300
• · e 54• · e 54
9,8 1,59.8 1.5
fein- bis mittelzelligfine to medium cell
62,1762.17
5,315.31
18,65 4,9718.65 4.97
0,930.93
7,467.46
900 β · · 66,3900 β x 66.3
21,4 1,521.4 1.5
49,7149.71
8,77 29,248.77 29.24
2,922.92
Ο,58ίΟ, 58ί
8,77 58.77 5
200200
400400
7474
49,7149.71
8,778.77
29.2 2,9229.2 2.92
8,778.77
l8o18o
400400
8585
1010
0 0,5 mittelzellig0 0.5 medium-cell
K) LO 4> GO OO CO OOK) LO 4> GO OO CO OO
8080
schruschru
- 13 - O.Z.0190/02006- 13 - O.Z.0190 / 02006
Beispiele 23 bis 26Examples 23 to 26
Zu einer Suspension aus einem Gemisch aus Diisocyanato-diphenylmethan und Polyphenylpolymethylen-polyisooyanat mit einem NCO-Qehalt von 30 bis 32 Gew.# und Melamin fügt man unter Rühren bei Raumtemperatur eine. Mischung aus einem verzweigten PoIyätherpolyol auf Basis Trimethylolpropan-Propylenoxid mit einer OH-Zahl von 35* Wasser und eine 80 gew.#ige Lösung von Tetrakis-(hydroxyäthyl)-natriumborat in Äthylenglykol als Katalysator. Anschließend läßt man die Reaktionsmisohung aufschäumen.To a suspension of a mixture of diisocyanatodiphenylmethane and polyphenyl polymethylene polyisocyanate with an NCO content from 30 to 32 wt. # and melamine is added with stirring at room temperature. Mixture of a branched polyether polyol based on trimethylolpropane propylene oxide with an OH number of 35 * water and an 80% strength by weight solution of tetrakis (hydroxyethyl) sodium borate in ethylene glycol as a catalyst. The reaction mixture is then allowed to foam.
Die Produktzusammensetzungen und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen halbharten Polyupethansehaumstoffe sind in Tabelle III zusammengefaßt.The product compositions and physical properties of the resulting semi-rigid polyurethane foams are summarized in Table III.
Die Beispiele zeigen, daß die Polyurethanschaumstoffe mit zunehmendem Melamingehalt eine größere Dichte und geringere Verlöschzeit aufweisen.The examples show that the polyurethane foams with increasing Melamine content have a higher density and shorter extinguishing time.
509815/1067509815/1067
beispielComparison
example
und Polyphenylpolymethylen-polyisocyanatand polyphenyl polymethylene polyisocyanate
NCO-Qehalt 50 bis 52 % (Teile)NCO content 50 to 52 % (parts)
Melamin (Teile)Melamine (parts)
Polyätherpolyol auf Basis Trimethylol-Polyether polyol based on trimethylol
propan-Propylenoxid, OH-Zahl 55 (Teile)propane-propylene oxide, OH number 55 (parts)
Wasser (Teile)Water (parts)
Tetrakis- (hydroxy* thyl) -natriumboratTetrakis (hydroxy * thyl) sodium borate
80 gew.jiig in Äthylenglykol (Teile)80 percent by weight in ethylene glycol (parts)
10
100
2,8
5 100
10
100
2.8
5
20
100
2,8
5ipo
20th
100
2.8
5
50
100
2,8
5 100
50
100
2.8
5
40
100
2,8
' 5 100
40
100
2.8
'5
100
2,8
5 100
100
2.8
5
Steigzeit (Sekunden)Rise time (seconds)
Härtezeit (Sekunden)Hardening time (seconds)
Raungewicht (g/dnr)Rough weight (g / dnr)
Verlöschzeit (Sekunden)Time to expire (seconds)
7070
140140
. 55. 55
15-2015-20
80
160
65
5-8 26th
80
160
65
5-8
150
240
75
1-2 50
150
240
75
1-2
150
270
85
055
150
270
85
0
65
155
45
>25 20th
65
155
45
> 25
- If, - O. Z. 0190/02006- If, - O. Z. 0190/02006
IfIf
Beispiel 27 bis 30Example 27 to 30
Die Herstellung der isocyanuratgruppenhaltigen überzugsmittel erfolgte durch Mischen der Ausgangskomponenten bei Raumtemperatur.The production of isocyanurate-containing coating agents took place by mixing the starting components at room temperature.
Die Produktzusammensetzungen und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Polyurethanüberzugsmittel sind in Tabelle IV zusammengefaßt.The product compositions and the physical properties of the polyurethane coating compositions obtained are shown in Table IV summarized.
Die Beispiele zeigen, daß die Topfzeit der überzugsmittel mit steigendem Melamingehalt zu-und die Verlöschtzeit abnimet.The examples show that the pot life of the coating agent with increasing melamine content and the extinguishing time decreases.
503Sl h/1067503Sl h / 1067
beispielexample
Qlyzerin-Diäthylenglykol, OH-Zahl 155Glycerine diethylene glycol, OH number 155
(Teile)(Parts)
Leverkusen) (Teile)Leverkusen) (parts)
(Teile)(Parts)
und Polyphenylpolymethylen-polyisocyanatand polyphenyl polymethylene polyisocyanate
NCO-Oehalt 30 bis 32 % (Teile)NCO content 30 to 32 % (parts)
O OJO OJ
ro ο οro ο ο
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19732348838 DE2348838A1 (en) | 1973-09-28 | 1973-09-28 | Fire-resistant polyurethanes for furnishing foam and insulation - contg. isocyanurate gps. and melamine as flame retardant |
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DE19732348838 DE2348838A1 (en) | 1973-09-28 | 1973-09-28 | Fire-resistant polyurethanes for furnishing foam and insulation - contg. isocyanurate gps. and melamine as flame retardant |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=5893976
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DE19732348838 Pending DE2348838A1 (en) | 1973-09-28 | 1973-09-28 | Fire-resistant polyurethanes for furnishing foam and insulation - contg. isocyanurate gps. and melamine as flame retardant |
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