DD300650A5

DD300650A5 - Herstellung von Polyurethanschaumstoffen ohne Verwendung von Inerten

Info

Publication number: DD300650A5
Application number: DD342351A
Authority: DD
Original assignee: Union Carbide Chem Plastic
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-06-25
Also published as: DE69030029T2; FI903275A0; NO179287C; PT94532B; US4950694A; JPH0364311A; ES2099077T3; CA2020081C; AR244728A1; PT94532A; IE902372L; AU633111B2; DE69030029D1; DK0406702T3; KR970000939B1; AU5803690A; CA2020081A1; EP0406702A1; NO902888D0; EP0406702B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Block-Polyurethanweichschaum mit niedriger Dichte und wahlweise geringer Rueckfederung, der ohne Brechen eine im wesentlichen offene Zellstruktur aufweist, ohne inerte Hilfstreibmittel, indem unter Bedingungen, die ein Freiaufschaeumen des Schaumstoffs gestatten, ein klassisches hydroxylhaltiges Polyetherpolyol mit einem Polyisocyanat bei einem Isocyanatindex zwischen etwa 60 und 95 in Gegenwart eines Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittels, das ein Vernetzungs-/Verlaengerungsmittel mit niedriger AEquivalentmasse und nach Bedarf ein Zelloeffnungsmittel umfaszt, umgesetzt wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Polyurethanweichschaumstoffen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanweichschaumstoffen niedriger Dichte bei einem niedrigen Isocyanatindex. Die Erfindung betrifft besonders ein Verfahren zur Herstellung von klassischen, freischäumenden, Polyurethanweichschaumstoffen niedriger Dichte, die ohne Brechen eine im wesentlichen offene Zellstruktur aufweisen, ohne Verwendung irgendwelcher Treibmittel wie beispielsweise Chlorfluorkohlenstoffe, Methylenchlorid oder andere Halogenkohlenwasserstoffe.

-4- 300 650 Beschreibung des bekannten Standes der Technik

PolyurethanschaurriEtoffo werden durcti Umsetzung eines Polyisocyanats mit einer wasserstoffhaltig^ aktiven Verbindung, wie durch die Zerewitinoffsche Methode gemessen wird, beispielsweise einem Polyol,-in Gegenwart von Wasser und anderen wahlweisen Bestandteilen hergestellt. Zur Förderung der beiden Hauptreaktionen werden Katalysatoren eingesetzt. Die erste Reaktion ist hauptsächlich eine kettenverlängernde Isocyanat-Hydroxyl-Reaktion oder Gelbildungsreaktion, bei der ein hydroxylhaltiges Molekül mit einem isocyanathaltigen Molekül unter Bildung einer Urethanbindung reagiert. Der weitere Verlauf dieser Reaktion erhöht die Viskosität des Gemischs und trägt im allgemeinen zur Vernetzung mit polyfunktionellen Polyolen bei (d.h. mit Polyolen, die eine nominelle Funktionalität über 2 aufweisen). Die zweite Hauptreaktion umfaßt eine Isocyanat-Wasser-Reaktion, bei der ein isocyanatendständiges Molekül durch Harnstoffbildung verlängert wird und bei der Kohlendioxid zum „Blähen" oder zur Unterstützung des „Blähens" des Schaumstoffs erzeugt wird. Die In-situ-Erzeugung von Kohlendioxid bei dieser Reaktion spielt bei der Herstellung von Polyurethanweichschaumstoff im Einstufenverfahren eine wesentliche Rolle. Derartige Schaumstoffe werden häufig als „wasse'geblähte" Polyurethanwoichschaumstoffe bezeichnet. Um eine gute Urethanschaumstoffstruktur und die gewünschten physikalischen Eigenschaften zu erhalten, müssen diese Reaktionen bei kompetitiv ausgewogennn Geschwindigkeiten und entsprechend aufeinander abgestimmten Stufen erfolgen. Wenn beispielsweise die Kohlendioxidentwicklung (d.h. die Wasserreaktion) im Vergleich zur Kettenverlängerungsreaktion zu schnell erfolgt, neigt der Schaum zur Spaltbildung und zum Zusammensinken. Ist andererseits die Kettenverlängerungsreaktion im Vergleich zur Reaktion, die das Kohlendioxid erzeugt, zu schnell, so wird die Schaumexpansion behindert, das heißt, es entsteht ein Schaumstoff mit höherer Dichte mit einem hohen Gehalt an geschlossenen Zellen, d. h. 6in kompakter Schaumstoff. Es ist seit langem bekannt, daß tertiäre Amine wie beispielsweise Trimothylamin, Triethylamin, Dimethylaminoethanol, Tetramethylpropandiamin, Triethylendiamin, Dimethylethanolamin, Methyltriethylendiamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin und besonders bis(2-Dimethyla>ninoethyl)6ther wirksame Katalysatoren bei der die Kohlendioxidbildung bewirkenden Wasser-Isocyanat-Reaktion sind.

Tertiäre Amine sind jedoch nur teilweise als Katalysatoren für die Kettenverlängerungsreaktion wirksam, so daß sie normalerweise in Kombination mit anderen Katalysatoren, in der Regel einem organischen Zinnkatalysator, eingesetzt werden. Beispielsweise wird seit langem zur Herstellung von Weichschaumstoffen ein Einstufen- oder Direktverfahren beim Freiaufschäumen angewandt, bei dem ein tertiäres Amin zur Förderung der Wasser-Isocyanat-Reaktion eingesetzt wird und eine organische Zinnverbindung in synergistischer Verbindung mit dem Amin zur Förderung der Kettenverlängerungsreaktion verwendet wird.

Organische Zinnverbindungen, die besonders nützlich bei der Herstellung von Weichschaumstoffen aus Polyethereinsatzgut sind, schließen Zinn(ll)- oder Zinn(IV)-verbindungen ein wie beispielsweise ein Zinn(ll)-salz einer Carbonsäure, d. h. ein Zinn(ll)-acylat; ein Trialkylzinnoxid; ein Dialkylzinndihalogenld; ein Dialkylzinnoxid und dergleichen, worin die organischen Gruppen des organischen Teils der Verbindung Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sind. Zum Beispiel wurden Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Diethylzinndiacetat, Dihexylzinndiacetat, di-2-Ethylhexylzinnoxid, Dioctylzinndioxid, Zinn(ll)-octoat, Zinn(ll)-oleat usw. oder ein Gemisch daraus verwendet.

Polyurethanschaumstoffe finden breite Verwendung bei der Herstellung einer Vielzahl von Produkten und können je nach Verwendung „maßgeschneidert" werden, um der besonderen Anwendung und den gewünschten physikalischen Eigenschaften ZJ entsprechen. In der Polyurethanindustrie werden zwei, im allgemeinen deutlich voneinander abgegrenzte Kategorien an Weichschaumstoffprodukten unterschieden: hochelastische Weichschäume und klassische Weichschäume mit geringerer Rückfederung. Hochelastische Weichschäume werden für Kissen, Matten, Autositze und Polsterungen und auf zahlreichen anderen Gebieten verwendet, bei denen größere Unterstützung und Komfort gefragt sind. Klassischer Schaumstoff wird bei diesen Anwendungsgebieten ebenfalls eingesetzt und darüber hinaus auch noch beispielsweise bei Teppichunterlagen und Verpackungsmaterialien.

Hochelastischer Weichschaum unterscheidet sich vom klassischen Schaumstoff durch seinen höheren Komfort- oder Stützfaktor und seine höhere Rückprallelastizität. Nach seiner strengsten Definition in ASTM Method D-3770-79 hat ein hochelastischer Weichschaumstoff einen Kugel-Rückprallwert (ASTM D-3574) von über 60%, wobei in der Praxis Schaumstoffe mit einem Kugel-Rückprallwert schon ab etwa 55% häufig zur Klasse der hochelastischen Weichschäume gezählt werden. Die klassischen Weichschäume mit geringerer Rückfederung haben in der Regel einen Kugel-Rückprallwert unter 55% und oft unter 50%. Hochelastischer Weichschaumstoff wird in der Regel unter Verwendung geringerer Wassermengen hergestellt, um höhere Schaumdichten, üblicherweise über 1,5 Pfund pro Kubikfuß (1 pcf = 16mgcm~³) und häufig über 2,5 Pfund pro Kubikfuß zu erhalten, während klassischer Schaumstoff im allgemeinen eine Dichte unter etwa 1,8 Pfund pro Kubikfuß und meistens unter etwa 1,5 Pfund pro Kubikfuß aufweist.

Hochelastischer Weichschaum wird im allgemeinen unter Verwendung von Polyolen mit hohem Ethylenoxidgehalt und Äquivalentmassen über etwa 1600 und einem Gehalt an primären Hydroxylen von mehr als 50% hergestellt, während klassische Schaumstoffe aus Polyolen hergestellt werden, die einen geringeren Ethylenoxidgehalt und Äquivalentmassen unter 1300 aufweisen und oftmals nur sekundäre Hydroxyle enthalten. Diese Schaumstoffarten unterscheiden sich auch durch die bei ihrer Herstellung verwendeten grenzflächenaktiven Stoffe. Klassische Schaumstoffe werden in der Regel mit den hochstabilisierenden Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymeren hergestellt, während bei den hochelastischen Weichschäumen weniger stabilisierende grenzflächenaktive Mittel wie z. B. Dimethylsiloxanöle verwendet werden. Wenn die hochstabilisierenden herkömmlichen grenzflächenaktiven Mittel bei den Formulierungen für hochelastischen Weichschaum verwendet werden, entstehen kompakte schrumpfende Schäume.

Hochelastische Weichschäume können auch auf Grundlage ihrer Zellstruktur oder Porosität von den klassischen Schaumstoffen unterschieden werden. Bei der Herstellung haben die hochelastischen Weichschäume anfangs eine im wesentlichen geschlossene Zellstruktur mit sehr geringer Porosität. Man geht davon aus, daß diese Struktur teilweise eine Folge der Verwendung von reaktiveren Polyolen und des höheren Vernetzungsgrades in den Weichschaumfo::nulierungen ist. Da diese Zellstruktur die physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffs beeinträchtigt, wird der hochelastische Weichschaum im allgemeinen weiter verarbeitet, undzwar in einem separaten Brach- oder mechanischen Verformungsarbeitsgang, um die Zellen zu öffnen. Dadurch werden für das Schaumstoffendprodukt zusätzliche Kosten verursacht. Klassische Schäume weisen dagegen

bei ihrer Herstellung in der Regel eine offene Zellstruktur und eine relativ hohe Porosität auf. Es besteht somit keine Notwendigkeit, den Schaumstoff zur Veränderung der Zellstruktur zu bearbeiten.

Bei der industriellen Herstellung v/erden die Wassergeblähten Polyurethanweichschäume sowohl durch Formungs- als auch durch freiaufschäumende (Blockschaum-) Verfahren gefertigt. Klassischer Schaumstoff wird fast immer durch Freiaufschäumen hergestellt, während hochelastischer Weichschaum häufig in geschlossenen Formen hergestellt wird. Schaumstoffblöcke werden im allgemeinen mehr oder weniger kontinuierlich durch das Freiaufschäumverfahren in großen Blöcken hergestellt, die nach dem Härten in Stücke geschnitten oder in andere praktische benötigte Formen gebracht werden. Beispielsweise wird eine Teppichunterlage von großen Blöcken Urethanschaum abgeschnitten. Ein Formschäumverfahren wird angewandt, um einen Artikel in einem Chargenprozeß im wesentlichen in seinen Endabmessungen herzustellen. Autositze und einige Möbelpolsteriingen sind Beispiele für die Anwendung der Formschäum verfahren. Die im Freiaufschäumverfahren hergestellten Blöcke sind in der Kegel viel größer als die Formscha· "mstof fe. Formgeschäumte Artikel haben normalerweise ein Volumen von weniger als 10 Kubikfuß, Schaumstoffblöcke habeil dagegen selten ein Volumen unter 60 Kubikfuß. Dadurch entstehen der Polyurethanindustrie bei der Herstellung von freischäumenden Schaumstoffen einige einzigartige Probleme. Die technischen Formulierungen für freiaufschäumenden (Blockware) klassischen Polyurethanschaumstoff mit geringerer Rückfederung enthalten in der Regel 1) ein Polyetherpolyol, das eine Äquivalentmasse unter etwa 1500 und über 50% sekundäre Hydroxylgruppen aufweist; 2) Toluendiisocyanat bei einem Isocyanatindex zwischen etwa 105 und 120; 3) einen hochwirksamen Polyether-Silikon-Copolymer-Stabilisator; 4) Amin- und Zinnkatalysatoren; 5) Wasser zwischen etwa 2 und etwa 6 Teilen pro hundert Teile (php) Polyol; 6) ein inertes Treibmittel wie beispielsweise Chlorfluorkohlenstoff, Methylenchlorid oder andere Halogenkohlenwasserstoffe zur Unterstützt g des Schaumblähens und/oder zur Kühlung des Schaumstoffs sowie verschiedene andere Zusatzstoffe wie Füllr iffe, Flammenverzögorungsmittel und dergleichen. Die inerten Treibmittel werden auch oft zur Erweichung der Schaumstoff' ei Dichten unter etwa 2,0 Pfund pro Kubikfuß verwendet. Der Isocyanatindex ist der prozentuale Anteil der berechneten stöc' ^metrischen Menge des Isocyanats, das für die Umsetzung mit allen aktiven Wasserstoffkomponenten in der Formuidrung benötigt wird. Ein Isocyanatindex von 110 bedeutet demnach, daß 110% der stöchiometrisch erforderlichen Isocyanatmenge für die Umsetzung mit den gesamten aktiven Wasserstoffverbindungen verwendet worden.

In den vergangenen Jahren wurde von der Polyurethanindustrie nach Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumprodukten gesucht, bei denen keine inerten Treibmittel, insbesondere Chlorfluorkohlenstoffe (CFK), mehr verwendet werden oder deren Menge zumindestens wesentlich reduziert ist. Die Chlorfluorkohlenstoffo zerstören bekannterweise die Ozonschutzschicht der Erde, eine Wirkung, die zu einem verstärkten Auftreten von Huutkrebs und anderen, durch Sonneneinwirkung verursachten Krankheiten führen wird und möglicherweise auch zu katastrophalen klimatischen Veränderungen. Die US-amerikanische Umweltschutzbehörde hat erst kürzlich darauf gedrängt, die Verwendung derartiger die Ozonschicht verringernder Chemikalien vollständig auslaufen zu lassen. Ein weiteres Treibmittel, Methylenchlorid, ist in Ungnade gefallen, da kurz- und möglicherweise längerwirkende Auswirkungen auf die Gesundheit befürchtet werden. Der gegenwärtige Trend besteht demzufolge darin, die Verwendung derartiger Treibmittel bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen möglichst zu vermeiden oder auf ein Mindestmaß zu senken.

Leider erfordert die großtechnische Herstellung von klassischem Weichschaum mit geringerer Rückfederung und mit geringerer Dichte, d.h. Dichten unter etwa 1,5 Pfund pro Kubikfuß, durch Freiaufschäumen größtenteils die Verwendung dieser inerten Treibmittel zur Senkung der Schaumdichten und zum Teil zum Kühlen. Versuche zur Herstellung von Schaumstoffen mit niedriger Dichte boi normalen Isocyanatindizes, d. h. Indizes von etwa 100 bis 120, durch Verwendung von zusätzlichem Wasser zum „Blähen" des Schaumstoffs über die Isocyanat-Wasser-Reaktion haben eine Überhitzung des Schaums verursacht und damit die Brandgefahr erheblich vergrößert. Die Brandgefahr wird stark verringert, wenn formgeschäumte Artikel hergestellt werden, da das kleine Volumen der Erzeugnisse ihre schnelle Abkühlung ermöglicht.

Überhitzung und Last (Stabilität) bei freigeschäumtem Schaumstoff könnten bis zu einem gewissen Grad durch die Senkung des Isocyanatindexes und durch sorgfältige Kontrolle weiterer Prozeßparameter, wie beispielsweise des Katalysatorsystems, gesteuert werden. Nur mit Wasser „geblähte", klassische Polyurethanweichschaumstoffe, die mit „klassischen Polyolen" bei Isocyanatindizes unter etwa 100 und besonders onter etwa 90 bis 95 formuliert werden, weisen jedoch häufig eine Spaltenbildung des Schaums auf, d. h. größere Öffnungen oder Hohlräume sowohl auf der Oberfläche des Schaumstoffs als auch in seinem Innern oder beides. Das Problem der Aufspaltung wird um so größer, je mehr der Isocyanatindex für eine sorgfältigere Steuerung der Möglichkeiten einer Schaumüberhitzung und/oder zur Erzeugung sehr weicher Schaumstoffe gesenkt wird. Die Erhöhung der zum „'Blähen" des Schaumstoffs verwendeten Wassermenge bei gleichzeitiger Senkung des Isocyanatindex stellt demzufolge im allgemeinen keine praktische Lösung für das CFK-Problem bei freiaufgeschäumten Schaumstoffen dar.

F. J. Dwyer et al. beschreibt in den Berichten der 7. Technischen Jahreskonferenz der SPI über Schaumkunststoffe einen weichen Schaumstoff, der offensichtlich durch ein direktes Freiaufschäumverfahren bei Isocyanatindizos zwischen 70 und 100 unter Verwendung von Polyolen (Triolen) mit niedrigeren Molekülmasse (1000) und niedrigerer Äquivalentmasse (350) entweder allein oder in Verbindung mit einem gewissen Standardpolyol, d. h. einem klassischen Polyol (Triol) mit einer Molekülmasse von 3000, mit bis zu 4php Wasser und etwas geringeren Katalysatormengen hergestellt wurde. Es sollen Dichten bis zu etwa 1,5 bis 1,6 Pfund pro Kubikfuß ohne (inerte) Hilfstreibmittel hergestellt worden sein. Noch geringere Schaumdichten erforderten jedoch die Verwendung von inerten Treibmitteln. T. M. Smiecinski, S. E. Wujcik und O. M. Grace (Polyurethane 88: Berichte des SPI 31 .Technischo/Markiwirtschaftliche Jahreskonferenz, Oktober 1988) beschreiben ebenfalls die Herstellung von weichem Schaumstoff im Laboratoriumsmaßstab unter Verwendung eiens Triols mit niedriger Molekülmasse und mit bis zu 5 p.ip Wasser bei einem Isocyanatindex von 85. Schaumstoff mit einer Dichte von nur 1,38 Pfund pro Kubikfuß soll ohne (inertes) Hilfstreibmittel hergestellt worden sein.

Das US-Patent 4,833,176 beschreibt eine Verfahrensweise zur Herstellung eines kaltgehärteten, geformten Polyurethanweichschaumstoffs unter Verwendung eines Isocyanatindexes unter 70 und vorzugsweise von 40 bis 60, Wasser in einer Menge bis zu 15php als Treibmittel und wahlweise eines Kettenverlängerungs- oder -Vernetzungsmittels. Obgleich in der Literatur über eine Vielzahl von Methoden und Polyurethanformulierungeii berichtet wurde, ist bis hin>'<e kein Verfahren offenbart worden; mit dem ein klassischer, freiaufschäumender, Polyurethanweichschaumstoff mit einer niedrigen

Dichte und über einen weiten Bereich von niedrigen Isocyanatindizes, d. h. von η Jr 60 bis zu etwa 95, unter Verwendung von klassiai en Polyolen und unter Anwendung von wenig oder gar keinem inerten Treibmittel und unter Vermeidung von solchen Problemen wie Schaumaufspaltung und Schaumkompaktheit siehe¹' hergestellt werden kann.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft im breitesten Sinn ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanweichschaurtiotoffs mit geringer Dichte und im allgemeinen mit geringer Rückfederung, der ohne Brechen eine im wissentlichen offene Zellstruktur aufweist, wobei Isocyanatindizes zwischen 60 und 95 angewandt werden. Der Schaumstoff wird im Direkt-Freiauf schäum· Verfahren (Blockschäumverfahren) hergestellt.

Die in der Beschreibung und den Patentansprüchen gebrauchten Begriffe haben die folgende Bedeutung: Schaumstoff mit „geringer Dichte" umfaßt Schaumstoffe mit einer Dichte mindestens unter etwa 2,5 Pfund pro Kubikfuß, vorzugsweise unter etwa 1,8 Pfund pro Kubinfuß, noch besser unter etwa 1,5 Pfund pro Kubikfuß und am besten unter etwa 1,3 Pfund pro Kubikfuß;

„weicher" Schaumstoff umfaßt Polyurethanschaumstoffe mit einem 25-%-Eindruckhärtewert (IFD) (siehe nachfolgende ' Beispiele) von unter etwa 35, vorzugsweise unter etwa 25 und noch besser unter etwa 20 Pfund pro 50 Quadratzoll; Schaumstoff „mit geringer Rückfederung", der in der Regel auch als „klassischer" Schaumstoff bezeichnet wird, soll die Schaumstoffe mit einem Kugel-Rückprall, /ert (ASTM D-3574) von weniger als etwa 55% und in der Regel unter etwa 50% einschließen;

„offene Zellstruktur" bezieht sich auf einen Schaumstoff, der ausreichend miteinander verbundene Zellen hat, um Luft hindurchströmen zu lassen, und umfaßt insbesondere Schaumstoffe mit einer Porosität von über 20 Kubikfuß pro Minute, und zwar gemessen nach der in den nachfolgenden Beispielen beschriebenen Verfahrensweise; diese Porosität entspricht im wesentlichen einem Porositätswert von mindestens 1 Standardkubikfuß pro Minute, wenn nach dem von R.E.Jones und G. Fesman, Journal of Cellular Plastics, January 1965, beschriebenen Prüfverfahren vorgegangen wird; und „ohne Brechen" bezieht sich auf einen Schaumstoff, der keiner wesentlichen Verformung unterzogen wird, d. h. ein Schaumstoff im ursprünglichen Herstellungszustand vor irgendwelchen Verarbeitungsschritten, bei denen die Zellstruktur verändert werden würde.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Herstellung eines Polyurethan-Blockweichschaumstoffs, der ohne Brechen eine im wesentlichen offene Zellstruktur hat, indem im Direktverfahren mehrere schaumbildende Bestandteile zur Bildung eines Reaktionsgemischs miteinander vermischt werden, das im wesentlichen frei von Chlorfluorkohlenstoff-Treibmitteln ist und bei dem die Qchaumbildenden Bestandteile unter Bedingungen miteinander reagieren, die das Freiaufschäumen erlauben, wobei die Bestandteile folgendes umfassen: (I) ein Polyol oder eine Polyolmischung; (II) ein organisches Polyisocyanat; (III) ein Verarbeitungshilfsmittel, das 1. ein oder mehrere Vernetzungs- und/oder Verlängerungsmittel und vorzugsweise 2. ein Zeilöffnungsmittel in einer Menge, die für einen Polyurethanschaumstoff mit einer Porosität über etwa 20 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß benötigt wird, umfaßt; (IV) ein stark stabilisierendes grenzflächenaktives Mittel; (V) Polyurethankatalysator; (Vl) Wasser und wahlweise ein oder mehrere der folgenden Hilfsstoffe; (VII) ein festes, in einem der Komponenten (I), (II) oder (Vl) dispergiertes Polymer; (VIII) eine alkonsäuregepfropfte Polyalkylenoxidverbindung; (IX) ein physikalisches (inertes) Treibmittel, das kein Chlorfluorkohlenstoff ist; sowie weitere wahlweise Bestandteile, die dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, die beispielsweise bei Polsterungen oder Verpackungen nützlich sind.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis des Anmelders, daß durch Einschluß einer geringen Menge einet Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittels, insbesondere eines Vernetzungs-/Verlängerungsmittels, das im folgenden näher erläutert wird, in Formulierungen mit niedrigem Isocyanatindex zur Herstellung von klassischem Polyurethan-Blockschaumstoff mittels Freiaufschäumen das Schaumaufspalten vermieden werden kann, ohne die offene Zellstruktur und die für klassische Schaumstoffe charakteristische große Porosität zu zerstören, wenn Schaumstoff mit niedriger Dichte und insbesondere Weichschäume hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher die Herstellung'eines klassischen Polyurethanweichschaumstoffs mit niedrigen Dichten, wobei zum Blähen und Kühlen des Schaumstoffs nur Wasser eingesetzt wird. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung lassen sich in der Praxis weiche Schaumstoffe mit niedriger Dichte im direkten Freiaufschäumverfahren ohne Verwendung irgendwelcher inerter Treibmittel wie Chlorfluorkohlenstoffe oder Methylenchlorid, die normalerweise zum Weichmachen und/oder Kühlen des Schaumstoffs benötigt werden, herstellen.

Polyol

Pclyolzusammensetzungen (I), die für die vorliegende Erfindung eingesetzt werden können, schließen eine Vielzahl von Verbindungen ein und umfassen die folgenden Polyetherpolyole, sind jedoch nicht auf diese beschränkt:

a) Alkylenoxidaddukte von Polyhydroxyalkanen;

b) Alkylenoxidaddukte von nichtreduzierenden Zuckern und Zuckerderivaten;

c) Alkylenoxidaddukte von Polyphenolen; und

d) Alkylenoxidaddukte von Polyaminen und Polyhydroxyaminen.

Im allgemeinen werden Alkylenoxide mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen verwendet, wobei Propylenoxid, Ethylenoxid und Gemische

davon besonders bevorzugt werden.

Beispiele für Alkylenoxidaddukte von Polyhydroxyalkanen schließen unter anderem die Alkylenoxidaddukte von Glycerin,

1,2,4-Trihydroxybutan, 1,2,6-Trihydroxyhexan, 1,1,1-TrimethyIolethan, 1,1,1-Trimethylpropan, Pentaerythritol, Xylitol, Arabitol,

Sorbitol, Mannitol und dergleichen ein. Eine weitere Klasse von Polyolen, die eingesetzt werden können, sind die obengenannten Alkylenoxidaddukte der

nichtreduzierenden Zucker und Zuckerderivate. Zu den nichtreriuzierenden Zuckern und Zuckerderivaten gehören Saccharose,

Alkylglykoside wie Methylglucosid, Ethylglucosid und dergleichen; Glykolglykoside wie Ethylenglykolglykosid, Propylenfilykolglykosid, Glycerolglucosid, 1,2,6-Kexantriolglykosid und dergleichen, sowie die Alkylenoxidaddukte der Alkylglykoside, die im US-Patent 3,073,788 beschrieben wurden. Eine weitere Klasse von geeigneten Polyolen, die oben unter c) angegeben wurden, sind die Alkylenoxidaddukte von Polyphenolen. Unter den in Betracht kommenden Polyphenolen sind beispielsweise Kpndensationsprodukte von Phenol und Formaldehyd und Novolakharzen; Kondensa'.ionsprodukte von verschiedenen phenolischen Verbindungen und Acrolein, wobei

das einfachste Mitglied dieser Klasse 1,2,3-t :is(Hydroxyphenyl)propan ist; Kondensationsprodukte von verschiedenen phenolischen Verbindungen und Glyoxal, Gluteraldehyd und anderen Dialdehyden, wobei die einfachsten Mitglieder dieser

Klasse die 1,1,2,2-Tetrakis(hydroxylphenol)ethane sind, und dergleichen. Geeignete Polyamine und Polyhydroxyamine für die Reaktion mit Alkylenoxiden zur Herstellung der Polyole von d) schließen

unter anderem Ethy'ondiamin, Propylendiamin, Trimethylendiamin, Triethylendiamin, Monoethanolamin, Diethanolamin,

Triethanolamin, Diisopropanolamin.Diethanolmonoisopropanolamin und dergleichen ein. Die Alkylenoxidaddukte von Phosphor- und Polyphosphorsäuren sind eine weitere nützlkhe Klasse von Polyolen. Ethylenoxid, Propylenoxid, die Epoxybutane, 3-Chlor-1,2-epoxypropan und dergleichen sind bevorzugte Alkylenoxide. Phosphorsäure, Phosphonsäure, die Polymethaphosphorsäuren, wie beispielsweise Tripolyphosphorsäure, die Polymetaphosphorsäuren und

dergleichen sind für die Verwendung in diesem Zusammenhang wünschenswert.

Tatsächlich kann jede Substanz, die nach dem Zerewitinoffschen Test bestimmten aktiven Wasserstoff aufweist, in gewissem Maße verwendet werden und wird daher in die allgemeine Definition der Polyolkomponente eingeschlossen. Beispielsweise

sind aminendständige Polyetherpolyole, hydroxylendständige Polybutandienpolyole und viele andere bekannt und können als

Nebenkomponente in Verbindung mit den obenbeschriebenen herkömmlichen Polyet.herpolyolen verwendet werden. Im allgemeinen muß die Polyolverbindung (I), d.h. die den aktiven Wasserstoff enthaltende Polyetherpolyolkomponente oder

die Polyolmischung eine Äquivalentmasse im Bereich von etwa 500 bis etwa 1500 und einen Ethylenoxidgehalt unter 20% haben, vorzugsweise liegt die Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und etwa 1300 und am besten zwischen etwa 750 und 1250, und das Polyol oder die Polvolmischung muß eine Funktionalität von mindestenn etwa 2 haben, wenn sie als erfindungsgemäße

Polyolkomponente Anwendung finden soll. Die Äquivalentmasse wird aus der gemessenen Hydroxylzahl bestimmt. Die Hydroxylzahl wird definiert als die Anzahl Milligramm Kaliumhydroxid, die für die vollständige Hydrolyse des aus einem Gramm Polyol hergestellten voll acetylierten Derivats benötigt wird, Die Beziehung zwischen Hydroxylzahl und Äquivalentmasse wird

durch die folgende Gleichung definiert:

OH=- ⁵⁶¹⁰°

Äquivalentmasse

wobei OH die Hydroxylzahl des Polyols ist. Es werden somit Polyole mit Hydroxylzahlen vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 43 bis etwa 110 und am besten zwischen etwa 45 und 75 verwendet.

Die Komponente (I) schließt Poly(alkylenoxid)polyole mit einer mittleren (nominellen) Funktionalität von über 2, einer Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und etwa 1500, einer unter etwa 50% liegenden Primärhydroxylfunktionalität und einem Ethylenoxidgehalt unter etwa 20Ma.-% ein. Vorzugsweise werden Poly(alkylenoxid)polyole mit einer mittleren Funktionalität zwischen etwa 2 bis 6, einer Äquivalentmasse

zwischen etwa 500 und 1300, einer unter etwa 50% liegenden Primärhydroxylfunktionalität und einem Ethylenoxidgehalt unter etwa 15Ma.-% und besonders unter etwa 12 Ma.-% verwendet. Der Einsatz von Polyetherpolyolen mit einem höheren

Ethylenoxidgehalt und höheren Werten bei Primärhydroxylen führt zu einer kompakten Schaumstruktur und zu einem kleineren Verarbeitungsspielraum. Der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt hieraus, daß derartige Polyetherpolyole eine Verteilung an Molekülen von

unterschiedlicher eigener Molekülmasse und einem Hydroxylgehalt und, wo es relevant ist, eine Verteilung an eigener

Primärhydroxylfunktionalität und eigenem Ethylenoxidgehalt enthalten werden. Die gemessene Hydroxylzahl, die berechnete Äquivalentmasse und andere Polyoleigenschaften stellen demnach einen Mittelwert für jeden Parametur in einem Polyol oder

einer Polyolmischung dar. Die obenangegebenen Bereiche sollen sich auf den Mittelwert dieser Parameter im Polyol oder in der

Polyolmischung beziehen. Die am meisten bevorzugten, in dieser Erfindung verwendeten Polyole schließen die Poly(oxypropy!en)uio!e und die Poly(oxyethylen-oxypropylen)triole ein. Wenn Ethylenoxid verwendet wird, kann es in beliebiger Weise an der Polymerkette

eingearbeitet werden. Anders ausgedrückt kann das Ethylenoxid entweder in inneren Blöcken, als endständige Blöcke eingebaut werden, oder es kann wahllos an der Polyolkette verteilt s<?in. Die Art und Weise des Einbaus und der Ethylenoxidgehalt des

Polyols sind jedoch vorzugsweise wie obenangegeben. Ethylenoxid wird also in einer Menge unter etwa 20 Ma.-%, vorzugsweise

unter etwa 15 Ma.-% und am besten unter etwa 12 Ma.-% verwendet und liegt hauptsächlich im Inneren der Polyolkette.

In einer besonders nützlichen Ausführungsform, die im folgenden ausführlicher beschrieben wird, wird mindestens ein Teil der Polyolkof iponente in Form eines Polymerpolyols zu der Formulierung gegeben, in dem die reaktiven Monomere in einem Polyol

polymerisiert wurden, um eine stabile Dispersion der Polymerfeststoffe innerhalb des Polyols zu bilden. Die Polyolkomponente in dieser bevorzugten Ausführungsform kann daher eine Polyolmischung umfassen, deren einer Bestandteil ein herkömmliches

Polyetherpolyol, z.B. ein Polyethertriol, und der andere Bestandteil ein Polymerpolyol sind. Das Polymerpolyol kann in einer

speziellen Formulierung auch die einzige Polyolquelle umfassen. Die Verwendung von Polymerpolyolen ist besonders nützlich bei Schaumstoffsorten mit geringer Dichte und besonders bei Schaumstoffen mit Dichten unter etwa 1,3 Pfund pro Kubikfuß, um die Stabilität dieser Schaumstoffe zu erhöhen.

Polyisocyanate

Komponente (II) ist ein organisches Isocyanat mit einer Funktionalität von etwa 2,0. Das Isocyanat wird in einer Menge verwendet, die in der Lage ist, mit nur etwa 60 bis 95% der stöchiometrischen Menge der reaktiven Isocyanatgruppen (d. h. dem aktiven Wasserstoff) in dem Gemisch zu reagieren, d. h. bei einem Isocyanatindex von etwa 60 bis 95. Vorzugsweise wird ein Isocyanatindex von etwa 60 bis 90, und am besten ein Index zwischen 65 und 85 angewandt. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in dem weiten Spielraum, den sie für die Variierung des Isocyanatindexes bietet, bei dem stabile, nicht spaltende

Schaumstoffe mit geringer Schrumpfung unter Verwendung herkömmlicher Polyole hergestellt werden. Der Isocyanatindex für die großtechnische Produktion von Schaumstoff mit ähnlichen Polyolzusammensetzungen liegt zwischen etwa 105 und 120. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung soil das organische Isoc/inat vorzugsweise keine Funktionalität über etwa 2,4 haben und noch besser eine nominelle Funktionalität zwischen etwa 1,8 und 2,2 haben. Die Verwendung von Polyisocyanaten mit höherer Funktionalität in dieser Erfindung führt zu Schaumstoffen mit relativ schlechten physikalischen Eigenschaften, insbesondere in bezug auf Eigenschaften wie Druckverformungsrest. Bei vielen Anwendungsformen müssen die Schaumstoffe einen Druckverformungsrest unter etwa 20% (90%iyes Zusammendrücken bei 15O⁰F über einen Zeitraum von 22 Stunden) aufweisen.

Nützliche organische Polyisocyanate für die Herstellung von erfindungsgemäßem Polyurethanschaumstoff enthalten im Durchschnitt etwa 2 Isocyanatgruppen. Derartige Verbindungen sind im Fachgebiet bekannt. Geeignete organische Polyisocyanate schließen die Kohler asserstoffdiisocyanate, z. B. die Alkylendiisocyonate und die Aryldiisocyanate, ein. Beispiele für geeignete Polyisocyanate sind 2,4-Diisocyanatotoluen-(2,4-tolylendiisocyanat), 2,C-Diisocyanatotoluen-(2,6-tclylendiisocyanat), Methylen-bis-(4-cyclohexylisocyanat),1,8-Diisocyanatooctan, I.B-Diisocyarito^^^-trimethylpentan, 1,9-Diisocyanatononan, I.IO-Diisocyanatopropylether von 1,4-Butylenglykol, 1,11-Diisocyanatoundecan, 1,12-Diisocyanatododecan-bis-fisocyanatohexyDsulfid, 1,4-Diisocyanatobenzen, 3,5-Diisocyanato-o-xylen, 4,6-Diisocyanato-mxylen, 2,6-Diisocyanato-p-xylen, Naphthalen-M-diisocyanat^-diisocyanato-i-chlorbenzen und 2,5-Diisocyanat-bis-(3-methyl^-isocyanatophenyllrnothan-i-nitrobenzen^^'-Diphenylmethylendiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethylendiisocyanatund 4,4'-Diphenylpropandiisocyanat können sowohl in ihren reinen und sauberen Formen als auch in ihren polymeren Formen als Nebenbestandteil in Beimischung mit den obengenannten difunktionellen Isocyanaten, insbesondere mit 2,4- und 2,6-Tolylendiisocyanat verwendet werden. Bevorzugte Polyisocyanate sind 2,4- und 2,6-Tolylendiisocyanate und deren Gemische mit einer Funktionalität von etwa 2, die hier allgemein als TDI bezeichnet werden. Das am meisten bevorzugte Polyisocyanat ist 80/20 TDI (d. h. ein Gemisch aus 80% 2,4-Toluendiisocyanat und 20% 2,6-Toluendiisocyanat).

Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung umfaßt die Verwendung eines Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittels (III), das die Eigenschaften von Schaumstoff-Blockware mit niedriger Dichte, d'< > bei einem niedrigen Isocyanatindex hergestellt wird, verstärkt. Dieses Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel schließt ein Vernetzungsmittel und/oder Verlängerungsmittel und vorzugsweise eine ausreichende Menge eines Zeilöffnungsmittels, vorzugsweise eines Polyethylenoxidmonols und/oder -polyols ein, um einen Polyurethanschaumstoff mit einer Porosität über 20 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß zu erhalten. Die Komponente (III), das Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel, entölt also mindestens ein Vernetzungs-/ Verlängerungsmittel, und kann möglicherweise auch ein Zeilöffnungsmittel enthalten, das vorzugsweise ein Polyethylenoxidmonol und/oder -polyol ist. Die Vernetzungs-/Verlängerungsmittelkompononte des Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittels wird in einer Menge verwendet, die zur Vermeidung der Spaltenbildung bei den erfindungsgemäßen niedrigen Isocyanatindizes benötigt wird, wobei der Wert im allgemeinen zwischen etwa 0,2 und 10 Masseteilen und vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Masseteilen pro 100 Teile der Polyolkomponente (I) liegt. Geeignete Vernetzungs-/ Verlängerungsmittel sind solche Materialien, die mit Isocyanatgruppen reagieren, besonders Verbindungen mit Hydroxyl- und/oder primären oder sekundären Amingruppen, und schließ, η die folgenden ein: 1) Vernetzungsverbindungen mit einer Äquivalentmasse unter etwa 200, und/oder 2) difunktionelle Ve η; ngerungsverbindungen, außer denen, die nur sekundäre Hydroxylgruppen besitzen, miteinerÄquivalentmasseunteretwa 10Q. DasVernetzungs-/Verlängerungsmittelhatvorzi;gsweise eine nominelle Funktionalität zwischen 2 und etwa 8.

Zur Herstellung von erfindungsgemäßen stabilen freischäumenden Schaumstoffen wird als Vernetzungs-/Verlängerungsmittel ein polyfunktionelles Glykolamin mit niedriger Molekülmasse bevorzugt. Dafür wird Diethanolamin (DEOA) gewählt. Es wird vorzugsweise in Mengen von etwa 0,5 bis etwa 3 php verwendet. Mischungen mit anderen Vernetzungs- und/oder Verlängerungsmitteln mit Diethanolamin können ebenfalls ähnliche Vorteile hervorbringen. Beispielsweise stellt eine Mischung aus 25% Diethanolamin (DEOA) und 75% eines Ethylenoxidadduktes von Glycerin mit niedriger Molekülmasse eine weitere bevorzugte Zusammensetzung eines Vernetzungsmittp'.s dar.

Obwohl Diethanolamin oder eine Mischung aus Diethanolamin und einem Ethylenoxidaddukt von Glycerin mit niedriger Molekülmasse bevorzugt wird, kann Diethanolamin auf Wunsch durch andere Vernetzungs-/Verlängerungsmittel ausgetauscht werden, wie beispielsweise durch Glycerin selbst, Triethanolamin, Diisopropanolamin, Ethylenglykol, Butandiol, Tetraethylenpentamin, Polyetbylenim'in, die Isomere von Phenylendiamin, Sorbitol, Erythritol, Saccharose, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, 2,4,6-Triaminotoluen, Isophorondiamin, Diethyltolylendiamin, Ethanolamin, Hydrazin, 4,4'-Methylenbis-(ochloranilin), einfache Kohlenhydrate, Alkylenoxid mit niedriger Molekülmasse, z. B. Ethylenoxid, und Propylenoxid, Addukte von polyfunktionellen Aminen oder Alkoholen (z. B. polyfunktionelle Glykole), Alkylenoxidaddukte von polyfunktionellen Aminoalkoholen und polyfunktionellen Alkoholaminen, aminendständige Polyalkylenoxide und viele andere polyfunktionelle Hydroxy- und/oder Aminverbindungen mit niedriger Molekülmasse. Ein Vorteil einer Mischung aus DEOA und einem Ethylenoxidaddukt von Glycerin liegt in ihrer Fähigkeit, den Schaumstoff, wenn keine zusätzlichen Zeilöffnungsmittel vorhanden sind, zu vernetzen.

Der Begriff Vernetzungsmittel wird im allgemeinen nur für Materialien mit nominellen Funktionalitäten über 2 und in der Regel über 3 und höher verwendet, während der Begriff Verlängerungsmittel in der Regel für Materialien verwendet wird, die eine Funktionalität über etwa 2 haben. Erfindungsgemäß ist es wichtig, daß in einer beliebigen Formulierung mindestens eine der Polyolkomponenten (I) oder des Vernetzungs-/Verlängerungsmittels eine Funktionalität über 2 aufweist. Wenn das Polyol eine Funktionalität über 2 aufweist, dann erfolgt die Vernetzung auch in Gegenwart von difunktionellen Verlängerungsmitteln. Mindestens eine der Komponenten (I) und (III) besitzt vorzugsweise eine nominelle Funktionalität von mindestens etwa 3 und besonders nützlich sind Formulierungen, in denen beide Komponenten eine nominelle Funktionalität von etwa 3 haben. Die Verwendung von Vernetzungsmitteln wird demzufolge In der Erfindung bevorzugt.

In klassischen Schaumstoffsystemen nach dem bisherigen Stand der Technik wurde die Verwendung von Vernetzungs-/ Verlängerungsmitteln bei standardgemäßen Isocyanatindizes (105 bis 120) aufgrund der uabei auftretenden übermäßigen Schaumstoffestigkeit und Schaumstoffschrumpfung lange vermieden. Es war daher vollkommen unerwartet, daß das Problem

dor Schaumstoffspaltung bei Verwendung derartiger Vernetzungs-/Verlängerungsmittel bei niedrigen Isocyanatindi7.es gelöst werden konnte, ohne den Schaumstoff in unangemessener Weise zu verfestigen. Tatsächlich tritt eine übermäßige Spal'bildurg im Schaumstoff auf, wenn in der vorliegenden Erfindung das Vernetzungs-/Verlängerungsmittel weggelassen wird, was zu nicht verwendbarem Schaumstoff führt.

Ein zweiter möglicher Bestandteil des Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittels (III) umfaßt ein Zellöffnungsmittel. Bevorzugte Zeilöffnungsmittel sind Polyethylenoxidmonole und/oder -polyole. Geeignete Polyethylenoxidmonole oder -polyole sind solche Ethylenoxidaddukte, die zu mehr als 50Ma.-% Ethylenoxid enthalten, und zwar vorzugsweise mehr als 60Ma.-% und am besten mehr als etwa 75Ma.-% Ethylenoxid, und die eine Äquivalentmasse von mehr als etwa 200, beispielsweise eine Äquivalentmasse vorzugsweise zwischen etwa 200 bis 5000, aufweisen. Das Polyelhylenoxid hat vorzugsweise eine Hydroxylfunktionalität von 2 oder mehr. Polyethylenoxidpolyole mit niedrigerer Äquivalentmasse (d. h. Äquivalentmassen von 200 bis 1000) werden bevorzugt, da sie flüssig sind und sich unter Umgebungsbedingungen leichter handhaben lassen. Freigeschäumte Blockschaumstoffware, die mit den Polyethylenoxidverbindungen mit niedrigerer Äquivalentmasse hergestellt wurde, neigt während der Herstellung auch weniger zur Spaltbildung als die Schaumstoffe, die mit Polyethylenoxidpolyolen mit höherer Äquivalentmasse hei gestellt werden. Polyethylenoxidmonole oder -polyole, die in die erfindungsg9mäßen Formulierungen als Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel eingearbeitet werden, d.h. solche, die einen Ethylenoxidgehalt über 50% aufweisen, dürfen nicht in die Messungen und Berechnungen zur Bestimmung der Äquivalentmasse, des Primärhydroxylgehaltes und des Ethylenoxidgehaltes der Polyolkomponente (I) einbezogen werden. Andere Zellöffnungsmittel schließen Materialien wie ein Gemisch aus Aceton und Cyclopentan, Alkyl und Alkenylester, viele organische und anorganische Pulver und/oder Füllstoffe; Polyalkylenoxide, vorzugsweise die obengenannten Polyethylenoxide und alkensäuregepfropfte Polyalkylenoxide ein.

Das Zellöffnungsmittel, z. B. das Polyethylenoxidmonol und/oder -polyol, wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, die zur Erreichung eines Polyurethan-Blockschaumstoffs mit einer Porosität über etwa 20 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß (CFM-Ft²) benötigt wird. Je nach den eingesetzten anderen Schaumstoffbestandteilen und besonders den (dem) Vernetzungs·/ Verlängerungsmittol(n) können Zellöffnungsmittel wie beispielsweise Polyethylenoxidmonole und/oder -polyole üblicherweise in einer Menge von 0 bis etwa 20 Masseteile pro 100 Teile Polyol, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 bis 20 php verwendet werden. Anders ausgedrückt, muß es in einigen Formulierungen nicht notwendig sein; ein separates Zellöffnungsmittel als Komponente des Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittels einzuarbeiten, da eine offene Zellstruktur mit ausreichender Schaumporosität ohne Brechen schon allein durch das Vemetzungs-/Verlängerungsmittel erreicht wird. Dies trifft besonders dann zu, wenn das Vernetzungsmittel ein Ethylenoxidaddukt, z.B. Ethylenoxidaddukte von polyfunktionellen Aminen oder Alkoholen, enthält. Natürlich kann bei Verwendung eines zusätzlichen Zeilöffnungsmittels in diesen Formulierungen die Schaumstofföffnur ergrößert werden. Das Zellöffnungsmittel wie z. B. Polyethylenoxidmonol und/oder -polyol, wird im allgemeinen in eine lenge von nicht mehr als etwa 20Ma.-% von Komponente (I) und vorzugsweise nicht mehr als etwa 10Ma.-% verwendet. Seine Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren fördert die Zellöffnung und verbessert das Rückformvermögen des Schaumstoffs (z.B. Druckverformungsrest).

Stabilisatoren

Die Komponente (IV) umfaßt die hochstabilisierenden grenzflächenaktiven Silikonstoffe (Polyurethanschaumstoff-Stabilisatoren), die in der Polyurethanschaumstoffindustrie breite Verwendung finden, insbesondere diejenigen, die für die Herstellung von klassischem (weichem), halbhartem, hartem und von Polyester ausgehendem Polyurethanschaumstoff eingesetzt werden. In diese Klasse sind solche grenzflächenaktiven Stoffe wie die Organo-Polysiloxan-Copolymere, wobei die gebräuchlichsten die Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere sind, worin das Polysiloxan mehr als etwa 10 Siliciumatome enthält, eingeschlossen. Die weniger stabilisierenden grenzflächenaktiven Mittel für Weichschäume, wie beispielsweise die Polydimethylsiloxanöle, sollen vermieden werden. Hochstabilisierende grenzflächenaktive Mittel stehen von Union Carbide Corporation als Silicone Surfactants L-520, L-6202 und L-5810 zur Verfügung. Diese Stabilisatoren werden in geringen Mengen, von etwa 0,001 Ma.-% bis etwa 5Ma.-%, bezogen auf das gesamte Reaktionsgemisch, eingesetzt.

Geeignete Stabilisatoren für Schaumstoff-Blockware schließen „hydrolisierbare'Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Ölockcopolymere wie beispielsweise die in US-PS 2,834,748 und 2,917,480 beschriebenen Blockcopolymere ein. Eine weitere nützliche Klasse Schaumstoff-Stabilisatoren sind die „nicht-hydrolisierbaren" Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Blockcopolymere wie beispielsweise die in US-PS 3,505,377 und 3,686,254 und in der GB-PS 1,220,4/1 beschriebenen Blockcopolymore. Die letztere Copolymerklasse unterscheidet sich von den erwähnten Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Bl ockcopolymeren darin, daß die Polysiloxankomponente durch direkte Kohlenstoff-Siiicium-Bindungen anstelle von Kohlenstoff-Sauerstoff-Silicium-Bindungen gebunden ist. Die verschiedenen Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Blockcopolymere enthalten vorzugsweise zwischen R und 50Ma.-% Polysiloxanpolymer, wobei der Rest Polyoxyalkylenpolymer ist. Den Fachleuten auf diesem Gebiet sind weitere grenzflächenaktive Silikonmittel bekannt, deren Einsatzmenge durch Routineexperimente bestimmt werden kann.

Katalysatoren Die Komponente (V) schließt die Standardkombination von tertiärem Amin- und metallorganischen Polyurethankatalysatoren

ein. Aus der großen Anzahl an Polyurethankatalysatoren kann jeder beliebige zur Herstellung des Polyurethanschaumstoffs herangezogen werden. Typische Mengen liegen zwischen 0,001 und 5Ma.-%, bezogen auf das Reaktionsgemisch. Werte von etwa 0,001 bis etwa 2 php sind üblich. Die relativen Proportionen sind den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. Repräsentative

Katalysatoren tertiärer Amine sind:

bisi2,2'-Dimethylaminoethyl)eth8r, Trimethylamin, N-Methylmorpholin, Ν,Ν-Et'nylmorpholin, N,N-Dimethylbenzylamin,

Ν,Ν-Dimethylethanolamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, Pentamethyidipropylentriamin, Triethylendiamin,

Pyridinoxid und dergleichen. Zur Erzielung bester Ergebnisse ist die Verwendung eines besonders guten „Treib'-Katalysator.s,

d.h. eines Katalysators, dei bei der Wasser-Isocyanat-Reaktion eine besonders gute Katalysatorwirkung hat, von Bedeutung.

Demzufolge wird bis(2,2'-Dimethylaminoethyl)ether als Aminkatalysator stork bevorzugt. Geeignete metallorganische Katalysatoren umfassen die Salze der organisch". Säuren mit einer Vielzahl von Metallen wie

beispielsweise Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Al, Si.. PK. Mn, Co, Bi und Cu einschließlich beispielsweise Natriumacetat,

Kaliumlaurat, Calciumhexanoat, Zinn(ll)-acetat, Zlnn(ll)-octoat, Zinn(ll)-oleat, Bleloctoat, metallische Trocknungsstoffi wie zum Beispiel Mangan und Cobaltnaphthenat und dergleichen; und metallorganische Derivate von vierwertigem Zinn, dreiwertigem und fünfwertigom As, Sb und Bi sowie Metallcarbonyle von Eisen und Cobalt.

Zu den zinnorganischen Verbindungen, die besondere Erwähnung verdienen, gehören die Dialkylzinnsalze der Carbonsäuren, z.B. Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat,Dibutylzinnmaleat, DilaurylzinndiacetatrDioctylzinndiacetat, Dibutylzinn-bis(4· methylamiiiobenzoat), Dibutylzinndilaurylthiolat, Dibutylzinn-bis(e-methylaminohexanoat) und dergleichen. In ähnlicher Weise kann ein T ialkylzinnhydroxid, Dialkylzinnoxid, Dialkylzinndialkoxid oder Dialkylzinndichlorid verwendet werden. Beispiele dieser Verbindungen umfassen Trimethylzinnhydroxid, Tributylzinnhydroxid, Trioctylzinnhydroxid, Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid, Dilaurylzinnoxid, Dibutylzinn-bis(isopropoxid), Dibutylzinn-bis(2-dimethylaminopentylat), Dibutylzinndichlorid, Dioctylzinndichlorid und dergleichen.

Andere bekannte Polyurethankatalysatoren können ebenfalls in Kombination mit den obenbeschriebenen Amin- und metallorganischen Katalysatoren verwendet werden, wie beispielsweise starke Basen wie Alkali- und Erdalkalimetallhydroxide, •alkoxide und -phenoxide; saure Metallsalze von starken Säuren wie EisendlD-chlorid, ZinndD-chlorid, Antimontrichlorid, Wismutnitrat und -chlo-id und dergleichen; Chelate von verschiedenen Metallen wie beispielsweise die von Acetylaceton, Benzoylaceton, Trifluoracetylaceton, Ethylacetoacetat, Salicylaldehyd, Cyclopentanon-2-carboxylat, Acetylacetonimin, bis-Acetylacetonalkylendiiminen, Salicylaldehydimin und dergleichen mit den verschiedenen Metallen wie Be, Mg, Zn, Cd, Pb, Ti, Zr, Sn, As, Bi, Cr, Mo, Mn, Fe, Co, Ni oder solchen Ionen wie MoO₂ ⁺*, UO₂ ⁺⁺ und dergleichen; Alkoholate und Phenolate von verschiedenen Metallen wie Ti(OR)₄, Sn(OR)₄, Sn(OR)₂, AI(OR)₃ und dergleichen, worin R ein Alkyl oder Aryl ist, und die Reaktionsprodukte von Alkoholaten mit Carbonsäuren, beta-Diketonen und 2-(N,N-Dialkylamino)alkanolen wie beispielsweise die bekannten Chelate von Titanium, die durch diese oder äquivalente Verfahrensweisen gewonnen werden; all diese können in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Treibmittel

Wasser (Komponente [Vl]) wird zur Erzeugung des Kohlendioxids durch Reaktion mit dem Isocyanat vorzugsweise als alleiniges Treibmittel eingesetzt. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Wasser in einer Menge von etwa 2,0php bis zu etwa 12 php, vorzugsweise in einer Menge zwischen etwa 3,0 (z. B. 3,2 php) und 10 php, noch günstiger in einer Menge zwischen etwa 4,0 und 10php und am besten zwischen etwa 5,0 und 10 php verwendet. In der vorliegenden Erfindung wird mehr Wasser eingeset . als für das Blähen des Schaumstoffs erforderlich ist. Die Menge des überschüssigen Wassers nimmt stark zu, wenn der Isocyanatindex unter 95 und besonders unter 85 gesenkt wird. Das Überschußwasser dient zur Kühlung des Schaumstoffs während der Herstellung. Das während der Schaumstoffkühlung gebildete Nebenprodukt Dampf unterstützt ebenfalls das Schäumen. Um zusätzlich einen größeren Bereich an Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schaumstoff produkte zu erreichen, kann eine Kombination aus Wasser und einem anderen inerten (kein Chlorfluorkohlenstoff), physikalischen Treibmittel (Komponente [IX]) verwendet werden. Die Menge des angewandten inerten Treibmittels hängt von solchen Faktoren wie beispielsweise der gewünschten Dichte des Schaumstoffproduktes ab.

Inerte Polyurethan-Treibmittel sind beispielsweise Methylenchlorid und thermoin'stabile Verbindungen, die bei Erwärmung Gase freisetzen wie beispielsweise N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid, Aminformiate und dergleichen. Die Verwendung von (physikalischen) Hilfstreibmitteln wie beispielsweise Methylenchlorid im erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht die Herstellung eines noch breiteren Bereiches an Schaumetoffdichten und -härten, die nur mit Wasser gar nicut oder nur sehr schwierig zu erreichen wären. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei anderen, für die Umwelt weniger schädlichen Technologien eingesetzt werden. Diese könnten die Anwendung eines Verfahrens einschließen, bei dem Ameisensäure mit Isocyanat zur Erzeugung djs Treibgases umgesetzt wird.

Wie jedoch im vorangegangenen aufgezeigt wurde, besteht ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß die Verwendung von inerten Treibmitteln wie Methylenchlorid in der Schaumstofformulierung zur Erreichung von Schaumstoffen mit geringer Dichte und/oder weichen Schaumstoffen vermieden werden oder zumindestens minimiert werden kann, ohne im Vergleich zu klassischen Schaumstoffen nach dem bisherigen Stand der Technik deren Eigenschaften wesentlich opfern zu müssen. . '

Weitere Zusatzmittel Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht, wie im vorangegangenen bereits angegeben, in der Einarbeitung eines festen Polymers, der in Polyol, Wasser oder Isocyanat dispergieren Komponente (VII). Dies erfolgt am besten durch ein Polymerpolyol

(auch als Dispersions- oder Pfropfpolyol bezeichnet), wobei die reaktiven Monomere in dem Polyolmedium polymerisiert werden, um eine stabile Dispersion des Polymers im Polyol zu bilden. Das feste Polymer kann dispergiert oder in situ, beispielsweise durch Monomerpolymerisation, in einer der Komponenten (I), (II) oder (Vl) gebildet werden und kann in Mengen bis zu 50Ma.-% des Endproduktes vorhanden sein.

Die gebräuchlichste in Polyurethanschaumstoff eingesetzte Polymerdispersion sind die Polymerpolyole, in denen die feste Polymerdispersion durch In-situ-Polymerisation der Monomere gebildet wird, wie beispielsweise ethylenisch ungesättigte Monomere, die zu dem Polyol gegeben werden und darin polymerisieren. Monomere, die mit isocyanathaltigen Verbindungen

unter Bildung von Polyurethanpolymerdispersionen oder Polyharnstoffpolymerdispersionen reagieren, sind ebenfalls geeignet.

Wie obenerwähnt wurde, ist dies der bevorzugte Weg zur Einführung von Feststoffen in die erfindungsgemäßen Formulierungen. In diesen Fällen stellt die Polyolkomponente derartiger Polymerpolyole mindestens eine Portion der Polyolkomponente (I) dar und kann auch deren einzige Quelle sein. Ein weiterer akzeptabler Weg zur Einarbeitung eines festen Polymers in die erfindungsgemäße Formulierung ist die Herstellung

des Polymers als eine Emulsion (Latex) in Wasser, beispielsweise durch Polymerisation freier Radikale von ethylenisch ungesättigten Monomeren. Dies erfolgt am besten in Formulierungen mit hohem Wassergehalt, wobei eine beträchtliche

Polymermenge eingearbeitet werden kann. Das in der Emulsion vorhandene Wasser kann gleichzeitig das zum „Blähen" des Schaumstoffs erforderliche Wasser stellen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Herstellung der Dispersion im Isocyanat wie

im US-Patent 4,283,500 (Union Carbide Corp.) beschrieben wurde.

Die Herstellung von stabil dispergieren Polymeren in Polyolen zur Bildung von Polymerpoiyolen ist im Fachgebiet bekannt. Die

wichtigsten Patente auf diesem Gebiet sind die von Stamberger Re. 28,715 (wieder ausgegeben von US 3,383,351) und Re. 29,118 (wieder ausgegeben von US 3,304,273}. Siehe auch US-PS 3,652,639 und 3,823,201; US-PS 3,953,393; US-PS 4,119,586 und 4,148,840 und US-PS 4,282,331. Diese Zusammensetzungen können durch Polymerisation eines oder mehrerer ethylonisch ungesättigter Monomere, die in einem Polyol gelöst oder disperglert sind, in Gegenwart eines Katalysators mit freiem Radikal unter Bildung einer stabilen Dispersion von Polymerpartikeln Im Polyol hergestellt werden. Diese Pciymerpolyolzusammensetzungen haben die wertvolle Eigenschaft, daß sie den daraus hergestellten Polyurethanschaumstoffen bessere 'ragende Eigenschaften verleihen als von den entsprechenden nichtmodifizierten Polyolon stammen würden. Auch die in US-PS 3,325,421 und 4.374.209 beschriebenen Polyole gehören dazu.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerpolyolzusammensetzungen können sehr viele Monomere verwendet werden. Zahlreiche ethylenlsch ungesättigte Monomere sind in früheren Patenten offenbart worden. Alle diese Monomere sind geeignet. In jüngster Zeit werden auch, wie im vorangegangenen angegeben, Polyharnstoff- und Polyurethansuspensionspolymere eingesetzt.

Die Auswahl des Monomers oder der Monomere hängt von Faktoren wie den relativen Kosten der Monomere und den für die beabsichtigte Verwendung benötigten Eigenschaften des Polyurethanproduktes ab. Um den Schaumstoffon die gewünschte Tragfähigkeit zu verleihen, müssen das (die) für die Herstellung des Polymerpclyols verwendete(n) Monomer(e) natürlich so ausgewählt werden, daß ein Polymer bereitgestellt wird, dessen Glasübei jang zumindest etwas höher als Raumtemperatur liegt. Die T₀ (GlasübergangstemperaUr) der Polymersuspension oder -emui. ion muß mindestens etwa 40⁰C betragen, um die gewünschte Tragfähigkeit zu erreichen. Der Monomergehalt wird in der Reget so ausgewählt, daß der gewünschte Feststoffgehalt, im allgemeinen mindestens etwa 2 Ma.-%, der für die beabsichtigte Anwendung des Endproduktes erforderlich ist, bereitgestellt wird. Beispielhafte Monomere schließen Styren und seine Derivate wie beispielsweise para-Methylstyren, Acrylate, Methacrylate wie Methylmethacrylat, Acrylnitril und andere Nitrilderivate wie Methacrylnitril, Hydroxyacrylate, Acrylamid und dergleichen ein. Die bevorzugten eignesetzten Monomergemischezur Herstellung der Poiymerpolyolzusammensetzungen schließen Gemische von Acrylnitril und Styren ein.

Der Hauptvorteil bei der Verwendung eines dispergieren Feststoffs besteht darin, daß die Stabilität des bei den niedrigen Isocyanatindizes hergestellten Schaumstoffs erhöht wird. Dies ist besonders wichtig bei entsprechend der Erfindung hergestellten Schaumstoffen mit Dichten unter etwa 1,3 Pfund pro Kubikfuß. Die Kombination eines Polymerpolyols und eines Emulsionspolymers in Wasser kann ebenfalls verwendet werden.

Eine Vielzahl von zusätzlichen Hilfsstoffen ist den Fachleuten auf diesem Gebiet bekennt und kann ebenfalls in die Schaumstofformulierung eingearbeitet werden. Diese können Flammverzögerungsmittel, Farbstoffe, mineralische Füllstoffe und andere Substanzen sein.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung von Schaumsteuerungsmitteln (Komponente [II]), wie sie beispielsweise in US-PS 4,701,474 (Union Carbide Corporation) offenbart W6rden, die hierin durch Bezugnahme mit eingeschlossen sind. Diese Mittel schließen alkensäuregapfropfte rOlyaikylenoxidverbindungen, einschließlich gepfropfter Polyole, ein und werden in einer Menge zwischen etwa 0,01 bis etwa 2 Teile pro hundert Teile Polyol eingesetzt. Sie sorgen für eine langsame Schaumexpansion und sind besonders nützlich, wenn katalytische Vernetzungsmittel wie beispielsweise DEOA verwendet werden. Diese katalytisch aktiven Vernetzungsmittel neigen zu einer Erhöhung der Schaumexpansionsgeschwindigkeit. Die Schaumsteuerungsmittel können auch bei der Einhaltung des Reaktionsgleichgewichts (Reaktivitätssteuerung) und, wie obenerwähnt, bei der Förderung der Zellöffnung helfen. Die Erfindung verwendet demzufolge in ihren nützlichsten Aspekten ein typisches klassisches Polyol bzw. ein Polyol mit geringer Rückfederung (Äquivalentmasse 750 bis 1250, weniger als etwa 50% primäre OH-Gruppen und wsiyger als etwa 15Mr.-% Ethyleugehalt), plus die Kombination von bis etwa 10 Teilen eines zusätzlichen Vernetzungsmittels (Äquivalentmasse unter etwa 200 und mittlere Isocyanat-Reaktionsfunktionalität von 3 oder größer) und bis zu etwa 10 Teilen eines Polyalkylenoxidpolyols mit einer Äq'jivalentmasse zwischen etwa 200 und 1000 und einem Ethylenoxidgehalt über 75% als Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel, und zwischen etwa 5,0 und 10php Wasser in Kombination mit TDI, das in oiner Menge verwendet wird, die zur Reaktion ausreicht mit etwa 60 bis etwa 90% und vorzugsweise etwa 65 bis 85% der reaktiven Isocyanatgtuppen und mit anderen Standardbestandteilen, um einen weichen Polyurethan-Blockscnaumstoff mit niedriger Dichte (d.h. unter etwa 1,5 Pfund pro Kubikfuß) und im allgemeinen mit geringer Rückfederung (d.h. IFD unter etwa 35), der ohne Brechen im wesentlichen eine offene Zellstruktur aufweist, über ein direktes Freiaufschäumverfahren ohne Schaumstoffaufspaltung herzustellen. Diese Verfahrensweise ergibt einen Weichschaumstoff mit akzeptablen Eigenschaften für viele Polsterungs- und Verpackungsanwendungen.

In der Praxis werden die zur Produktion der erfindungsgemäßen Schaumstoffe verwendeten Formulierungen durch Mischen der genannten Komponenten in Anlagen zur Bearbeitung klassischer Schaumstoffe nach den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannten Verfahrensweisen hergestellt. Bei der Herstellung des Weichschaumstoffs werden die Bestandteile nach der sogenannten Direkt-Methode innig miteinander vermischt, um in einem Einstufenverfahren einen Schaumstoff bereitzustellen. Bei demOirekt-Verfahren werden die Polyol- und Polyisocyanatreaktanten, die Katalysatoren, Treibmittel, grenzflächenaktiven Stoffe und andere wahlweise Bestandteile miteinaniiir vermischt und anschließend zur Reaktion dispensiert. In der Regel wird der Schaumstoff als Blockware mit einem Volumen von über 50 Kubikfuß hergestellt. Bei einer weit verbreiteten Ausführungsform wird das Schaumstoffgemisch von einem Mischkopf auf ein oben und vorn offenes Förderband abgegeben. Beim Vorwärtslauf des Förderbandes bewirken die Schaumstoffreaktionen das freie Expandieren des Schaumstoffs nach oben, daher der Begriff Freiaufschäumen. Bei einem anderen bekannten Verfahren, d. h. dem „Vertifoam"-Verfahren, wird der Schaumstoffblock nach oben gerichtet hergestallt, indem das Schaumstoffgemisch in flexible Wände, die in vertikaler Richtung bewegt werden, dispensiert wird und worin es frei nach außen expandieren kann. Diese Methoden sind den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. Aufgrund der besonderen Komponenten, die entsprechend der erfindungsgemäßen Beschreibung angewandt werden, steht dem Bedienungsmann bei der Steuerung von Dichte, Last und anderen physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffs ein br»|terer Spielraum oder ein anderes inertes (nichtreaktives) Treibmittel zur Verfugung. Beispielsweise können erfindungsgemäß Schaumstoffe unter Ausnutzung eines weiteren Bereiches von Wasser und Isocyanatindizes hergestellt werden als es nach dem bisherigen Stand der klassischen Schaumstoff-Technologie möglich war. Die Vorteile dieser Flexibilität bei der Schaumstoffverarbeitung bestehen darin, daß Schaumstoffe mit geringerer Dichte und

Schaumstoffgüten mit geringerer Last hergestellt werden können, ohne auf die Anwendung von Chlorfluorkohlenstoffen

zurückgreifen zu müssen.

Die folgendenBeispiele werden zur Veranschaulichung und ;iicht zur Einschränkung der Erfindung gegeben. Falls nichts anderes

angegeben, sind die in den folgenden Tabellen aufgeführten Bestandteile in Masseteilen und alle Temperaturen in Grad Celsius ausgewiesen.

Beispiele In den Beispielen haben die folgenden Bezeichnungen, Begriffe und Abkürzungen die folgenden Bedeutungen:

I. Polyole

Polyo! A ist ein Polyalkyienoxidtriol (nominell), das durch Reaktion von Propylenoxid (90%) und Ethylenoxid (10%) auf Glycerin

hergestellt wird. Es besitzt eine Äquivalentmasse von etwa 970 und enthält hauptsächlich sekundäre Hydroxylendgruppen.

Polyol B ist ein Pciyalkylenoxidtriol (nominell), das durch Reaktion von Propylenoxid auf Glycerin hergestellt wird. Es besitzt eine Äquivalentmasse von etwa 970. Polyol C ist ein Polyalkyienoxidtriol (nominell), das durch Reaktion von Propylenoxid auf Glycerin hergestellt wird. Es besitzt eine Äquivalantmasse von etwa 500. Polyol D ist ein Polyalkyienoxidtriol (nominell), dt s dutch Reaktion von Propylenoxid (90%) und anschließend Ethylenoxid (19%)

auf Glycerin hergestellt wird. Es besitzt eine Äquivalentmasse von etwa 1580 und enthält hauptsächlich primäre

Hydroxylendgruppen. Polyol E ist ein Polymerpolyol, das von Union Carbide Corporation als Niax polyol HS~100 verkauft wird. Es enthält 45Ma.-% Polymerfeststoffe und hat eine Hydroxylzahl von etwa 27. Polyol F ist ein Polymerpolyol, das von Union Carbide Corporation als Niax polyol E-650 verkauft wird. Es enthält etwa 33 Ma.-% Polymerfeststoffe und hat eine Hydroxylzahl von etwa 24. Polyol G ist ein Dispersionspolymerpolyol, bei dem das Dispersionspolymer durch Reaktion von TDI und einem Glykolvernetzungsmittel mit niedriger Molekülmasse im Polyol (ähnlich wio bei Polyol A) gebildet wird. Polyol H ist ein nominelles difunktionelles Polyol, das dazu dient, die Härte von klassischen Schaumstoffen zu verringern und den Bedarf an Hilfstreibmitteln zum Erweichen zu reduzieren. Polyol I ist ein Polyalkylenoxidpolyol von hoher Funktionalität (nominell 8 Funktionen), das hauptsächlich sekundäre Hydroxylgruppen aufweist, gebildet durch Reaktion von Propylenoxid auf Sorbitol und anschließende Zugabe von 12% Ethylenoxid und Abdecken mit Propylenoxid. Polyol J ist ein Polyalkyienoxidtriol, das durch Reaktion von Propylenoxid auf Glycerin hergestellt wird. Es weist eino Äquivalentmasse von etwa 335 auf. II. Vernetzungsmlttel/Verlangerungsmittel

Vernetzungsmittel A ist ein Ethylenoxidaddukt von Glycerin, um ein trifunktionelles Glykol mit einer Äquivalentmasse von 167 zu erhalten.

Vernetzungsmittel B ist ein aminendständiges Potyalkylenoxid, das von dem Propylmioxidaddukt von Glycerin abgeleitet wurde und eine Äquivalentmasse von 83 aufweist. Das aminendständige Endprodukt besitzt eine Äquivalentmasse von etwa 110

Vernetzungsmittel C ist ein trifunktionelles Ethylenoxidaddukt von Glycerin und hat eine Äquivalentmasse von etwa 117

Vernetzungsmittel D ist ein trifunktionelles Ethylenoxidaddukt von Glycerin mit einer Äquivalentmasse von etwa 77

Vernetzungsmittel E ist ein trifunktionelles Ethylenoxidaddukt von Glycerin mit einer Äquivalentmasse von etwa 151

Vernetzungsmittel F ist ein dem Vernetzungsmittel E sehr ähnliches Mittel mit einer Äquivalentmasse von 150

Verzögerungsmittel A ist ein Polyglykolamin mit einer primären Amingruppe und einer primären Hydroxylgruppe mil einer mittleren relativen Molekülmasse von 163

Verlängerungsmittel B ist 1,3-Phenylendiamin.

III. Zellöffnungsmittel Zellöffnungsmlttel A ist ein Polyalkylenoxidtriol (nominell), das durch Reaktion von Ethylenoxid auf Glycerin hergestellt wird. Es

weist eine Äquivalentmasse von etwa 330 auf.

Zellöffnungsmittel B ist ein Polyalkylenoxiddiol (nominell), das durch Reaktion von Ethylenoxid auf Ethylenglykol hergestellt

wird. Es weist eine Äquivalentmassff von etwa 300 auf.

Zellöffnungsmittel C ist ein Polyalkylenoxidmonol (nominell), das durch Reaktion von Ethylenoxid auf Methanol hergestellt

wird. Es weist eine Äquivalentmasse von etwa 350 auf.

Zellöffnungsmittel D ist ein Polyalkyienoxidtriol (nominell), dasdurch Reaktion von Ethylenoxid auf Glycerin hergestellt wird. Es

weist eine Äquivalentmasse von etwa 3300 auf.

Zellöffnungsmittel E ist ein Polyalkylenoxidtriol (nominell), das durch eine erste Reaktion vr ι Ethylenoxid auf Glycerin bis zu

einer Äquivalentmasse von etwa 330 und eine» anschließende Reaktion mit einer geringen Menge Propylenoxid zur Gewinnung

eines Polyols mit hauptsächlich sekundärem Hydroxyl mit einer Äquivalentmasse von etwa 460 hergestellt wird.

IV. Silikone/grenzflfichenaktlve Stoffe

Silikon A ist ein für klassische Schaumstoff-Blockware eingesetzter handelsüblicher hydrolysierbarer grenzflächenaktiver Stoff (Polyether-Silikon-Copolymer) (Silicone L-6202 von Union Carbide Corporation).

Silikon B ist ein für klassische Schaumstoff-Blockware eingesetzter handelsüblicher nichthydrolysierbarer grenzflächenaktiver Stoff (Polyether-Siiikon-Copolymer).

V. Latlzes

Latex A ist eine Copolymer-Emulsion aus Styren/Hydroxyethylmethacrylat (95/5) In Wasser (45% Feststoffe, mittlere Partikelgröße = 0,4Mm).

Latex B ist eine Copolymer-Emulsion aus Styren/Ethylacrylat/Methylmethacrylat/Hydroxyethylmethacrylat/Acrylamid (35/20/35/5/5) in Wasser (45% Feststoffe,

Latex C ist ein handelsübliches Emulsionspolymer (Rohm & HaaJ Ropaque OP-62), das als Trübungsmittel in Anstrichstoffen verwendet wird und hauptsächlich Styren und Methylmethacrylat enthält (38% Feststoffe, 0,4 pm). Latex D ist eine Copolymer-Emulsion aus Styren/ Hydroxyethylmethacrylat/Methacrylsäure (93,5/5/1,5) in Wasser (55% Feststoffe, 0,4 pm).

VI. Andere Chemikalien für die Schaumstoffherstellung A1 ist ein handelsüblicher hocheffektiver Staridard-Amin-.Treib"-Katalysator, der 70 Ma.-% bis(2,2'-Dimethylaminoethyl)ethor

in Dipropylenglykol enthält und von Union Carbide Corporation als Niax* Aminkatalysator A1 verkauft wird.

T-9 ist ein handelsüblicher zinnorganischer Standardkatalysator, der Im wesentlichen ZinndO-octoat enthält. Katalysator A ist ein Gemisch aus A1 (25%) und in Dipropylenglykol (,0%) verdünntem Tiethylendiamin (20%). T-10 ist ein handelsüblicher zinnorganischer Standardkatalysator, der aus einer 50%igen Verdünnung von T-9 besteht.

33LV ist ein Aminkatalysator, der 33 Ma.-% Triethylendiamin in Dipropylenglykol enthält.

CFC-11 ist im wesentlichen das Treibmittel Trichlorfluormethan (Fluorkohlenstoff 11).

80/20 TDI ist ein handelsübliches Standardtoluendiisocyanat, das im wesentlichen zu 80% aus dem 1,4-lsomer und zu 20% aus dem 2,6-lsomer besteht.

65/35 TDI ist ein Standardtoluendiisocyanat, das im wesentlichen zu 65% aus dem 2,4-lsomer und zu 35% aus dem 2,6-lsomer besteht.

DEOA ist Diethanolamin. F.C. A. ist ein Schaumsteuerungsmittel, das im wesentlichen aus einer 10%igen Pfropfacrylsäure an einem Pnlyalkylenoxidpolymer besteht, hergestellt durch Reaktion von Ethylenoxid und Propylenoxid mit einem Butanolstarter. VII. Kennwerte der Schaumstoffverarbeitung Startzeit Ist die in Sekunden ausgedrückte Zeit vom Mischen des TDI mit den anderen Chemikalien, bis eine erkennbare Expansion des Schaumgemischs eintritt. Anstiegszeit ist die in Sekunden ausgedrückte Zeit vom Mischen des TDI mit den anderen Chemikalien, bis ein sichtbares Abblasen des Gases eintritt bis fast zum vollständigen Anstieg, der durch Zellöffnung angezeigt wird. Prozentuales Absinken ist der Höhenverlust in % (von der maximalen Schaumhöhe) innerhalb von 5 Minuten nach der TDI-

Zugabe.

Schrumpfung ist der sichtbare Beweis für die Schaumstoffschrumpfung während des Abkühlens. Spaltung ist der sichtbare Beweis, daß sich der Schaumstoff spaltet. Dies kanu ait, ein plötzliches heftiges Öffnen des Schaumstoffs an der Oberfläche- (»Warmo'-Spaltung) oder als eine Spaltbik'ung im Innern des Schaumstoffs auftreten.

VIII. Eigenschaften des Schaumstoffs (Außer für die Porosität und tails nichts anderes angegeben,wurden die Prüfverfahren nach ASTM D 3574-86 angewandt.)

Dichte ist die Schaumstoffmasse pro Volumeneinheit und wird in Pfund pro Kublkfuß (pcf) ausgedrückt. Rückprallelastizität (resiliency) ist der Kugel-Rückprallwert (ASTM D-3574), ausgedrückt in Prozent. Porosität ist ein Maß der Luftstromgeschwindigkeit durch eine Schaumstoffprobe von einem halben Zoll Dicke, ausgedrückt in Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß der Schaumstoffoberfläche bei einem Differenzdruck von 0,1 Zoll (Wasser) über der Probe. Ein Schaumstoffprüfling von 5 Zoll χ 5 Zoll x V2Z0II Dicke wird zwischen 2 geflanschten Plastrohren mit einem Innendurchmesser von 2VzZoII zusammengedrückt. Diese Anordnung wird dann in ein Luftstromsystem gegeben. Luft wird mit

einem konstanten Einlaßdruck von 14,7psig und bei einer gesteuerten Geschwindigkeit in ein Rohrende eingelassen, strömt durch den Schaumstoffprüfling und tritt dann am anderen Ende der Vorrichtung gedrosselt wieder aus. Der Druckabfall über dem Schaumstoff infolge der Drosselung des Luftdurchtritts durch den Schaumstoff wird mit Hilfe eines geschlossenen

Schrägmanometers gemessen. Ein Ende des Manometers wird vor dem Schaumstoff und die andere Seite hinter dem Schaumstoff angeschlossen. Der Luftstrom vor dem Schaumstoffprüfling wird so eingestellt, daß ein Differenzdruck übe: dem Prüfling von 0,1 Zoll (Wasser) eingehalten wird. Die Porosität des Schaumstoffs ist unter diesen Bedingungen dann die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, ausgedrückt in Einheiten des Luftstroms pro Flächeneinheit dos Prüflings, Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß. IFD 25% ist die Last (Eindruckhärte) bei 65%iger Kompression, ausgedrückt in Pfund pro 50 Quadratzoll. IFD ist ein Maß für die Stabilität des Schaumstoffs. Die Größe des Prüflings betrug in der Regel 12x12x4 Zoll bei im Labormaßstab hergestellten Schaumstoffen und 15x15x4 Zoll bei industriemäßig hergestellten Schaumstoffen. IFD 65% ist die Last (Eindruckhärte) bei 65%iger Kompression, ausgedrückt In Pfund pro 50 Quadratzoll. Rückformwert ist der prozentuale Wert von IFD 25%, wenn die Verformung nach der Entlastung zurückgeht, nachdem 65% IFD

gemessen und zu 25% Kompression zurückgekehrt wurde.

IFD 65/25.,dt der 65-%-IFD-Wert dividiert durch 25% IFD, der häufig auch als Träger-, Durchhangs- oder Sackfaktor oder Lastverhältnis bezeichnet wird. Zugfestigkeit wird in psi ausgedrückt. Dehnung ist Bruchdehnung des Schaumstoffprüflings in %. Zerreißfestigkeit wird in Pfund pro Zoll ausgedrückt. Comp90% ist die bei trockener Wärme eingetretene bleibende Verformung (Höhenschwund), nachdem der Prüfling 22 Stunden

bei 158⁰F zu 90% zusammengedrückt war.

HA Comp 75 ist die bei feuchter Wärme (6 Stunden bei 220°F und 95% relative Feuchte) eingetretene bleibende Verformung,

gemessen nach der Wärmeaiterung, indem der Prüfling 22 Stunden bei 158⁰F zu 75% zusammengedrückt war.

Beispiele 1-69

In den folgenden Beispielen werden Schaumstoffe im Labormaßstab (Beispiele 1-53 und 65-69) hergestellt, indem alle Formulierungsbestandteile außer TDI und Katalysator Zinn(ll)-octoat zusammen in eine Pappkanne mit einem Fassungsvermögen von einer halben Gallontfgewogen und anschließend 15 Sekunden bei 2400U min"' mit einer Bohrpresse

mit Rührschaufel gemischt werden. Eine Prallfläche wird in die Pappkanne eingesetzt, und das Mixen wird 60 Sekunden lang fortgesetzt. Anschließend läßt man das Gemisch 15 Sekunden stehen und gibt in dieser Zeit den Zinnkatalysator hinzu. Es wird weitere 15 Sekunden lang gemischt, wobei das Isocyanat 7 Sekunden vor Ablauf dieser Zeit zugegeben wird. Dieses fertige

Gemisch wird schnell in „Tortenschachteln" von 14 Zoll x 14 Zoll χ 6 Zoll gegossen, worin es aufschäumen kann. Das Profil

und das Absinken werden 5 Minuten lang aufgezeichnet, dann wird der Schaumstoff 5 Alinuten bei 125°C in einen Ofen gestellt.

Nachdem der Schaumstoff aus dem Ofen genommen wurde, läßt man ihn unter Umgebungsbedingungen mindestens

16 Stunden lang härten. Danach werden die Anzeichen von Schrumpfung des Schaumstoffs erfaßt, und der Schaumstoff wird für die Messungen der physikalischen Eigenschaften in 12 Zoll x 12 Zoll χ 4 Zoll große Stücke geschnitten.

Pnhaumstoffe auf Maschinen (Beispiele 57-64) werden im Versuchsanlagenmaßstab hergestellt, wobei Niederdruckmaschinen

für klassische Schaumstoff-Blockware verwendet wurden. Eine Premix-Masse aus allen Komponenten außer TDI und Zinn(ll)-octoat wurde hergestellt, wobei letztere durch getrennte Ströme zusammen mit der Premix-Masse zum Mischkopf eingespritzt werden. Es wurden Schaumstoffblöcke mit einer Länge von etwa 10 bis 15 Fuß und mit Querschnitten von etwa 36 Zoll Breite und einer Höhe von 18bis 24 Zoll hergestellt. Aus der Mitte jedes Blocks wurden die Prüfkörper (15 Zoll χ 15ZoII χ 4ZoII) herausgeschnitten.

An einer normalen Niederdruckrraschine für Blockschaumstoff wurden im Produktionsmaßstab (Beispiele 54 bis 56) Schaumstoffe hergestellt, wobei die Polyole und Verarbeitungshilfsmittel vor^emischt wurden. Diese Vormischung wurde

zusammen mit getrennten Strömen von TDI, Zinnkatalysator, Aminkatalysator, grenzflächenaktivem Mittel und Wasser in den

Mischkopf gegeben. Dieses Gemisch floß dann durch eine Wanne und dann auf ein bewegliches Förderband. Die Schaumstoffblöcke wurden von einem kontinuierlich fortlaufenden Schaumstoffstück in Segmente von 30 Fuß geschnitten, die

eine Höhe zwischen 20 und 36 Zoll und eine Breite von 72 Zoll hatten. Aus der Mitte dieser Stücke wurden Prüfkörper (15 Zoll x 15 Zoll x 4 Zoll) geschnitten.

Alle Proben wurden entsprechend normalerweise in der Industrie angewandter Prüfungen bewertet. Die Ergebnisse sind in den

folgenden Tabellen I—XIII aufgeführt.

Beispiele 1 bis 7, Tabelle I

Die in Tabelle I dargestellten Ergebnisse zeigen, daß man die Spaltbildung im Schaumstoff bei der Verarbeitung von Schaumstoff mit geringer Dichte (1 Pfund pro Kubikfuß), der mit einem Index von 71 bis 80 hergestellt wurde, durch Verwendung von Vernetzungs-/Verlängerungsmitteln vermeiden kann. Beispiel 1 zeigt, daß die Spaltbildung ohne Vernetzungsmittel bei einem Index von 80 auftritt. Die Beispiele 2 und 5 demonstrieren, daß trifunktionelle Vernetzungsmittel mit Hydroxyl- und Amingruppen günstig sind. Beispiel 4 zeigt, Haß ein trifunktionelles Vernetzungsmittel nur mit Aminfunktionalität (Aquivalentmasse = 117) verwendet werden kann. Die Beispiele 3 und 6 zeigen, daß difunktlonelle Verlängerungsmittel mit Amin- und Hydroxylfunktionalität die Spaltbildung vermeiden, und Beispiel 7 zeigt, daß ein difunktionelles Verlängerungsmittel nur mit aromatischer Aminfunktionalität akzeptabel ist.

Beispiele 8 bis 12, Tabelle Il

In Tabelle Il zeigen die Beispiele 8 bis 11, daß alle Vernetzungsmittel mit Hydroxylfunktionalität, wie beispielsweise Glycerin, Sorbital und Ethylenoxidaddukte von Glycerin, verwendet weiden können, und Beispiel 12 zeigt, daß ein difunktionelles Verlängerungsmittel niedriger Molekülmasse, das nur primär» Hydroxylgruppen (Ethylenglykol) enthält, die Spaltbildung des Schaumstoffs ebenfalls vermeidet.

Beispiele 13 bis 17, Tabelle III Die Ergebnisse in Tabelle III zeigen, daß Weichschaumstoffe mit niedriger Dichte bei niedrigen Isocyanatindizes unter Verwendung von Mischungen aus VerneUungs-/Verlängerungsmitteln hergestellt werden können. Beispiele 18 bis 23, Tabelle IV

Diese Beispiele zeigen, daß ein weicher, flexibler Polyurethanschaumstoff mit geringer Dichte (etwe 1 Pfund pro Kubikfuß) bei niedrigen Isocyanatindizes unter Verwendung von Wasser als einzigem Treibmittel hergestellt werden können, wobei das Aufspalten des Schaumstoffs vermieden wird.

Beispiele 24 bis 28, Tabelle V .

Diese Beispiele zeigen, daß bei Fehlen des Vernetzungs-/Verlängerungsmittels bei Isocyanatindizes von 95 und darunter (bis 85) ein Spalten des Schaumstoffs auftritt, wenn weiche Schaumstoffe bei etwas höheren Dichten (1,8 bis 1,9 Pfund pro Kubikfuß) hergestellt werden. Durch Verwendung von Vernetzungs-/Verlärigerungsmitteln wird das Aufspalten vermieden.

Beispiele 29 bis 36, Tabelle Vl

Bei diesen Beispielen wurde ein weicher, flexibler Schaumstoff mit geringer Dichte unter Verwendung mehrerer unterschiedlicher Polyole hergestellt. Wie beim vorangegangenen Beispiel führten die Formulierungen, bei denen kein Vernetzungo-/Verlängerungsmittel verwendet wurde, zum Aufspalten des Schaumstoffs.

Beispiele 37 b.s 43, Tabelle VII

Diese Beispiele zeigen die Verwendung von verschiedenen Hilfspolyolen, die einen hohen Poly(oxyethylen)gehalt haben, in Verbindung mit VernetzungsWerlängerungsmitteln zur Herstellung von Schaumstoffen mit niedrigem Index. Bei Verwendung des Hilfspolyols entsteht ein offener Schaumstoff, bei dem das Verhältnis von Amin- zu Zinnkatalysator nicht so weit erhöht werden mußte, daß es zu Reaktionsungleichgewicht und schlechter Schaumstoffqualität kommen könnte. Wie bei den vorangegangenen Beispielen kommt es ohne das VernetzungsWerlängerungsmittel zum Spalten des Schaumstoffs.

Beispiele 43 bis 48, Tabelle VIII Bei diesen Beispielen wei den die sogenannten Polymerpolyole oder Pfropfpolyole oder Dispersionspolyole zur Herstellung von Schaumstoffen mit geringer Dichte bei einem niedrigen Index verwendet. Beispiele 49 bis 53, Tabelle IX Diese Beispiele zeigen die Verwendung von Emulsionspolymeren in Wasser (Latizes), die das Wasser zum Treiben des Schaumstoffs und gleichzeitig verstärkende Feststoffe für den Lastaulbau zur Verfugung stellen. Beispiele 54 bis 56, Tabelle X

Diese Beispiele zeigen die großtechnische Herstellung von Schaumstoff-Blockware nach dem erfindungsgemä&en Verfahren. Es wurde Schaumstoff mit extrem offener Zellstruktur bei Isocyanatindizes zwischen 73 und 85 und ohne übermäßige Schaumstofftemperaturen hergestellt, ohne daß ein Spalten des Schaumstoffs auftrat.

Beispiele 57 bis 59, Tabelle Xl

Diese Beispiele veranschaulichen die Ergebnisse, die bei der Herstellung von Schaumstoff auf einer Maschine für klassische Schaumstoff-Blockware im Versuchsmaßstab gewonnen wurden und zeigen das Problem der Schaumstoffspaltung, das bei klassischen Formulierungen (ohne Vernetzungs-/Verlängerungsmittel) mit Wasser und CFC als Treibmittel, wenn der Isocyanatindex auf 95 und weniger gesenkt ist, auftritt.

Boif.plele 60 bis 64, Tabelle XII

Diese Beispiele veranschaulichen die Ergebnisse, die bei dar Herstellung von Schaumstoff auf einer Maschine für klassische Schaumstoff-Blockware im Versuchsmaßstab gewonnen wurden und zeigen, daß bei Verwendung von Vernetzungs-/ Verlängerungsmitteln Weichschaumstoff mit geringer Dichte bei niedrigen Isocyanatindizes unter 95 und bei Verwendung von Wasser als dem einzigen Treibmittel hergestellt werden kann, ohne daß ein Spalten des Schaumstoffs auftritt und ohne Entstehung übermäßiger Schaumstofftemperaturen.

Beispiele 65 bis 69, Tabelle XIII Diese Beispiele veranschaulichen die Ergebnisse, die mit einem niedrigen Isocyanatindex (75) unter Verwendung eines Polyols

mit niedriger Äquivalentmasse (335), wie sie von Dwyer u. a. in den Berichten des SPI - Schaumstoff auf der 7.Technischen

Jahreskonferenz beschrieben wurden (Beispiele 65,67,68), und eines Polyols der erfindungsgemäß geforderten Art (Beispiele

66 und 69) gewonnen wurden.

Während diese Prüfungen zeigon, daß sich stabiler und nicht spaltender Schaumstoff unter den Bedingungen und mit dem Material, wie es von Dwyer u.a. (Beispiel 65) angewandt wurde, herstellen läßt, führten Versuche, die Wassermenge zu erhöhen,

um Schaumstoffe mit niedrigeren Dichten herzustellen, zu schwerwiegender Schaumstoffinstabilität (Beispiele 67 und 68).

Schaumstoffe, die unter Verwendung der beanspruchten Vernetzungsmittel mit klassischen Polyolen mit höherer Äquivalentmasse gemäß der Erfindung hergestellt wurden, ließen sich sowohl bei den hohen als auch den niedrigen Wasserwerten gut verarbeiten (Beispiele 66 und 69). Während spezifische Ausführungsformen der Erfindung ausführlich hier beschrieben wurden, wird der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, daß davon verschiedene Modifikationen möglich sind, und es versteht sich, daß diese Modifikationen und Variationen vom Geltungsbereich dieser Anmeldung und vom Schutzumfang der anhängigen Patentansprüche eingeschlossen

Tabelle I Beispiel

PolyolA	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	—
Wasser	8,0	8.0	8,0	8,0	8,0	8,0	8,0	-
Diisopropanolamin		1,5						29,10
Monoethanolamin			1,5					58,55
Vernetzer B				3,0				57,7
Diethanolamin					1,0			2,01
Verlängerungsmittel A						2,0		-
Verlängerungsmittel B							1,5	—
A1	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,18	—
T-9	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,12
Silikon A	1.0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
80/20 TDI	69,04	71,39	72.46	70,82	64,81	70,74	70,97
Index	80,0	80,0	80,0	80,0	73,0	80,0	80,0
Startzeit	3,0	12,0	11,0	11,0	12,0	13,0	12,0
Anstiegszeit	90,0	82,0	81,0	96,0	87,0	84,0	77,0
% Absinken	5,25	0,85	0,55	0,56	0,0	0,65	0,0
Schrumpfung	nein	nein	sehr leicht	nein	nein	nein	nein
Bemerkungen	Spaltbildung
Dichte	1,23	1,0	1,0	0,99	1,03	1,0	1,07
Rückprallelastizität	" 47,0	38,0	22,0	38,0	36,0	40,0
Porosität	69,72	112,84	3,58	72,95	80,5	96,67
IFD 25%	16,0	16,5	19,5	17,75	17,33	17,75
IFD 65%	35,75	35,0	44,25	36,75	36,28	37,75
Rückformwert	70,31	54,55	55,13	56,34	60,03	56,34
IFD 65/25	2,23	2,12	2,27	2,07	2,07	2,13
Zugfestigkeit	11,81	13,22	13,93	14,67	10,77	i4,13
Dehnung	176,33	. 233,01	197,79	241,27	234,1	263,2
Zerreißfestigkeit	1,75	1,85	2,15	2,24	1,89	1,87

Tabelle II Beispiel

10

11

12

PolyolA	100,0	13	100,0	14	100,0	15	100,0	16	100,0	17
Wasser	8,0	8,0	8,0	8,0	8,0
Glycerin	1,5
Sorbitol		1,5
Vernetzer D			3,0
Vernetzer A				5,0
Ethylenglyko!					1,5
A1	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
T-9	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
Silikon A	1.0	1,0	1,0	1,0	1,0
80/20 TDI	72,*	72,47	70,98	75,57	72,4
Index	80,C	80,0	80,0	85,0	80,0
Startzeit	18,0	17,0	17,0	17,0	16,0
Anstiegszeit	94,0	92,0	97,0	97,0	89,0
%Absinken	0,S4	9,38	0,44	2,13	1,51
Schrumpfung	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts
Dichte	1,01	1,0	1,06	1,06	1,03
Rückprallelastizität	37,0	30,0	42,0	37,0	38,0
Porosität	69,72	14,18	125,03	145,95	120,0
IFD25%	19,75	23,5	19,25	19,0	16,75
IFD 65%	42,0	46,75	40,5	41,5	36,0
Rückformwert	54,43	58,51	55,84	55,26	55,22
IFD 65/25	2,13	1,99	2,1	2,18	2,15
Zugfestigkeit	11,13	12,4	9,93	9,84	7,83
Dehnung	202,33	154,69	198,53	180,98	150,99
Zerreißfestigkeit	2,0	1,5	1,88	1,91	1,18
Tabelle III
Beispiel

PolyolA 100,0 100,0 100,0 95,0 98,0

ZellöffnungsmittelA 5,0 2,0

Wasser 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0

DEOA 1,0 1,0 0,5 0,5 1,1

VernetzerA 5,0 Vernetzer F 5,0

Glycerin 0,5

Sorbitol 0,5 1,1

A1 0,18 0,18 0,12 0,12 0,15

T-9 0,12 0,12 0,18 0,18 0,07

F.C.A. ',2 0,2 0,2 - 0,2 0,4

Silikon B 2,0

SilikonA 1,0 1,0 1,0 1,0

80/20TDI 66,83 69,09 6ή,84 65,72 68,41

Index 73,2 · 73,2 71,0 71,0 71,0

Startzeit 16,0 14,0 14,0 15,0 14,0

Anstiegszeit 135,0 94,0 99,0 144,0

% Absinken 1,83 1,1 0,6 1,04 0,82

Schrumpfung nichts nichts nichts nichts nichts

Dichte 1,03 1,0 1,03 0,99 1,03

Rückprallelastizität 42,0 42,0 35,0 38,0 38,0

Porosität 115,0 77,27 80,5 114,57 65,41

IFD25% 16,25 11,75 17,73 14,78 14,88

IFD 65% 36,25 27,5 40,08 33,93 34,33

Rückformwert 61,54 63,83 56,98 60,07 60,5

IFD 65/25 - 2,23 2,34' 2,26 2,3 2,31

Zugfestigkeit 7,91 6,53 9,68 4,93 9,52

Dehnung 134,64 115,65 220,94 86,09 174,14

Zerreißfestigkeit 0,96 0,6 1,74 0,96 1,26 Tabelle IV Beispiel

18

19

20

21

22

PolyolA	100,0	24	100,0	25	100,0	100,0	60,0	100,0	28
PolyolD					40.0
Zellöffnungsmittel A			5,0	5,0
Wasser	8,0	8,0	8,0	8,0	10,0	8,0
DEOA		1,0	1,0	1,0	0,5	1,0
Vernetzer F						3,0
A1	0,15	0,15	0,1	0,05	0,13	0,18
T-9	0,15	0,15	0,2	0,3	0,2	0,12
SilikonA	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
F.C.A.		0,2	0,2	0,2
80/20 TDI	73,36	75,46	61,01	56,24	54,99	72,4
Index	85,0	85,0	67,8	62,5	52,0	80l
Startzeit	13,0	13,0	15,0	14,0	14,0	1
Anstiegszeit	91,0	87,0	102,0	98,0	96,0	i,j,0
% Absinken	6,73	0,61	1,41	3,44	1,11	0,0
Schrumpfung	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts
Bemerkung	Spaltbildung
Dichte	1,2	0,98	1,01	1,18	1,01	1,03
Rückprallelastizität	48,0	34,0	30,0	-	30,0	34,0
Porosität	65,41	40,08	125,03	42,77	23,9	45,5
IFD 25%	15,25	21,5	16,05	12,5	31,85	20,02
IFD 65%	36,25	47,25	35,65	27,7	99,20	42,45
Rückformwert	67,21	53,49	58,57	67,4	47,12	61,42
IFD 65/25	2,38	2,2	2,22	2,22	3,12	2,12
Zugfestigkeit	12,93	11,54	8,0	7,0	-	10,35
Dehnung	145,62	206,87	126,0	127,0	-	158,54
Zerreißfestigkeit	1,57	2,0	1,0	1,3	-	1.73
• 65/35 TDI
Tabelle V
Beispiel	26	27

PolyolA

Wasser

DEOA

Vernetzer A

F.C.A.

SilikonA

80/20 TDI

Index

Startzeit

Anstiegszeit

% Absinken

Schrumpfung

Bemerkungen

Dichte

Rückprallelastizität

Porosität.

IFD 25%

IFD 65%

Rückformwert

IFD 65/25

Zugfestigkeit

Dehnung

Zerreißfestigkeit

100,0 3,6 0,45 1,35 0,09 0,1 0,2 1,0 39,15 85,0 11,0 168,0

sehr leicht

1,83 44,0 55,71 20,88 43,38 75,81

2,08 .11,66 243,0

1,5

100,0 3,6

0,1

0,2

1,0 37,19 85,0

9,0 157,0

6,63 nichts Spaltbildung

1,89

53,55 16,77 41,63 77,79

2,48

8,22 190,88

1,74

100,0 3,38 0,42 1,26 0,084 0,15 0,15 1,0 41,55 95,0 10,0 149,0 1,61 nichts

1,83 44,0 75,11 22,48 45,65 77,31

2,03

12,72

277,49

1,7

100,0 3,38

0,15

1.0 39,54 95,0

8,0

4,03 nichts

Spaltbildung nichts prüfbar

100,0 3,26 0,41 1,23 0,075 0,18 0,12 1,0 . 44,71

105,0 9,0

2,2 nichts

1,83 45,0 89,12 30,15 58,5 78,77

1,94 13,69 199,2

1,69

Tabelle VI	29	30	31	32
Beispiel	100,0	100,0
PolyolA			100,0	100,0
Polyol B	:.o	8,0	8,0	8,0
Wasser	1,0		1,0
DEOA	5,0		5,0
Vernetzer A	0,2		0,2
F.C.A.	0,15	0,15	0,15	0,15
A1	0,15	0,15	0,15	0,15
T-9	1,0	1,0	1,0	1,0
Silikon A	73,04	69,04	73,03	69,03
80/20 TDI	80,0	80,0	80,0	80,0
Index	14,0	15,0	19,0	17,0
Startzeit	107,0	91,0	119,0	100,0
Anstiegszeit	0,99	5,23	0,71	7,49
% Absinken	nichts	nichts	nichts	nichts
Schrumpfung		Spaltbildung		Spaltbildung
Bemerkungen	1,0	1,18	0,99	1,27
Dichte	38,0		33,0
Rückprallelastizität	89,12	72,95	82,66	31,99
Porosität	17,0	14,25	16,75	13,5
IFD 25%	35,0	30,0	36,5	31,25
IFD 65%	58,82	70,18	59,7	68,52
Rückformwert	9,92	9,78	7,05	8,61
Zugfestigkeit	172,96	176,58	108,48	103,53
Dehnung	1,49	1,59	0,99	0,98
Zerreißfestigkeit

Tabelle Vl (Fortsetzung) Beispiel

33

34

35

36

PoIyUA	100,0	75,0	80,0	100,0
Polyol C				7,5
Polyol D		25,0		1,0
Polyol H			20,0
Polyol I	8,0			3,0
Wasser	1,0	8,0	7,5	0,2
DEOA	5,0	1,0	1,0	0,1
Vernetzer A		3,0
Vernetzer F	0,15		3,0	1,0
A1	0,15	0,25	0,15	68,78
T-9	0,2	0,07	0,15	82,0
F.C.A.	1,0			13,0
Silikon A	79,8	1,0	1,0 "	89,0
80/20 TDI	80,0	65,3	70,21	1,59
Index	15,0 .	73,0	82,0	nichts
Startzeit	-89,0	11,0	15,0	0,99
Anstiegszeit		98,0	96,0	39,0
% Absinken	leicht	0,84	0,43	26,6
Schrumpfung	0,98	nichts	nichts	23,5
Dichte	21,0	1,04	1,0	47,25
Rückprallelastizität	7,78	42,0	35,0	61,7
Porosität	18,25	82,66	78,34	2,01
IFD 25%	38,0	18,55	17,0	8,63
IFD65%	56,16	37,88	36,5	62,96
Rückformwert	2,08	61,19	58,82	0,84
IFT65/25	14,63	2,04	2,15
Zugfestigkeit	188,67	9,46	9,14
Dehnung	1,92	208,22	111,48
Zerreißfestigkeit	1,50	1,64

Tabelle VII	37	38	Spaltbildung	43	1,04	44	39	45	40	46	41	47	42	48
Beispiel	100,0	100,0	1,2	100,0	37,0	56,0	100,0	100,0	100,0	70,0	100,0	30,0	90,0	80,0
PolyolA			48,0		85,89	' 44,0							10,0
ZeliöffnungsmittelA		5,0	65,41		21,25					30,0		70,0
Zellöffnungsmittel B			15,25		45,25		5,0							20,0
ZellöffnungsmittelC			36,25		56,47			5,0	5,0	5,0		5,0
Zellöffnungsmittel D			67,21	8,0	2,13	8,0		8,0		8,0	5,0	8,0		7,5
Zellöffnungsmittel E	8,0	8.0	2,38	1,0	9,79	1,0	8,0	1,0	8,0	1,0	8,0	1,0	8,0	1,0
Wasser		1.0	12,93		151,24		1,0		1,0		1,0		0,5	3,0
DEOA			145,62	3,0	1,53	3,0							0,5
Glycerin	0,15	0,15	1,57				0,15	0,2	0,15	0,2	0,15	0,2	0,12
A1	0,15	0,15		0,18	0.25	0,15	0,25	0,15	0,25	0,15	0,25	0,18	0,15
T-9		0,2	0,12	0,07	0,2	0,15	0,2	0,15	0,2	0,15	0,2	0,15
RCA.	1,0	1,0	1.0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Silikon A	73,36	76,7	65,96	64,15	76,13	65,87	75,57	64,82	76,42	63,41	66,57	70,2
80/20 TDI	85,0	85,0	73,0	73,0	85,0	73,2	85,0	73,2	85,0	73,2	71,0	82,0
Index	13,0	13,0	12,0	11,0	14,0	12,0	14,0	12,0	14,0	12,0	16,0	13,0
Startzeit	91,0	87,0	101,0	95,u	91,0	85,0	83,0	88,0	92,0	81,0	106,0	89,0
Anstiegszeit	6,73	4,23	1,02	0,52	1,92	8,43	4,12	1,97	1,75	0,97	4,14	2,56
%Absinken	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts	sehr leicht	nichts	leicht
Schrumpfung		1,04	0,97		1,14		0,97		0,95		1,01
Bemerkungen	38,0	35,0	1,0	-	1,06	-	1,02	-	1,02	28,0
Dichte	ΊΊ 2,84	60,02	33,0	48,16	39,0	64,33	38,0	37,38	35,0	13,78
Rückprallelastizität	17,3	25,08	114,57	11,65	93,65	17,28	100,98	29,3	114,57	18,50
Porosität	36,05	52,4	17,75	25,88	16,5	40,02	20,0	68,95	11,18	42,0
IFD 25%	62,14	56,43	38,0	72,32	34,25	60,64	43,75	52,13	25,68	58,11
IFD 65%	2,08	2,09	53,52	2,22	62,12	2,32	55,0	2,35	64,43	2,27
Rückformwert	10,73	11,22	2,14	7,0	2,08	7,0	2,19	9,0	2,3	10,13
IFD 65/25	242,85	133,13	8,31	118,0	6,78	84,0	9,82	67,0	6,13	100,5
Zugfestigkeit	1,56	13	146,98	1,2	83,13	0,9	185,13	0,8	124,18	1,83
Dehrung		1,71		0,57		1,68		0,83
Zer,eißfestigkeit
Tabelle VIII
Beispiel
PolyolA
PolyolF
Poloyl E
Polyol G
Zellöffnungsmittel A
Wasser
DEOA
Vernetzer E
VernetzerA
F.C.A.
A1
T-9
Silikon A
80/20 TDI
Index
Startzeit
Anstiegszeit
% Absinken
Schrumpfung
Dichte
Rückprallelastizität
Porosität
IFD 25%
IFD 65%
Rückformwert
IFD 65/25
Zugfestigkeit
Dehnung
Zerreißfestigkeit

Tabelle IX Beispiel

50

51

52

PolyolA 50,0 100,0 100,0 Polyol E 50,0

Wasser 6,5 4,0 7,0

Vernetzer A 2,0 , ?,67 2,67

DEOA 1,0 1,33 1,33

A1 0,067 0,067 0,067

T-10 0,14 0,14 0,2

F.C.A. 0,2 0,2 0,2

Silikon A 0,5 0,4 0,5

80/20 TDI 58,4 44,5 59,4

Index 80,0 85,0 73,0

Schrumpfung nichts nichts nichts Schaumtemperatur°C 166,0 · 164,0

Dichte 0,99 1,58 0,97

Rückprallelastizität 34,0 52,0 40,0

Porosität 167,0 94,0 188,0

IFD 25% 30,0 17,3 12,8

IFD 65% 61,0 34,3 24,8

RückfoFmwert 52,5 79,7 64,7

IFD 65/25 2,03 1,99 1,94

Zugfestigkeit 16,7 16,3 8,0

Dehnung 216,0 360,0 208,0

Comp90% 29,9 9,2 14,6

HA Comp 75% 31,3 13,5 15,8

53

PolyolA	100,0	54	100,0	55	100,0	56	100,0	100,0
Wasser	8,0
DEOA	1.0	1,0	1,0	1,0	1,0
Vernetzer A	3,0	3,0	3,0	3,0
Vernetzer E					3,0
A1	0,15	0,15	0,15	0,15	0,18
T-9	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
Silikon A	1,0	1,0	1,0	1,0	1,00
Latex A		14,4
Latex B			14,5
Latex C				12,8
Latex D					17,9
80/20 TDI	65,96	65,96	65,96	65,96	66,07
Index	73,0	73,0	73,0	73,0	73,0
Startzeit	13,0	13,0	13,0	13,0	13,0
Anstiegszeit	95,0	99,0	110,0	104,0	116,0
% Absinken		1,59	0,68	1,01	2,61
Schrumpfung	nichts	nichts	nichts	nichts	nichts
Dichte	0,98	1,07	1,07	1.03	1,11
Rückprallelastizität	38,0	39,0	38,0	38,0	39,0
Porosität	85,89	104,11	83,19	114,57	114,57
IFD 25%	15,25	17,48	17,4	18,0	20,7
IFD 65%	33,45	36,15	35,85	36,33	49,03
Rückformwert	60,98	60,94	61,35	60,42	59,66
IFD 65/25	2,19	2,07	2,06	2,02	2,37
Zugfestigkeit	9,16	7.69	10,45	11,16	8,85
Dehnung	188,86	129,4	214,66	226,53	150,1
Zerreißfestigkeit	1,58	1,4	1,71	2,03	1,82
Tabelle X
Beispiel

Tabelle XI Beispiel

57

59

PolyolA	100,0	100,0	100,0	63 64
Wasser	5,5	5,5	5,5
CFC11	10,0	10,0	10,0
A1	0,050	0,050	0,05
T-9	0,2	0,250	0,25
SilikonA	1,0	1,0	1,0
80/20 TDI	68,4	59,1	56,0
Index	110,0	95,0	90,0
Schaumtemp.	171,0	167,0	163,0
Schrumpfung	nichts	nichts	nichts
Bemerkungen		leichte	starke
		Spaltbildung	Spaltbildung
Dichte	1,0	1,04	1,03
Rückprallolastizität	41,0	44,0	48,0
Porosität	9,98	42,77	42,77
IFD25%	32,88	22,33	16,73
IFD 65%	69,72	46,42	36,65
Rückformwert	62,89	67,08	69,51
IFD 65/25	2,12	2,08	2,19
Zugfestigkeit	18,92	17,6	19,65
Dehnung	142,67	125,74	142,87
Zerreißfestigkeit	1,95	2,41	2,18
Comp 90%	8,52	6,07	7,29
HA Comp 75	11,5	7,18	8,98
Tabelle XII
Beispiel	60	61 62

PolyolA 88,1 90,4 90,1 25,0 97,8

ZellöffnungsmittelA 2,3 1,9 2,3 2,2

Latex C 9,6 9,6 8,0

Polyol E 72,7

Wasser 6,5 3,75

DEOA 0,75 0,75 0,63 0,75 0,70

A1 0,15 , 0,125 0,125 0,15 0,1

T-9 0,18 0,15 0,12 0,15 0,22

SilikonA 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

80/20 TDI 56,07 55,74 54,25 57,89 35,5

Index 82,0 82,0 92,0 82,0 75,0

Schaumtemp. 169,0» 165,0» 172,0 . 169,0

Schrumpfung nichts nichts nichts nichts nichts Bemerkungen

Dichte 1,06 0,96 1,13 1,14 1,65

Rückprallelastizität 42,0 ' 40,0 40,0 39,0 42,0

Porosität 114,57 107,45 122,54 80,5 64,33

IFD25% 13,5 14,25 19,75 38,75 8,82

IFD 65% 29,5 31,25 41,75 91,0 19,65

Rückformwert 68,52 61,4 62,03 55,48 79,04

IFD65/25 2,19 2,19 2,11 2,35 2,23

Zugfestigkeit 9,52 8,79 12,99 19,85 6,59

Dehnung 248,02 214,3 279,14 143,07 241,5

Zerreißfestigkeit 1,4 1,19 2,13 1,74 0,84

Comp 90% 9,47 21,96 10,74 20,24

HAComp75 10,93 - - 26,80 20,12

' Geschätzt nach Durchläufen ähnlicher Zusammensetzung.

Tabelle XIII	65	66	67	68	69
Beispiel	100,0		100,0	100,0
PolyolJ		100,0			100,0
PolyolA	4,0	4,0	7,5	7,5	7,5
Wasser		1,5			1,5
DEOA		3,0			3,0
Vernetzer A	0,375	0,375	0,375		0,375
33LV				0,100
Al	0,1?5	0,125	0,125	0,120	0,125
T-9	2,0	2,0	2,0	1,20	2,0
Silikon A		0,20			0,2
F.C.A.	48,6	39,68	73,99	73,99	65,07
80/20 TD	75,0	/5,0	75,0	75,0	75,0
Index	12,0	13,0	8,0	11,0	14,0
Startzeit	117,0	160,0			113,0
Anstiegszeit	1,17
% Absinken	stark	sehr leicht			sehr leicht
Schrumpfung	kompakter	guterSchaum	zusammen	zusammen	guterSchaum
Bemerkungen	Schaum		gefallen	gefallen

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von klassischem ^r!loi k-Polyurethanweichschaumotoff niedriger Dichte, der ohne Brechen eine im wesentlichen offene Zellstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart eines hochwirksamen Polyuruthanschaumstoffstabilisators und unter Bedingungen, die das Freiaufschäumen des Schaumstoffs gestatten, ein Reaktionsgemisch umgesetzt wird, das im wesentlichen frei von chlorfluorkohlenstoffhaltigen Treibmitteln ist, und folgendes umfaßt:

a) eine Polyetherpolyol- oder Polyolmischung, die eine Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und etwa 1500 und eine nominelle Funktionalität von mindestens 2, einen Gehalt an primärem Hydroxyl unter etwa 50% und einen Ethylenoxidgehalt unter 20% hat und wahlweise einen stabil dispergieren Feststoff enthält, der durch eine In-situ-Polymerisation der Monomere im Polyol gebildet wird;

b) Wasser in einer Menge von etwa 2,0 bis etwa 12 Teile pro hundert Teile Polyol a);

c) organisches Polyisocyanat mit einer nominellen Funktionalität von etwa 2, das in einer Menge vorhanden ist, die einen Isocyanatindex zwischen etwa 60 und etwa 95 ergibt;

d) Polyurethanschaumstoffkatalysator; und

e) ein Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel, das folgendes umfaßt:

(i) mindestens ein Vernetzung-A/erlängerungsmittel, das im Durchschnitt mindestens 2 reaktive Isocyanatgruppen pro Molekül und eine Äquivalentmasse unter etwa 200 in einer Menge, die zur Vermeidung des Schaumstoffspaltens erforderlich ist, aufweist; und wahlweise (ii) ein Polyethylenoxidmonol und/oder-polyol, das einen Ethylenoxidgehalt über 50Ma.-% besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol eine Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und 1300 sowie einen Ethylenoxidgehalt unter 15% besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/Verlängerungsmittel ausgewählt wird aus der aus Diethanolamin, Triethanolamin, Diisopropanolamin, Ethylenglykol, Glycerin, Trimethyolpropan, Sorbitol, Erythritol, Saccharose, Butandiol, den Isomeren von Phenylendiamin, Pentaerythritol, 2,4,6-Tiiaminotoluen, Isophorondiamin, Diethyltolylendiamin, Ethanolamin, Hydrazin, einfachen Kohlenhydraten und Alkylenoxidaddukten mit niedriger Molekülmasse von (i) polyfunktionollen Aminen, (ii) polyfunktionellen Alkoholen, (Hi) Aminoalkoholen und (vi) Alkoholaminen und deren Gemischen bestehenden Gruppe.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/Verlängerungsm'ttol Diethanolamin einschließt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/Verlängerungsmittel auch ein Ethylenoxidadduktvon Glycerin einschließt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/Verlängerungsmittel mindestens 3 reaktive Isocyanatgruppen pro Molekül besitzt und in einer Menge eingesetzt wird, die etwa 0,5 bis etwa 10 Teilen pro hundert TeilePolyol entspricht. '

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserrnenge zwischen etwa 4,0 bis etwa 10 Teilen pro hundert Teile Polyol liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Kombination eines tertiären Aminkatalysators und eines metallorganischen Katalysators umfaßt und in einer Menge angewandt wird, die, bezogen auf die Masse des Reaktionsgemische, 0,001 bis 5% beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polyisocyanat im wesentlichen aus TDI besteht und in einer einem Isocyanatindex von etwa 65 biu 85 entsprechenden Menge vorhanden ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassermenge zwischen etwa 5,0 und etwa 10 Teilen pro hundert Teile Polyol liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanschaumstoffstabiiisator ein Organo-Polysiloxan-Copolymer mit mindestens 10 Siliciumatomen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Organo-Polysiloxan-Copolymer ein Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymer ist und in einer Menge verwendet wird, die, bezogen auf die Masse des Reaktionsgemischs, zwischen etwa 0,001 und 5,0% liegt.

13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol ein Polyethertriol ist und das Polyisocyanat in einer einem Isocyanatindex von etwa 60 bis 90 entsprechenden Menge vorhanden ist.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff einen Eindruckhärtewert (ILD) von weniger als etwa 35 Pfund pro 50 Quadratzoll aufweist, und die Schaumstoffdichte weniger als 1,8 Pfund pro Kubikfuß beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pblyethylenoxidmonol und/oder -polyol im Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel enthalten ist und einen Ethylenoxidgehalt von über60Ma.-% und eine Äquivalentmasse zwischen etwa 200 und 5000 aufweist sowie in einer Menge bis zu etwa 20 Teilen pro hundert Teile Polyol a) verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenoxidmonol und/oder -polyo! eine Äquivalentmasse zwischen etwa 200 und 1000 hat.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Komponenten a), b) oder c) ein darin dispergiertes festes Polymer enthält.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Polymer in Wasser dispergiert ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser ein einziges Treibmittel umfaßt.

20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein alkensäuregepfropftes Polyal'<ylenoxid in einerzwischen etwa 0,01 und etwa 2,0 Teilen pro hundert Teile Polyol liegenden Menge verwendet wird.

21. Polyurethanweichschaum, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1.

22. Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Schaumstoffdichte unter etwa 1,8 Pfund pro Kubikfuß.

23. Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Schaumstoffdichte unter etwa 1,3 Pfund pro Kubikfuß.

24. Verfahren zur Herstellung von klassischem Block-Polyurethanweichschaumstoff mit niedriger Dichte, der ohne Brechen eine im wesentlichen offene Zellstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart eines hochwirksamen Polyurethanschaumstoffstabilisators und unter Bedingungen, die das Freiaufschäumen des Schaumstoffs gestatten, ein Reaktionsgemisch umgesetzt wird, daß im wesentlichen frei von chlorfluorkohlenstoffhaltigen Treibmitteln ist und folgendes umfaßt:

a) eine Polyetherpolyol- oder Polyolmischung, die eine Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und etwa 1500, weniger als 50% primäre Hydroxylgruppen, einen Ethylenoxidgehalt unter 20% und eine nominelle Funktionalität von mindestens 2 hat und wahlweise einen stabilen dispergierten Feststoff enthält, der durch In-situ-Polymerisation der Monomere im Polyol gebildet wird;

b) Wasser in einer Menge von etwa 2,0 bis etwa 12 Teilen pro hundert Teile Polyol;

d) einen tertiären Aminkatalysator und einen metallorganischen Katalysator; und ·

e) ein Schaumstoff-Verarbeitungshilfsmittel, das folgendes umfaßt: -

(i) mindestens ein Vernetzungs-A/erlängerungsmittel, das im Durchschnitt mindestens 2 reaktive Isocyanatgruppen pro Molekül und eine Äquivalentmasse unter etwa 200 in einer Menge, die zur Vermeidung des Schaumstoffspaltens ausreicht, aufweist; und (n, ein Zellöffnungsmittel in einer Menge, die zur Herstellung eines Block-Polyurethanschaumstoffs mit einer über 20 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß liegenden Porosität erforderlich ist.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol einen Ethylenoxidgehalt unter 15% hat und das Polyisocyanst in einer für einen Isocyanatindex zwischen 60 und 90 ausreichenden Menge vorhanden ist.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/ Verlänyerungsmittel ausgewählt wird aus der aus Diethanolamin, Triethanolamin, Düsopropanolamin, Ethylenglykol, Glycerin, Trimethyolpropan, Sorbitol, Erythritol, Saccharose, Butandiol, den isomeren von Phenylendiamin, Pentaerythritol, 2,4,6-Triaminotoluen, Isophorondiamin, Diethyltolylendiamin, Ethanolamin, Hydrazin, einfachen Kohlenhydraten, Ethylenoxidaddukten mit niedriger Molekülmasse von (i) polyfunktionellen Aminen, (ii) polyfunktionellen Alkoholen, (iü) Aminoalkoholen und (iv) Alkoholaminen und deren Gemischen bestehenden Gruppe.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/ Verlängeruhgsmittel Diethanolamin und ein Ethylenoxidaddukt von Glycerin einschließt.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungs-/ Verlängerungsmittel mindestens 3 reaktive Isocyanatgruppen pro Molekül aufweist und in einer etwa 0,5 bis etwa 10 Teilen pro hundert Teile Polyol entsprechenden Menge verwendet wird.

29. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassermenge zwischen etwa 4,0 bis etwa 10 Teilen pro hundert Teile Polyol liegt.

30. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ein Gemisch aus bis(2,2'-Dimethylamino)ethylether und einer zinnorganischen Verbindung ist und in einer Menge angewandt wird, die, bezogen auf die Masse des Reaktionsgemischs, 0,001 bis 5% entspricht.

31. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Γ-olyisocyanat im wesentlichen aus TDI besteht.

32. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanschaumstoffstabilisator ein Organo-Polysiloxan-Copolymer mit mindestens 10 Siliciumatomen ist.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Organo-Polysiloxan-Copolymer ein Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymer ist und in einer, bezogen auf die Masse des Reaktionsgemischs, zwischen 0,001 bis 5,0%, liegenden Menge verwendet wird.

34. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol ein Polyethertriol ist und das Polyisocyanat in einer einem Isocyanatindex von 65 bis 85 entsprechenden Menge vorhanden ist.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassarmenge zwischen etwa 5,0 und 10 Teilen pro hundert Teile Polyol liegt.

36. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff einen Eindruckhärtewert (ILD) von weniger als etwa 35 Pfund pro 50 Quadratzoll aufweist und die Schaumdichte weniger als 1,8 Pfund pro Kubikfuß beträgt.

37. Polyurethanweichschaumstoff, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 24.

38. Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch eine Schaumstoffdichte unter etwa 1,8 Pfund pro Kubikfuß.

39. Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch eine Schaumstoffdichte unter etwa 1,3 Pfund pro Kubikfuß.

40. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser das einzige Treibmittel ist.

41. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeilöffnungsmittel ein Polyalkylenoxid umfaßt.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid-Zellöffnungsmittelein Polyethylenoxidmonol und/oder-polyol mit einem Ethylenoxidgehaltvon über 50% und einer Äquivalentmasse zwischen etwa 200 und 5000 umfaßt und in einer zwischen etwa 0,1 Teilen bis etwa 20 Teilen pro hundert Teile Polyol a) liegenden Menge verwendet wird.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenoxidmonol und/oder polyol eine Äquivalentmasse zwischen etwa 200 und 1000 aufweist.

44. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeilöffnungsmittel ein alkensäuregepfropftes Polyalkylenoxid umfaßt.

45. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol ein Polymerpolyol einschließt, das mindestens 2Ma.-% Feststoffe enthält.

46. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Komponenten a), b) oder c) eindarin dispergiertes festes Polymer enthält.

47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Polymer in Wasser dispergiert ist.