CZ163699A3

CZ163699A3 - Nové pružné polyurethanové pěny

Info

Publication number: CZ163699A3
Application number: CZ991636A
Authority: CZ
Inventors: Jan Willem Leenslag
Original assignee: Huntsman Ici Chemicals, Llc
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-08-11
Also published as: BG103418A; NO992231D0; WO1998021261A1; AU4865497A; NO992231L; JP2001503469A; AR010274A1; ZA979389B; CA2268199A1; EP0937115A1; CO4890877A1; PL333133A1; HUP0000202A3; TR199900992T2; AU728874B2; US6288134B1; NZ335219A; HUP0000202A2; BR9712925A; US6020391A

Description

(54) Název přihlášky vynálezu:

Nové pružné polyurethanové pěny (57) Anotace:

Způsob výroby pružné polyurethanové pěny reakcí polyisokyanátu a dvou odlišných polyolů za podmínek tvorby pěny, kdy se získá tuhá polyurethanová pěna, a stlačením takto získané tuhé polyurethanové pěny ve směru kolmém ke směru nárůstu pěny se získají pružné polyurethanové pěny, které nemají významnější teplotu přechodu do skleného stavu v teplotním rozmezí od -100 °C do +25°C a které mají anisotropii 1,80 až 4,00.

(13) Druh dokumentu: A3 (51) Int. Cl.⁶:

C 08 G 18/66 B 29 C 44/56 «· • · · • · · · · * ···· • «« · ·· · • · · · · 9 « « < «' « · · · · ·· ···· ·· ·· .· · · • · · • · · · · · • » t» · ··

176974/HK

Nové pružné polyurethanové pěny

Oblast techniky

Vynález se týká pružných polyurethanových pěn a způsobu přípravy těchto pružných polyurethanových pěn.

Dosavadní stav techniky

Konvenční pružné polyurethanové pěny jsou v široké míře známy. Takové pěny vykazují relativně vysokou odrazovou pružnost (odskok kuličky), relativně nízký modul, relativně vysoký průhybový faktor a relativně nízkou hysterezní ztrátu. Tyto pěny dále vykazují výrazný přechod pryž-sklo při teplotě, která je nižší než okolní teplota, obecně v teplotním rozmezí -100 ° až -10°. Za tuto teplotu přechodu do skelného stavu (Tg³) při teplotách nižších než je teplota okolí jsou v takových pěnách zodpovědné obecně používané relativně vysoké molekulové hmotnosti polyethera polyesterpólyolů. Tyto polyether- a polyester polyoly jsou často uváděny jako měkké segmenty. Při teplotách nad teplotu přechodu do skelného stavu mají polyurethanové pěny své typické pružné vlastnosti až do teplot, při kterých dochází ke změkčení nebo/a roztavení od isokyanátu odvozených urethan/močovinových svazků (tvrdé domény). Tato teplota změkčení nebo/a tání (Tg^h nebo/a Tm^h) často koinciduje z počátkem tepelné degradace polymerních segmentů. Teplota měknutí (Tg^h) nebo/a teplota tání (Tm^h) pružných polyurethanových pěn je obecně vyšší než 100 °C a mnohdy dokonce přesahuje teplotu 200 °C. Při teplotě přechodu do skelného stavu (Tg³) lze pozorovat prudký pokles modulu pružných polyurethanových pěn. Mezi teplotou přechodu do skelného stavu (Tg³) a teplotou měknutí (Tg^h)/teplotou tání . (Tm^h) zůstává modul pružných polyurethanových pěn v podstatě konstantní se vzrůstající • 9. 9 99

9 9 · « · · · #· 99 ·

teplotou a při teplotě měknutí (Tg^h) /teplotě tání (TM^h) lze opět pozorovat výrazný pokles modulu pružných polyurethanových pěn. Přítomnost teploty přechodu do skelného stavu lze stanovit určením Youngova skladovacího modulu E' při teplotách -100 °C a +25 °C dynamickou mechanickou termální analýzou (DMTA podle normy ISO/DIS 6721-5). Pro konvenční pružné polyurethanové pěny má poměr

E' - 100 °C _ hodnotu alespoň rovnou 25.

E' - 25 T

Dalším znakem teploty přechodu do skelného stavu (Tg^s) stanovené dynamickou mechanickou termální analýzou DMTA (ISO/DIS 6721-5) je skutečnost, že pro konvenční pružné polyurethanové pěny se maximální hodnota poměru

Youngův ztrátový modul E .

Youngův skladovací modul E' při teplotách rostoucích od -100 °C do +25°C pohybuje v rozmezí od 0,20 do 0,80. Uvedený Youngův ztrátový modul E se měří rovněž pomocí DMTA (ISO/DIS 6721-5) .

Konvenční pružné polyurethanové pěny se vyrábí reakcí polyisokyanátu a. relativně vysokomolekulárního isokyanát-reaktivního polymeru, kterým je často polyesternebo polyetherpolyol, v přítomnosti nadouvadla a za případného použití omezených množství relativně nízkomolekulárních činidel prodlužujících polymerní řetězce a zesíťovacích činidel, jakož i za případného použití přísad, jakými jsou katalyzátory, povrchově aktivní látky, činidla zpomalující hoření (zhášedla), stabilizátory antioxidační činidla. Relativně vysokomolekulární *9 *·

9 · • · · ·· • · « 9 9 fl 9 9 9 «9

999 999 »

9 9 9 isokyanát-reaktivní polymer obecně představuje frakci s nejvyšší hmotností polyuretanové pěny. Uvedené pružné polyurethanové pěny mohou být připraveny přímou 'polymeraci nebo za použití kvasí- nebo semi-předpolymerace nebo předpolymerace. Tyto pružné polyurethanové pěny mohou být tvářenými pěnami nebo polotovarovými deskovými pěnami a mohou být použity jako polstrovací materiál při výrobě nábytku, automobilových sedadel a matrací, jako podkladové vrstvy koberců, ' jako hydrofilní pěna v plenách a jako balící pěna. Pružné polyurethanové pěny mohou být také použity v rámci akustických aplikací, například jako zvukové izolátoty. V dosavadním stavu techniky jsou pružné polyurethanové pěny popsány například v EP-10850, EP-22617, EP-111121, EP-296449, EP-309217, EP-309218, EP-392788 a EP-442631.

Konvenční tuhé pěny se vyrábí stejným způsobem s výjimkou spočívající v tom, že polyisokyanáty mají mnohdy vyšší isokyanátovou funkčnost, přičemž množství použitého vysokomolekulárního polyolu je nižší, zatímco množství a funkčnost zesíťovacích činidel je vyšší.

V patentovém dokumentu WO92/12197 se popisuje energii-absorbující pevná polyurethanové pěna s otevřenými póry,· která je nadouvaná vodou a která se získána reakcí polyurethanové pěnové formulace obsahující vodu., která zde působí jako nadouvadle a otevíxač pórů,, ve formě, přičemž vytvrzená pěna má v tvářeném stavu hustotu asi 3.2 až '72 kg/m³ á pevnost při stlačení, která zůstává konstantní od 10 do 70% průhybu při zatížením nižším než 0,49 MPa. Tato pěna má minimální dopružení nebo hysterezi.

•V patentovém dokumentu GB 2096616 se popisuje směrované pružná, tuhá plastická pěna s uzavřenými póry. Uvedené pěny jsou učiněny směrované pružnými, aby je bylo možné.použít pro izolaci potrubí. Póry pěny by při tom měly zůstat uzavřené.

« to ·· ·· to· ···· · ·· ··· ···· • ···· · »··· · ·· · • ·· to·· · ·« «sto toto· totototo .toto.·. · · ·» ** ·· ··· . '· ·»

V patentovém dokumentu US 4299883 se popisuje zvuk-absorbující materiál získaný stlačením pěny s uzavřenými póry do té míry, že pěna má po stlačení pouze 50 až' 66 % její původní tloušťky. Stlačením se dosáhne roztržení pórů a pěna se stane ohebnou a pružnou. Taková pěna může nahradit plsť. Jsou zde uváděny hlavně polykarbodiimidové pěny.

V patentovém dokumentu EP 561216 se popisuje výroba pěnových desek majících vylepšené tepelné izolační vlastnosti, přičemž pěna má anisotropní póry mající poměr dlouhé osy póru ke krátké ose pórů 1,2 až 1,6 a hustotu 15 až 45 kg/m³ a póry jsou desintegrované ve směru tloušťky desek. Uvádí se zde polystyrénové desky.

V patentovém dokumentu EP 641635 se popisuje způsob přípravy pěnových desek, majících dynamickou tuhost nejvýše 10 MN/m³ stlačením desky mající hustotu 17 až 30 kg/m³alespoň ve dvou stupních k získání desky mající tloušťku rovnou 60 až 90 % původní tloušťky desky. Výhodně se k tomuto účelu používá polyester s uzavřenými póry. V příkladech provedení je prokázáno, že deska po stlačení má lepší tepelné izolační vlastnosti než deska, jejíž tloušťka nebyla redukována stlačením.

V patentovém dokumentu US 4454248 se popisuje způsob výroby pevné polyurethanové pěny, při kterém se částečně vytvrzená tuhá pěna změkčí, potom stlačí a reexpanduje a následně zcela vytvrdí.

V související patentové přihlášce PCT/EP9601594 je popsána zcela nová skupina pružných polyurethanových pěn, přičemž tyto pěny nemají výrazný přechod pryž-sklo při teplotách od -100 °C do +25 °C. Vyjádřeno v kvantitativních údajích, vykazují tyto- pěny poměr E'__{loo oC}/E'_{+25 oC} rovný 1,3 až 15,0, výhodně 1,5 až 10 a nejvýhodněji 1,5 až 7,5. Hodnota tan_gmax při teplotách od -100 °C do +25 °C je nižší než 0,2.

• fc fcfc fc fcfc « * · ·· « · · « fcfc · • 9 fcfc • fc fcfcfcfc fc ·· fc · fcfcfc • · « • · · fcfc ··· • fcfcfc • fcfcfc • fcfc fcfcfc • fc fcfc fcfc

Jádrová hustota takových pen může činit 4 až 30 kg/m³ a výhodně činí 4 až 20 kg/m³ (měřená podle normy ISO/DIS845). Takové pěny se získají stlačením tuhé pěny.

V uvedené související patentové přihlášce je uvedeno, že stlačení může být provedeno jednou nebo několikrát nebo/a v různých směrech.

S překvapením, bylo nyní zjištěno, že lze získat novou skupinu pružných polyurethanových pěn v případě, že se tuhé poiyurethanové pěny stlačí specifickým způsobem.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je pružná poiyurethanové pěna nemající významnější přechod pryž-sklo v teplotním rozmezí od -100 °C do +25 °C a mající ánisotropii 1,80 až 4,00, výhodně 2,00 až 3,00. Specifikováno v kvantitativnějších výrazech, mají tyto pěny poměr E'__100oC/ E'_+25oC rovný 1,3 až 15,0, výhodně 1,5 až 10 a nejvýhodněji 1,5 až 7,5, společně s výše uvedenou ánisotropii.

V rámci vynálezu je pružnou polyurethanovou pěnou stlačená pěna mající hodnotu odskoku kuličky (měřenou podle normy -ISO 8307) alespoň rovnou 40 %, výhodně alespoň rovnou 50 % a nej výhodněji rovnou 55 až 85 % v alespoň jednom ze tří rozměrových směrů, a průhybový faktor (CLD 65/25) alespoň rovný 2,0 (měřeno podle normy ISO 3386/1). Výhodně mají takové pružné pěny Youngův skladovací modul při teplotě 25 °C nejvýše rovný 500 kPa, výhodněji nejvýše rovný 350 kPa a nejvýhodněji rovný 10 až 200 kPa (Youngův skladovací modul je stanoven pomocí DMTA podle normy ISO/DIS 6721-5). Dále mají takové pružné pěny výhodně průhybový faktor (CLD 65/25) rovný alespoň 3,5 a nejvýhodněji rovný 4,5 až 10 (měřeno podle normy ISO

3.3 8 6/1) . Kromě toho mají uvedené pružné pěny výhodně hysterezní ztrátu CLD (měřeno podle normy ISO/ 3386/1) nižší než 55 %, výhodněji nižší než 50 % a nejvýhodněji

4* • 0 00 00 0000 4« « 00 0 .00 4 04

4000 0 0000 0 00

00000 0 40000

40404 0 4 4

0 «4 04 004 0 0 · 0 nižší než 45 %. Jádrová hustota takových pěn činí 4 až 30 a výhodněji 4 -až 20 kg/m³ (ISO 845) .

V rámci vynálezu je tuhou polyurethanovou .pěnou nestlačená pěna mající hodnotu odskoku kuličky měřenou ve směru, nárůstu pěny menší než 40 % . (měřenou podle ISO 8307 za předpokladu, že nebylo použito ' žádné předběžné zpružňovací zpracování, že byla měřena pouze jedna hodnota odskoku kuličky u kgždého vzorku a že testovací vzorky jsou udržovány při teplotě 23 °C ± 2 °C a relativní vlhkosti 50. +

%) a/nebo mající průhybový faktor CLD 65/25 měřený ve směru nárůstu pěny menši než 2,0 (ISO 3386/1 za předpokladu, že průhybový faktor je stanoven po prvním cyklu žatížení-odlehčení) . Obě tyto vlastnosti byly měřeny při jádrové hustotě pěny rovné 3 až 27 kg/m³. Výhodně poměr ^E-ioooc/^E'+25oc takové tuhé pěny činí 1,3 až 15. V případě, že budou v textu této' patentové přihlášky zmíněny normy ISO 8307 a ISO 3386/1 v souvislosti s tuhými pěnami, potom se tyto normy vztahují k výše popsaným testům včetně uvedených předpokladů.

Pružné polyurethanové pěny podle vynálezu se připraví reakcí polyisokyanátů a polyfunkčního isokyanát-reaktivního polymeru za podmínek tvorby pěny, přičemž se získá tuhápolyurethanové pěna, která se potom stlačí ve směru.kolmém ke směru nárůstu pěny.

V rámci vynálezu mají následující výrazy dále. uvedené významy: '

1) .isokyanátový index nebo index NCO nebo index:

poměr NCO-skupin k isokyanát-reaktivním vodíkovým atomům přítomným ve formulací a vyjádřený v procentech:

/NCO/xlOO ____ (%) /aktivní vodík/ '00 *· « 9 0 0 ·

9 000 9 0 099 « 0 0 0 0 9 0 • 990 0 9

0* 00 00 090

0 00*0

9 90

9 0 0

0 9 0

000 990

9

00

Jinými slovy, index NCO vyjadřuje procentický podíl isokyanátu skutečně použ.itého ve formulaci, vztažený k teoretickému množství isokyanátu potřebnému pro reakci s množstvím isokyanát-reaktivního ' vodíku .použitým ve formulaci.

Je třeba uvést, že zde použitý isokyanátový index je uvažován z hlediska aktuálního procesu pro tvorbu pěny zahrnujícího . isokyanátovou složku a isokyanát-reaktivní složku. Při výpočtu isokyanátového, indexu nejsou takto vzaty v úvahu isokyanátové skupiny spotřebované ' v předběžném stupni přípravy modifikovaných polyisokyanátů (včetně isokyanátových derivátů uváděných v rámci dosavadního stavu techniky jako kvaši- nebo semi-předpolymery a předpolymery) a aktivní vodíky spotřebované v jakémkoliv předběžném stupni (například reagujících s isokyanatanem za tvorby modifikovaných polyolů nebo polyaminů).. V úvahu jsou takto vzaty pouze volné isokyanátové skupiny a volné isokyanát-reaktivní vodíky (včetně vodíků vody), které jsou skutečně přítomné ve stupni tvorby pěny.

2) Výraz isokyanát-reaktivní vodíkové atomy, jak je zde použit pro účely vypočtu, isokyanátového indexu, se vztahuje k celkovému počtu aktivních vodíkových atomů v hydroxylových a aminových skupinách přítomných v reraktivní kompozici. To znamená, že pro účely výpočtu isokyanátového indexu v aktuálním procesu tvorby pěny se uvažuje, že jedna hydroxylové skupina obsahuje jeden reaktivní vodík, jedna primární aminová skupina obsahuje jeden reaktivní vodík a jedna molekula vody obsahuje dva aktivní vodíky.

3) Reakční systém: kombinace složek, . ve kterém jsou polyisokyanáty přechovávány v jedné nebo několika reakčních nádobách odděleně od isokyanát-reaktivních složek.

4) Výraz polyurethanové pěna se zde vztahuje k pěnovým (lehčeným) produktům získaným reakcí polyisokyanátů se sloučeninami obsahujícími isokyanát-reaktivní vodík za fcfc fcfc ·»···♦ fcfc fc· • · · · fc · fc · ♦ · « « fcfcfc fc · fcfcfc · fcfc · • · fc · · fc fc fcfc fcfcfc fcfc-fc • fcfc fc fcfc · fc · • fc fcfc fcfc fcfcfc .fcfc fcfc použití nadouvadel, a zejména k pěnovým produktům získaným za použití vody ve funkci nadouvadla (kdy dochází k reakci vody s isokyanátovými skupinami poskytující močovinové vazby a oxid uhličitý a produkující polymočovinoerethanové pěny) a polyolů, aminoalkoholů nebo/a polyaminů ve' funkci isokyanát-reaktivních sloučenin.

5) Výraz střední nominální hydroxylová funkčnost zde označuje číselnou střední funkčnost (počet hydroxylových skupin v molekule). polyolů nebo polyolové kompozice za předpokladu, že to. je číselná střední funkčnost (počet aktivních vodíkových atomů v molekule) iniciátoru ..nebo iniciátorů použitých při jejich přípravě, i když v praxi jde mnohdy o nižší číslo vzhledem- k určitému počtu koncových'nenasycenností. ,

6) Výraz střední se vztahuje k číselnému průměru, pokud není výslovně uvedeno jinak.

7) Výraz anisotr.opie zde znamená poměr z-střední délky pórů ve směru nárůstu pěny a střední délky pórů ve směru kolmém ke směru nárůstu pěny. Měření anisotropie je známé v oboru pěnových produktů a bylo popsáno E.Underwood-era v Quantitative Stereology, str.24, Addison-Wesley, Reading, Mass, USA (1970),: kde byly vysvětleny zásady měření anisotropie,· a G.Eeckhaut-em a A.Cunningham-em v The elimination od radiative heat transfer in fine celled polyurethane rigid foams, SPI conference, Boston, USA (1994), kde je uveden detailní postup měření anisotropie.

8) ' Výraz kolmý zde znamená úhel 90° ± 15° .

Pěny podle vynálezu se připraví reakcí polyisokyanátu (1), isokyanát-reaktivní sloučeniny (2), přičemž uvedená sloučenina (2) má střední ekvivalentní hmotnost nejvýše 374 a průměrný počet isokyanát-reaktivních atomových vodíků rovný 2 až 8, isokyanát-reaktivní sloučeniny (3), přičemž uvedená sloučenina (3) má střední ekvivalentní hmotnost vyšší než 374 a průměrný počet.isokyanát-reaktivních

9 9 *9

9 999 9 9

9 9 9 9 9 9

9« 9 9 9

9 9 9 9 9

99

9 9 9 9

999 9 99 9

99999 999

9 9

999 99 ·9

9 9 vodíkových atomů rovný 2 až 6, a vody za vzniku tuhé polyurethanové pěny a následným stlačením této tuhé polyurethanové pěny.

Pěny podle vynálezu se zejména vyrobí reakcí polyisókyanátu (1), polyolu (2) majícího hydroxylové číslo rovné alespoň 150 mg KOH/g a střední nominální hydroxylovou funkčnost rovnou 2 až 8, polyolu (3) majícího hydroxylové číslo rovné 10 až méně než 150 KOH/g a střední nominální hydroxylovou funkčnost rovnou 2 až 6,. a vody za vzniku tuhé polyurethanové pěny a následným stlačením této tuhé polyurethanové pěny. ' '

Vhodné organické polyisokyanáty použitelné v rámci způsobu podle vynálezu které se ' až dosud polyurethanových cykloalifatické, zahrnují všechny polyisokyanáty, používají pro výrobu tuhých jsou alifatické, výhodně aromatické j akými aralifatické a polyisokyanáty, jako například toluendiisokyanát ve formě jeho 2,4- a 2,6-isomeru a jejich směsi a difenyimethan diisokyanát ve formě jeho 2,4'-, 2,2'- a 4,4'-isomeru a jejich směsí, směsi difenylmethandiisokyanátů (MDI) a jeho oligomerů majících isokyanátovou funkčnost vyšší než 2 známé jako surové nebo polymerní MDI (polymethylenpolyfenylenpolyisokyanáty) , přičemž tyto známé varianty MDI obsahují urethanové, allofanátové, močovinové, pen, biuretové, karbodiimidové, isokyanurátové skupiny.

uretoniminové nebo/a

Mohou být použity směsi toluendiisokyanátu a difenylmethandiisokyanátů nebo/a polymethylenpolyfenylenpolyisokyanátů. Nejvýhodněji se použijí polyisokyanáty, které mají střední isokyanátovou funkčnost rovnou 2,1 až 3,0 a výhodně rovnou. 2,2 až 2,8.

Výhodně se použijí MDI, surové nebo polymerní MDI nebo/a jejich kapalné varianty, přičemž tyto varianty se získají zavedením uretoniminových nebo/a carbodiimidových skupin do uvedených polyisokyanátů, přičemž takový #· ··

11·· • 11 1

111

11 • · • 1 • 1 1

1 ·· · ·

1 ··

11 1

11 · • ii ni ·

• 1 11 karbodiimidem nebo/a uretonirainem modifikovaný polyisokyanát má hodnotu' NCO alespoň rovnou 20 hmotn.%, nebo/a reakcí takového polyisokyanátu s jedním nebo několika polyoly majícími hydroxylovou funkčnost rovnou 2 až 6 a molekulovou hmotnost 62 až 500 tak, aby byl získán modifikovaný polyisokyanát mající hodnotu NCO alespoň rovnou 20 hmotn.%.

Isokyanát-reaktivní sloučeniny (2) zahrnují sloučeniny, které se k tomuto účelu používají v rámci dosavadního stavu techniky a kterými jsou polyaminy, aminoalkoholy a polyoly. Obzvláštní význam pro přípravu tuhých pěn mají polyoly a směsi polyolů mající hydroxylová čísla alespoň rovná 1.50 mg/g a střední nominální hydroxylovou funkčnost rovnou 2 až

6. Vhodné polyoly jsou zevrubně popsány v rámci dosavadního stavu techniky a zahrnují reakční produkty alkylenoxidů, například ethylenoxidu nebo/a .propylenoxidu, s iniciátory obsahujícími 2 až 8 aktivních vodíkových atomů v molekule. Vhodné' iniciátory zahrnují: polyoly, . například ethylenglykol, ' diethylenglykol·, propylenglykol, dipropylenglykol, butandiol, glycerol, trimethylolpropan, triethanolamin, pentaerythrytol, sorbitol a sacharózu, polyaminy, například ethylendiamin, tolylendiamin, diaminodifenylmethan a polymethylenpolyfenylenpolyaminy, a aminoalkoholy, například ethanolamin a diethanolamin, a směsi uvedených iniciátorů. Další vhodné polyoly zahrnují polyestery získané kondenzací příslušných množství glykolů a výše funkčních polyolů s polykarboxylovými kyselinami. Ještě další vhodné polyoly zahrnují hydroxylovou skupinou ukončené polythioethery, polyamidy, polyesteramidy, polykarbonáty, polyacetaly, polyolefiny a polysiloxany. Ještě dalšími vhodnými isokyanát-reaktivními sloučeninami jsou ethylenglykol, diethylenglykol, propylenglykol, dipropylenglykol, butandiol, glycerol, trimethylolpropan, ethylendiamin, ethanolamin, diethanolamin, triethanolamin a další výše uvedené iniciátory. Rovněž mohou být použity směsi takových isokyanát-reaktivních sloučenin.

• · • · fe fefe • fefefefe • fefe · fe fefe · fefe fefe • fe fefefefe • · • fefe

fe · • fe • · • · · • ··· • fe

Isokyanát-reaktivní sloučeniny (3) zahrnují všechny dosud známé sloučeniny používané k tomuto účelu, přičemž těmito sloučeninami jsou polyaminy, ' aminoalkoholy a polyoly.

Obzvláštní význam pro přípravu tuhých pěn mají polyoly a směsi polyolu mající hydroxylové číslo rovné 10 až méně než 150 a výhodně 15 až 60 mg KOH/g a střední nominální hydroxylovou funkčnost rovnou 2 až 6 a výhodně rovnou 2 až

4. Tyto vysokomolekulární polyoly jsou obecně známé v rámci dosavadního stavu techniky a zahrnují reakční produkty alkylenoxidů, například ethylénoxidu nebo/a propylénoxidu, s iniciátory obsahujícími 2 až 6 aktivních vodíkových atomů v molekule. Vhodné iniciátory zahrnují: polyoly, například ethylenglykol, diethylenglykol, propylenglykol, dipropylenglykol, butandiol, glyoerol·, trimethylolpropan, triethanolamin, pentaerythrytol a sorbitol, polyaminy, například ethylendiamin, . tolylendiamin, diaminodifenylmethan a ' polymethvlenpolyfenylenpolyaminy, a aminoalkoholy, například ethanolamin a diethanolamin, jakož i směsi uvedených iniciátorů. Další vhodné polyoly zahrnují polyestery získané kondenzací příslušných množství glykolů a výšefunkčních polyolů- s polykarboxylovými kyselinami. Ještě další vhodné polyoly zahrnují hydroxylovou skupinou ukončené polythioethery, polyaminy, polyésteramidy, polykarbonáty, polyacetaly,' polyolefiny a polysiloxany. Výhodnými polyoly jsou polyetherpolyoly obsahující ethylenoxidové nebo/a propyienoxidové jednotky a nejvýhodněji polyoxyethylenpolyoxyprópylenpolyoly. mající obsah oxyethylenu alespoň rovný 10 % a výhodně rovný 10 až 85 hmotn.%. Ostatní polyoly, které mohou být použity, zahrnují disperze nebo roztoky adičních nebo kondenzačních polymerů v polyolu výše popsaného typu. Takové modifikované polyoly, často označované jako polymerní polyoly, jsou v širokém rozsahu popsány v rámci dosavadního stavu techniky a zahrnují produkty získané in šitu polymeraci jednoho nebo několika vinylových monomerů, například styrenu a »· ♦· • 9 4

4 4 44

9 9 9

4 4 4

9 9

9 99 9

9 4

4 4

4 44 4

44

4 4 4

944 944 • ·

44 akrylonitrilu, v polymerních polyolech, například v polyetherpolyoíech, nebo reakcí in sítu mezi polyisokyanátem a amino- nebo hydroxy-fukcionalizovanou sloučeninou, jakou je triethanolamin, v polymerním polyolů.

Polymerní modifikované, polyoly, které jsou obzvláště zajímavé v rámci vynálezu, jsou produkty získané in šitu polymeraci styrenu nebo/a akrylonitrilu v póly(oxyethylen/oxypropylen)polyolech a produkty získané in šitu reakcí mezi polyisokyanátem a amiho- nebo hydroxy-funkcionalizovanou sloučeninou (jakou je například triethanolamin) v polyoxyethylenpolyoxypropylenpolyolu. Obzvláště vhodné jsou polyoxyalkylenpolyoly obsahující 5 až 50 % dispergovaného polymeru. Velikost části dispergovaného polymeru je výhodně nižší než 50 mikrometrů. Rovněž mohou být použity. i směsi takových isokyanát-reaktivních sloučenin.

Relativní množství isokyanát-reaktivní sloučeniny (2) a (3) nebo polyolů (2) a (3) se mohou měnit v široké míře a výhodně činí 0,1:1 až 4:1 (hmotnostně).

Relativní množství ' polyisokyanátů a isokyanát-reaktivních sloučenin určená k reakci se mohou měnit v širokém rozmezí. Obecně může být použit isokyanátový index 25 až 300, výhodně 30 až 200, á nejvýhodněji 40 až 150.

Za účelem přípravy pěny se jako nadouvadlo použije voda. Nicméně v případě, kdy množství vody není dostatečné k dosažení požadované hustoty pěny, může být dodatečně použit i jiný známý způsob přípravy polyurethanových pěn, jako například použití nižšího nebo měnícího se tlaku, použití plynu, jakým je například vzduch, dusík nebo oxid uhličitý, použití konvenčních nadouvadel, jakými jsou například chlorfluorované uhlovodíky, fluorované uhlovodíky a uhlovodíky, použití, dalších reaktivních nadouvadel, tj . činidel, která reagují s některou ze složek v rerakční směsi a následkem této reakce uvolňují plyn, který napění • · • · • · flfl flfl • · · • flflflfl » flfl • flfl flfl flfl • flflfl • flfl flfl · flfl · fl ·' • fl • · fl ·

směs, a použití katalyzátorů, které podporují průběh reakce vedoucí k tvorbě plynu, a kterými jsou například katalyzátory podporující tvorbu karbodiimidu, zejména fosfolenoxidy. Rovněž mohou být použity . i kombinace uvedených napěňovacích postupů. Množství nadouvadla se může měnit v širokém rozmezí a závisí úhlavně na požadované hustotě pěny. Voda může být použita jako kapalina při teplotě nižší než je teplota okolí, při teplotě okolí nebo při zvýšené teplotě anebo jako pára.

Na 100 hmotnostních dílů polyisokyanátů (1), isokyanát-reaktivní sloučeniny (2) a sloučeniny (3) nebo polyolu (2) a polyolu (3) a vody se výhodně použije 2 až 20 hmotnostních dílů sloučeniny (2) nebo polyolu (2), 5 až 35 hmotnostních dílů sloučeniny (3) nebo polyolu (3) a 1 až 17 hmotnostních dílů vody, přičemž zbytek do 100 hmotnostních dílů je tvořen polyisokyanátem. Tato skutečnost představuje další znak vynálezu: jestliže se použije cyklický polyisokyanát a zejména aromatický polyisokyanát, obzvláště MDI nebo polymethylenpolyfenylenpolyisokyanát, potom je obsah cyklického a zejména aromatického zbytku v pružné pěně relativně vyšší ve srovnání s konvenčními pružnými polyurethanovými pěnami. Pěny podle vynálezu · maj 1 výhodně .obsah benzenových kruhů., odvozených od aromatických polyisokyanátů rovný 30 až 56 hmotn. %, výhodněji 35 až 50 hmotn.%, vztaženo na celkovou hmotnost pěny. Vzhledem k tomu, že mohou být použity polyoly, polymerní polyoly, činidla zpomalující hoření, činidla prodlužující polymerní řetězec nebo/a plniva, které obsahují benzenové kruhy, může být celkový obsah benzenových kruhů v pružné pěně ještě vyšší a výhodně tento obsah činí 30 až 70 hmotn.%, nejvýhodněji 35 až 65 hmotn.%, přičemž tyto hodnoty byly naměřeny kalibrovanou Fourierovou transformační infračervenou analýzou.

Kromě polyisokyanátů, isokyanát-reaktivních sloučenin a nadouvadla mohou být použity jedna nebo několik pomocných • · • · • · < • · • · ··· • · látek nebo přísad, které jsou běžně používány při výrobě polyurethanových pěn. Takové pomocné látky nebo přísady zahrnují činidla stabilizující pěnu nebo povrchově aktivní látky, například siloxan-oxyalkylenové kopolymery a polyoxyethylen-polyoxypropylenové blokové kopolymery, urethan/močovinové katalyzátory, například sloučeniny cínu, zejména oktoát cínatý nebo dibutylcíndilaurát nebo/a terciární aminy, jako například dimethylcyklohexylamin nebo triethylendiamin nebo/a fosfáty, jako například NaH₂PO₄ a Na₂HP0₄, a látky zpomalující hoření, například halogenované alkylfosfáty, melamin a antistatická tris-chlorpropylfosfát, antioxidační přísady, chránící proti účinku jako například guanidinkarbonát, činidla, _x látky ultrafialového světla (UV-stabilizátory), antimikrobiální a antifungální sloučeniny a plniva, jako například latex, TPU, silikáty, síran barnatý, síran vápenatý, křída, skleněná vlákna nebo zrna a polyurethanový . odpadní materiál.

Při realizaci způsobu výroby tuhých pěn podle vynálezu mohou být použity známé techniky přímé polymerace, předpolymerace nebo semi-předpolymerace v kombinaci s konvenčními směšovacími postupy, přičemž tuhé pěny mohou být vyrobeny ve formě - polotovarových desek, tvářených produktů, včetně pěn použitých v rámci textilních a odlévacích aplikací (typu pour-in-place), stříkaných pěn nebo ve formě laminátů s dalšími materiály, jakými jsou lisované dřo.vovláknité desky, sádrové lepenky, desky z plastických hmot, papíru^ nebo pěnových produktů .

V rámci mnoha aplikací je výrobu polyurethanu ve formě předběžně smíšených formulací (předsměsi) na bázi každé z primárních složek, tj. na bázi polyisokyanátu a isokyanát-reaktivní sloučeniny. Zejména může být použita isokanát-reaktivní kompozice, která obsahuje pomocné látky, pří S 3. d j/ G nadouvadlo v kombinaci s kovu anebo vrstvy jiných vhodné použít složky pro

C

X -υ ·· φφ φφφ φ φ · * ·· · φ φ φ φ φφφ φφφφ φ • Φ φφ ·· ··· φ • φ » φ φ φ » φ φ φ •ΦΦ φφφ φ φ φ φ ♦ φ isokyanát-reaktivními sloučeninami (2) . a (3) ve formě roztoku, emulze nebo disperze.

Tuhá pěna se připraví zreagováním výše uvedených složek a napěněním realizovaným až do okamžiku, kdy pěna již nezvětšuje objem. Potom může být pokračováno ve vytvrzení pěny tak dlouho, jak je to žádoucí. Obecně bude dostačující vytvrzovací perioda trvající od 1 minuty do 24 hodin, výhodně od 5 minut do 12 hodin. V případě, že je to žádoucí, může být vytvrzování prováděno při zvýšené teplotě. Potom může být pěna stlačena. Je však výhodné ponechat získanou tuhou pěnu před stlačením vychladnout na teplotu nižší než 80 °C. Tato tuhá pěna (tj. před stlačením) má výhodně jádrovou hustotu rovnou 3 až 27 a výhodněji 3 až 18 kg/m³ (ISO 84 5) .

Připravená tuhá pěna (tj . před ' stlačením) má v podstatné míře otevřené póry. Výhodně jsou póry. tuhé pěny převážnou měrou otevřené.

Stlačení může být provedeno libovolným, známým, způsobem. Takové stlačení může být například provedeno aplikací mechanické síly na pěnu- pomocí plochého ' nebo předtvarovaného povrchu nebo aplikací vnějšího tlaku nebo vystavením pěny stlačení mezi válci zatímco se pěna pohubuje dopředu.

.Obecně bude vhodná mechanická síla. dostatečná ke zmenšení rozměru pěny ve směru stlačení o 1 až 90 %,.

výhodně o 50 až 90 %. Výhodně se stlačení opakuje 2 až 50 krát a nejvýhodněji 2 až 25 krát. Výhodně se stlačování provádí v jednom směru. V důsledku stlačení výrazně vzroste hodnota odskoku kuličky ' ve směru stlačení. Následkem stlačení může vzrůst i hustota pěny. Ve většině případů toto zvýšení hustoty pěny nepřesáhne hodnotu rovnou 30 % hustoty pěny před stlačením.

Jelikož je velmi obtížné poskytnout přesnější instrukce pro stlačení pěny, neboť provádění tohoto stlačení bude • 0 ·· 99 9999 99 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 999 9 9 999 9 99 · ·9 999 9 · · 999 999

9 9 9 9 9 9 · · ·· 0*· «· 99 záviset na hustotě pěný, tuhosti pěny a typu stlačovacího zařízení, předpokládá se, že odborníci v daném oboru jsou natolik obeznámeni s procesem stlačení polyurethanových pěn, že budou schopni určit vhodný způsob stlačení a prostředky p.ro jeho provedeni, přičemž vodítkem k tomu jim budou výše uvedené ' skutečnosti a zejména praktické provádění stlačení pěny popsané v příkladové části.

Stlačením se zvýší hodnota odskoku kuličky alespoň ve směru stlačení. Toto zvýšení činí alespoň 10 %.

Po .uvedeném tepelném zpracování se získá nová pružná pěna, která má mimořádné vlastnosti. Vzdor tomu, že tato pěna je pružnou pěnou, nevykazuje významnou změnu Youngova skladovacího modulu E'v teplotním rozmezí od -100 °C do +25 °C, jak bylo uvedeno výše. Kyslíkový index pěny připravené z aromatických polyisokyanátů je výhodně vyšší než 20 (kyslíkový index se měří pomocí normy ASTM). Dále tato pěna vykazuje Youngův skladovací modul při teplotě 25 °C nejvýše 500 kPa, výhodně nejvýše 350 kPa a nej výhodně ji mezi 10 a 200 kPa, a průhybový faktor (CLD 65/25, ISO 3386/1) alespoň rovný 2, výhodně rovný alespoň 3,5 a nejvýhodněji rovný 4,5 až 10. Hodnoty CLD-hysterezních ztrát uvedených pěn' jsou

nižší' než 55	% -a výhodně nižší než	50 %	(což je	vypočteno
ze vzorce
(A	- B)xl00%
	A '
vé kterém A	a B znamají plochy	pod	křivkou	namáhání
(A)/uvolnění	(Β), vynesenou při	testu	provedeném podle

normy ISO 3386/1) . Dále lze uvést, že tyto pěny mohou mít velmi nízkou nebo dokonce negativní hodnotu Poissonovy konstanty, stanovenou studiem laterální extenze při kompresi pěny. Konečně hodnoty ustrnutí v tlaku uvedených pěn jsou obecně nízké, výhodně nižší než 40 % (ISO 1856,

4 4* • · · • 4 4·· • · · · • 4 · ·

44 •4 ··♦· • · • 44* • · · • ·

4 r* ·· • · · · • · · · • 44 4··

4 • · 4 4 metoda A, normální postup). Uvedené pěny mají anisotropii

1,8 až 4,00 a výhodně 2,00 až 3,00.· To činí tyto pěny obzvláště vhodnými pro takové aplikace, kde je důležitá nízká dynamická tuhost, například v rámci akustických aplikací.

Jestliže Tg^h není příliš vysoká, pěny mohou být použity při tepelném tváření za účelem přípravy tvářených výrobků. Výhodně Tg^h pěny pro takové tepelně tvářecí postupy leží mezi 80 a 180 °C, výhodně mezi 80 a 160 °C. Dále bylo zjištěno, že pěny, které byly vyrobeny za použití relativně nízkého množství polyolů majících nízkou molekulovou hmotnost, vykazují nízkou nebo nezaznamenatelnou Tg^h (změna modulu při Tg^h je malá nebo se modul postupně mění až do okamžiku, kdy dojde k tepelné degradaci pěny) pomocí. DMTA.' Takové pěny však mohou být také použity pro tepelně tvářecí aplikace.

Uvedené, pěny dále vykazují dobré nosné vlastnosti, charakterizované dobrou pevností v tlaku a to bez použití externích plniv, jakož i. dobrou objemovou pružnost, pevnost v roztržení a trvanlivost ' (odolnost proti únavě) a to dokonce i při nízkých hustotách. V konvenčních pružných pěnách je mnohdy nezbytné použít vysoká množství plniv k dosažení uspokojivých nosných vlastností. Taková vysoká množství plniv způsobují problémy při zpracování vzhledem ke zvýšené viskozitě zpracovávaného materiálu.

Pěny podle vynálezu mohou být použity jako polstrovací materiál při výrobě nábytků, automobilových a letadlových sedadel a matrací, jako podklady koberců, jako hydrofilní pěny v plenkách, jako balící pěny, jako pěny pro zvukovou izolaci 'v automobilech a obecně jako izolační materiál pro tlumení vibrací. Pěny podle vynálezu mohou být dále použity společně s . dalšími konvenčními pružnými pěnami při výrobě kompozitů, například ve tvářených produktech. Takové kompozity mohou být rovněž vyrobeny zreagováním složek pro výrobu konvenčních pružných pěn ve formě v přítomnosti pěny ± Ο

00 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0

00

0* 0000 • 0 • 000

0 0 0 ·

0 0

000

00 0 0 0 0 0 0

000 000 0 0

00 podle vynálezu -nebo alternativně zreagováním složek pro výrobu tuhé pěny podle vynálezu ve formě 'v přítomnosti konvenční pružné pěny a následným stlačením takto získaného tvářeného výrobku. Dále mohou být pěny podle vynálezu použity jako textilní podšívky nebo podšívky vrstev jiného typu materiálu, jako. podklad koberců nebo jako náhražka plsti. K .uvedenému účelu může být k zajištění, adheze pěny k textilu, koberci nebo k jinému materiálu použito tak zvané laminováni plamenem. V tomto ohledu je důležitě uvést, že pěny podle vynálezu jsou vhodné k řezání na vrstvy s omezenou tloušťkou, například na vrstvy mající tloušťku asi 1 cm a méně. Pěny podle vynálezu mohou být také použity jako izolační materiál obklopující potrubí a kontejnéry.

V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí konkrétních příkladů provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen formulací patentových nároků.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Polyisokyanátová směs se připraví srňíšením 56,6 hmotnostního dílu polymerního MDI, majícího index-NCO rovný

30,7 hmot.% a isokyanátovou funkčnost 2,7, a 43,4 hmotnostního dílu uretoniminem modifikovaného' MDI, majícího index NCO rovný 31 % hmotn.%, isokyanátovou funkčnost 2,09, obsah uretoniminu 17 hmotn.% a obsah 2,4'-MDI 20 hmotn.%. Isokyanát-reaktivní kompozice se připraví smíšením 32,2 hmotnostního dílu polyethylenglykolu, majícího molekulovou hmotnost 200, 4,5 hmotnostního dílu .ethylenglykolu, 42,6 hmotnostního dílu EO/PO-polyolu, majícího nominální funkčnost 2, diethylénglykol jako iniciátor, obsah EO (s výjimkou iniciátoru) 20,2 hmotn.% a hydroxylové číslo 30 mg ·· ···· ·· ·· ♦ · · <

·· · · ·

KOH/g, 5,5 hmotnostního dílu diethanolaminu, 14,5 hmotnostního dílu vody a 0,7 hmotnostního dílu dibutylcíndilaurátu. Tato komposice má formu emulze.

106,1 hmotnostního dílu polyisokyanátové směsi a 46,9 hmotnostního dílu isokyanát-reaktivní kompozice (isokyanátový index 75,5) se mísí po dobu 13 sekund za použití Heidolphova mechanického mixéru při rychlosti otáčení míchadla 5000 otáček za. minutu. Po promísení se reakční směs nalije do 5 1 nádoby, kde se ponechá zreagovat. Před uvedeným nalitím reakční směsi do nádoby, byly vnitřní stěny nádoby pomazány separačním činidlem Desmotrol D-10RT. 2 Minuty a 30 sekund potom, co pěna přestala narůstat' (doba nárůstu pěny je rovna 70 sekundám)·, byla pěna vyjmuta z nádoby a ponechána vychladnout na okolní teplotu. Byla získána tuhá polyurethanové pěna. Za účelem stanovení vlastností .získané pěny byly ze střední části pěny vyříznuty vzorky jádra pěny (rozměry vzorků: 10 x 10 x 5,5 cm). Jádrová hustota získané pěny je rovna .11,5 kg/m^J. Dva vzorky pěny byly potom stlačeny dále popsaným způsobem, přičemž jeden z nich byl stlačen ve směru nárůstu pěny a druhý ve směru kolmém -ke směru nárůstu pěny. K tomuto účelu bylo použito testovací zařízení Instron 1122. Vzorky byly testovány při teplotě 23 °C (± 2 °C) a relativní vlhkosti 50 až 55 %, přičemž vzorky byly před testování přechovávány za těchto podmínek.po dobu 24 hodin. V průběhu stlačení byly pěny jednosměrně stlačeny plochými vroubkovanými deskami majícími povrchovou plochu mírně větší než je,kontaktní plocha s testovanou pěnou.Stlačovací proces zahrnuje nejdříve jedno stlačení rychlostí 100 mm/minutu až k dosažení hodnoty CLD 70 % a potom 25 opakujících se cyklů žatížení-uvolnění při rychlosti 500 mm/minutu až k dosažení hodnoty CLD 70 %.

Po stlačení byly získány pružné pěny nemající významnější přechod pryž-sklo v teplotním rozmezí od -100 • φ φ • · · · · • · · φ φ · · ·

99 φ · φφφ·

4 44

99

9 4

4 4

999 999

9

99 °C do +25 °C a mající dále uvedené vlastnosti ,(viz tabulka

1) ·

Test DMTA

Měření bylo provedeno podle normy ISO/DIS 6721-5 na zařízení Rheometric Scientific DMTA apparatus za použití 3-bodové ohybové konfigurace. Rozměry testovaných vzorků byly: délka 1,0 cm, šířka 1,3 cm, tloušťka 0,4 cm. Byly aplikovány: deformační amplituda 64 x 10⁴ cm, frekvence 1 Hz, rychlost zahřívání 3 °C/min. Před vlastním testem byly vzorky pěny přechovávány po dobu 24 hodin při teplotě 23 °C a relativní vlhkosti 50 %. Vzorky pěny byly potom rychle ochlazeny na teplotu -120 °C (rychlost chlazení 8,5 °C/min) a přechovávány na této teplotě před testováním po dobu 5 minut.

Příklad 2

Byly připraveny tři isokyanátové reaktivní směsi (směsi A, B a C). Směs A byla připravena smíšením 200 hmotnostních dílů EO/PO-polyolu z příkladu 1 a 6,5 hmotnostního dílu produktu Dabco T9 (katalyzátor od firmy Air Products, Dabco je ochranná známka). Směs B byla. připravena smíšením 75,5 hmotnostního dílu polyethylenglykolu s molekulovou hmotností 200 a 5,56 hmotnostního dílu produktu Irganox 5057 (antioxidační činidlo od firmy Ciba-Geigy Ltd., Irganox je . ochrannou známkou). Směs C byla připravena smíšením 23,5 hmotnostního dílu triethylenglykolu, 40,0 hmotnostních dílů vody a 0,6 hmotnostního dílu dihydrogenfosforečnanu sodného.

166,1 hmotnostního dílu směsi A, 65,2 hmotnostního dílu směsi B, 51,6 hmotnostního dílu směsi hmotnostního dílu isokyanátové směsi z (isokyanátový index 100) se mísí po dobu mechanickém mixéru Yt.ron (ochranná známka)

C a 617,1 příkladu 1 13 sekund v při ,. rychlosti

9» 9999 · 9 9 9

9 9 9 9

9 9 9

9 9

9 9 99

9

otáčení míchadla 3500 otáček za minutu. Po tomto promísení se reakční směs nalije do dřevěné formy o rozměrech 50 x 50 x· 30 cm. Před nalitím směsi do dřevěné formy se vnitřní stěny formy pokryjí papírem. Hodinu potom, co pěna přestala narůstat (doba nárůstu pěny: 70 sekund), byla pěna z formy vyjmuta a ponechána vychladnout na teplotu okolí. Pěna před stlačením měla jádrovou hustotu 13,5 kg/m² (ISO .845). Pěna byla potom rozřezána a dva vzorky pěny byly stlačeny způsobem popsaným v příkladu 1.

Po stlačení byly získány pružné' pěny nemající významnější přechod pryž-sklo v teplotním rozmezí od -100 °C do +25 °C a mající dále uvedené vlastnosti (viz tabulka 1) .

Příklad 3

Připraví se dvě isokyanát-reaktivní směsi (směs A a B). Směs A se připraví smíšením 30 hmotnostních dílů EO/PO-polyolu z příkladu 1, 0,3 hmotnostního dílu produktu Dabco T9 a 0,3 hmotnostního dílu 1-methyl-l-oxofosfolenu (karbodiimidový katalyzátor od firmy Hoechst). Směs B se připraví smíšením 11,3 hmotnostního dílu polyethylenglykolu s molekulovou hmotností 200, 1,95 hmotnostního dílu diethanolaminu., 1,58 hmotnostního dílu ethylenglykolu a 4,5 hmotnostního dílu vody.

26,9 hmotnostního dílu směsi A, 17,3 hmotnostního dílu směsi B a 108,6 hmotnostního dílu isokyanátové· směsi z příkladu 1 (isokyanátový - index 123) se mísí po dobu 13 sekund za použití Heidolphova mechanického mixéru při rychlosti otáčení míchádla 5000 otáček za minutu. Po tomto míšení se reakční směs nalije do otevřené 5 litrové nádoby a ponechá zreagovat. Hodinu po tom, co pěna přestala narůstat (doba nárůstu pěny: 70 sekund), byla pěna z nádoby vyjmuta a ponechána vychladnout na okolní teplotu. Takto se získá tuhá polyurethanové pěna s jádrovou hustotou 16,5 kg/m³ (ISO , 845) . Ztlumená celková reflexe Fourierovy • · · ·» · 9 ♦ · · • · · · · • · · · • 4 · · <*· *··· ·’ ♦ transformační infračervené analýzy ukazuje přítomnost karbodiimidových skupin (signál při 2140 cm’¹) .

Po stlačení dvou vzorků způsobem popsaným v příkladu 1 byly získány pružné pěny nemající významnější přechod pryž-sklo v teplotním rozmezí od -100 °C do +25 °C a mající

následující mechanické	vlastnosti (viz tabulka	1).
Tabulka 1
Příklad	1		2	3
Směr stlačení	par	per	par per	par per'
Jádrová hustota kg/m³ (ISO/845)	14,5	13,5	' 16,0 16,5	20,0 18,0
Odskok kuličky (%)(ISO8307) měřený ve směru stlačení	50	53-	54 62	51 56
Anisotropie	1,45	2,15	1,75 2,30	1,35
par = ve směru nárůstu per = ve směru kolmém k	pěny : nárůstu	pěny
Příklad 4
Byla vyrobena hmotnostních dílů Hmotnost navážky	pěna stejně jako příkladu 2 vody a při isokyanátovém činí 3 kg a jako napěňovací	za použití 5 indexu 106. zařízení se

použije vysokotlaký víceproudý Kometův výpustný stroj. Získaná tuhá pěna má před stlačením jádrovou hustotu 11,5 kg/m³ (ISO 845), hodnotu odskoku kuličky 29 % (ISO8307) a poměr E'__100oC/E'_+25oC rovný 2,45 (ISO/DIS 6721-5).

······ · · »· • · · · · · ···» • · ··· · · *·· · ·<· · • ·· · » to to «· ··· ··· to··· ·· · o · • to ·to toto «to · · · «·

Z jádra pěnové buchty byl vyříznut vzorek, který byl stlačen ve směru kolmém ke směru nárůstu pěny stejně jako v příkladu 1 s výjimkou spočívající v tom, že vzorek byl stlačen 25 krát při rychlosti 1000 mm/min namísto 20 krát při rychlosti 500 mm/min. ' .

Vzorek měl následující vlastnosti:

jádrová hustota (ISO 845) (kg/m³	12,8
odskok kuličky (ISO8307) (%), měřen ve směru stlačení	69
pevnost v tahu při přetržení (ISO-1798), (kPa), měřená ve směru nárůstu pěny	165
poměrné prodloužení při přetržení (ISO-1798) (%)	17
pevnost v roztržení (ISO/DIS 8067) (N/m),'měřená ve směru nárůstu pěny	75
ustrnutí v tlaku (ISO 1856,metoda A)(%)	^: 20
CDL -40 °C (ISO3386/1)(kPa)(CDL = průhyb při zatížení v tlaku)	4,1
průhybový faktor CLD (ISO3386/1) (65/25)	7,3
hysterezní ztráta CLD (ISO3386/1) (%)	34
poměr Youngova skladovacího modulu E'-100 °C / E'+25 °C (ISO/DIS6721-5)	2,45
\ dynamický modul při okolní teplotě*	31
obsah benzenu (vypočtený) (hmotn.%).	46,1
Anisotropie	2,35

Kompresní vlastnosti pěny (ustrnutí v tlaku, odskok kuličky a CLD) a.DMTA-ohybové vlastnosti byly měřeny při stlačení ve směru nárůstu pěny.

* Dynamický modul byl měřen způsobem popsaným M.K.Lirig-em, N.C.Hilyařd-en a A.Cunninham-em v Fundamental studles of tt 49 49 4444 44 ·· « · 4 t»t 9444 • ···· · · ttt · ··· • 4 4 4 4 4 9 4 .9 944 99 9

9 9 4 4 4 4 4 ·

2^ - ·* ·* ·*· '· ·· *· the acoustic behaviour of foara backed floor covering,

Int.Conference of Cellular Polymers, Londýn, Velká

Británie, 10.-22.březen 1991, RAPRA Technology Ltd..

Příklad 5

Vyrobí se pěna stejně jako v příkladu 2 za použití 5 hmotnostních dílů vody a při isokyanátovém indexu 104. Hmotnost navážky činí 3 kg, přičemž se stejně jako v příkladu 4 použije vysokotlaký víceproudý Kometův výpustný stroj. Vzorek pěny odebraný stejně jako v příkladu 1 byl stlačen ve směru kolmém ke směru nárůstu pěny stejně jako v příkladu 1 s výjimkou spočívající v tom, že byl měněn počet stlačení při 500 mm/min. Získané pěny měly následující vlastnosti (měřené 24 hodin po stlačení)

Počet stlačení při 500 mm/min	Jádrová hustota (ISO845) (kg/m³)	Odskok kuličky (ISO8307) měřen ve směru stlačení(%)
4	12,9	5 6
8	13,2.	60
12	13,5	60
16	13,6	61
20	13,6	61

0« 00 « 0 0

0» 0«·0 • 0 . 0 0 0

PATENTOVÉ

NÁROKY

Claims

1. Pružná polyurethanové pěna nemající významnější přechod pryž-sklo v teplotním rozmezí od -100 °C do +25°C a mající anisotropii 1,80 až 4,00.

2. Pružná polyurethanové pěna mající poměr E' __100oC/E._+25oCrovný 1,3 až 15 a mající anisotropii. 1,80 až 4,00.

3. Pružná polyurethanové pěna podle nároků 1 a 2, v y značená> tím, že má odrazovou pružnost alespoň

O, o

4. Pružná polyurethanové pěna podle nároků 1 až 3, v y značená t í m, že má odrazovou pružnost 55 až 85 %,.'

5. Pružná polyurethanové pěna-podle nároků 1 až 4, vyznačená t i m, že má jádrovou hustotu 4 až 30 kg/m³.

6. Pružná polyurethanové pěna podle nároků 1 až 5,. v yz. n a č e n á tím, že má. jádrovou hustotu 4 až 20 kg/m³.

7. Pružná polyurethanové pěna podle nároků 1 až 6, v y značená tím, že má obsah benzenových kruhů. 30 až 70 hmotn.%, vztaženo na hmotnost pěny.

• · · 9 9

9 9 99 9 9999

9 9 99 9

9 · • · · • · 9

9 99 9

9 9

8. Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1 až 7, v y značená t 1 m, že má obsah benzenových kruhů 35 až 65 hmotn.%, vztaženo na hmotnost pěny.

9. Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1 až 8, v y značená t ím, že. má poměr E až 10 . '

VE'₊₂₅oc rovný 1,5

10. Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1 až 9, v y značená tím, že má průhybový faktor alespoň rovný

3,5. .

11. Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1 až 10, v y značená tím, že má průhybový faktor rovný 4,5 až ¹⁰ · .

12..Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1. až 11, vyznačená tím, že má Youngův skladovací modul při 25 °C nejvýše rovný 500 kPa.

13. Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1 až 12, vyznačená t 1 m, že má Youngův skladovací modul při 25 °C rovný 10 až 200 kPa.

14. Pružná polyurethanová pěna podle nároků 1 až 13, v γη a č e n á t 1 m, že má aniso.tropii 2,00 až 300.

15. Způsob výroby pružné polyurethanové pěny podle nároků 1 až 14, v y z. n a č e n ý t í m, ' že se uvede v reakci polyisokyanát (1), isokyanát-reaktivní sloučenina (2), mající střední ekvivalentní hmotnost nejvýše rovnou 374 a střední počet isokyanát-reaktivních vodíkových atomů 2 . až 8, isokyanát reaktivní sloučenina (3), mající střední

Φ· ··· φ φ · «

9 · · · Φ Φ .φ · Φ · · ·

9 Φ Φ · Φ * · · · • φ φ φ φ » ekvivalentní hmotnost vyšší než 374 a střední počet isokyanát-reaktivních vodíkových atomů 2 až 6, á voda za vzniku tuhé polyurethanové pěny,- načež se takto získaná tuhá polyurethanové pěna stlačí ve směru kolmém ke směru nárůstu pěny.

16. Způsob podle nároku 15, vyznačený t í m, že se uvede v reakci polyisokyanát (1), polyol (2), mající hydroxylové číslo alespoň 150 mg KOH/g a střední nominální hydroxylovou funkčnost 2 až 8, polyol (3), mající hydroxylové číslo od 10 do méně .než 150 mg KOH/g a střední nominální hydroxylovou funkčnost 2 až 6, a voda za vzniku tuhé polyurethanové pěny, načež se takto získaná tuhá polyurethanové pěna stlačí ve směru kolmém ke směru nárůstu pěny.