EP3947505A1 - Methods for producing flame-retardant pur/pir foam materials - Google Patents

Methods for producing flame-retardant pur/pir foam materials

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Publication number
EP3947505A1
EP3947505A1 EP20713330.7A EP20713330A EP3947505A1 EP 3947505 A1 EP3947505 A1 EP 3947505A1 EP 20713330 A EP20713330 A EP 20713330A EP 3947505 A1 EP3947505 A1 EP 3947505A1
Authority
EP
European Patent Office
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component
weight
acid
flame retardant
pur
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20713330.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rolf Albach
Stephan Schleiermacher
Horst-Josef SCHAEFER
Hans-Peter Huber
Andre Neumann
Nicole WELSCH
Catherine Loevenich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Original Assignee
Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG filed Critical Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08J2375/04Polyurethanes
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Definitions

  • the present invention relates to flame-retardant polyurethane foams or polyurethane / polyisocyanurate foams (hereinafter referred to individually or collectively as “PUR / PIR foams”) containing dibutylhydroxymethylphosphonate, as well as processes for producing PUR / PIR foams.
  • PUR / PIR foams flame-retardant polyurethane foams or polyurethane / polyisocyanurate foams
  • PUR / PIR foams are also flammable, whereby the large surface area per unit of mass in foams intensifies this behavior.
  • PUR / PIR foams are often used as insulation materials, for example as insulation in the construction industry. In many areas of application of PUR / PIR foams, fire protection equipment through added flame retardants is therefore necessary.
  • Halogen-containing compounds and nitrogen and phosphorus compounds are preferably used as flame retardants.
  • Compounds that contain halogens and low-valent phosphorus compounds are typical representatives of flame retardants that suffocate flames.
  • Higher valent phosphorus compounds are supposed to cause catalytic cleavage of the polyurethanes and thereby lead to the formation of a solid, polyphosphate-containing, charred surface. This intumescent layer protects the material from further combustion (G.W. Becker, D. Braun: Polyurethane. In: G. Oertel (Ed.), Kunststoff Handbuch, Kunststoff, Carl Hanser Verlag, 1983, 2, 104-1-5).
  • J. Njuguna (Ed.), Structural Nanocomposites, Engineering Materials, Berlin Heidelberg, Springer Verlag, 2013, 1, 249-258) and when used in the combustion process, corrosive hydrohalic acid is formed.
  • halogen-free alternatives e.g. on halogen-free phosphate esters and phosphite esters (SV Eevchik, ED Weil: A Review of Recent Progress in Phosphorus-based Flame Retardants, J. Fire Sci., 2006, 24, 345-364, M. M Velencoso et al. Angewandte Chemie Int. Ed . 2018, 57, 10450-10467) and on red phosphorus.
  • PUR and PIR foams that are made flame-retardant with organic phosphates such as tris (2-chloroisopropyl) phosphate (TCPP) and triethyl phosphate (TEP).
  • organic phosphates such as tris (2-chloroisopropyl) phosphate (TCPP) and triethyl phosphate (TEP).
  • Organic phosphonic acid esters such as dimethylpropane phosphonate (DMPP, DE 44 18 307 Al) or diethylethylphosphonate (DEEP, US 5,268,393) and others (WO 2006/108833 A1 and EP 1 142 940 A2) are described as halogen-free flame retardants for rigid foams based on isocyanate.
  • Solid ammonium polyphosphate (APP) has also already been used as a flame retardant (US 2014/066532 A1 and US 5,470,891); formulations on this basis are not storage-stable due to the tendency of APP to sediment.
  • the object of the present invention is to enable the production of PUR / PIR foams with halogen-free flame retardants, the PUR / PIR foams having good flame retardancy and improved mechanical properties, preferably none of them classified as carcinogenic, mutagenic or toxic to reproduction Substances are used.
  • This object could be achieved by the use according to the invention of a component A5.1 as a flame retardant in the production of PUR / PIR foams.
  • the invention relates to a process for producing PUR / PIR foams by converting a reaction mixture containing them
  • Al is an isocyanate-reactive component
  • the production being carried out with an index of 80 to 600, characterized in that the flame retardant A5 contains dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer as component A5.1.
  • the PUR / PIR foams according to the invention comprising a component A5.1 have good flame retardancy despite low phosphorus contents.
  • the kinetic properties of the formulations according to the invention for the production of PUR / PIR foams are also improved.
  • the mechanical properties, such as tensile strength, elongation at break, toughness and open-cell content of the PUR / PIR foams are also improved.
  • At least one compound selected from the group consisting of polyether polyols, polyester polyols, polyether ester polyols, polycarbonate polyols and polyether-polycarbonate polyols is used as the isocyanate-reactive component Al.
  • Polyester polyols and / or polyether polyols are preferred.
  • the isocyanate-reactive component Al can preferably have a hydroxyl number between 25 to 800 mg KOH / g, in particular 50 to 500 mg KOH / g, particularly preferably 100 to 400 mg KOH / g and very particularly preferably 100 to 300 mg KOH / g.
  • the individual polyol component preferably has a number average molecular weight of 120 g / mol to 6000 g / mol, in particular 400 g / mol to 2000 g / mol and particularly preferably 400 g / mol to 700 g / mol.
  • the number average molar mass M n (also: molecular weight) is determined in the context of this invention by gel permeation chromatography according to DIN 55672-1 (March 2007).
  • the OH number (also: hydroxyl number) indicates the OH number in the case of an individually added polyol.
  • Information on the OH number for mixtures relates to the number-average OH number of the mixture, calculated from the OH numbers of the individual components in their respective molar proportions.
  • the OH number indicates the amount of potassium hydroxide in milligrams, which is equivalent to the amount of acetic acid bound during acetylation of one gram of substance.
  • the OH number is determined in accordance with the DIN 53240-1 standard (June 2013).
  • “functionality” denotes the theoretical average functionality calculated from the known starting materials and their quantitative ratios (number of functions in the molecule that are reactive toward isocyanates or toward polyols).
  • the equivalent weight indicates the ratio of the number average molecular mass and the functionality of the isocyanate-reactive component.
  • the equivalent weight data for mixtures are calculated from equivalent weights of the individual components in their respective molar proportions and relate to the number-average equivalent weight of the mixture.
  • the polyester polyols of component Al can, for example, polycondensates of polyhydric alcohols, preferably diols, with 2 to 12 carbon atoms, preferably with 2 to 6 carbon atoms, and polycarboxylic acids, such as e.g. Di-, tri- or even tetracarboxylic acids, or hydroxycarboxylic acids or factons, aromatic dicarboxylic acids or mixtures of aromatic and aliphatic dicarboxylic acids are preferably used.
  • polycarboxylic acids such as e.g. Di-, tri- or even tetracarboxylic acids, or hydroxycarboxylic acids or factons, aromatic dicarboxylic acids or mixtures of aromatic and aliphatic dicarboxylic acids are preferably used.
  • the free polycarboxylic acids it is also possible to use the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols to prepare the polyesters. Phthalic anhydride
  • carboxylic acids are: succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, tetrachlorophthalic acid, itaconic acid, malonic acid, itaconic acid, malonic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 3,3-methyl-succinic acid, dicarboxylic acid , Dodecanedioic acid, endomethylenetetrahydrophthalic acid, dimer fatty acid, trimer fatty acid, citric acid, trimellitic acid, benzoic acid, trimellitic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid.
  • carboxylic acids for example dimethyl terephthalate.
  • the carboxylic acids can be used either individually or as a mixture.
  • the carboxylic acids used are preferably adipic acid, sebacic acid and / or succinic acid, particularly preferably adipic acid and / or succinic acid.
  • Hydroxycarboxylic acids which can also be used as reactants in the production of a polyester polyol with terminal hydroxyl groups are, for example, hydroxycaproic acid, hydroxybutyric acid, hydroxydecanoic acid, hydroxystearic acid and the like. Suitable factons include caprolactone, propiolactone, butyrolactone and homologues.
  • Bio-based starting materials and / or their derivatives are particularly suitable for the production of polyester polyols, such as B. castor oil, polyhydroxy fatty acids, ricinoleic acid, Hydroxyl-modified oils, grape seed oil, black caraway seed oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat seed oil, rapeseed oil, sunflower seed oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachio oil, almond oil, olive oil, macadamia nut oil, hazelnut oil, wild rose oil, sea buckthorn oil, hazelnut oil, wild rose oil, sea buckthorn oil Walnut oil, fatty acids, hydroxyl-modified and epoxidized fatty acids and fatty acid esters, for example based on myristoleic acid, palmitoleic acid, oleic acid, vaccenic acid, petroselic acid, gadoleic acid, erucic acid, nervonic acid, finoleic acid, alpha- and gamma-
  • suitable diols are ethylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, furthermore 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, cyclohexanedimethanol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and Isomers, neopentyl glycol or neopentyl glycol hydroxypivalate.
  • polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, furthermore 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, cyclohexanedimethanol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and Isomers, neopentyl glycol or neopentyl glycol hydroxypivalate.
  • Ethylene glycol diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol or mixtures of at least two of the diols mentioned, in particular mixtures of 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1, are preferably used 6-hexanediol.
  • polyols such as trimethylolpropane, glycerol, erythritol, pentaerythritol, trimethylolbenzene or trishydroxyethyl isocyanurate can also be used, glycerol and trimethylolpropane being preferred.
  • Monohydric alkanols can also be used.
  • Polyether polyols used according to the invention are obtained by production methods known to the person skilled in the art, such as, for example, by anionic polymerization of one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms with alkali hydroxides, such as sodium or potassium hydroxide, alkali alcoholates, such as sodium methylate, sodium or potassium ethylate or potassium isopropylate, or aminic alkoxylation Catalysts, such as dimethylethanolamine (DMEOA), imidazole and / or imidazole derivatives, using at least one starter molecule which contains 2 to 8, preferably 2 to 6, reactive hydrogen atoms bonded.
  • alkali hydroxides such as sodium or potassium hydroxide
  • alkali alcoholates such as sodium methylate, sodium or potassium ethylate or potassium isopropylate
  • aminic alkoxylation Catalysts such as dimethylethanolamine (DMEOA), imidazole and / or imidazole derivatives, using at
  • Suitable alkylene oxides are, for example, tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, styrene oxide and preferably ethylene oxide and 1,2-propylene oxide.
  • the alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures.
  • Preferred alkylene oxides are propylene oxide and ethylene oxide, and ethylene oxide is particularly preferred.
  • the alkylene oxides can be converted in combination with CO2.
  • starter molecules for example: water, organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid and terephthalic acid, aliphatic and aromatic, optionally N-mono-, N, N- and N, N'-dialkyl-substituted diamines with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical such as optionally mono- and dialkyl-substituted ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,3-propylenediamine, 1,3- or 1,4-butylenediamine, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- and 1,6-hexamethylenediamine, phenylenediamines, 2,3-, 2,4- and 2,6-tolylenediamine, and 2,2'-, 2,4'- and 4,4'-diaminodiphenylmethane.
  • organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid
  • two or polyhydric alcohols such as ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, triethanolamine, bisphenols, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and Sucrose.
  • Polycarbonate polyols which can be used are polycarbonates containing hydroxyl groups, for example polycarbonate diols. These arise in the reaction of carbonic acid derivatives, such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene, with polyols, preferably diols.
  • diols examples include ethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane, 2- Methyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethylpentanediol-1,3, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol, polybutylene glycols, bisphenols and lactone-modified diols of the type mentioned above.
  • polyether-polycarbonate diols which are obtainable, for example, by copolymerizing alkylene oxides, such as propylene oxide, with CO 2.
  • Polyetherester polyols which can be used are those compounds which contain ether groups, ester groups and OH groups.
  • Organic dicarboxylic acids with up to 12 carbon atoms are suitable for the preparation of the polyetherester polyols, preferably aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 6 carbon atoms or aromatic dicarboxylic acids, which are used individually or in a mixture.
  • Examples are suberic acid, azelaic acid, decanedicarboxylic acid, furandicarboxylic acid, maleic acid, malonic acid, phthalic acid, pimelic acid and sebacic acid, and in particular glutaric acid, fumaric acid, succinic acid, adipic acid, phthalic acid, terephthalic acid and isoterephthalic acid.
  • derivatives of these acids for example their anhydrides and their esters and half esters with low molecular weight, monofunctional alcohols having 1 to 4 carbon atoms, can also be used.
  • the proportional use of the bio-based starting materials mentioned above, in particular of fatty acids or fatty acid derivatives (oleic acid, soybean oil, etc.) is also possible and can have advantages, for example in With regard to the storage stability of the polyol formulation, dimensional stability, fire behavior and compressive strength of the foams.
  • Polyether polyols obtained by alkoxylating starter molecules such as polyhydric alcohols are used as a further component for the production of the polyether ester polyols.
  • the starter molecules are at least difunctional, but can optionally also contain proportions of higher-functional, in particular trifunctional, starter molecules.
  • Starter molecules are, for example, diols such as 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentenediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl-l, 3-propanediol, 2-butene-l, 4-diol and 2-butyne-l, 4-diol, ether diols such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol
  • compounds with more than 2 Zerewitinoff-active hydrogens especially with number-average functionalities from 3 to 8, in particular from 3 to 6, for example 1,1,1-trimethylolpropane, triethanolamine, can also be used as starter molecules for the production of the polyethers , Glycerine, sorbitan and pentaerythritol as well as polyethylene oxide polyols started on triols or tetraoene.
  • Polyetherester polyols can also be prepared by alkoxylation, in particular ethoxylation and / or propoxylation, of reaction products obtained by reacting organic dicarboxylic acids and their derivatives and components with Zerewitinoff-active hydrogens, especially diols and polyols.
  • organic dicarboxylic acids for example, their anhydrides can be used, such as phthalic anhydride.
  • polyester and polyether polyols from suitable polymer recyclates via glycolysis.
  • Suitable polyether-polycarbonate polyols and their production are described, for example, in EP 2 910 585 A1, [0024] - [0041].
  • Examples of polycarbonate polyols and their production can be found, inter alia, in EP 1 359 177 A1.
  • the preparation of suitable polyetherester polyols is described in WO 2010/043624 A and in EP 1 923 417 A, among others.
  • the isocyanate-reactive component Al can contain low molecular weight isocyanate-reactive compounds, preferably di- or trifunctional amines and alcohols, preferably diols and / or triols with molar masses M n less than 400 g / mol, in particular from 60 to 300 g / mol, for example triethanolamine, diethylene glycol, ethylene glycol and glycerine are used. If low molecular weight isocyanate-reactive compounds are used to produce the rigid polyurethane foams, for example in the function of chain extenders and / or crosslinking agents, these are expediently used in an amount of up to 5% by weight, based on the total weight of component Al Commitment.
  • low molecular weight isocyanate-reactive compounds preferably di- or trifunctional amines and alcohols, preferably diols and / or triols with molar masses M n less than 400 g / mol, in particular from 60 to 300 g /
  • component Al can contain further isocyanate-reactive compounds, for example graft polyols, polyamines, polyamino alcohols and polythiols.
  • isocyanate-reactive components described also include compounds with mixed functionalities.
  • the component Al can consist of one or more of the above-mentioned isocyanate-reactive components.
  • Physical blowing agents such as low-boiling organic compounds such as e.g. Hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, carboxylic acid esters or carbonic acid esters.
  • Organic compounds which are inert to isocyanate component B and have boiling points below 100 ° C., preferably below 50 ° C. at atmospheric pressure are particularly suitable. These boiling points have the advantage that the organic compounds evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction.
  • Examples of such, preferably used organic compounds are alkanes, such as heptane, hexane, n- and iso-pentane, preferably technical mixtures of n- and iso-pentanes, n- and iso-butane and propane, cycloalkanes, such as. B. cyclopentane and / or cyclohexane, ethers, such as. B. furan, dimethyl ether and diethyl ether, ketones, such as. B. acetone and methyl ethyl ketone, carboxylic acid alkyl esters, such as. B.
  • alkanes such as heptane, hexane, n- and iso-pentane, preferably technical mixtures of n- and iso-pentanes, n- and iso-butane and propane
  • cycloalkanes such as. B. cyclopentane and / or cyclo
  • halogenated hydrocarbons such as. B. methylene chloride, dichloromonofluoromethane, difluoromethane, trifluoromethane, difluoroethane, tetrafluoroethane, chlorodifluoroethane, l, l-dichloro-2,2,2-trifluoroethane, 2,2-dichloro-2-fluoroethane and heptafluoropropane.
  • (hydro) fluorinated olefins such as. B. HFO 1233zd (E) (Trans-l-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propene) or HFO 1336mzz (Z) (cis-1, 1,1, 4,4,4-
  • Hexafluoro-2-butene or additives such as FA 188 from 3M (l, l, l, 2,3,4,5,5,5-nonafluoro-4- (trifluoromethyl) pent-2-en). Also mixtures of two or more of the organic mentioned Connections can be used.
  • the organic compounds can also be used in the form of an emulsion composed of small droplets.
  • blowing agents such as water, carboxylic acid and mixtures thereof can also be used as blowing agent A2. These react with isocyanate groups to form the propellant gas, as in the case of water, for example, carbon dioxide is formed and in the case of z.
  • formic acid produces carbon dioxide and carbon monoxide. At least one compound selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, oxalic acid and ricinoleic acid is preferably used as the carboxylic acid. Water is particularly preferably used as the chemical blowing agent.
  • no halogenated hydrocarbons are used as blowing agents.
  • blowing agent A2 At least one compound selected from the group consisting of physical and chemical blowing agents is used as blowing agent A2. Only physical blowing agent is preferably used. In a preferred embodiment, the blowing agents A2 used have an average global warming potential (GWP) of ⁇ 120, preferably a GWP of ⁇ 20.
  • GWP global warming potential
  • catalyst A3 for the production of the PUR / PIR foams compounds are used which accelerate the reaction of the reactive hydrogen atoms, in particular compounds containing hydroxyl groups, with the isocyanate component B, e.g. B. tertiary amines or metal salts.
  • the catalyst components can be metered into the reaction mixture or completely or partially in the isocyanate-reactive component A1.
  • tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, dicyclohexylmethylamine, dimethylcyclohexylamine, N, N, N ', N'-
  • Tetramethyldiaminodiethylether bis (dimethylaminopropyl) urea, N-methyl- or N-ethylmorpholine, N-cyclohexylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N, N, N-tetramethylbutanediamine, N, N, N, N-Tetramethylhexanediamine-1,6, pentamethyldiethylenetriamine, bis [2- (dimethylamino) ethyl] ether, dimethylpiperazine, N-dimethylaminoethylpiperidine, 1,2-dimethylimidazole, 1-azabicyclo- (3,3,0) -octane , 1,4-Diaza-bi-cyclo- (2,2,2) -octane (Dabco) and alkanolamine compounds such as triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N
  • the transition metal salts used are, for example, zinc, bismuth, iron, lead or, preferably, tin salts.
  • transition metal salts used are iron (II) chloride, zinc chloride, lead octoate, tin dioctoate, tin diethylhexoate and dibutyltin dilaurate.
  • the transition metal salt is preferably selected from at least one compound from the group consisting of tin dioctoate, tin diethylhexoate and dibutyltin dilaurate.
  • alkali metal salts are alkali alcoholates, such as. B.
  • alkali metal carboxylates such as. B. potassium acetate
  • alkali metal salts of long-chain fatty acids with 10 to 20 carbon atoms and optionally pendant OH groups are preferably used as the alkali metal salt.
  • amidines such as. B. 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine
  • tetraalkylammonium hydroxides such as. B. tetramethylammonium hydroxide
  • alkali hydroxides such as. B. sodium hydroxide
  • tetraalkylammonium or phosphonium carboxylates tetraalkylammonium or phosphonium carboxylates.
  • Mannich bases and salts of phenols are also suitable catalysts. It is also possible to run the reactions without catalysis. In this case, the catalytic activity of polyols started with amines is used.
  • Catalysts forming isocyanurate groups for example ammonium ions or alkali metal salts, especially ammonium or alkali metal carboxylates, alone or in combination with tertiary amines.
  • the isocyanurate formation leads to particularly flame-retardant PIR foams.
  • the above-mentioned catalysts can be used alone or in combination with one another.
  • component A4 one or more additives can be used as component A4.
  • component A4 are surface-active substances, foam stabilizers, cell regulators, fillers, dyes, pigments, anti-hydrolysis agents, fungistatic and bacteriostatic substances.
  • Suitable surface-active substances are, for example, compounds which serve to support the homogenization of the starting materials and are optionally also suitable for regulating the cell structure of the plastics.
  • emulsifiers such as the sodium salts of castor oil sulfates or of fatty acids, and salts of fatty acids with amines, for example oleic diethylamine, stearic diethanolamine, ricinolic acid diethanolamine, salts of sulfonic acids, for example alkali or ammonium salts of dodecylbenzylbenzylbenzate or dinaphthyl sulfonate;
  • Foam stabilizers such as siloxane oxalkylene copolymers and other organopolysiloxanes, ethoxylated alkylphenols, ethoxylated fatty alcohols, paraffin oils, castor oil or ricinoleic acid esters, Turkish red oil and peanut oil, and cell regulators such as paraffins
  • inorganic fillers such as silicate minerals, for example sheet silicates such as. B.
  • metal oxides such as kaolin, aluminum oxides, titanium oxides and iron oxides, metal salts such as chalk, huntite, barite and inorganic pigments such as magnetite, goethite, cadmium sulfide and zinc sulfide, as well as glass and others as well as natural and synthetic fibrous minerals such as wollastonite, metal and especially glass fibers of various catches, which can optionally be sized.
  • organic fillers are: carbon, melamine, rosin, cyclopentadienyl resins and graft polymers and cellulose fibers, polyamide, polyacrylonitrile, polyurethane, polyester fibers based on aromatic and / or aliphatic dicarboxylic acid esters and carbon fibers.
  • a flame retardant A5 is used to produce the PUR / PIR foams, the flame retardant A5 according to the invention containing as component A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer.
  • the preparation of the compounds of component A5.1 is known per se and is described, for example, in WO 2010/080425. As a rule, the preparation takes place in the presence of a catalyst and can be carried out without a solvent or in the presence of a solvent.
  • the compounds of component A5.1 are preferably prepared using a catalyst selected from the group consisting of phosphorus bases, such as phosphazenes or alkali phosphates, alkali carbonates and amines, with the exception of tertiary trialkylamines, particularly preferably selected from the group consisting of phosphorus bases and alkali carbonates .
  • a phosphorus base is particularly preferably used as a catalyst.
  • Sodium or potassium are preferably used as the alkali metal for the alkali metal phosphates and alkali metal carbonates.
  • component A5.1 is prepared without a solvent or in a phosphorus-containing solvent (e.g. hydroxymethylphosphonate).
  • the dimer of dibutylhydroxymethylphosphonate is contained in component A5.1, the dimer of dibutylhydroxymethylphosphonate is preferably in a proportion of 0.1 to 30.0 % By weight, particularly preferably 1.0 to 25.0% by weight, very particularly preferably 4.0 to 15.0% by weight, based on the total weight of the dibutylhydroxymethylphosphonate.
  • the flame retardant A5 can contain other flame retardants such as phosphates, such as. B. triethyl phosphate (TEP), triphenyl phosphate (TPP), tricresyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate (DPK), tert-butylphenyl diphenyl phosphate, resorcinyl diphenyl phosphate (also as oligomer) and bisphenol-A bis (diphenyl phosphate) (also as oligomer).
  • Phosphonates such as diethylethylphosphonate (DEEP), dimethylpropylphosphonate (DMPP), diethanolaminomethylphosphonic acid diethyl ester, Veriquel ® R100 or “E06-16” from ICL, and also mixed phosphonates such as ethylbutylhydroxymethylphosphonate and phosphinates such as 9,10-oxa-dihydro-10 -phosphorylphenanthrene-10-oxide (DOPO), salts of diphenylphosphinous acid and salts of diethylphosphinous acid Et 2 P0 2 H (Exolit ® OP 1235, Exolit ® OP 935, Exolit ® OP 935, Exolit ® OP L 1030) can be used.
  • DEEP diethylethylphosphonate
  • DMPP dimethylpropylphosphonate
  • Veriquel ® R100 or “E06-16” from ICL and also mixed phosphonates such as
  • flame retardants A5 are, for example, brominated esters, brominated ethers (Ixol) or brominated alcohols such as dibromoneopentyl alcohol, tribromoneopentyl alcohol, tetrabromophthalate diol, and chlorinated phosphates such as tris (2-chloroethyl) phosphate, tris (2-chloropropyl) phosphate (TCPP), tris (1,3-dichloropropyl) phosphate, tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, tetrakis (2-chloroethyl) ethylene diphosphate, as well as commercially available halogen-containing flame retardant polyols. Diphenyl cresyl phosphate, triethyl phosphate and bisphenol A bis (diphenyl phosphate) are preferred. It is particularly preferred that no halogen-containing flame retardants are used.
  • the proportion of component A5.1 in the flame retardant A5 is preferably 30.0% by weight to 100.0% by weight, more preferably 50.0 to 100.0% by weight, in particular 80.0 to 100.0% by weight -%, each based on the total mass of the flame retardant A5.
  • Suitable isocyanate component B are, for. B. polyisocyanates, d. H. Isocyanates with an NCO functionality of at least 2 are possible. Examples of such suitable polyisocyanates are
  • isocyanate component B is selected from at least one compound from the group consisting of MDI, polymeric MDI and TDI.
  • modified diisocyanates with uretdione, isocyanurate, urethane, carbodiimide, uretonimine, allophanate, biuret, amide, iminooxadiazinedione and / or oxadiazinetrione structure, and unmodified polyisocyanate with more than 2 NCO groups per molecule such as, for example, 4-isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate (nonane triisocyanate) or triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyanate, can also be used.
  • NCO prepolymers can also be used as isocyanate component B.
  • the prepolymers can be prepared by reacting one or more polyisocyanates with one or more polyols, corresponding to the polyols described under the isocyanate-reactive components A1.
  • the isocyanate index (also called index or isocyanate index) is understood to mean the quotient of the amount of substance [mol] of isocyanate groups actually used and the amount of substance [mol] of isocyanate-reactive groups actually used, multiplied by 100:
  • the index in the reaction mixture is 80 to 600, preferably 100 to 500, preferably 200 to 400.
  • This index is particularly preferably in a range from 240 to 400 in which a high proportion of polyisocyanurates (PIR) is present (the foam becomes referred to as PIR foam or PUR / PIR foam) and leads to a higher flame retardancy of the PUR / PIR foam itself.
  • PIR polyisocyanurates
  • Another particularly preferred range for the isocyanate index is the value range from 90 to 150, in particular from 110 to 150 (the foam is referred to as polyurethane foam (PUR foam)) in which the PUR / PIR foam, for example, is less brittle tends.
  • the NCO value (also: NCO content, isocyanate content) is determined using EN ISO 11909 (May 2007). Unless otherwise stated, the values are at 25 ° C.
  • the invention also relates to a PUR / PIR foam which is produced by the method according to the invention.
  • the PUR / PIR foams according to the invention are produced by one-step processes known to the person skilled in the art, in which the reaction components are reacted continuously or discontinuously with one another and then either manually or with the aid of mechanical devices in the high-pressure or low-pressure process after discharge onto a conveyor belt or in suitable forms for Curing are brought. Examples are in US-A 2,764,565, in G. Oertel (ed.) "Kunststoff-Handbuch", Volume VII, Carl Hanser Verlag, 3rd Edition, Kunststoff 1993, p. 267 ff., And in K. Uhlig ( Ed.) "Polyurethan Taschenbuch", Carl Hanser Verlag, 2nd edition, Vienna 2001, pp. 83-102.
  • the PUR / PIR foams according to the invention are preferably used for the production of composite elements.
  • the foaming usually takes place here in a continuous or discontinuous manner against at least one cover layer.
  • the invention therefore also relates to the use of a PUR / PIR foam according to the invention as insulation foam and / or as an adhesion promoter in composite elements, the composite elements comprising a layer comprising a PUR / PIR foam according to the invention and at least one cover layer.
  • the cover layer is at least partially contacted by a layer comprising the PUR / PIR foam according to the invention.
  • Composite elements of the type of interest here are also known as sandwich elements or insulation panels and are generally used as components for soundproofing, insulation, hall construction or facade construction.
  • the cover layers can e.g. Metal sheets, plastic sheets or up to 7 mm thick chipboard form, depending on the purpose of the composite elements.
  • the one or two cover layers can each be a flexible cover layer, e.g. around an aluminum foil, paper, multi-layer cover layers made from paper and aluminum or from mineral fleece, and / or around a rigid cover layer, e.g. made of sheet steel or chipboard.
  • the invention relates to a process for producing PUR / PIR foams by converting a reaction mixture containing them
  • Al is an isocyanate-reactive component
  • the production being carried out with an index from 80 to 600, characterized in that the flame retardant A5 contains as component A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer.
  • the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that the isocyanate-reactive component Al contains a polyester polyol.
  • the invention relates to a method according to the second embodiment, characterized in that the polyester polyol has an OH number in the range from 100 to 400 mg KOH / g.
  • the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 3, characterized in that the blowing agent A2 is selected from one or more compounds from the group consisting of halogen-free chemical blowing agents, halogen-free physical blowing agents and (hydro) fluorinated olefins.
  • the invention relates to a method according to one of the
  • Embodiments 1 to 4 characterized in that the flame retardant A5 contains 30.0% by weight to 100.0% by weight, based on the total mass of the flame retardant A5, of component A5.1.
  • the invention relates to a method according to one of the
  • Embodiments 1 to 6 characterized in that the flame retardant A5 does not contain any halogen-containing flame retardants.
  • the invention relates to a method according to one of the
  • the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 7, characterized in that component A5.1 was produced using a phosphorus base as a catalyst.
  • the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 7, characterized in that component A5.1 was produced in the absence of tertiary amines and without phosphorus-free solvents.
  • the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 10, characterized in that component A5.1 is a mixture of dibutylhydroxymethylphosphonate and 0.1 to 30% by weight, based on the total weight of the dibutylhydroxymethylphosphonate used Dimer of dibutyl hydroxymethyl phosphonate.
  • the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that containing the reaction mixture
  • the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that it contains a reaction mixture
  • Al is a polyester polyol with a hydroxyl number of 50 mg KOH / g to 400 mg KOH / g,
  • A2 propellant containing a compound selected from the group consisting of halogen-free chemical propellants, halogen-free physical propellants and (hydro) fluorinated olefins,
  • the invention relates to a PUR / PIR foam, obtainable by the method according to one of embodiments 1 to 13.
  • the invention relates to the use of PUR / PIR foams according to the fourteenth embodiment for producing an insulation material.
  • the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 13, characterized in that the production takes place with an index from 110 to 150.
  • the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 13, characterized in that production takes place with a code number from 240 to 390.
  • the OH number (hydroxyl number) was determined in accordance with DIN 53240-1 (June 2013).
  • the acid number was determined in accordance with DIN EN ISO 2114 (November 2006).
  • the viscosity was determined on a Physica MCR 501 rheometer from Anton Paar. A cone-plate configuration with a distance of 1 mm was selected (DCP25 measuring system).
  • the polyol (0.1 g) was applied to the rheometer plate and subjected to a shear of 0.01 to 1000 1 / s at 25 ° C. and the viscosity was measured every 10 s for 10 minutes. The viscosity given is averaged over all measuring points.
  • Diethylhydroxymethylphosphonate (DEHMP) and dibutylhydroxymethylphosphonate (DBHMP) are determined by means of proton-decoupled 31 P-NMR spectroscopy on the basis of their signals at 23.8 and
  • the O-acetylated derivatives can be identified by their 31 P signals at 17.85 ppm (acetylated DEHMP) and 18.0 ppm (acetylated DBHMP) and doublets at 16.7 and 19.7 ppm (dimers of the acetylated DEHMP) Identify or doublets at 16.9 or 19.8 ppm (dimers of the acetylated DBHMP).
  • An indicator D / M is given below which gives the 31 P-NMR integrals of the doublet associated with the dimer in the range of 16.5-18.5 ppm to the monomer. The conversion of the indicator D / M to a weight ratio of monomer to dimer takes place under the assumption of the same relaxation time of all phosphorus atoms in the 31 P-NMR and neglecting possibly superimposed trace impurities
  • A4-1 polyether-modified silicone (Tegostab ® B8421, Evonik)
  • A5-1 tris (2-chloroisopropyl) phosphate (Levagard ® PP, Lanxess)
  • A5-2 diphenyl cresyl phosphate (Disflamoll ® DPK, Lanxess)
  • A5-3 cyclic phosphonate with a proportion of 19% by weight phosphorus (Aflammit® PLF)
  • A5.1-1 Production of dibutylhydroxymethylphosphonate (DBHMP) with potassium phosphate as a catalyst
  • the suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at ⁇ 75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. After cooling, the solution and 9.0 grams of distillate are drawn off from the mixture on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 75 ° C. over four hours up to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 212.9 grams of a clear liquid remains. The OH number is 212 mg KOH / g, the acid number 0.5 mg KOH / g.
  • the suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at ⁇ 75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. After cooling, the solution and the mixture are drawn off on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 75 ° C. over four hours to a final vacuum of 10 mbar distillate (0.9 grams). After filtering through a folded paper filter, there remains a filter residue of 7.6 grams and a yield of 204 grams of a clear liquid.
  • the OH number is 210 mg KOH / g, the acid number 1.45 mg KOH / g.
  • A5.1-3 Production of dibutylhydroxymethylphosphonate (DBHMP) with potassium phosphate as a catalyst
  • the suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at ⁇ 75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. After cooling, the solution and the mixture are drawn off on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 75 ° C. over four hours to a final vacuum of 10 mbar distillate (5.75 grams). It remains after filtering over one Pleated paper filter had a filter residue of 8.4 grams and a yield of 207 grams of a clear liquid.
  • the OH number is 213 mg KOH / g, the acid number 0.48 mg KOH / g.
  • the suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at ⁇ 75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. Then the reaction mixture is very clear. After cooling, 8.7 grams of distillate are drawn off from the mixture on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 90 ° C. over three hours up to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 216.2 grams of a clear liquid remains. The OH number is 203 mg KOH / g, the acid number 1.3 mg KOH / g.
  • the flame spread of the PUR / PIR foams was measured by applying flame to the edges with the small burner test according to DIN 4102-1 (March 1998) on a sample measuring 18 cm x 9 cm x 2 cm.
  • the heat release was measured in accordance with ISO 5660-1 (March 2015) with the "cone calorimeter".
  • the bulk density was measured in accordance with DIN EN ISO 845 (October 2009).
  • PUR / PIR foams were produced in the laboratory by mixing 0.3 dm 3 of a reaction mixture in a paper cup.
  • the flame retardant, foam stabilizer, catalysts and water and pentane as blowing agents were added to the respective polyol component and stirred briefly.
  • the mixture obtained was mixed with the isocyanate and the reaction mixture was poured into a paper mold (3 ⁇ 3 ⁇ 1 dm 3 ) and completely reacted in it.
  • the exact formulations of the individual experiments are given in the tables below, as are the results of the physical measurements on the samples obtained.
  • Table la shows the use of dibutyl hydroxymethylphosphonate as a flame retardant (Example 3) in comparison with flame retardants which are representative of the prior art.
  • the PUR / PIR foam produced with the flame retardant according to the invention from Example 3 shows a low flame spread and heat release despite a lower content of flame retardant chlorine and phosphorus.
  • the PUR / PIR foam from Example 3 has improved values in the tensile test according to DIN 53430 (September 1975) and a lower open-cell content compared with Comparative Examples 1 and 2.
  • the data% by weight and mol / kg relate to the total mass of the components Al bis
  • Table 2 shows the comparison of the PUR / PIR foams from Examples 6 to 8, which according to the invention contain a component A5.1 as a flame retardant.
  • Components A5.1 in Table 2 were prepared using a phosphorus-containing base (Examples 6 and 6) or an amine (Example 8) as a catalyst.
  • the PUR / PIR foams of Examples 6 to 8 have the same vertical flame propagation.
  • Table 3 shows the comparison of the PUR / PIR foams from Examples 6 to 8, which according to the invention contain a component A5.1 as a flame retardant.
  • Components A5.1 in Table 2 were prepared using a phosphorus-containing base (Examples 6 and 6) or an amine (Example 8) as a catalyst.
  • the adhesion to paper is assessed according to German school grades by a trained employee.

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Abstract

The invention relates to flame-retardant polyurethane foam materials or polyurethane/polyisocyanurate foam materials (also referred to individually or collectively as "PUR/PIR foam materials" below) and to methods for producing PUR/PIR foam materials by reacting a reaction mixture containing A1 an isocyanate-reactive component, A2 a propellant, A3 a catalyzer, A4 optionally an additive, and A5 a flame retardant with B an isocyanate component, wherein the production is carried out using an index of 80 to 600. The invention is characterized in that the flame retardant A5 contains diethyl (hydroxymethyl)phosphonate and optionally the dimer thereof as component A5.1.

Description

Verfahren zur Herstellung von flammgeschiitzten PUR-/PIR-Sdiaiimstoffen Process for the production of flame-retardant PUR- / PIR-Sdiaiimstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft flammgeschützte Polyurethan-Schaumstoffe bzw. Polyurethan- /Polyisocyanurat-Schaumstoffe (im Folgenden einzeln oder gemeinsam auch als „PUR-/PIR- Schaumstoffe“ bezeichnet) enthaltend Dibutylhydroxymethylphosphonat, sowie Verfahren zur Herstellung von PUR-/PIR-Schaumstoffen. The present invention relates to flame-retardant polyurethane foams or polyurethane / polyisocyanurate foams (hereinafter referred to individually or collectively as “PUR / PIR foams”) containing dibutylhydroxymethylphosphonate, as well as processes for producing PUR / PIR foams.
So wie alle organischen Polymere sind auch PUR-/PIR-Schaumstoffe brennbar, wobei die große Oberfläche pro Masseneinheit in Schaumstoffen dieses Verhalten noch verstärkt. PUR-/PIR- Schaumstoffe werden häufig als Isolationsmaterialien eingesetzt, beispielsweise als Dämmstoff in der Bauindustrie. In vielen Einsatzgebieten von PUR-/PIR-Schaumstoffen ist daher eine Brandschutzausrüstung durch zugesetzte Flammschutzmittel erforderlich. Like all organic polymers, PUR / PIR foams are also flammable, whereby the large surface area per unit of mass in foams intensifies this behavior. PUR / PIR foams are often used as insulation materials, for example as insulation in the construction industry. In many areas of application of PUR / PIR foams, fire protection equipment through added flame retardants is therefore necessary.
Als Flammschutzmittel werden halogenhaltige Verbindungen sowie Stickstoff- und Phosphorverbindungen bevorzugt eingesetzt. Verbindungen, die Halogene enthalten, und niedervalente Phosphorverbindungen gelten als typische Vertreter der Flammschutzmittel, die Flammen ersticken. Höhervalente Phosphorverbindungen sollen eine katalytische Spaltung der Polyurethane bewirken und dadurch zur Bildung einer festen, polyphosphathaltigen, verkohlten Oberfläche führen. Diese Intumeszenzschicht schützt das Material vor weiterer Verbrennung (G.W. Becker, D. Braun: Polyurethane. In: G. Oertel (Ed.), Kunststoff Handbuch, München, Carl Hanser Verlag, 1983, 2, 104-1-5). Halogen-containing compounds and nitrogen and phosphorus compounds are preferably used as flame retardants. Compounds that contain halogens and low-valent phosphorus compounds are typical representatives of flame retardants that suffocate flames. Higher valent phosphorus compounds are supposed to cause catalytic cleavage of the polyurethanes and thereby lead to the formation of a solid, polyphosphate-containing, charred surface. This intumescent layer protects the material from further combustion (G.W. Becker, D. Braun: Polyurethane. In: G. Oertel (Ed.), Kunststoff Handbuch, Munich, Carl Hanser Verlag, 1983, 2, 104-1-5).
Ein Nachteil insbesondere der halogenhaltigen Vertreter dieser Klassen ist allerdings, dass sie persistent und relativ flüchtig sind und so aus dem Schaum migrieren können (J.C. Quagliano, V.M. Wittemberg, I.C.G. Garcia: Recent Advances on the Utilization of Nanoclays and Organophosphorus Compounds in Polyurethane Foams for Increasing Flame Retardancy. In: J. Njuguna (Ed.), Structural Nanocomposites, Engineering Materials, Berlin Heidelberg, Springer Verlag, 2013, 1, 249-258) und bei der Verwendung im Verbrennungsprozess korrosive Halogenwasserstoffsäure entsteht. A disadvantage, especially of the halogen-containing representatives of these classes, is that they are persistent and relatively volatile and can thus migrate out of the foam (JC Quagliano, VM Wittemberg, ICG Garcia: Recent Advances on the Utilization of Nanoclays and Organophosphorus Compounds in Polyurethane Foams for Increasing Flame Retardancy. In: J. Njuguna (Ed.), Structural Nanocomposites, Engineering Materials, Berlin Heidelberg, Springer Verlag, 2013, 1, 249-258) and when used in the combustion process, corrosive hydrohalic acid is formed.
Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von organischen Halogenverbindungen mit teilweise gesundheitsschädlicher Wirkung in der Umwelt richtet sich das Interesse auf halogenfreie Alternativen, z.B. auf halogenfreie Phosphatester und Phosphitester (S.V. Eevchik, E.D. Weil: A Review of Recent Progress in Phosphorus-based Flame Retardants, J. Fire Sei., 2006, 24, 345-364, M. M Velencoso et al. Angewandte Chemie Int. Ed. 2018, 57, 10450-10467) und auf roten Phosphor. Due to the increasing spread of organic halogen compounds, some of which are harmful to health in the environment, interest is directed towards halogen-free alternatives, e.g. on halogen-free phosphate esters and phosphite esters (SV Eevchik, ED Weil: A Review of Recent Progress in Phosphorus-based Flame Retardants, J. Fire Sci., 2006, 24, 345-364, M. M Velencoso et al. Angewandte Chemie Int. Ed . 2018, 57, 10450-10467) and on red phosphorus.
Am weitesten verbreitet sind PUR- und PIR-Schaumstoffe, die mit organischen Phosphaten wie Tris(2-chlorisopropyl)phosphat (TCPP) und Triethylphosphat (TEP) flammwidrig eingestellt sind. Auch organische Phosphonsäureester wie Dimethylpropanphosphonat (DMPP, DE 44 18 307 Al) oder Diethylethylphosphonat (DEEP, US 5,268,393) und andere (WO 2006/108833 Al und EP 1 142 940 A2) sind als halogenfreie Flammschutzmittel für Hartschaumstoffe auf Isocyanatbasis beschrieben. Festes Ammoniumpolyphosphat (APP) wurde ebenfalls bereits als Flammschutzmittel eingesetzt (US 2014/066532 Al und US 5,470,891), Formulierungen auf dieser Basis sind auf Grund der Neigung von APP zur Sedimentation nicht lagerstabil. The most widespread are PUR and PIR foams that are made flame-retardant with organic phosphates such as tris (2-chloroisopropyl) phosphate (TCPP) and triethyl phosphate (TEP). Organic phosphonic acid esters such as dimethylpropane phosphonate (DMPP, DE 44 18 307 Al) or diethylethylphosphonate (DEEP, US 5,268,393) and others (WO 2006/108833 A1 and EP 1 142 940 A2) are described as halogen-free flame retardants for rigid foams based on isocyanate. Solid ammonium polyphosphate (APP) has also already been used as a flame retardant (US 2014/066532 A1 and US 5,470,891); formulations on this basis are not storage-stable due to the tendency of APP to sediment.
Aber auch diese halogenfreien Alternativen haben Nachteile: Teilweise sind sie empfindlich gegenüber Hydrolyse unter den für PUR-/PIR-Schaumstoffsysteme typischen alkalischen Bedingungen, oder die Wirksamkeit ist nicht zufriedenstellend. TEP ist ein starker Weichmacher und führt bei den für eine ausreichende Flammschutzwirkung notwendigen Mengen oft zu nicht ausreichender Druckfestigkeit von Schaumstoffen. Roter Phosphor weist Nachteile auf, z.B. im Hinblick auf schnelle Absorption von Feuchtigkeit und schnelle Oxidation, was zu einem Verlust des Flammschutzes und ggf. zur Bildung giftiger Phosphine führt, und neigt außerdem zu Pulverexplosionen. Oft wird roter Phosphor mikroverkapselt um diese Probleme zu beseitigen. (F. Chen, Y.-Z. Wang: A review on flame retardant technology in China. Part 1: development of flame retardants, Polym. Adv. Technol., 2010, 21, 1-26). But these halogen-free alternatives also have disadvantages: In some cases they are sensitive to hydrolysis under the alkaline conditions typical for PUR / PIR foam systems, or their effectiveness is not satisfactory. TEP is a strong plasticizer and, given the quantities required for adequate flame retardancy, often leads to insufficient compressive strength of foams. Red phosphorus has disadvantages, e.g. with regard to rapid absorption of moisture and rapid oxidation, which leads to a loss of flame retardancy and possibly the formation of toxic phosphines, and is also prone to powder explosions. Often times, red phosphorus is microencapsulated to eliminate these problems. (F. Chen, Y.-Z. Wang: A review on flame retardant technology in China. Part 1: development of flame retardants, Polym. Adv. Technol., 2010, 21, 1-26).
US 3,385,801 und WO 2010/080425 offenbaren die Herstellung von Dialkyl-a- hydroxyalkylphosphonaten und deren Verwendung als Flammschutzmittel. Es werden keine Angaben zu einem Einfluss der Dialkyl-a-hydroxyalkylphosphonate auf die mechanischen Eigenschaften, speziell die Elastizität und die Zähigkeit bei Zugbelastung von Polyurethan- Schaumstoffen gegeben. US 3,385,801 and WO 2010/080425 disclose the production of dialkyl-a-hydroxyalkylphosphonates and their use as flame retardants. No information is given on the influence of the dialkyl-a-hydroxyalkylphosphonates on the mechanical properties, especially the elasticity and the toughness when subjected to tensile loading of polyurethane foams.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von PUR-/PIR-Schaumstoffen mit halogenfreien Flammschutzmitteln zu ermöglichen, wobei die PUR-/PIR-Schaumstoffe einen guten Flammschutz und verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen, wobei bevorzugt keine als kanzerogen, mutagen oder reproduktionstoxisch klassifizierten Stoffe eingesetzt werden. The object of the present invention is to enable the production of PUR / PIR foams with halogen-free flame retardants, the PUR / PIR foams having good flame retardancy and improved mechanical properties, preferably none of them classified as carcinogenic, mutagenic or toxic to reproduction Substances are used.
Diese Aufgabe konnte gelöst werden durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer Komponente A5.1 als Flammschutzmittel in der Herstellung von PUR-/PIR-Schaumstoffen. This object could be achieved by the use according to the invention of a component A5.1 as a flame retardant in the production of PUR / PIR foams.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von PUR-/PIR-Schaumstoffen durch die Umsetzung eines Reaktionsgemisches enthaltend The invention relates to a process for producing PUR / PIR foams by converting a reaction mixture containing them
Al eine Isocyanat-reaktive Komponente Al is an isocyanate-reactive component
A2 Treibmittel A2 propellant
A3 Katalysator A4 gegebenenfalls Additiv A5 Flammschutzmittel mit A3 catalyst A4 if necessary with additive A5 flame retardant
B einer Isocyanatkomponente, wobei die Herstellung bei einer Kennzahl von 80 bis 600 erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel A5 als Komponente A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer enthält. B of an isocyanate component, the production being carried out with an index of 80 to 600, characterized in that the flame retardant A5 contains dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer as component A5.1.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen PUR-/PIR-Schaumstoffe enthaltend eine Komponente A5.1 einen guten Flammschutz trotz niedrigen Phosphorgehalten aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform werden ebenfalls die kinetischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Formulierungen zur Herstellung von PUR-/PIR-Schaumstoffe verbessert. In einer weiteren besonderen Ausführungsform werden ebenfalls die mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Zähigkeit und Offenzelligkeit der PUR-/PIR-Schaumstoffe verbessert. Surprisingly, it was found that the PUR / PIR foams according to the invention comprising a component A5.1 have good flame retardancy despite low phosphorus contents. In a particular embodiment, the kinetic properties of the formulations according to the invention for the production of PUR / PIR foams are also improved. In a further particular embodiment, the mechanical properties, such as tensile strength, elongation at break, toughness and open-cell content of the PUR / PIR foams are also improved.
Als Isocyanat-reaktive Komponente Al wird mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen, Polyetheresterpolyolen, Polycarbonatpolyolen und Polyether-Polycarbonatpolyolen eingesetzt. Bevorzugt sind Polyesterpolyole und/oder Polyetherpolyole. Die Isocyanat-reaktive Komponente Al kann bevorzugt eine Hydroxylzahl zwischen 25 bis 800 mg KOH/g, insbesondere 50 bis 500 mg KOH/g, besonders bevorzugt 100 bis 400 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt 100 bis 300 mg KOH/g aufweisen. Vorzugsweise weist die einzelne Polyolkomponente ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 120 g/mol bis 6000 g/mol, insbesondere 400 g/mol bis 2000 g/mol und besonders bevorzugt 400 g/mol bis 700 g/mol auf. At least one compound selected from the group consisting of polyether polyols, polyester polyols, polyether ester polyols, polycarbonate polyols and polyether-polycarbonate polyols is used as the isocyanate-reactive component Al. Polyester polyols and / or polyether polyols are preferred. The isocyanate-reactive component Al can preferably have a hydroxyl number between 25 to 800 mg KOH / g, in particular 50 to 500 mg KOH / g, particularly preferably 100 to 400 mg KOH / g and very particularly preferably 100 to 300 mg KOH / g. The individual polyol component preferably has a number average molecular weight of 120 g / mol to 6000 g / mol, in particular 400 g / mol to 2000 g / mol and particularly preferably 400 g / mol to 700 g / mol.
Die zahlenmittlere Molmasse Mn (auch: Molekulargewicht) wird im Rahmen dieser Erfindung durch Gelpermeationschromatographie nach DIN 55672-1 (August 2007) bestimmt. The number average molar mass M n (also: molecular weight) is determined in the context of this invention by gel permeation chromatography according to DIN 55672-1 (August 2007).
Die OH-Zahl (auch: Hydroxylzahl) gibt im Falle eines einzelnen zugesetzten Polyols dessen OH- Zahl an. Angaben der OH-Zahl für Mischungen beziehen sich auf die zahlenmittlere OH-Zahl der Mischung, berechnet aus den OH-Zahlen der einzelnen Komponenten in ihren jeweiligen molaren Anteilen. Die OH-Zahl gibt die Menge an Kaliumhydroxid in Milligramm an, welche der bei einer Acetylierung von einem Gramm Substanz gebundenen Menge Essigsäure gleichwertig ist. Die OH- Zahl wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung nach der Norm DIN 53240-1 (Juni 2013) bestimmt. „Funktionalität“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung die theoretische, aus den bekannten Einsatzstoffen und deren Mengenverhältnissen berechnete mittlere Funktionalität (Anzahl an gegenüber Isocyanaten bzw. gegenüber Polyolen reaktiven Funktionen im Molekül). The OH number (also: hydroxyl number) indicates the OH number in the case of an individually added polyol. Information on the OH number for mixtures relates to the number-average OH number of the mixture, calculated from the OH numbers of the individual components in their respective molar proportions. The OH number indicates the amount of potassium hydroxide in milligrams, which is equivalent to the amount of acetic acid bound during acetylation of one gram of substance. In the context of the present invention, the OH number is determined in accordance with the DIN 53240-1 standard (June 2013). In the context of the present invention, “functionality” denotes the theoretical average functionality calculated from the known starting materials and their quantitative ratios (number of functions in the molecule that are reactive toward isocyanates or toward polyols).
Das Äquivalentgewicht gibt das Verhältnis der zahlenmittleren Molekularmasse und der Funktionalität der Isocyanat-reaktiven Komponente an. Die Angaben des Äquivalentgewichts für Mischungen berechnen sich aus Äquivalentgewichten der einzelnen Komponenten in ihren jeweiligen molaren Anteilen und beziehen sich auf das zahlenmittlere Äquivalentgewicht der Mischung. The equivalent weight indicates the ratio of the number average molecular mass and the functionality of the isocyanate-reactive component. The equivalent weight data for mixtures are calculated from equivalent weights of the individual components in their respective molar proportions and relate to the number-average equivalent weight of the mixture.
Die Polyesterpolyole der Komponente Al können beispielsweise Polykondensate aus mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoff atomen, vorzugsweise mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, und Polycarbonsäuren, wie z.B. Di-, Tri- oder sogar Tetracarbonsäuren, oder Hydroxycarbonsäuren oder Factonen sein, bevorzugt werden aromatische Dicarbonsäuren oder Gemische aus aromatischen und aliphatischen Dicarbonsäuren verwendet. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen zur Herstellung der Polyester verwendet werden. Bevorzugt verwendet werden Phthalsäureanhydrid, Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure. The polyester polyols of component Al can, for example, polycondensates of polyhydric alcohols, preferably diols, with 2 to 12 carbon atoms, preferably with 2 to 6 carbon atoms, and polycarboxylic acids, such as e.g. Di-, tri- or even tetracarboxylic acids, or hydroxycarboxylic acids or factons, aromatic dicarboxylic acids or mixtures of aromatic and aliphatic dicarboxylic acids are preferably used. Instead of the free polycarboxylic acids, it is also possible to use the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols to prepare the polyesters. Phthalic anhydride, terephthalic acid and / or isophthalic acid are preferably used.
Als Carbonsäuren kommen insbesondere in Betracht: Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Tetrachlorphthalsäure, Itaconsäure, Malonsäure, Furandicarbonsäuren, 2-Methylbernsteinsäure, 3,3-Diethylglutarsäure, 2,2-Dimethylbernsteinsäure, Dodekandisäure, Endomethylentetrahydrophthalsäure, Dimerfettsäure, Trimerfettsäure, Zitronensäure, Trimellithsäure, Benzoesäure, Trimellitsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Verwendet werden können ebenso Derivate dieser Carbonsäuren, wie beispielsweise Dimethylterephthalat. Die Carbonsäuren können dabei sowohl einzeln als auch im Gemisch verwendet werden. Als Carbonsäuren werden bevorzugt Adipinsäure, Sebacinsäure und/oder Bernsteinsäure, besonders bevorzugt Adipinsäure und/oder Bernsteinsäure, verwendet. Particularly suitable carboxylic acids are: succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, tetrachlorophthalic acid, itaconic acid, malonic acid, itaconic acid, malonic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 3,3-methyl-succinic acid, dicarboxylic acid , Dodecanedioic acid, endomethylenetetrahydrophthalic acid, dimer fatty acid, trimer fatty acid, citric acid, trimellitic acid, benzoic acid, trimellitic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. It is also possible to use derivatives of these carboxylic acids, for example dimethyl terephthalate. The carboxylic acids can be used either individually or as a mixture. The carboxylic acids used are preferably adipic acid, sebacic acid and / or succinic acid, particularly preferably adipic acid and / or succinic acid.
Hydroxycarbonsäuren, die als Reaktionsteilnehmer bei der Herstellung eines Polyesterpolyols mit endständigen Hydroxylgruppen mitverwendet werden können, sind beispielsweise Hydroxycapronsäure, Hydroxybuttersäure, Hydroxydecansäure, Hydroxystearinsäure und dergleichen. Geeignete Factone sind unter anderem Caprolacton, Propiolacton, Butyrolacton und Homologe. Hydroxycarboxylic acids which can also be used as reactants in the production of a polyester polyol with terminal hydroxyl groups are, for example, hydroxycaproic acid, hydroxybutyric acid, hydroxydecanoic acid, hydroxystearic acid and the like. Suitable factons include caprolactone, propiolactone, butyrolactone and homologues.
Zur Herstellung der Polyesterpolyole kommen insbesondere auch biobasierte Ausgangsstoffe und/oder deren Derivate in Frage, wie z. B. Rizinusöl, Polyhydroxyfettsäuren, Ricinolsäure, Hydroxyl-modifizierte Öle, Weintraubenkernöl, schwarzem Kümmelöl, Kürbiskernöl, Borretschsamenöl, Sojabohnenöl, Weizensamenöl, Rapsöl, Sonnenblumenkernöl, Erdnussöl, Aprikosenkernöl, Pistazienöl, Mandelöl, Olivenöl, Macadamianussöl, Avocadoöl, Sanddornöl, Sesamöl, Hanföl, Haselnussöl, Primelöl, Wildrosenöl, Distelöl, Walnussöl, Fettsäuren, hydroxylmodifizierte und epoxidierte Fettsäuren und Fettsäureester, beispielsweise basierend auf Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Vaccensäure, Petroselinsäure, Gadoleinsäure, Erukasäure, Nervonsäure, Finolsäure, alpha- und gamma-Finolensäure, Stearidonsäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure und Cervonsäure. Insbesondere bevorzugt sind Ester der Rizinolsäure mit mehrfunktionellen Alkoholen, z.B. Glycerin. Bevorzugt ist auch die Verwendung von Mischungen solcher biobasierten Säuren mit anderen Carbonsäuren, z.B. Phthalsäuren. Bio-based starting materials and / or their derivatives are particularly suitable for the production of polyester polyols, such as B. castor oil, polyhydroxy fatty acids, ricinoleic acid, Hydroxyl-modified oils, grape seed oil, black caraway seed oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat seed oil, rapeseed oil, sunflower seed oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachio oil, almond oil, olive oil, macadamia nut oil, hazelnut oil, wild rose oil, sea buckthorn oil, hazelnut oil, wild rose oil, sea buckthorn oil Walnut oil, fatty acids, hydroxyl-modified and epoxidized fatty acids and fatty acid esters, for example based on myristoleic acid, palmitoleic acid, oleic acid, vaccenic acid, petroselic acid, gadoleic acid, erucic acid, nervonic acid, finoleic acid, alpha- and gamma-finolenic acid, and cupervanodonic acid, stearidonic acid, arachidonic acid. Esters of ricinoleic acid with polyfunctional alcohols, for example glycerol, are particularly preferred. The use of mixtures of such bio-based acids with other carboxylic acids, for example phthalic acids, is also preferred.
Beispiele für geeignete Diole sind Ethylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykol, weiterhin 1 ,2-Propandiol, 1,3- Propandiol, Cyclohexandimethanol, 1,3-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Isomere, Neopentylglykol oder Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester. Vorzugsweise verwendet werden Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Diole, insbesondere Mischungen aus 1 ,4-Butandiol, 1,5- Pentandiol und 1,6-Hexandiol. Examples of suitable diols are ethylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, furthermore 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, cyclohexanedimethanol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and Isomers, neopentyl glycol or neopentyl glycol hydroxypivalate. Ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol or mixtures of at least two of the diols mentioned, in particular mixtures of 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1, are preferably used 6-hexanediol.
Daneben können auch Polyole wie Trimethylolpropan, Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit, Trimethylolbenzol oder Trishydroxyethylisocyanurat eingesetzt werden, wobei Glycerin und Trimethylolpropan bevorzugt sind. In addition, polyols such as trimethylolpropane, glycerol, erythritol, pentaerythritol, trimethylolbenzene or trishydroxyethyl isocyanurate can also be used, glycerol and trimethylolpropane being preferred.
Es können zusätzlich auch einwertige Alkanole mit verwendet werden. Monohydric alkanols can also be used.
Erfindungsgemäß eingesetzte Polyetherpolyole werden nach dem Fachmann bekannten Herstellungsmethoden erhalten, wie beispielsweise durch anionische Polymerisation von einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen mit Alkalihydroxiden, wie Natrium oder Kaliumhydroxid, Alkalialkoholaten, wie Natriummethylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisopropylat, oder aminischen Alkoxylierungs-Katalysatoren, wie Dimethylethanolamin (DMEOA), Imidazol und/oder Imidazolderivate, unter Verwendung mindestens eines Startermoleküls, das 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält. Polyether polyols used according to the invention are obtained by production methods known to the person skilled in the art, such as, for example, by anionic polymerization of one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms with alkali hydroxides, such as sodium or potassium hydroxide, alkali alcoholates, such as sodium methylate, sodium or potassium ethylate or potassium isopropylate, or aminic alkoxylation Catalysts, such as dimethylethanolamine (DMEOA), imidazole and / or imidazole derivatives, using at least one starter molecule which contains 2 to 8, preferably 2 to 6, reactive hydrogen atoms bonded.
Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3 -Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3- Butylenoxid, Styroloxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1 ,2-Propylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Bevorzugte Alkylenoxide sind Propylenoxid und Ethylenoxid, besonders bevorzugt ist Ethylenoxid. Die Alkylenoxide können in Kombination mit CO2 umgesetzt werden. Als Startermoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser, organische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und Terephthalsäure, aliphatische und aromatische, gegebenenfalls N-mono-, N,N- und N,N'-dialkylsubstituierte Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie gegebenenfalls mono- und dialkylsubstituiertes Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, 1,3-Propylendiamin, 1,3- bzw. 1,4- Butylendiamin, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- und 1,6-Hexamethylendiamin, Phenylendiamine, 2,3-, 2,4- und 2,6-Toluylendiamin und 2,2'-, 2,4'- und 4,4'-Diaminodiphenylmethan. Suitable alkylene oxides are, for example, tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, styrene oxide and preferably ethylene oxide and 1,2-propylene oxide. The alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures. Preferred alkylene oxides are propylene oxide and ethylene oxide, and ethylene oxide is particularly preferred. The alkylene oxides can be converted in combination with CO2. As starter molecules, for example: water, organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid and terephthalic acid, aliphatic and aromatic, optionally N-mono-, N, N- and N, N'-dialkyl-substituted diamines with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical such as optionally mono- and dialkyl-substituted ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,3-propylenediamine, 1,3- or 1,4-butylenediamine, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- and 1,6-hexamethylenediamine, phenylenediamines, 2,3-, 2,4- and 2,6-tolylenediamine, and 2,2'-, 2,4'- and 4,4'-diaminodiphenylmethane.
Vorzugsweise verwendet werden zwei oder mehrwertige Alkohole, wie Ethandiol, 1,2- und 1,3- Propandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Triethanolamin, Bisphenole, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit und Saccharose. Preference is given to using two or polyhydric alcohols such as ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, triethanolamine, bisphenols, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and Sucrose.
Verwendbare Polycarbonatpolyole sind Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate, zum Beispiel Polycarbonatdiole. Diese entstehen in der Reaktion von Kohlensäurederivaten, wie Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat oder Phosgen, mit Polyolen, bevorzugt Diolen. Polycarbonate polyols which can be used are polycarbonates containing hydroxyl groups, for example polycarbonate diols. These arise in the reaction of carbonic acid derivatives, such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene, with polyols, preferably diols.
Beispiele derartiger Diole sind Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propandiol, 1,3- und 1 ,4-Butandiol, 1,6- Hexandiol, 1,8-Octandiol, Neopentylglykol, 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-l,3- propandiol, 2,2,4-Trimethylpentandiol-l,3, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol, Polybutylenglykole, Bisphenole und lactonmodifizierte Diole der vorstehend genannten Art. Examples of such diols are ethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane, 2- Methyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethylpentanediol-1,3, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol, polybutylene glycols, bisphenols and lactone-modified diols of the type mentioned above.
Statt oder zusätzlich zu reinen Polycarbonatdiolen können auch Polyether-Polycarbonatdiole eingesetzt werden, welche beispielsweise durch Copolymerisation von Alkylenoxiden, wie zum Beispiel Propylenoxid, mit CO2 erhältlich sind. Instead of or in addition to pure polycarbonate diols, it is also possible to use polyether-polycarbonate diols, which are obtainable, for example, by copolymerizing alkylene oxides, such as propylene oxide, with CO 2.
Verwendbare Polyetheresterpolyole sind solche Verbindungen, die Ethergruppen, Estergruppen und OH -Gruppen enthalten. Organische Dicarbonsäuren mit bis zu 12 Kohlenstoff atomen sind zur Herstellung der Polyetheresterpolyole geeignet, vorzugsweise aliphatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen oder aromatische Dicarbonsäuren, die einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Beispielhaft seien Korksäure, Azelainsäure, Decandicarbonsäure, Furandicarbonsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Phthalsäure, Pimelinsäure und Sebacinsäure sowie insbesondere Glutarsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und Isoterephthalsäure genannt. Neben organischen Dicarbonsäuren können auch Derivate dieser Säuren, beispielsweise deren Anhydride sowie deren Ester und Halbester mit niedermolekularen, monofunktionellen Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden. Der anteilige Einsatz der oben genannten biobasierten Ausgangsstoffe, insbesondere von Fettsäuren bzw. Fettsäurederivaten (Ölsäure, Sojaöl etc.) ist ebenfalls möglich und kann Vorteile aufweisen, z.B. im Hinblick auf Lagerstabilität der Polyolformulierung, Dimensionsstabilität, Brandverhalten und Druckfestigkeit der Schäume. Polyetherester polyols which can be used are those compounds which contain ether groups, ester groups and OH groups. Organic dicarboxylic acids with up to 12 carbon atoms are suitable for the preparation of the polyetherester polyols, preferably aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 6 carbon atoms or aromatic dicarboxylic acids, which are used individually or in a mixture. Examples are suberic acid, azelaic acid, decanedicarboxylic acid, furandicarboxylic acid, maleic acid, malonic acid, phthalic acid, pimelic acid and sebacic acid, and in particular glutaric acid, fumaric acid, succinic acid, adipic acid, phthalic acid, terephthalic acid and isoterephthalic acid. In addition to organic dicarboxylic acids, derivatives of these acids, for example their anhydrides and their esters and half esters with low molecular weight, monofunctional alcohols having 1 to 4 carbon atoms, can also be used. The proportional use of the bio-based starting materials mentioned above, in particular of fatty acids or fatty acid derivatives (oleic acid, soybean oil, etc.) is also possible and can have advantages, for example in With regard to the storage stability of the polyol formulation, dimensional stability, fire behavior and compressive strength of the foams.
Als weitere Komponente zur Herstellung der Polyetheresterpolyole werden Polyetherpolyole eingesetzt, die man durch Alkoxylieren von Startermolekülen wie mehrwertigen Alkoholen erhält. Die Startermoleküle sind mindestens difunktionell, können aber gegebenenfalls auch Anteile höherfunktioneller, insbesondere trifunktioneller, Startermoleküle enthalten. Polyether polyols obtained by alkoxylating starter molecules such as polyhydric alcohols are used as a further component for the production of the polyether ester polyols. The starter molecules are at least difunctional, but can optionally also contain proportions of higher-functional, in particular trifunctional, starter molecules.
Startermoleküle sind zum Beispiel Diole wie 1 ,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1 ,2-Propandiol, 1,4- Butandiol, 1,5-Pentendiol, 1,5-Pentandiol, Neopentylglykol, 1,6- Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8- Octandiol, 1,10-Decandiol, 2-Methyl-l,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol, 3-Methyl-l,5- pentandiol, 2-Butyl-2-ethyl-l,3-propandiol, 2-Buten-l,4-diol und 2-Butin-l,4-diol, Etherdiole wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dibutylenglykol, Tributylenglykol, Tetrabutylenglykol, Dihexylenglykol, Trihexylenglykol, Tetrahexylenglykol und Oligomerengemische von Alkylenglykolen, wie Diethylenglykol. Auch Startermoleküle mit von OH verschiedenen Funktionalitäten können alleine oder in Mischung eingesetzt werden. Starter molecules are, for example, diols such as 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentenediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl-l, 3-propanediol, 2-butene-l, 4-diol and 2-butyne-l, 4-diol, ether diols such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dibutylene glycol, tributylene glycol, tetrabutylene glycol, dihexylene glycol, Trihexylene glycol, tetrahexylene glycol and oligomer mixtures of alkylene glycols such as diethylene glycol. Starter molecules with functionalities other than OH can also be used alone or in a mixture.
Neben den Diolen können als Startermoleküle für die Herstellung der Polyether auch Verbindungen mit mehr als 2 Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffen, besonders mit zahlenmittleren Funktionalitäten von 3 bis 8, insbesondere von 3 bis 6 mitverwendet werden, zum Beispiel 1,1,1- Trimethylolpropan, Triethanolamin, Glycerin, Sorbitan und Pentaerythrit sowie auf Triolen oder Tetraoien gestartete Polyethylenoxidpolyole. In addition to the diols, compounds with more than 2 Zerewitinoff-active hydrogens, especially with number-average functionalities from 3 to 8, in particular from 3 to 6, for example 1,1,1-trimethylolpropane, triethanolamine, can also be used as starter molecules for the production of the polyethers , Glycerine, sorbitan and pentaerythritol as well as polyethylene oxide polyols started on triols or tetraoene.
Polyetheresterpolyole können auch durch die Alkoxylierung, insbesondere durch Ethoxylierung und/oder Propoxylierung, von Reaktionsprodukten, die durch die Umsetzung von organischen Dicarbonsäuren und deren Derivaten sowie Komponenten mit Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffen, insbesondere Diolen und Polyolen, erhalten werden, hergestellt werden. Als Derivate dieser Säuren können beispielsweise deren Anhydride eingesetzt werden, wie zum Beispiel Phthalsäureanhydrid. Polyetherester polyols can also be prepared by alkoxylation, in particular ethoxylation and / or propoxylation, of reaction products obtained by reacting organic dicarboxylic acids and their derivatives and components with Zerewitinoff-active hydrogens, especially diols and polyols. As derivatives of these acids, for example, their anhydrides can be used, such as phthalic anhydride.
Herstellungsverfahren der Polyole sind beispielsweise von Ionescu in„Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes“, Rapra Technology Limited, Shawbury 2005, S.55 ff. (Kap. 4: Oligo- Polyols for Elastic Polyurethanes), S. 263 ff. (Kap. 8: Polyester Polyols for Elastic Polyurethanes) und insbesondere auf S.321 ff. (Kap. 13: Polyether Polyols for Rigid Polyurethane Foams) und S.419 ff. (Kap. 16: Polyester Polyols for Rigid Polyurethane Foams) beschrieben worden. Es ist auch möglich, Polyester- und Polyetherpolyole über Glykolyse von geeigneten Polymer- Rezyklaten zu gewinnen. Geeignete Polyether-Polycarbonatpolyole und ihre Herstellung werden beispielsweise in der EP 2 910 585 Al, [0024] - [0041], beschrieben. Beispiele zu Polycarbonatpolyolen und ihre Herstellung finden sich unter anderem in der EP 1 359 177 Al. Die Herstellung geeigneter Polyetheresterpolyole ist unter anderem in der WO 2010/043624 A und in der EP 1 923 417 A beschrieben. Production processes for the polyols are described, for example, by Ionescu in “Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes”, Rapra Technology Limited, Shawbury 2005, page 55 ff. (Chapter 4: Oligo- Polyols for Elastic Polyurethanes), page 263 ff. (Ch . 8: Polyester Polyols for Elastic Polyurethanes) and in particular on page 321 ff. (Chapter 13: Polyether Polyols for Rigid Polyurethane Foams) and page 419 ff. (Chapter 16: Polyester Polyols for Rigid Polyurethane Foams). It is also possible to obtain polyester and polyether polyols from suitable polymer recyclates via glycolysis. Suitable polyether-polycarbonate polyols and their production are described, for example, in EP 2 910 585 A1, [0024] - [0041]. Examples of polycarbonate polyols and their production can be found, inter alia, in EP 1 359 177 A1. The The preparation of suitable polyetherester polyols is described in WO 2010/043624 A and in EP 1 923 417 A, among others.
Weiterhin können in der Isocyanat-reaktiven Komponente Al niedermolekulare Isocyanat-reaktive Verbindungen enthalten sein, vorzugsweise können di- oder trifunktionelle Amine und Alkohole, bevorzugt Diole und/oder Triole mit Molmassen Mn kleiner als 400 g/mol, insbesondere von 60 bis 300 g/mol, zum Einsatz kommen, z.B. Triethanolamin, Diethylenglykol, Ethylenglykol und Glycerin. Sofern zur Herstellung der Polyurethan-Hartschaumstoffe solche niedermolekularen Isocyanat-reaktiven Verbindungen Anwendung finden, z.B. in der Funktion als Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel kommen diese zweckmäßigerweise in einer Menge von bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente Al, zum Einsatz. In addition, the isocyanate-reactive component Al can contain low molecular weight isocyanate-reactive compounds, preferably di- or trifunctional amines and alcohols, preferably diols and / or triols with molar masses M n less than 400 g / mol, in particular from 60 to 300 g / mol, for example triethanolamine, diethylene glycol, ethylene glycol and glycerine are used. If low molecular weight isocyanate-reactive compounds are used to produce the rigid polyurethane foams, for example in the function of chain extenders and / or crosslinking agents, these are expediently used in an amount of up to 5% by weight, based on the total weight of component Al Commitment.
Neben den oben beschriebenen Polyolen und Isocyanat-reaktiven Verbindungen können in der Komponente Al weitere Isocyanat-reaktive Verbindungen enthalten sein, beispielsweise Graft- Polyole, Polyamine, Polyaminoalkohole und Polythiole. Selbstverständlich umfassen die beschriebenen Isocyanat-reaktiven Komponenten auch solche Verbindungen mit gemischten Funktionalitäten. In addition to the polyols and isocyanate-reactive compounds described above, component Al can contain further isocyanate-reactive compounds, for example graft polyols, polyamines, polyamino alcohols and polythiols. Of course, the isocyanate-reactive components described also include compounds with mixed functionalities.
Die Komponente Al kann aus einer oder mehreren der oben genannten Isocyanat-reaktiven Komponenten bestehen. The component Al can consist of one or more of the above-mentioned isocyanate-reactive components.
Als Treibmittel A2 kann physikalisches Treibmittel eingesetzt werden, wie beispielsweise niedrig siedende organische Verbindungen, wie z.B. Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ether, Ketone, Carbonsäureester oder Kohlensäureester. Geeignet sind insbesondere organische Verbindungen, welche gegenüber der Isocyanatkomponente B inert sind und Siedepunkte unter 100 °C, vorzugsweise unter 50 °C bei Atmosphärendruck aufweisen. Diese Siedepunkte haben den Vorteil, dass die organischen Verbindungen unter dem Einfluss der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Beispiele solcher, vorzugsweise verwendeten organischen Verbindungen sind Alkane, wie Heptan, Hexan, n- und iso-Pentan, vorzugsweise technische Gemische aus n- und iso-Pentanen, n- und iso-Butan und Propan, Cycloalkane, wie z. B. Cyclopentan und/oder Cyclohexan, Ether, wie z. B. Furan, Dimethylether und Diethylether, Ketone, wie z. B. Aceton und Methylethylketon, Carbonsäurealkylester, wie z. B. Methylformiat, Dimethyloxalat und Ethylacetat und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Methylenchlorid, Dichlormonofluormethan, Difluormethan, Trifluormethan, Difluorethan, Tetrafluorethan, Chlordifluorethane, l,l-Dichlor-2,2,2-trifluorethan, 2,2-Dichlor-2-fluorethan und Heptafluorpropan. Auch bevorzugt ist der Einsatz von (hydro)fluorierten Olefinen, wie z. B. HFO 1233zd(E) (Trans-l-chlor-3,3,3-trifluor-l-propen) oder HFO 1336mzz(Z) (cis-1, 1,1, 4,4,4-Physical blowing agents such as low-boiling organic compounds such as e.g. Hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, carboxylic acid esters or carbonic acid esters. Organic compounds which are inert to isocyanate component B and have boiling points below 100 ° C., preferably below 50 ° C. at atmospheric pressure are particularly suitable. These boiling points have the advantage that the organic compounds evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction. Examples of such, preferably used organic compounds are alkanes, such as heptane, hexane, n- and iso-pentane, preferably technical mixtures of n- and iso-pentanes, n- and iso-butane and propane, cycloalkanes, such as. B. cyclopentane and / or cyclohexane, ethers, such as. B. furan, dimethyl ether and diethyl ether, ketones, such as. B. acetone and methyl ethyl ketone, carboxylic acid alkyl esters, such as. B. methyl formate, dimethyl oxalate and ethyl acetate and halogenated hydrocarbons, such as. B. methylene chloride, dichloromonofluoromethane, difluoromethane, trifluoromethane, difluoroethane, tetrafluoroethane, chlorodifluoroethane, l, l-dichloro-2,2,2-trifluoroethane, 2,2-dichloro-2-fluoroethane and heptafluoropropane. The use of (hydro) fluorinated olefins, such as. B. HFO 1233zd (E) (Trans-l-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propene) or HFO 1336mzz (Z) (cis-1, 1,1, 4,4,4-
Hexafluor-2-buten) oder Additive wie FA 188 von 3M (l,l,l,2,3,4,5,5,5-Nonafluor-4- (trifluormethyl)pent-2-en). Auch Gemische zweier oder mehrerer der genannten organischen Verbindungen können verwendet werden. Die organischen Verbindungen können dabei auch in Form einer Emulsion aus kleinen Tröpfchen eingesetzt werden. Hexafluoro-2-butene) or additives such as FA 188 from 3M (l, l, l, 2,3,4,5,5,5-nonafluoro-4- (trifluoromethyl) pent-2-en). Also mixtures of two or more of the organic mentioned Connections can be used. The organic compounds can also be used in the form of an emulsion composed of small droplets.
Als Treibmittel A2 kann auch chemisches Treibmittel, wie beispielsweise Wasser, Carbonsäure und deren Gemische, verwendet werden. Diese reagieren mit Isocyanatgruppen unter Bildung des Treibgases, wie beispielsweise im Falle von Wasser entsteht dabei Kohlendioxid und im Falle von z. B. Ameisensäure entsteht dabei Kohlendioxid und Kohlenstoffmonoxid. Als Carbonsäure wird bevorzugt mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure und Ricinolsäure, eingesetzt. Als chemisches Treibmittel wird besonders bevorzugt Wasser eingesetzt. Chemical blowing agents such as water, carboxylic acid and mixtures thereof can also be used as blowing agent A2. These react with isocyanate groups to form the propellant gas, as in the case of water, for example, carbon dioxide is formed and in the case of z. B. formic acid produces carbon dioxide and carbon monoxide. At least one compound selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, oxalic acid and ricinoleic acid is preferably used as the carboxylic acid. Water is particularly preferably used as the chemical blowing agent.
Vorzugsweise werden keine halogenierten Kohlenwasserstoffe als Treibmittel verwendet. Preferably, no halogenated hydrocarbons are used as blowing agents.
Als Treibmittel A2 wird mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus physikalischen und chemischen Treibmittel, eingesetzt. Bevorzugt wird nur physikalisches Treibmittel eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die eingesetzten Treibmittel A2 ein mittleres global warming potential (GWP) von < 120, bevorzugt ein GWP von < 20 auf. At least one compound selected from the group consisting of physical and chemical blowing agents is used as blowing agent A2. Only physical blowing agent is preferably used. In a preferred embodiment, the blowing agents A2 used have an average global warming potential (GWP) of <120, preferably a GWP of <20.
Als Katalysator A3 zur Herstellung der PUR-/PIR-Schaumstoffe werden Verbindungen verwendet, welche die Reaktion der reaktiven Wasserstoffatome, insbesondere Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen mit der Isocyanatkomponente B beschleunigen, wie z. B. tertiäre Amine oder Metallsalze. Die Katalysatorkomponenten können dem Reaktionsgemisch zudosiert oder auch ganz oder teilweise in der Isocyanat-reaktiven Komponente Al vorgelegt werden. As catalyst A3 for the production of the PUR / PIR foams, compounds are used which accelerate the reaction of the reactive hydrogen atoms, in particular compounds containing hydroxyl groups, with the isocyanate component B, e.g. B. tertiary amines or metal salts. The catalyst components can be metered into the reaction mixture or completely or partially in the isocyanate-reactive component A1.
Verwendet werden beispielsweise tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, Dicyclohexylmethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N, N ,N', N'-For example, tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, dicyclohexylmethylamine, dimethylcyclohexylamine, N, N, N ', N'-
Tetramethyldiaminodiethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, N-Methyl- bzw. N- Ethylmorpholin, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N,N- Tetramethylbutandiamin, N, N, N, N-Tetramethylhexandiamin-1,6, Pentamethyldiethylentriamin, Bis[2-(dimethylamino)ethyl]ether, Dimethylpiperazin, N-Dimethylaminoethylpiperidin, 1,2- Dimethyl-imidazol, l-Azabicyclo-(3,3,0)-octan, l,4-Diaza-bi-cyclo-(2,2,2)-octan (Dabco) und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N- Ethyldiethanolamin, Dimethylaminoethanol, 2-(N,N-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N',N"-Tris- (dialkylaminoalkyl)hexahydrotriazin, z.B. N,N',N"-Tris-(dimethylaminopropyl)hexahydrotriazin und Triethylendiamin. Tetramethyldiaminodiethylether, bis (dimethylaminopropyl) urea, N-methyl- or N-ethylmorpholine, N-cyclohexylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N, N-tetramethylbutanediamine, N, N, N, N-Tetramethylhexanediamine-1,6, pentamethyldiethylenetriamine, bis [2- (dimethylamino) ethyl] ether, dimethylpiperazine, N-dimethylaminoethylpiperidine, 1,2-dimethylimidazole, 1-azabicyclo- (3,3,0) -octane , 1,4-Diaza-bi-cyclo- (2,2,2) -octane (Dabco) and alkanolamine compounds such as triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N-ethyldiethanolamine, dimethylaminoethanol, 2- (N, N-dimethylaminoethoxy ) ethanol, N, N ', N "-Tris- (dialkylaminoalkyl) hexahydrotriazine, for example N, N', N" -Tris- (dimethylaminopropyl) hexahydrotriazine and triethylenediamine.
Es können auch Metallsalze wie z. B. Alkali- oder Übergangsmetallsalze eingesetzt werden. Als Übergangsmetallsalze werden beispielsweise Zink-, Wismut-, Eisen-, Blei- oder bevorzugt Zinnsalze eingesetzt. Beispiele für eingesetzte Übergangsmetallsalze sind Eisen(II)-chlorid, Zinkchlorid, Bleioctoat, Zinndioctoat, Zinndiethylhexoat und Dibutylzinndilaurat. Besonders bevorzugt ist das Übergangsmetallsalz ausgewählt aus mindestens einer Verbindung aus der Gruppe bestehend aus Zinndioctoat, Zinndiethylhexoat und Dibutylzinndilaurat. Beispiele für Alkalimetallsalze sind Alkalialkoholate, wie z. B. Natriummethylat und Kaliumisopropylat, Alkalicarboxylate, wie z. B. Kaliumacetat, sowie Alkalimetallsalze von langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und gegebenenfalls seitenständigen OH-Gruppen. Bevorzugt als Alkalimetallsalz werden ein oder mehrere Alkalicarboxylate eingesetzt. It can also be metal salts such. B. alkali or transition metal salts can be used. The transition metal salts used are, for example, zinc, bismuth, iron, lead or, preferably, tin salts. Examples of transition metal salts used are iron (II) chloride, zinc chloride, lead octoate, tin dioctoate, tin diethylhexoate and dibutyltin dilaurate. Especially The transition metal salt is preferably selected from at least one compound from the group consisting of tin dioctoate, tin diethylhexoate and dibutyltin dilaurate. Examples of alkali metal salts are alkali alcoholates, such as. B. sodium methylate and potassium isopropylate, alkali metal carboxylates, such as. B. potassium acetate, and alkali metal salts of long-chain fatty acids with 10 to 20 carbon atoms and optionally pendant OH groups. One or more alkali metal carboxylates are preferably used as the alkali metal salt.
Als Katalysator A3 kommen ferner in Betracht: Amidine, wie z. B. 2,3-Dimethyl-3,4,5,6- tetrahydropyrimidin, Tetraalkylammoniumhydroxide, wie z. B. Tetramethylammonium-hydroxid, Alkalihydroxide, wie z. B. Natriumhydroxid, und Tetraalkylammonium- oder Phosphoniumcarboxylate. Darüber hinaus sind Mannichbasen und Salze von Phenolen geeignete Katalysatoren. Es besteht auch die Möglichkeit, die Reaktionen ohne Katalyse ablaufen zu lassen. In diesem Fall wird die katalytische Aktivität von mit Aminen gestarteten Polyolen ausgenutzt. Also suitable as catalyst A3 are: amidines, such as. B. 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine, tetraalkylammonium hydroxides, such as. B. tetramethylammonium hydroxide, alkali hydroxides, such as. B. sodium hydroxide, and tetraalkylammonium or phosphonium carboxylates. Mannich bases and salts of phenols are also suitable catalysts. It is also possible to run the reactions without catalysis. In this case, the catalytic activity of polyols started with amines is used.
Wird beim Verschäumen ein größerer Polyisocyanatüberschuss verwendet, kommen als Katalysatoren für die Trimerisierungsreaktion der überschüssigen NCO-Gruppen untereinander ferner in Betracht: Isocyanuratgruppen bildende Katalysatoren, beispielsweise Ammoniumionen oder Alkalimetallsalze, speziell Ammonium- oder Alkalimetallcarboxylate, alleine oder in Kombination mit tertiären Aminen. Die Isocyanurat-Bildung führt zu besonders flammwidrigen PIR-Schaumstoffen. If a larger excess of polyisocyanate is used during foaming, the following are also possible catalysts for the trimerization reaction of the excess NCO groups with one another: Catalysts forming isocyanurate groups, for example ammonium ions or alkali metal salts, especially ammonium or alkali metal carboxylates, alone or in combination with tertiary amines. The isocyanurate formation leads to particularly flame-retardant PIR foams.
Die oben genannten Katalysatoren können alleine oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. The above-mentioned catalysts can be used alone or in combination with one another.
Gegebenenfalls können ein oder mehrere Additive als Komponente A4 eingesetzt werden. Beispiele für die Komponente A4 sind oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Hydrolyseschutzmittel, fungistatische und bakteriostatisch wirkende Substanzen. If necessary, one or more additives can be used as component A4. Examples of component A4 are surface-active substances, foam stabilizers, cell regulators, fillers, dyes, pigments, anti-hydrolysis agents, fungistatic and bacteriostatic substances.
Als oberflächenaktive Substanzen kommen z.B. Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur der Kunststoffe zu regulieren. Genannt seien beispielsweise Emulgatoren, wie die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z.B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z.B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol- oder Dinaphthylmethandisulfonsäure und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie Siloxanoxalkylen- Mischpolymerisate und andere Organopolysiloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Rizinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnussöl, und Zellregler, wie Paraffine, Fettalkohole und Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich ferner die oben beschriebenen oligomeren Acrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen. Suitable surface-active substances are, for example, compounds which serve to support the homogenization of the starting materials and are optionally also suitable for regulating the cell structure of the plastics. Examples include emulsifiers, such as the sodium salts of castor oil sulfates or of fatty acids, and salts of fatty acids with amines, for example oleic diethylamine, stearic diethanolamine, ricinolic acid diethanolamine, salts of sulfonic acids, for example alkali or ammonium salts of dodecylbenzylbenzylbenzate or dinaphthyl sulfonate; Foam stabilizers, such as siloxane oxalkylene copolymers and other organopolysiloxanes, ethoxylated alkylphenols, ethoxylated fatty alcohols, paraffin oils, castor oil or ricinoleic acid esters, Turkish red oil and peanut oil, and cell regulators such as paraffins, fatty alcohols and dimethylpolysiloxanes. To improve the The above-described oligomeric acrylates with polyoxyalkylene and fluoroalkane radicals as side groups are also suitable for emulsifying effect, the cell structure and / or stabilization of the foam.
Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekannten, üblichen organischen und anorganischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Mittel zur Verbesserung des Abriebverhaltens in Anstrichfarben, Beschichtungsmittel usw. zu nennen. Im Einzelnen seien beispielhaft genannt: anorganische Füllstoffe wie silikatische Mineralien, beispielsweise Schichtsilikate wie z. B. Antigorit, Serpentin, Sepiolit, Hornblenden, Amphibole, Chrisotil, Montmorillonit und Talkum, Metalloxide, wie Kaolin, Aluminiumoxide, Titanoxide und Eisenoxide, Metallsalze, wie Kreide, Huntit, Schwerspat und anorganische Pigmente, wie Magnetit, Goethit, Cadmiumsulfid und Zinksulfid, sowie Glas u.a. sowie natürliche und synthetische faserförmige Mineralien wie Wollastonit, Metall- und insbesondere Glasfasern verschiedener Fänge, die gegebenenfalls geschlichtet sein können. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Kohle, Melamin, Kolophonium, Cyclopentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern, Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäureestern und Kohlenstofffasern. The usual organic and inorganic fillers, reinforcing agents, weighting agents, agents for improving the abrasion behavior in paints, coating agents, etc., known per se, are to be mentioned as fillers, in particular reinforcing fillers. The following may be mentioned in detail: inorganic fillers such as silicate minerals, for example sheet silicates such as. B. antigorite, serpentine, sepiolite, hornblende, amphibole, chrismotile, montmorillonite and talc, metal oxides such as kaolin, aluminum oxides, titanium oxides and iron oxides, metal salts such as chalk, huntite, barite and inorganic pigments such as magnetite, goethite, cadmium sulfide and zinc sulfide, as well as glass and others as well as natural and synthetic fibrous minerals such as wollastonite, metal and especially glass fibers of various catches, which can optionally be sized. Examples of organic fillers are: carbon, melamine, rosin, cyclopentadienyl resins and graft polymers and cellulose fibers, polyamide, polyacrylonitrile, polyurethane, polyester fibers based on aromatic and / or aliphatic dicarboxylic acid esters and carbon fibers.
Zur Herstellung der PUR-/PIR-Schaumstoffe wird ein Flammschutzmittel A5 eingesetzt, wobei das Flammschutzmittel A5 erfindungsgemäß als Komponente A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer enthält. Die Herstellung der Verbindungen der Komponente A5.1 ist an sich bekannt und zum Beispiel in WO 2010/080425 beschrieben. Die Herstellung erfolgt in der Regel in Anwesenheit eines Katalysators und kann lösungsmittelfrei oder in Anwesenheit eines Fösungsmittels erfolgen. A flame retardant A5 is used to produce the PUR / PIR foams, the flame retardant A5 according to the invention containing as component A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer. The preparation of the compounds of component A5.1 is known per se and is described, for example, in WO 2010/080425. As a rule, the preparation takes place in the presence of a catalyst and can be carried out without a solvent or in the presence of a solvent.
Die Herstellung der Verbindungen der Komponente A5.1 erfolgt bevorzugt mittels eines Katalysators ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Basen, wie Phosphazene oder Alkaliphosphaten, Alkalicarbonaten und Amine, wobei tertiäre Trialkylamine ausgenommen sind, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Basen und Alkalicarbonaten.. Insbesondere bevorzugt wird eine phosphorhaltige Base als Katalysator eingesetzt. Für die Alkaliphosphate und Alkalicarbonate werden bevorzugt Natrium oder Kalium als Alkalimetall eingesetzt. The compounds of component A5.1 are preferably prepared using a catalyst selected from the group consisting of phosphorus bases, such as phosphazenes or alkali phosphates, alkali carbonates and amines, with the exception of tertiary trialkylamines, particularly preferably selected from the group consisting of phosphorus bases and alkali carbonates .. A phosphorus base is particularly preferably used as a catalyst. Sodium or potassium are preferably used as the alkali metal for the alkali metal phosphates and alkali metal carbonates.
Es ist zudem bevorzugt, dass die Komponente A5.1 ohne Fösungsmittel oder in einem phosphorhaltigen Fösungsmittel (z.B. Hydroxymethylphosphonat) hergestellt wird. It is also preferred that component A5.1 is prepared without a solvent or in a phosphorus-containing solvent (e.g. hydroxymethylphosphonate).
Falls das Dimer von Dibutylhydroxymethylphosphonat in der Komponente A5.1 enthalten ist, ist das Dimer von Dibutylhydroxymethylphosphonat bevorzugt in einem Anteil von 0,1 bis 30,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,0 bis 25,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 4,0 bis 15,0 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Dibutylhydroxymethylphosphonat , enthalten. If the dimer of dibutylhydroxymethylphosphonate is contained in component A5.1, the dimer of dibutylhydroxymethylphosphonate is preferably in a proportion of 0.1 to 30.0 % By weight, particularly preferably 1.0 to 25.0% by weight, very particularly preferably 4.0 to 15.0% by weight, based on the total weight of the dibutylhydroxymethylphosphonate.
Zusätzlich zur Komponente A5.1 kann das Flammschutzmittel A5 weitere Flammschutzmittel wie beispielsweise Phosphate, wie z. B. Triethylphosphat (TEP), Triphenylphosphat (TPP), Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat (DPK), tert-Butylphenyldiphenylphosphat, Resorcinyldiphenylphosphat (auch als Oligomer) und Bisphenol-A-bis(diphenylphosphat) (auch als Oligomer). Phosphonate wie Diethylethylphosphonat (DEEP), Dimethylpropylphosphonat (DMPP), Diethanolaminomethylphosphonsäurediethylester, Veriquel® R100 bzw.„E06-16“ von der Fa. ICL, und auch gemischte Phosphonate wie Ethylbutylhydroxymethylphosphonat sowie Phosphinate wie 9,10-Dihydro-9-oxa-10-phosphorylphenanthrene-10-oxid (DOPO), Salze der Diphenylphosphinigen Säure und Salze der Diethylphosphinigen Säure Et2P02H (Exolit® OP 1235, Exolit® OP 935, Exolit® OP 935, Exolit® OP L 1030) eingesetzt werden. Weitere geeignete Flammschutzmittel A5 sind beispielsweise bromierte Ester, bromierte Ether (Ixol) oder bromierte Alkohole wie Dibromneopentylakohol, Tribromneopentylalkohol, Tetrabromphthalat Diol, sowie chlorierte Phosphate wie Tris(2-chlorethyl)phosphat, Tris-(2-chlorpropyl)phosphat (TCPP), Tris(l,3-dichlorpropyl)phosphat, Tris-(2,3-dibrompropyl)phosphat, Tetrakis-(2-chlorethyl)- ethylendiphosphat, sowie handelsübliche halogenhaltige Flammschutzpolyole. Bevorzugt sind Diphenylkresylphosphat, Triethylphosphat und Bisphenol-A-bis(Diphenylphosphat). Es ist besonders bevorzugt, dass kein halogenhaltiges Flammschutzmittel eingesetzt wird. In addition to component A5.1, the flame retardant A5 can contain other flame retardants such as phosphates, such as. B. triethyl phosphate (TEP), triphenyl phosphate (TPP), tricresyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate (DPK), tert-butylphenyl diphenyl phosphate, resorcinyl diphenyl phosphate (also as oligomer) and bisphenol-A bis (diphenyl phosphate) (also as oligomer). Phosphonates such as diethylethylphosphonate (DEEP), dimethylpropylphosphonate (DMPP), diethanolaminomethylphosphonic acid diethyl ester, Veriquel ® R100 or “E06-16” from ICL, and also mixed phosphonates such as ethylbutylhydroxymethylphosphonate and phosphinates such as 9,10-oxa-dihydro-10 -phosphorylphenanthrene-10-oxide (DOPO), salts of diphenylphosphinous acid and salts of diethylphosphinous acid Et 2 P0 2 H (Exolit ® OP 1235, Exolit ® OP 935, Exolit ® OP 935, Exolit ® OP L 1030) can be used. Further suitable flame retardants A5 are, for example, brominated esters, brominated ethers (Ixol) or brominated alcohols such as dibromoneopentyl alcohol, tribromoneopentyl alcohol, tetrabromophthalate diol, and chlorinated phosphates such as tris (2-chloroethyl) phosphate, tris (2-chloropropyl) phosphate (TCPP), tris (1,3-dichloropropyl) phosphate, tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, tetrakis (2-chloroethyl) ethylene diphosphate, as well as commercially available halogen-containing flame retardant polyols. Diphenyl cresyl phosphate, triethyl phosphate and bisphenol A bis (diphenyl phosphate) are preferred. It is particularly preferred that no halogen-containing flame retardants are used.
Der Anteil der Komponente A5.1 am Flammschutzmittel A5 beträgt vorzugsweise 30,0 Gew.-% bis 100,0 Gew.-%, bevorzugt 50,0 bis 100,0 Gew.-%, insbesondere 80,0 bis 100,0 Gew. -%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Flammschutzmittels A5. The proportion of component A5.1 in the flame retardant A5 is preferably 30.0% by weight to 100.0% by weight, more preferably 50.0 to 100.0% by weight, in particular 80.0 to 100.0% by weight -%, each based on the total mass of the flame retardant A5.
Der Anteil an Komponente A5.1 im Reaktionsgemisch beträgt vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 30,0 Gew.-%, bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 25,0 Gew.-%, insbesondere 10,0 bis 25,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Komponente Al = 100 Gew.-%. The proportion of component A5.1 in the reaction mixture is preferably 0.1% by weight to 30.0% by weight, preferably 5.0% by weight to 25.0% by weight, in particular 10.0 to 25% , 0% by weight, based in each case on the total mass of the component Al = 100% by weight.
Als geeignete Isocyanatkomponente B kommen z. B. Polyisocyanate, d. h. Isocyanate mit einer NCO-Funktionalität von mindestens 2, in Frage. Beispiele solcher geeigneten Polyisocyanate sindSuitable isocyanate component B are, for. B. polyisocyanates, d. H. Isocyanates with an NCO functionality of at least 2 are possible. Examples of such suitable polyisocyanates are
1.4-Butylendiisocyanat, 1,5-Pentandiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat (FIDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, die isomeren Bis(4,4'- isocyanatocyclohexyl)methane oder deren Mischungen beliebigen Isomerengehalts, 1 ,4-Cyclohexylendiisocyanat, 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und/oder 2,6- Toluylendiisocyanat (TDI), 1,5-Naphthylendiisocyanat, 2,2'- und/oder 2,4'- und/oder 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und/oder höhere Homologe (polymeres MDI), 1,3- und/oder1,4-butylene diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (FIDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 2,2,4- and / or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, the isomeric bis (4,4'- isocyanatocyclohexyl) methanes or mixtures thereof with any isomer content, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,2'- and / or 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and / or higher homologues (polymeric MDI), 1,3- and / or
1.4-Bis-(2-isocyanato-prop-2-yl)-benzol (TMXDI), l,3-Bis-(isocyanatomethyl)benzol (XDI), sowie Alkyl-2,6-diisocyanatohexanoate (Lysindiisocyanate) mit CI- bis C6-Alkylgruppen. Bevorzugt wird die Isocyanatkomponente B ausgewählt aus mindestens einer Verbindung aus der Gruppe bestehend aus MDI, polymeres MDI und TDI. 1,4-bis- (2-isocyanato-prop-2-yl) -benzene (TMXDI), 1,3-bis- (isocyanatomethyl) benzene (XDI), as well as alkyl-2,6-diisocyanatohexanoate (lysine diisocyanate) with CI- bis C6 alkyl groups. Prefers the isocyanate component B is selected from at least one compound from the group consisting of MDI, polymeric MDI and TDI.
Neben den vorstehend genannten Polyisocyanaten können anteilig auch modifizierte Diisocyanate mit Uretdion-, Isocyanurat-, Urethan-, Carbodiimid-, Uretonimin-, Allophanat-, Biuret-, Amid-, Iminooxadiazindion- und/oder Oxadiazintrionstruktur sowie nicht-modifiziertes Polyisocyanat mit mehr als 2 NCO-Gruppen pro Molekül wie zum Beispiel 4-Isocyanatomethyl-l,8-octandiisocyanat (Nonantriisocyanat) oder Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, mit eingesetzt werden. In addition to the above-mentioned polyisocyanates, modified diisocyanates with uretdione, isocyanurate, urethane, carbodiimide, uretonimine, allophanate, biuret, amide, iminooxadiazinedione and / or oxadiazinetrione structure, and unmodified polyisocyanate with more than 2 NCO groups per molecule such as, for example, 4-isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate (nonane triisocyanate) or triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyanate, can also be used.
Statt oder zusätzlich zu den oben genannten Polyisocyanaten können auch geeignete NCO- Präpolymere als Isocyanatkomponente B eingesetzt werden. Die Präpolymere sind herstellbar durch Umsetzung eines oder mehrerer Polyisocyanate mit einem oder mehreren Polyolen, entsprechend den unter den Isocyanat-reaktiven Komponenten Al beschriebenen Polyolen. Instead of or in addition to the abovementioned polyisocyanates, suitable NCO prepolymers can also be used as isocyanate component B. The prepolymers can be prepared by reacting one or more polyisocyanates with one or more polyols, corresponding to the polyols described under the isocyanate-reactive components A1.
Unter der Isocyanat-Kennzahl (auch Kennzahl oder Isocyanat-Index genannt) wird der Quotient aus der tatsächlich eingesetzten Stoffmenge [Mol] an Isocyanat-Gruppen und der tatsächlich eingesetzten Stoffmenge [Mol] an Isocyanat-reaktiven Gruppen, multipliziert mit 100, verstanden: The isocyanate index (also called index or isocyanate index) is understood to mean the quotient of the amount of substance [mol] of isocyanate groups actually used and the amount of substance [mol] of isocyanate-reactive groups actually used, multiplied by 100:
Kennzahl = (Mole Isocyanat-Gruppen / Mole Isocyanat-reaktive Gruppen) * 100 Index = (moles of isocyanate groups / moles of isocyanate-reactive groups) * 100
Erfindungsgemäß beträgt die Kennzahl (Index) im Reaktionsgemisch 80 bis 600, vorzugsweise 100 bis 500, bevorzugt 200 bis 400. Diese Kennzahl liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 240 bis 400 in dem ein hoher Anteil an Polyisocyanuraten (PIR) vorliegt (der Schaumstoff wird als PIR-Schaumstoff oder PUR-/PIR-Schaumstoff bezeichnet) und zu einer höheren Flammwidrigkeit des PUR-/PIR-Schaumstoffs selbst führt. Ein anderer besonders bevorzugter Bereich für die Isocyanat-Kennzahl ist der Wertebereich von 90 bis 150, insbesondere von 110 bis 150 (der Schaumstoff wird als Polyurethanschaumstoff (PUR-Schaumstoff) bezeichnet) in dem der PUR- /PIR-Schaumstoff zum Beispiel zu geringerer Sprödigkeit neigt. According to the invention, the index in the reaction mixture is 80 to 600, preferably 100 to 500, preferably 200 to 400. This index is particularly preferably in a range from 240 to 400 in which a high proportion of polyisocyanurates (PIR) is present (the foam becomes referred to as PIR foam or PUR / PIR foam) and leads to a higher flame retardancy of the PUR / PIR foam itself. Another particularly preferred range for the isocyanate index is the value range from 90 to 150, in particular from 110 to 150 (the foam is referred to as polyurethane foam (PUR foam)) in which the PUR / PIR foam, for example, is less brittle tends.
Der NCO-Wert (auch: NCO-Gehalt, Isocyanatgehalt) wird bestimmt mittels EN ISO 11909 (Mai 2007). Falls nicht anders angegeben, handelt es sich um die Werte bei 25°C. The NCO value (also: NCO content, isocyanate content) is determined using EN ISO 11909 (May 2007). Unless otherwise stated, the values are at 25 ° C.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen PUR-/PIR-Schaumstoff der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist. The invention also relates to a PUR / PIR foam which is produced by the method according to the invention.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen PUR-/PIR- Schaumstoffe erfolgt nach dem Fachmann bekannten Einstufenverfahren, bei dem die Reaktionskomponenten kontinuierlich oder diskontinuierlich miteinander zur Reaktion gebracht werden und dann anschließend entweder manuell oder durch Zuhilfenahme maschineller Einrichtungen im Hochdruck- oder Niederdruckverfahren nach Austrag auf ein Transportband oder in geeignete Formen zur Aushärtung gebracht werden. Beispiele sind in US-A 2 764 565, in G.Oertel (Hrsg.)„Kunststoff- Handbuch", Band VII, Carl Hanser Verlag, 3. Auflage, München 1993, S. 267 ff., sowie in K. Uhlig (Hrsg.)„Polyurethan Taschenbuch", Carl Hanser Verlag, 2. Auflage, Wien 2001, S. 83-102 beschrieben. The PUR / PIR foams according to the invention are produced by one-step processes known to the person skilled in the art, in which the reaction components are reacted continuously or discontinuously with one another and then either manually or with the aid of mechanical devices in the high-pressure or low-pressure process after discharge onto a conveyor belt or in suitable forms for Curing are brought. Examples are in US-A 2,764,565, in G. Oertel (ed.) "Kunststoff-Handbuch", Volume VII, Carl Hanser Verlag, 3rd Edition, Munich 1993, p. 267 ff., And in K. Uhlig ( Ed.) "Polyurethan Taschenbuch", Carl Hanser Verlag, 2nd edition, Vienna 2001, pp. 83-102.
Die erfindungsgemäßen PUR-/PIR-Schaumstoffe finden bevorzugt zur Herstellung von Verbundelementen Verwendung. Üblicherweise findet hier die Verschäumung in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Weise gegen mindestens eine Deckschicht statt. The PUR / PIR foams according to the invention are preferably used for the production of composite elements. The foaming usually takes place here in a continuous or discontinuous manner against at least one cover layer.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist demzufolge die Verwendung eines erfindungsgemäßen PUR-/PIR-Schaumstoffes als Isolationsschaumstoff und/oder als Haftvermittler in Verbundelementen, wobei die Verbundelemente eine einen erfindungsgemäßen PUR-/PIR- Schaumstoff umfassende Schicht und mindestens eine Deckschicht umfassen. Die Deckschicht wird hierbei zumindest teilweise von einer den erfindungsgemäßen PUR-/PIR-Schaumstoff umfassenden Schicht kontaktiert. Verbundelemente der hier interessierenden Art werden auch als Sandwich-Elemente oder Dämmplatten bezeichnet und dienen in der Regel als Bauelemente für den Schallschutz, die Dämmung, zum Hallenbau oder für den Fassadenbau. Die Deckschichten können dabei z.B. Metallbahnen, Kunststoffbahnen oder bis zu 7 mm starke Spanplatten bilden, abhängig vom Einsatzzweck der Verbundelemente. Bei den einen oder zwei Deckschichten kann es sich jeweils um eine flexible Deckschicht, z.B. um eine Aluminium-Folie, Papier, Multischicht- Deckschichten aus Papier und Aluminium oder aus Mineralvließ, und/oder um eine starre Deckschicht, z.B. aus Stahlblech oder Spanplatten, handeln. The invention therefore also relates to the use of a PUR / PIR foam according to the invention as insulation foam and / or as an adhesion promoter in composite elements, the composite elements comprising a layer comprising a PUR / PIR foam according to the invention and at least one cover layer. The cover layer is at least partially contacted by a layer comprising the PUR / PIR foam according to the invention. Composite elements of the type of interest here are also known as sandwich elements or insulation panels and are generally used as components for soundproofing, insulation, hall construction or facade construction. The cover layers can e.g. Metal sheets, plastic sheets or up to 7 mm thick chipboard form, depending on the purpose of the composite elements. The one or two cover layers can each be a flexible cover layer, e.g. around an aluminum foil, paper, multi-layer cover layers made from paper and aluminum or from mineral fleece, and / or around a rigid cover layer, e.g. made of sheet steel or chipboard.
In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von PUR- /PIR-Schaumstoffen durch die Umsetzung eines Reaktionsgemisches enthaltend In a first embodiment, the invention relates to a process for producing PUR / PIR foams by converting a reaction mixture containing them
Al eine Isocyanat-reaktive Komponente Al is an isocyanate-reactive component
A2 Treibmittel A2 propellant
A3 Katalysator A3 catalyst
A4 gegebenenfalls Additiv A4 optionally additive
A5 Flammschutzmittel mit A5 flame retardant with
B einer Isocyanatkomponente, wobei die Herstellung bei einer Kennzahl von 80 bis 600 erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel A5 als Komponente A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer enthält. B an isocyanate component, the production being carried out with an index from 80 to 600, characterized in that the flame retardant A5 contains as component A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer.
In einer zweiten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass in der Isocyanat-reaktiven Komponente Al ein Polyesterpolyol enthalten ist. In a second embodiment, the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that the isocyanate-reactive component Al contains a polyester polyol.
In einer dritten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterpolyol eine OH-Zahl im Bereich von 100 bis 400 mg KOH/g aufweist. In a third embodiment, the invention relates to a method according to the second embodiment, characterized in that the polyester polyol has an OH number in the range from 100 to 400 mg KOH / g.
In einer vierten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel A2 ausgewählt ist aus einer oder mehreren Verbindungen der Gruppe bestehend aus halogenfreien chemischen Treibmitteln, halogenfreien physikalischen Treibmitteln und (hydro)fluorierten Olefinen. In a fourth embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 3, characterized in that the blowing agent A2 is selected from one or more compounds from the group consisting of halogen-free chemical blowing agents, halogen-free physical blowing agents and (hydro) fluorinated olefins.
In einer fünften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer derIn a fifth embodiment, the invention relates to a method according to one of the
Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel A5 30,0 Gew.- % bis 100,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Flammschutzmittels A5, der Komponente A5.1 enthält. Embodiments 1 to 4, characterized in that the flame retardant A5 contains 30.0% by weight to 100.0% by weight, based on the total mass of the flame retardant A5, of component A5.1.
In einer sechsten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Komponente A5.1 0,1 Gew.-% bis 30,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Komponente Al = 100 Gew.-% und bevorzugt 0,04-0,4 mol Phosphonat pro kg Schaumstoff beträgt. In a sixth embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 5, characterized in that the proportion of component A5.1 is 0.1% by weight to 30.0% by weight, based on the total mass of the component Al = 100% by weight and preferably 0.04-0.4 mol of phosphonate per kg of foam.
In einer siebten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer derIn a seventh embodiment, the invention relates to a method according to one of the
Ausführungsformen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel A5 kein halogenhaltiges Flammschutzmittel enthält. Embodiments 1 to 6, characterized in that the flame retardant A5 does not contain any halogen-containing flame retardants.
In einer achten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer derIn an eighth embodiment, the invention relates to a method according to one of the
Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 mittels eines Katalysators, ausgewählt aus mindestens einer Verbindung der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Basen, Alkalicarbonaten und Aminen, wobei tertiäre Trialkylaminen ausgenommen sind, hergestellt wurde. Embodiments 1 to 7, characterized in that component A5.1 was prepared by means of a catalyst selected from at least one compound from the group consisting of phosphorus-containing bases, alkali carbonates and amines, with the exception of tertiary trialkylamines.
In einer neunten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 mittels einer phosphorhaltigen Base als Katalysator hergestellt wurde. In einer zehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 in Abwesenheit tertiärer Amine und ohne phosphorfreie Lösungsmittel hergestellt wurde. In a ninth embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 7, characterized in that component A5.1 was produced using a phosphorus base as a catalyst. In a tenth embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 7, characterized in that component A5.1 was produced in the absence of tertiary amines and without phosphorus-free solvents.
In einer elften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 ein Gemisch von Dibutylhydroxymethylphosphonat und 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des eingesetzten Dibutylhydroxymethylphosphonat, des Dimers von Dibutylhydroxymethylphosphonat, ist. In an eleventh embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 10, characterized in that component A5.1 is a mixture of dibutylhydroxymethylphosphonate and 0.1 to 30% by weight, based on the total weight of the dibutylhydroxymethylphosphonate used Dimer of dibutyl hydroxymethyl phosphonate.
In einer zwölften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach der ersten Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgemisch enthaltend In a twelfth embodiment, the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that containing the reaction mixture
Al 50 Gew.-% bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer Polyesterpolyole und 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Polyetherpolyole, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente Al, Al 50% by weight to 100% by weight of one or more polyester polyols and 0% by weight to 20% by weight of one or more polyether polyols, each based on the total weight of component Al,
A2 Wasser und physikalische Treibmittel, A2 water and physical blowing agents,
A3 Katalysator, A3 catalyst,
A4 gegebenenfalls Additiv, A4 if necessary additive,
A5 Flammschutzmittel, enthaltend A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer,, mit A5 Flame retardant containing A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat and optionally its dimer ,, with
B polymeres Isocyanat umgesetzt wird. B polymeric isocyanate is reacted.
In einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach der ersten Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reaktionsgemisch enthaltend In a thirteenth embodiment, the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that it contains a reaction mixture
Al ein Polyesterpolyol mit einer Hydroxylzahl von 50 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, Al is a polyester polyol with a hydroxyl number of 50 mg KOH / g to 400 mg KOH / g,
A2 Treibmittel, enthaltend eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus halogenfreien chemischen Treibmitteln, halogenfreien physikalischen Treibmitteln und (hydro)fluorierten Olefinen, A2 propellant, containing a compound selected from the group consisting of halogen-free chemical propellants, halogen-free physical propellants and (hydro) fluorinated olefins,
A3 Katalysator, enthaltend Alkalicarboxylat und/oder Di- oder Trialkylaminomethylphenol, A4 Additiv, enthaltend einen Schaumstabilisator, A3 catalyst containing alkali metal carboxylate and / or di- or trialkylaminomethylphenol, A4 additive, containing a foam stabilizer,
A5 Flammschutzmittel, enthaltend A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer, mit B monomeres und polymeres MDI umgesetzt wird. A5 flame retardant containing A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer, is reacted with B monomeric and polymeric MDI.
In einer vierzehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen PUR-/PIR-Schaumstoff, erhältlich nach dem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 13. In a fourteenth embodiment, the invention relates to a PUR / PIR foam, obtainable by the method according to one of embodiments 1 to 13.
In einer fünfzehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung von PUR-/PIR- Schaumstoffen nach der vierzehnten Ausführungsform zur Herstellung eines Isolationsmaterials. In a fifteenth embodiment, the invention relates to the use of PUR / PIR foams according to the fourteenth embodiment for producing an insulation material.
In einer sechszehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung bei einer Kennzahl von 110 bis 150 erfolgt. In a sixteenth embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 13, characterized in that the production takes place with an index from 110 to 150.
In einer siebzehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung bei einer Kennzahl von 240 bis 390 erfolgt. In a seventeenth embodiment, the invention relates to a method according to one of embodiments 1 to 13, characterized in that production takes place with a code number from 240 to 390.
Beispiele Examples
Die OH-Zahl (Hydroxylzahl) wurde gemäß DIN 53240-1 (Juni 2013) bestimmt. Die Bestimmung der Säurezahl wurde gemäß DIN EN ISO 2114 (November 2006) durchgeführt. Die Bestimmung der Viskosität erfolgte auf einem Physica MCR 501 Rheometer der Fa. Anton Paar. Es wurde eine Kegel-Platte-Konfiguration mit einem Abstand von 1 mm gewählt (Messsystem DCP25). Das Polyol (0,1 g) wurde auf der Rheometerplatte aufgebracht und bei 25 °C einer Scherung von 0,01 bis 1000 1/s unterworfen und für 10 min alle 10 s die Viskosität gemessen. Angegeben ist die über alle Messpunkte gemittelte Viskosität. The OH number (hydroxyl number) was determined in accordance with DIN 53240-1 (June 2013). The acid number was determined in accordance with DIN EN ISO 2114 (November 2006). The viscosity was determined on a Physica MCR 501 rheometer from Anton Paar. A cone-plate configuration with a distance of 1 mm was selected (DCP25 measuring system). The polyol (0.1 g) was applied to the rheometer plate and subjected to a shear of 0.01 to 1000 1 / s at 25 ° C. and the viscosity was measured every 10 s for 10 minutes. The viscosity given is averaged over all measuring points.
Diethylhydroxymethylphosphonat (DEHMP) und Dibutylhydroxymethylphosphonat (DBHMP) werden mittels Protonen-entkoppelter 31P-NMR-Spektroskopie anhand ihrer Signale bei 23,8 undDiethylhydroxymethylphosphonate (DEHMP) and dibutylhydroxymethylphosphonate (DBHMP) are determined by means of proton-decoupled 31 P-NMR spectroscopy on the basis of their signals at 23.8 and
23.7 ppm identifiziert (H3PO4 =0,0 ppm). Die Dimere sind durch je zwei Dubletts (JP P = 59 Hz) bei23.7 ppm identified (H3PO4 = 0.0 ppm). The dimers are each made up of two doublets (J PP = 59 Hz)
17.8 und 25,2 ppm für DEHMP und 18,2 und 25.3 ppm für DBHMP identifiziert. Die O- acetylierten Derivate lassen sich durch ihre 31P-Signale bei 17,85 ppm (acetyliertes DEHMP) bzw. 18,0 ppm (acetyliertes DBHMP) und Dubletts bei 16,7 bzw. 19,7 ppm (Dimere des acetylierten DEHMP) bzw. Dubletts bei 16,9 bzw. 19,8 ppm (Dimere des acetylierten DBHMP) identifizieren. Im Folgenden wird ein Indikator D/M angegeben, der die 31P-NMR-Integrale des mit dem Dimeren assoziierten Dubletts im Bereich von 16,5-18,5 ppm zum Monomer angibt. Die Umrechnung des Indikators D/M zu einem Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer erfolgt unter den Annahmen gleicher Relaxationszeit aller Phosphoratome im 31P-NMR und Vernachlässigung ggf. überlagerter Spurenverunreinigungen 17.8 and 25.2 ppm for DEHMP and 18.2 and 25.3 ppm for DBHMP. The O-acetylated derivatives can be identified by their 31 P signals at 17.85 ppm (acetylated DEHMP) and 18.0 ppm (acetylated DBHMP) and doublets at 16.7 and 19.7 ppm (dimers of the acetylated DEHMP) Identify or doublets at 16.9 or 19.8 ppm (dimers of the acetylated DBHMP). An indicator D / M is given below which gives the 31 P-NMR integrals of the doublet associated with the dimer in the range of 16.5-18.5 ppm to the monomer. The conversion of the indicator D / M to a weight ratio of monomer to dimer takes place under the assumption of the same relaxation time of all phosphorus atoms in the 31 P-NMR and neglecting possibly superimposed trace impurities
Einsatzstoffe: Input materials:
Al-1 86 Gew .-% eines aliphatischen Polyesterpolyols mit OH-Zahl 214 mg KOH/g und einer Viskosität von 2000 mPas bei 25°C, hergesteht durch Umsetzung eines Gemischs von Adipinsäure, Bernsteinsäure und Glutarsäure mit Ethylenglykol,Al-1 86% by weight of an aliphatic polyester polyol with an OH number of 214 mg KOH / g and a viscosity of 2000 mPas at 25 ° C, produced by reacting a mixture of adipic acid, succinic acid and glutaric acid with ethylene glycol,
14 Gew.-% eines aliphatischen Polyetherpolyols mit OH-Zahl 28, 90 Mol-% primären OH-Gruppen und einer Viskosität von 860 mPas bei 25°C (Desmophen® L 2830, Covestro Deutschland AG) 14% by weight of an aliphatic polyether polyol with an OH number of 28, 90 mol% of primary OH groups and a viscosity of 860 mPas at 25 ° C (Desmophen ® L 2830, Covestro Deutschland AG)
Al-2 93 Gew.-% eines Polyesterpolyols auf Basis von Terephthalsäure, Adipinsäure und Al-2 93% by weight of a polyester polyol based on terephthalic acid, adipic acid and
Diethylenglykol mit OH-Zahl 195 mg KOH/g, Diethylene glycol with OH number 195 mg KOH / g,
7 Gew.-% eines Polyetherpolyols mit einem zentralen Block aus Propylenoxid und zwei endständigen Blöcken aus Ethylenoxid Al-3 100 Gew.-% eines aromatischen Polyesterpolyols mit OH-Zahl 240 mg KOH/g (Stepanpol® PS-2352, Fa. Stepan Company) 7 wt .-% of a polyether polyol with a central block of propylene oxide and two terminal blocks of ethylene oxide Al-3 wt .-% of an aromatic 100 polyester polyol having an OH number of 240 mg KOH / g (Stepanpol ® PS-2352, Fa. Stepan Company)
A2-1 n-Pentan A2-1 n-pentane
A2-2 Wasser A2-3 Gemisch aus cyclo-Pentan und iso-Pentan in einem Gewichtsverhältnis von 30/70 A2-2 water A2-3 mixture of cyclo-pentane and iso-pentane in a weight ratio of 30/70
A3-1 Dimethylcyclohexylamin A3-1 dimethylcyclohexylamine
A3-2 25 Gew.-% Kaliumacetat in Diethylenglykol A3-2 25 wt% potassium acetate in diethylene glycol
A4-1 Polyether-modifiziertes Silicon (Tegostab® B8421, Fa. Evonik) A4-1 polyether-modified silicone (Tegostab ® B8421, Evonik)
A5-1 Tris(2-chlorisopropyl)phosphat (Levagard® PP, Fa. Lanxess) A5-2 Diphenylkresylphosphat (Disflamoll® DPK, Fa. Lanxess) A5-1 tris (2-chloroisopropyl) phosphate (Levagard ® PP, Lanxess) A5-2 diphenyl cresyl phosphate (Disflamoll ® DPK, Lanxess)
A5-3 cyclisches Phosphonat mit einem Anteil von 19 Gew.-% Phosphor (Aflammit® PLF A5-3 cyclic phosphonate with a proportion of 19% by weight phosphorus (Aflammit® PLF
710, Fa. Thor GmbH) 710, Thor GmbH)
B-l polymeres MDI mit einer Viskosität von 700 mPas bei 25°C und einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-% (Desmodur® 44V70L, Covestro Deutschland AG) BI polymeric MDI with a viscosity of 700 mPas at 25 ° C and an NCO content of 31.5% by weight (Desmodur ® 44V70L, Covestro Deutschland AG)
A5-4: Herstellung von Diethylhydroxymethylphosphonat (DEHMP) A5-4: Production of diethylhydroxymethylphosphonate (DEHMP)
138,1 g Diethylphosphit (1 mol), 36,04 g Paraformaldehyd (1,2 mol), 0,2 dm3 Isobutanol, 0,15 dm3 Cyclopentan und 6,9 g Kaliumcarbonat (50 mmol, 5 mol-%) werden bei 35°C gemischt und unter Rühren in einem 1-dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer für eine Stunde zum Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen und Filtrieren werden aus der Mischung am Rotationsverdampfer bei 60°C bis zu einem End vakuum von 10 mbar die Lösungsmittel abgezogen. Es bleibt eine Ausbeute von 178,25 Gramm einer klaren Flüssigkeit. Die OH-Zahl beträgt 300 mg KOH/g, die Säurezahl 5,83 mg KOH/g. D/M = 0,011 138.1 g diethyl phosphite (1 mol), 36.04 g paraformaldehyde (1.2 mol), 0.2 dm 3 isobutanol, 0.15 dm 3 cyclopentane and 6.9 g potassium carbonate (50 mmol, 5 mol%) are mixed at 35 ° C and heated to reflux for one hour while stirring in a 1 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer. After cooling and filtering, the solvents are drawn off from the mixture on a rotary evaporator at 60 ° C. up to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 178.25 grams of a clear liquid remains. The OH number is 300 mg KOH / g, the acid number 5.83 mg KOH / g. D / M = 0.011
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 98:2 Calculated weight ratio of monomer to dimer = 98: 2
A5-5: Herstellung von Diethylhydroxymethylphosphonat (DEHMP) A5-5: Production of diethylhydroxymethylphosphonate (DEHMP)
138,1 g Diethylphosphit (1 mol), 0,35 dm3 1-Butanol und 36,04 g Paraformaldehyd (1,2 mol) unter Rühren in einem 0,5 -dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer auf 35°C aufgeheizt. 6,9 Gramm trockenes Kaliumcarbonat werden portionsweise zugegeben. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Wasserbades bei < 60°C gehalten. Die Reaktionsmischung wird nach Zugabe insgesamt 1 Stunde bei 60°C gerührt. Nach dem Abkühlen und Filtrieren wird die Lösung und aus der Mischung am Rotationsverdampfer von auf 60°C ansteigend über vier Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar destilliert. Man erhält eine Ausbeute von 180 Gramm. D/M = 0,009 138.1 g diethyl phosphite (1 mol), 0.35 dm 3 1-butanol and 36.04 g paraformaldehyde (1.2 mol) with stirring in a 0.5 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer at 35 ° C heated. 6.9 grams of dry potassium carbonate are added in portions. The temperature is kept at <60 ° C. with the aid of a water bath. After the addition, the reaction mixture is stirred at 60 ° C. for a total of 1 hour. After cooling and filtering, the solution and the mixture are distilled on a rotary evaporator from increasing to 60 ° C. over four hours to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 180 grams is obtained. D / M = 0.009
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 98:2 Calculated weight ratio of monomer to dimer = 98: 2
A5.1-1: Herstellung von Dibutylhydroxymethylphosphonat (DBHMP) mit Kaliumphosphat als Katalysator A5.1-1: Production of dibutylhydroxymethylphosphonate (DBHMP) with potassium phosphate as a catalyst
97,4 g Dibutylphosphit (0,5 mol), 25,03 g Tributylphosphit (0,1 mol) und 3,4 g Kaliumphosphat K3PO4 (16 mmol, 1,6 mol-%) werden gemischt und unter Rühren in einem 0,5-dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer auf 65°C aufgeheizt. Parallel werden in einer PE-Spritzflasche mit einem Magnetrührer bei 20°C 31,5 g Paraformaldehyd (1,05 mol) in 58,2 g Dibutylphosphit (0,3 mol) aufgerührt. Die Suspension wird in sechs Portionen in den Vierhalskolben dosiert. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Wasserbades bei < 75°C gehalten. Nach der sechsten Portion werden 19,4 g Dibutylphosphit (0,1 mol) in die Spritzflasche gefüllt und das restliche an den Wandungen anhaftende Paraformaldehyd wird in den Vierhalskolben gespült. Die Reaktionsmischung wird nach Zugabe insgesamt 4 Stunden bei 75°C gerührt. Nach dem Abkühlen und wird die Lösung und aus der Mischung am Rotationsverdampfer von 60°C auf 75 °C ansteigend über vier Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar 9,0 Gramm Destillat abgezogen. Es bleibt eine Ausbeute von 212,9 Gramm einer klaren Flüssigkeit. Die OH-Zahl beträgt 212 mg KOH/g, die Säurezahl 0,5 mg KOH/g. 97.4 g of dibutyl phosphite (0.5 mol), 25.03 g of tributyl phosphite (0.1 mol) and 3.4 g of potassium phosphate K3PO4 (16 mmol, 1.6 mol%) are mixed and, with stirring, in a 0, 5 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer heated to 65 ° C. In parallel, 31.5 g of paraformaldehyde (1.05 mol) in 58.2 g of dibutyl phosphite (0.3 mol) are stirred up in a PE squirt bottle with a magnetic stirrer at 20 ° C. The suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at <75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. After cooling, the solution and 9.0 grams of distillate are drawn off from the mixture on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 75 ° C. over four hours up to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 212.9 grams of a clear liquid remains. The OH number is 212 mg KOH / g, the acid number 0.5 mg KOH / g.
D/M = 0,11 D / M = 0.11
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 84:16 A5.1-2: Herstellung von Butylethylhydroxymethylphosphonat mit Kaliumphosphat als Katalysator Calculated weight ratio of monomer to dimer = 84:16 A5.1-2: Production of butyl ethyl hydroxymethyl phosphonate with potassium phosphate as a catalyst
97,4 g Dibutylphosphit (0,5 mol), 16,62 g Triethylphosphit (0,1 mol) und 1,36 g Kaliumphosphat K3PO4 (6,4 mmol, 0,64 mol-%) werden gemischt und unter Rühren in einem 0,5-dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer auf 70°C aufgeheizt. Parallel werden in einer PE-Spritzflasche mit einem Magnetrührer bei 20°C 31,5 g Paraformaldehyd (1,05 mol) in 58,2 g Dibutylphosphit (0,3 mol) aufgerührt. Die Suspension wird in sechs Portionen in den Vierhalskolben dosiert. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Wasserbades bei < 75°C gehalten. Nach der sechsten Portion werden 19,4 g Dibutylphosphit (0,1 mol) in die Spritzflasche gefüllt und das restliche an den Wandungen anhaftende Paraformaldehyd wird in den Vierhalskolben gespült. Die Reaktionsmischung wird nach Zugabe insgesamt 4 Stunden bei 75°C gerührt. Nach dem Abkühlen und wird die Lösung und aus der Mischung am Rotationsverdampfer von 60°C auf 75°C ansteigend über vier Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar Destillat (0,9 Gramm) abgezogen. Es bleibt nach Filtrieren über einen Papierfaltenfilter ein Filterrückstand von 7,6 Gramm und eine Ausbeute von 204 Gramm einer klaren Flüssigkeit. Die OH-Zahl beträgt 210 mg KOH/g, die Säurezahl 1,45 mg KOH/g. 97.4 g of dibutyl phosphite (0.5 mol), 16.62 g of triethyl phosphite (0.1 mol) and 1.36 g of potassium phosphate K3PO4 (6.4 mmol, 0.64 mol%) are mixed and, with stirring, in a 0.5 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer heated to 70 ° C. In parallel, 31.5 g of paraformaldehyde (1.05 mol) in 58.2 g of dibutyl phosphite (0.3 mol) are stirred up in a PE squirt bottle with a magnetic stirrer at 20 ° C. The suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at <75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. After cooling, the solution and the mixture are drawn off on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 75 ° C. over four hours to a final vacuum of 10 mbar distillate (0.9 grams). After filtering through a folded paper filter, there remains a filter residue of 7.6 grams and a yield of 204 grams of a clear liquid. The OH number is 210 mg KOH / g, the acid number 1.45 mg KOH / g.
D/M = 0,06 D / M = 0.06
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 91:9 Calculated weight ratio of monomer to dimer = 91: 9
A5.1-3: Herstellung von Dibutylhydroxymethylphosphonat (DBHMP) mit Kaliumphosphat als Katalysator A5.1-3: Production of dibutylhydroxymethylphosphonate (DBHMP) with potassium phosphate as a catalyst
97,4 g Dibutylphosphit (0,5 mol), 25,03 g Tributylphosphit (0,1 mol) und 1,36 g Kaliumphosphat K3PO4 (6,4 mmol, 0,64 mol-%) werden gemischt und unter Rühren in einem 0,5-dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer auf 70°C aufgeheizt. Parallel werden in einer PE-Spritzflasche mit einem Magnetrührer bei 20°C 31,5 g Paraformaldehyd (1,05 mol) in 58,2 g Dibutylphosphit (0,3 mol) aufgerührt. Die Suspension wird in sechs Portionen in den Vierhalskolben dosiert. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Wasserbades bei < 75°C gehalten. Nach der sechsten Portion werden 19,4 g Dibutylphosphit (0,1 mol) in die Spritzflasche gefüllt und das restliche an den Wandungen anhaftende Paraformaldehyd wird in den Vierhalskolben gespült. Die Reaktionsmischung wird nach Zugabe insgesamt 4 Stunden bei 75°C gerührt. Nach dem Abkühlen und wird die Lösung und aus der Mischung am Rotationsverdampfer von 60°C auf 75°C ansteigend über vier Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar Destillat (5,75 Gramm) abgezogen. Es bleibt nach Filtrieren über einen Papierfaltenfilter ein Filterrückstand von 8,4 Gramm und eine Ausbeute von 207 Gramm einer klaren Flüssigkeit. Die OH-Zahl beträgt 213 mg KOH/g, die Säurezahl 0,48 mg KOH/g. 97.4 g of dibutyl phosphite (0.5 mol), 25.03 g of tributyl phosphite (0.1 mol) and 1.36 g of potassium phosphate K3PO4 (6.4 mmol, 0.64 mol%) are mixed and, with stirring, in a 0.5 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer heated to 70 ° C. In parallel, 31.5 g of paraformaldehyde (1.05 mol) in 58.2 g of dibutyl phosphite (0.3 mol) are stirred up in a PE squirt bottle with a magnetic stirrer at 20 ° C. The suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at <75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. After cooling, the solution and the mixture are drawn off on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 75 ° C. over four hours to a final vacuum of 10 mbar distillate (5.75 grams). It remains after filtering over one Pleated paper filter had a filter residue of 8.4 grams and a yield of 207 grams of a clear liquid. The OH number is 213 mg KOH / g, the acid number 0.48 mg KOH / g.
D/M = 0,07 D / M = 0.07
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 90:10 Calculated weight ratio of monomer to dimer = 90:10
A5.1-4: Herstellung von Dibutylhydroxymethylphosphonat mit Phosphazen als Katalysator A5.1-4: Production of dibutylhydroxymethylphosphonate with phosphazene as a catalyst
97,4 g Dibutylphosphit (0,5 mol), 25,03 g Tributylphosphit (0,1 mol) und 0,1 g Phosphazenbase BTPP (0,32 mmol, 0,032 mol-%) werden gemischt und unter Rühren in einem 0,5-dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer auf 70°C aufgeheizt. Parallel werden in einer PE-Spritzflasche mit einem Magnetrührer bei 20°C 31,5 g Paraformaldehyd (1,05 mol) in 58,2 g Dibutylphosphit (0,3 mol) aufgerührt. Die Suspension wird in sechs Portionen in den Vierhalskolben dosiert. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Wasserbades bei < 75°C gehalten. Nach der sechsten Portion werden 19,4 g Dibutylphosphit (0,1 mol) in die Spritzflasche gefüllt und das restliche an den Wandungen anhaftende Paraformaldehyd wird in den Vierhalskolben gespült. Die Reaktionsmischung wird nach Zugabe insgesamt 4 Stunden bei 75°C gerührt. Dann ist die Reaktionsmischung ganz klar. Nach dem Abkühlen werden aus der Mischung am Rotationsverdampfer von 60°C auf 90°C ansteigend über drei Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar 8,7 Gramm Destillat abgezogen. Es bleibt eine Ausbeute von 216,2 Gramm einer klaren Flüssigkeit. Die OH-Zahl beträgt 203 mg KOH/g, die Säurezahl 1,3 mg KOH/g. 97.4 g of dibutyl phosphite (0.5 mol), 25.03 g of tributyl phosphite (0.1 mol) and 0.1 g of phosphazene base BTPP (0.32 mmol, 0.032 mol%) are mixed and, with stirring, in a 0, 5 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer heated to 70 ° C. In parallel, 31.5 g of paraformaldehyde (1.05 mol) in 58.2 g of dibutyl phosphite (0.3 mol) are stirred up in a PE squirt bottle with a magnetic stirrer at 20 ° C. The suspension is dosed in six portions into the four-necked flask. The temperature is kept at <75 ° C. with the aid of a water bath. After the sixth portion, 19.4 g of dibutyl phosphite (0.1 mol) are poured into the squirt bottle and the remaining paraformaldehyde adhering to the walls is rinsed into the four-necked flask. After the addition, the reaction mixture is stirred at 75 ° C. for a total of 4 hours. Then the reaction mixture is very clear. After cooling, 8.7 grams of distillate are drawn off from the mixture on a rotary evaporator, increasing from 60 ° C. to 90 ° C. over three hours up to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 216.2 grams of a clear liquid remains. The OH number is 203 mg KOH / g, the acid number 1.3 mg KOH / g.
D/M = 0,039 D / M = 0.039
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 94:6 Calculated weight ratio of monomer to dimer = 94: 6
A5.1-5: Herstellung von Dibutylhydroxymethylphosphonat mit Diisopropylethylamin als Katalysator A5.1-5: Production of dibutylhydroxymethylphosphonate with diisopropylethylamine as a catalyst
33,33 mL des Ansatzes von A5-4, 31,5 g Paraformaldehyd (1,05 mol) und 3,05 g Diisopropyethylamin (23,6 mmol, 2,36 mol-%) werden gemischt und unter Rühren in einem 0,5- dm3 Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Stickstoffüberlagerung und Thermometer auf 50°C aufgeheizt. Eine Mischung aus 175 g Dibutylphosphit (0,9 mol) und 25,03 g Tributylphosphit (0,1 mol) wird portionsweise in den Vierhalskolben dosiert. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Wasserbades bei < 50°C gehalten. Nach Zugabe wird die Mischung zwei Stunden bei 75°C gerührt. Dann ist die Reaktionsmischung ganz klar. Aus der Rohware werden am Rotationsverdampfer von 45°C auf 75°C ansteigend über drei Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar 14,13 Gramm Destillat abgezogen. Es bleibt eine Ausbeute von 245,87 Gramm einer klaren Flüssigkeit. Die OH-Zahl beträgt 204 mg KOH/g, die Säurezahl 2,9 mg KOH/g. D/M = 0,054 33.33 mL of the batch of A5-4, 31.5 g of paraformaldehyde (1.05 mol) and 3.05 g of diisopropyethylamine (23.6 mmol, 2.36 mol%) are mixed and stirred in a 0, 5 dm 3 four-necked flask with reflux condenser, nitrogen blanket and thermometer heated to 50 ° C. A mixture of 175 g of dibutyl phosphite (0.9 mol) and 25.03 g of tributyl phosphite (0.1 mol) is metered into the four-necked flask in portions. The temperature is kept at <50 ° C. with the aid of a water bath. After the addition, the mixture is kept at 75 ° C. for two hours touched. Then the reaction mixture is very clear. 14.13 grams of distillate are withdrawn from the raw material on a rotary evaporator, increasing from 45 ° C. to 75 ° C. over three hours to an ultimate vacuum of 10 mbar. A yield of 245.87 grams of a clear liquid remains. The OH number is 204 mg KOH / g, the acid number 2.9 mg KOH / g. D / M = 0.054
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 92:8 entsprechen Calculated weight ratio of monomer to dimer = 92: 8
A5.1-6: Herstellung von acetyliertem Diethylhydroxymethylphosphonat A5.1-6: Production of acetylated diethylhydroxymethylphosphonate
In einem 0,1 -dm3 Rundkolben werden 45 g A5-5 mit 25 g Acetanhydrid verrührt. Die Reaktion ist zunächst leicht exotherm, Nach Stehen über Nacht bei Raumtemperatur wird die Mischung am Rotationsverdampfer von auf 100°C ansteigend über vier Stunden bis zu einem Endvakuum von 10 mbar destilliert. Man erhält eine Ausbeute von 57 Gramm. D/M = 0,016 In a 0.1 dm 3 round bottom flask, 45 g of A5-5 are stirred with 25 g of acetic anhydride. The reaction is initially slightly exothermic. After standing overnight at room temperature, the mixture is distilled on a rotary evaporator from increasing to 100 ° C. over four hours to a final vacuum of 10 mbar. A yield of 57 grams is obtained. D / M = 0.016
Berechnetes Gewichtsverhältnis von Monomer zu Dimer = 98:2. Calculated weight ratio of monomer to dimer = 98: 2.
Herstellung und Prüfung der PUR-/PIR- Schaumstoffe Production and testing of PUR / PIR foams
Die Flammenausbreitung der PUR-/PIR-Schaumstoffe wurde durch Kantenbeflammung mit dem Kleinbrennertest gemäß DIN 4102-1 (Mai 1998) an einer 18 cm x 9 cm x 2 cm großen Probe gemessen. Die Messung der Wärmefreisetzung erfolgte gemäß ISO 5660-1 (März 2015) mit dem „Cone Calorimeter“. The flame spread of the PUR / PIR foams was measured by applying flame to the edges with the small burner test according to DIN 4102-1 (May 1998) on a sample measuring 18 cm x 9 cm x 2 cm. The heat release was measured in accordance with ISO 5660-1 (March 2015) with the "cone calorimeter".
Die Messung der Rohdichte wurde nach der DIN EN ISO 845 (Oktober 2009) durchgeführt. The bulk density was measured in accordance with DIN EN ISO 845 (October 2009).
Durch Zugversuche gemäß DIN 53430 (September 1975) wurde an Zugstäben (gefräst nach DIN 53430 5.1) die Zugfestigkeit (öFmax), die Bruchdehnung (sBmch) und ein Maß für die Zähigkeit (öFmax*eBmch/2) bestimmt. Die Offenzelligkeit der PUR-/PIR-Schaumstoffe wurde mit einem Accupyk-1330-Gerät an Probenkörpern mit den Maßen 5 cm x 3 cm x 3 cm nach DIN EN ISO 4590 (August 2003) gemessen. Tensile tests in accordance with DIN 53430 (September 1975) were used to determine tensile strength (ö Fmax ), elongation at break (s Bmch ) and a measure of toughness (ö Fmax * e Bmch / 2) on tensile rods (milled according to DIN 53430 5.1). The open-cell content of the PUR / PIR foams was measured with an Accupyk 1330 device on test specimens measuring 5 cm x 3 cm x 3 cm in accordance with DIN EN ISO 4590 (August 2003).
Auf Basis der Polyolkomponenten wurden im Labor PUR-/PIR-Schaumstoffe durch die Vermischung von 0,3 dm3 eines Reaktionsgemisches in einem Pappbecher hergestellt. Dazu wurden der jeweiligen Polyolkomponente das Flammschutzmittel, der Schaumstabilisator, Katalysatoren und Wasser und Pentan als Treibmittel zugesetzt und kurz gerührt. Die erhaltene Mischung wurde mit dem Isocyanat vermischt und das Reaktionsgemisch in eine Papierform (3 x 3 x 1 dm3) gegossen und darin ausreagiert. Die genauen Rezepturen der einzelnen Versuche sind in den nachfolgenden Tabellen wiedergegeben, ebenfalls die Ergebnisse der physikalischen Messungen an den erhaltenen Proben. On the basis of the polyol components, PUR / PIR foams were produced in the laboratory by mixing 0.3 dm 3 of a reaction mixture in a paper cup. For this purpose, the flame retardant, foam stabilizer, catalysts and water and pentane as blowing agents were added to the respective polyol component and stirred briefly. The mixture obtained was mixed with the isocyanate and the reaction mixture was poured into a paper mold (3 × 3 × 1 dm 3 ) and completely reacted in it. The exact formulations of the individual experiments are given in the tables below, as are the results of the physical measurements on the samples obtained.
Die Tabelle la zeigt den Einsatz von Dibutylhydroxymethylphosphonat als Flammschutzmittel (Beispiel 3) im Vergleich gegenüber Flammschutzmitteln welche repräsentativ für den Stand der Technik sind. Der mit dem erfindungsgemäßen Flammschutzmittel hergestellte PUR-/PIR- Schaumstoff aus Beispiel 3 zeigt trotz geringerem Gehalt an flammschützendem Chlor und Phosphor eine geringe Flammenausbreitung und Wärmefreisetzung. Zusätzlich weist der PUR- /PIR-Schaumstoff aus Beispiel 3 gegenüber den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verbesserte Werte im Zugversuch gemäß DIN 53430 (September 1975) und eine niedrigere Offenzelligkeit auf. Tabelle la Table la shows the use of dibutyl hydroxymethylphosphonate as a flame retardant (Example 3) in comparison with flame retardants which are representative of the prior art. The PUR / PIR foam produced with the flame retardant according to the invention from Example 3 shows a low flame spread and heat release despite a lower content of flame retardant chlorine and phosphorus. In addition, the PUR / PIR foam from Example 3 has improved values in the tensile test according to DIN 53430 (September 1975) and a lower open-cell content compared with Comparative Examples 1 and 2. Table la
* Vergleichsbeispiel * Comparative example
1 Die Angaben Gew .-% und Mol/kg beziehen sich auf die Gesamtmasse der Komponenten Al bis B l = 100 Gew. -% Tabelle lb zeigt, dass das erfindungsgemäßen Flammschutzmittel gegenüber Butylethylhydroxymethylphosphonat als Flammschutzmittel in einen PUR-/PIR-Schaumstoff mit verbesserten mechanischen Eigenschaften resultiert. 1 The data% by weight and mol / kg relate to the total mass of components Al to B l = 100% by weight Table lb shows that the flame retardant according to the invention results in a PUR / PIR foam with improved mechanical properties compared to butyl ethyl hydroxymethylphosphonate as a flame retardant.
Tabelle lb Table lb
* Vergleichsbeispiel * Comparative example
1 Die Angaben Gew .-% und Mol/kg beziehen sich auf die Gesamtmasse der Komponenten Al bis 1 The data% by weight and mol / kg relate to the total mass of the components Al bis
Bl = 100 Gew. -% Tabelle 2 Bl = 100% by weight Table 2
1 Die Angaben Gew.-% und Mol/kg beziehen sich auf die Gesamtmasse der Komponenten Al bis Bl = 100 Gew. -% 1 The data% by weight and mol / kg relate to the total mass of components A1 to B1 = 100% by weight
Die Tabelle 2 zeigt den Vergleich der PUR-/PIR- Schaumstoffe von Beispiel 6 bis 8, welche erfindungsgemäß eine Komponente A5.1 als Flammschutzmittel enthalten. Die Komponenten A5.1 in Tabelle 2 wurden mit einer phosphorhaltigen Base (Beispiel 6 und 6) oder einem Amin (Beispiel 8) als Katalysator hergestellt. Die PUR-/PIR-Schaumstoffe der Beispiele 6 bis 8 weisen die gleiche vertikale Flammausbreitung auf. Die nach einer bevorzugten Ausführungsform hergestellten PUR- /PIR-Schaumstoffe der Beispiele 6 und 7 zeigen jedoch eine vorteilhaftere Kinetik auf, welche durch das höhere Verhältnis von Startzeit/Steigzeit gekennzeichnet ist. Tabelle 3 Table 2 shows the comparison of the PUR / PIR foams from Examples 6 to 8, which according to the invention contain a component A5.1 as a flame retardant. Components A5.1 in Table 2 were prepared using a phosphorus-containing base (Examples 6 and 6) or an amine (Example 8) as a catalyst. The PUR / PIR foams of Examples 6 to 8 have the same vertical flame propagation. The PUR / PIR foams of Examples 6 and 7 produced according to a preferred embodiment, however, show more advantageous kinetics, which is characterized by the higher ratio of start time / rise time. Table 3
* Vergleichsbeispiel * Comparative example
1 Die Angaben Gew .-% und Mol/kg beziehen sich auf die Gesamtmasse der Komponenten Al bis Bl = 100 Gew. -% 1 The data% by weight and mol / kg relate to the total mass of components A1 to B1 = 100% by weight
Die Ergebnisse der Tabellen 3 und 4 zeigen, dass bei dem Einsatz von acetyliertem Diethylhydroxymethylphosphonat als Komponente A5 (Beispiele 10, 12 und 13) ein guter Flammschutz erhalten wird. Tabelle 4 The results of Tables 3 and 4 show that when acetylated diethylhydroxymethylphosphonate is used as component A5 (Examples 10, 12 and 13), good flame retardancy is obtained. Table 4
* Vergleichsbeispiel * Comparative example
1 Die Angaben Gew .-% und Mol/kg bezieht sich auf Gesamtmasse der Komponenten Al bis Bl = 100 Gew.-% 2Die Haftung zu Papier wird nach deutschen Schulnoten bewertet von einer dafür ausgebildeten Mitarbeiterin. 1 The data% by weight and mol / kg relate to the total mass of the components A1 to B1 = 100% by weight 2 The adhesion to paper is assessed according to German school grades by a trained employee.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Herstellung von PUR-/PIR-Schaumstoffen durch die Umsetzung eines Reaktionsgemisches enthaltend 1. A process for the production of PUR / PIR foams by reacting a reaction mixture containing them
Al eine Isocyanat-reaktive Komponente Al is an isocyanate-reactive component
A2 Treibmittel A2 propellant
A3 Katalysator A3 catalyst
A4 gegebenenfalls Additiv A4 optionally additive
A5 Flammschutzmittel mit A5 flame retardant with
B einer Isocyanatkomponente, wobei die Herstellung bei einer Kennzahl von 80 bis 600 erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel A5 als Komponente A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer enthält. B of an isocyanate component, the production being carried out with an index of 80 to 600, characterized in that the flame retardant A5 contains dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer as component A5.1.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Isocyanat-reaktiven Komponente Al ein Polyesterpolyol enthalten ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the isocyanate-reactive component Al contains a polyester polyol.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterpolyol eine OH- Zahl im Bereich von 100 bis 400 mg KOH/g aufweist. 3. The method according to claim 2, characterized in that the polyester polyol has an OH number in the range from 100 to 400 mg KOH / g.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel A2 ausgewählt ist aus einer oder mehreren Verbindungen der Gruppe bestehend aus halogenfreien chemischen Treibmitteln, halogenfreien physikalischen Treibmitteln und (hydro)fluorierten Olefinen. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the blowing agent A2 is selected from one or more compounds from the group consisting of halogen-free chemical blowing agents, halogen-free physical blowing agents and (hydro) fluorinated olefins.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the
Flammschutzmittel A5 30,0 Gew.-% bis 100,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Flammschutzmittels A5, der Komponente A5.1 enthält. Flame retardant A5 30.0% by weight to 100.0% by weight, based on the total mass of the flame retardant A5, which contains component A5.1.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Komponente A5.1 0,1 Gew.-% bis 30,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Komponente Al = 100 Gew.-%, und bevorzugt 0,04-0,4 mol Phosphonat pro kg Schaumstoff beträgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the proportion of component A5.1 0.1 wt .-% to 30.0 wt .-%, based on the total mass of component Al = 100 wt. %, and preferably 0.04-0.4 mol of phosphonate per kg of foam.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the
Flammschutzmittel A5 kein halogenhaltiges Flammschutzmittel enthält. Flame retardant A5 does not contain any halogenated flame retardants.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 mittels eines Katalysators, ausgewählt aus mindestens einer Verbindung der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Basen, Alkali carhon aten und Aminen, wobei tertiäre Trialkylamine ausgenommen sind, hergestellt wurde. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that component A5.1 was prepared by means of a catalyst selected from at least one compound from the group consisting of phosphorus bases, alkali carbonates and amines, with the exception of tertiary trialkylamines .
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 mittels einer phosphorhaltigen Base als Katalysator hergestellt wurde. 9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that component A5.1 was produced by means of a phosphorus base as a catalyst.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 in Abwesenheit tertiärer Amine und ohne phosphorfreie Lösungsmittel hergestellt wurde. 10. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that component A5.1 was prepared in the absence of tertiary amines and without phosphorus-free solvents.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A5.1 ein Gemisch von Dibutylhydroxymethylphosphonat und 0,1 bis 30 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des eingesetzten Dibutylhydroxymethylphosphonat, ist. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that component A5.1 is a mixture of dibutylhydroxymethylphosphonate and 0.1 to 30% by weight, based on the total weight of the dibutylhydroxymethylphosphonate used.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgemisch enthaltend 12. The method according to claim 1, characterized in that containing the reaction mixture
Al 50 Gew.-% bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer Polyesterpolyole und 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Polyetherpolyole, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente Al, Al 50% by weight to 100% by weight of one or more polyester polyols and 0% by weight to 20% by weight of one or more polyether polyols, each based on the total weight of component Al,
A2 Wasser und physikalische Treibmittel, A2 water and physical blowing agents,
A3 Katalysator, A3 catalyst,
A4 gegebenenfalls Additiv, A4 if necessary additive,
A5 Flammschutzmittel, enthaltend A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer, mit A5 flame retardant containing A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer with
B polymeres Isocyanat umgesetzt wird. B polymeric isocyanate is reacted.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reaktionsgemisch enthaltend 13. The method according to claim 1, characterized in that containing a reaction mixture
Al ein Polyesterpolyol mit einer Hydroxylzahl von 50 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, Al is a polyester polyol with a hydroxyl number of 50 mg KOH / g to 400 mg KOH / g,
A2 Treibmittel, enthaltend eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus halogenfreien chemischen Treibmitteln, halogenfreien physikalischen Treibmitteln und (hydro)fluorierten Olefinen, A2 propellant, containing a compound selected from the group consisting of halogen-free chemical propellants, halogen-free physical propellants and (hydro) fluorinated olefins,
A3 Katalysator, enthaltend Alkalicarboxylat und/oder Di- oder Trialkylaminomethylphenol, A3 catalyst containing alkali metal carboxylate and / or di- or trialkylaminomethylphenol,
A4 Additiv, enthaltend einen Schaumstabilisator, A4 additive, containing a foam stabilizer,
A5 Flammschutzmittel, enthaltend A5.1 Dibutylhydroxymethylphosphonat und gegebenenfalls dessen Dimer, mit A5 flame retardant containing A5.1 dibutylhydroxymethylphosphonate and optionally its dimer with
B monomeres und polymeres MDI umgesetzt wird. B monomeric and polymeric MDI is implemented.
14. PUR-/PIR-Schaumstoff, erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. PUR / PIR foam, obtainable by the process according to any one of claims 1 to 13.
15. Verwendung von PUR-/PIR-Schaumstoffen nach Anspruch 14 zur Herstellung eines Isolationsmaterials. 15. Use of PUR / PIR foams according to claim 14 for producing an insulation material.
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