167916. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 35 kb/m3-nél nagyobb sűrűségű, 10%-nál kisebb maradó alakváltozású poliuretán heterogén hab formadarabok előállítására

167916 3 4 statikus igénybevételnél. Ugyanakkor kevéssé jó a teherbíró és rezgéscsillapító képességük, tehát a dinamikus igénybevétellel szembeni ellenállásuk, amely többek között az alacsony sűrűséggel, a hab finomabb sejtszerkezetével függ össze. A hagyományos tömbösítési eljárással előállított lágy poliuretán habok tehát olyan speciális igények kielégítésére, amikor nagy teherbíró képességet, jó •rezgéscsillapítást, valamint ezzel együtt a nagy dinamikus igénybevétel melletti csekély maradó alakváltozást kívánnak meg a habrendszertől, nem alkalmasak. Ezen igények — különösen a csomagolástechnikában jelentkezőek - kielégítésére a szokásosnál lényegesen nagyobb, 35—300 kg/m3

sűrűségű hab szükséges. A feladat megoldására igen alkalmasak a lágy habok tömbgyártásánál keletkező vágási hulladék felhasználásával készített, úgynevezett heterogén habok. Ezeknél a tömbgyártás vágási hulladékát felaprítva, a kapott granulátumot megfelelő (a lágy hab gyártásánál is használt) habosodó keverékekkel ragasztják össze. A ragasztást (a heterogén tömbösítést) összenyomott állapotban végzik, s így nagyobb sűrűségű rendszer állítható elő. Különösen kedvező tulajdonságú a heterogén hab tömb, ha a felhasznált lágy hab granulátum vegyes, eltérő méretű, mert így homogénabb tömbszerkezet és nagyobb sűrűség érhető el. A heterogén habok előállítására a gyakorlatban két eljárás típus: a meleg és a hideg technológia terjedt el. A meleg eljárásnál (898 272 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás) a granulátumot a poliolból és izocianátból készített szabad izocianátot tartalmazó előpolimerizátummal elkeverve első lépésben formába töltve összenyomják, majd vízzel és hővel, vagy gőzzel alaktartóságig kezelik. Ezután második lépésben 90-95 °C hőmérsékleten 15-20 óráig hőkezelik, hogy a heterogén hab megfelelő minőségi tulajdonságokat érhessen el. A meleg eljárás egy továbbfejlesztett változatát írja le a 920 272 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás, amely hangsúlyozottan „száraz gőzt" alkalmaz, s ez abból a köztudott felismerésből származik, hogy a poliészterhabok víz hatására hidrolizálnak, tehát kerülni kell a túl sok feleslegben bevitt vizet, ezért 100-120 °C-on, „száraz vízgőzzel" történő hőkezelést alkalmaz, azonban erre időtartamot nem ismertet, amely tapasztalataink szerint általában 6-10 óra. A hideg eljárás esetében a granulátumot a prepolimerhez adagolt habosító katalizátorral és vízzel keverik össze, és formába összenyomva szobahőmérsékletért tömbösítik. Azonban a hőkezeléssel történő kikéményítést a hideg eljárásnál sem lehet elkerülni, mert ennek hiányában igen rossz fizikai tulajdonságú, nagy (30-50%) >

maradó alakváltozású heterogén tömböt kapnak. így az eljárás átfutási ideje a meleg eljárásokhoz hasonlóan hosszadalmas 5-8 óra. Az utólagos hőkezelés alkalmazása mellett is mindkét eljárással előállított heterogén hab maradó alakváltozása - amely ezen rendszerek legfontosabb fizikai jellemző tulajdonsága -Í0 - 20%, tehát a szükséges igények csak egy kis részének kielégítésére alkalmas, s különösen nem a csomagolástechnika céljaira. A heterogén habok előállításánál a habosodó ragasztóanyag a gfanuláturnok között hasonlóan kötéseket létesít, mint a lágy hab gyártásánál. Ilyen kötések a stabilitást és a hőérzékenységet tekintve eltérő allofonát-, biuret-, karbamid-, uretán- és amid-kötések. Ezen kötések kialakulása, egymáshoz való ará-5 nyuk alapján megszabja a heterogén hab fizikai tulajdonságait, minőségi jellemzőit. A találmány kidolgozására irányuló kutatásaink során megállapítottuk, hogy mind a meleg eljárással (gőzöléssel), mind a hideg eljárással előállított hetero-10 gén hab rendszereknél jelentékeny mértékben létesülnek az izocianát, poliol és víz reakcióiból és mellékreakcióiból allofonát — és biuret kötések, amelyek a heterogén hab tulajdonságait: öregedését, maradó alakváltozását kedvezőtlenül befolyásolják. Ha a hete-15 rögén habtól speciális igények kielégítését kívánjuk meg, szükséges, hogy azok nagy térfogatsúly mellett (nagy terhelhetőség), minden esetben 10%-nál kisebb maradó alakváltozást mutassanak, ugyanakkor kellő szakítószilárdsággal rendelkezzenek. 20 Sokirányú kísérleteinknél azt találtuk, hogy ha legalább kétfajta szemcseméretű lágy hab granulátumot 10-20 súly%-ának megfelelő mennyiségű prepolimerrel összekeverjük, majd a prepolimer súlyára számított 40— 120 súly% vízzel és ugyancsak a prepo-25 limer súlyegységére számított 150-200 m3

, 120-140 °C hőmérsékletű meleg levegővel kezeljük összenyomva, formaszerszámban, akkor nagy sűrűségű, jól terhelhető, minden esetben 10%-nál kisebb maradó alakváltozású heterogén habot kapunk, amely a spe-30 ciális igényeket teljesen kielégíti. Azt találtuk, ha az így előállított heterogén poliuretán hab lemezből megfelelő alakú idomokat vágunk ki, s azokat formaszerszámba helyezve térfogatuk 25—50%-ra összenyomva, az eredetileg bevitt 35 prepolimer súlyegységére vonatkoztatott 50—200 m3 140—170 °C hőmérsékletű meleg levegővel kezeljük, nagy sűrűségű, csekély maradó alakváltozású és nagy rezgéscsillapítású alakos formadarabokat kapunk, amelyek a csomagolástechnikában igen előnyösen 40 használhatók fel. A találmány szerinti eljárás lényege a granulátumprepolimer — víz — meleg levegő együttes aránya, a levegő hőmérséklete, valamint az együttes kezelés során a víznek a rendszerbe történő bejuttatása, tehát 45 az a tény, hogy a vizet a rendszerbe a kezelés első fázisában juttatjuk be, majd a 120 °C meghaladó hőmérsékletű meleg levegővel tovább kezeljük. Ezek a tényezők szabják meg, hogy a kész heterogén hab rendszer csak stabilis, hőre kevéssé érzékeny kötése-50 ket tartalmazzon, amelyek a rendszer jó minőségi jellemzőit: a nagy dinamikus terhelhetőséget, kedvező rezgéscsillapítást és a 10%-nál minden esetben kisebb maradó alakváltozat biztosítják. A találmány szerinti eljárással a poliuretán hetero-55 gén hab alakos formadarabokhoz szükséges tömböt vagy lemezt úgy állítják elő, hogy a legalább kétféle szemcseméretű (15-70 kg/m3

átlagos térfogatsúlyú) lágy hab granulátumot a súlyának 10-20%-át kitevő prepolimerrel (amely 2000-5000 molekulasúlyú és 60 0—15% szabad izocianátot tartalmaz) összekeverve formaszerszámba töltjük és összenyomjuk a kívánt térfogatra. A prepolimerre számított 90-120% vizet hozzáadhatjuk a prepolimerrel összekevert granulátumhoz folyadék formájában, vagy gőz alakjában a 65 meleg levegővel együtt a bevezetés első fázisában is 2