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1. WO2018177987 - TRANSLUCENT POLYURETHANE OR POLYISOCYANURATE FOAMS

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[ DE ]

Transluzente Polyurethan- oder Polvisocvanuratschaunistoffe

Die vorliegende Erfindung betrifft transluzente, bevorzugt überwiegend geschlossenzellige und lichtechte, Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaum Stoffe, die eine hohe Lichttransmission besitzen und daher z.B. für die Herstellung von transluzenten Bauelementen geeignet sind.

Stand der Technik

Polyi so cyanat-basi erte Hartschaumstoffe als Zwischenschicht für Sandwichstrukturen (geformte Sandwichplatten) sowie deren Verwendung zur Herstellung von Bauelementen sind an sich bekannt. Auch transluzente Schaumstoffplatten als Wand- und Deckenplatten wurden schon beschrieben, z.B. DE 10 2005 042 235 AI . Allerdings wurde die Transluzenz nicht dadurch erreicht, dass die Schaumstoffe selbst transluzent sind, sondern dadurch, dass Lichtleitfasern eingearbeitet wurden. Die aus dem Stand der Technik bekannten Polyurethan- und Polyiso-cyanuratschaumstoffe sind jedoch an sich nicht transluzent.

Polyurethan- und Polyisocyanuratschaumstoffe werden üblicherweise zur Wärmedämmung eingesetzt. Transluzente Schäume mit guter Lichtdurchlässigkeit und gutem thermischen Isolations-verhalten sind als Materialien sowohl für die Bauindustrie als auch im Bereich Innenraum und Wohndesign interessant. Raumtrennende Elemente mit transluzenten aber nicht transparenten Eigenschaften, bei gleichzeitiger Dämpfung von Geräusch und Wärme, sind auf Basis von organischen witterungs stabil en und hochvernetzten Kunststoffen noch nicht beschrieben, würden aber in einer neuen Kombination verschiedene Bedürfnisse befriedigen wie Witterungsstabilität, Dämmung, Lichtdurchlässigkeit, Sichtschutz, und Farbstabilität.

Thermoplastische Multistegplatten auf Basis von Polymethylmethacrylat und Polycarbonat, die auch transparent gestaltet sein können, werden zu diesem Zweck manchmal eingesetzt. Der Prozess der Herstellung von Multistegplatten erlaubt allerdings nicht die direkte Herstellung geschlossener zellulärer Strukturen, weshalb Vergilbung, Veralgung und andere durch Feuchtigkeitsmigration verursachte Effekte nie ganz ausgeschlossen werden können. Außerdem sind hochwertige Dämmung und Sichtschutz nur bedingt vorhanden und sehr aufwendig, und zum Beispiel durch Füllen der Multistegplatten mit Silica basierten Aerogelen möglich. Auch hier ist die Wasseraufnahme und Volumen Stabilität der gefüllten Komponente kritisch. Transluzente Bauelemente auf Basis von Silica- Aerogelen sind zudem in ihre Herstellung aufwändig und teuer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin einen Polyurethan- und Polyi so cyanurats chaumsto ff mit hoher Transluzenz zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise sollen diese Schäume weitestgehend farblos, somit bei Bedarf einfärbbar und zudem temperaturstabil sein. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein effizientes Verfahren zur Herstellung von transluzenten, dämmenden Baustoffen, die die oben genannte Bedürfnisse befriedigen und oben genannte Nachteile überkommen, zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgaben wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von transluzenten Polyurethan-und Polyisocyanuratschaumstoffen durch Umsetzung einer Komponente A umfassend oder bestehend aus,

AI mindestens ein, mit der Komponente B reaktives, Polyol;

A2 gegebenenfalls mindestens ein Amin;

A3 Wasser und gegebenenfalls Ameisensäure;

A4 mindestens einen Schaumstabilisator

A5 gegebenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffe;

A6 gegebenenfalls mindestens ein Flammschutzmittel;

A7 mindestens einen Katalysator;

und eine Komponente B, umfassend,

Bl mindestens eine aliphatische oder cycloaliphatische Polyisocyanatkomponente oder eine Kombination davon;

B2 gegebenenfalls mindestens ein hydrophiliertes Isocyanat; und

B3 weniger als 20 Gew. -Teile einer aromatischen Polyisocyanatkomponente, wobei die Gewichtsteile von B3 bezogen sind auf die Summe der Gewichtsteile von Bl bis B3, welche auf 100 Gew.-Teile normiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass

die Umsetzung der Komponente A mit der Komponente B bei einer Isocyanat-Kennzahl von wenigstens 150 durchgeführt wird,

wobei im Wesentlichen keine gasförmigen Nukleierungsmittel, eingetragen durch den Misch-prozess, bei der Reaktion anwesend sind, und

wobei die erhaltenen transluzenten Polyurethan- und Polyisocyanuratschaumstoffe eine Lichttransmission nach EN ISO 13468-2:2006 von mindestens 10% und einen Haze von mindestens 70%, bestimmt nach ASTM D1003-13, jeweils gemessen bei einer Schichtdicke von 20 mm, aufweisen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemäßen Schäume auf Basis von Polyurethan- und Polyisocyanuratschäumen, hergestellt aus der spezifischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, eine höhere Lichttransmission besitzen, insbesondere wenn die einzelnen Komponenten bevorzugt möglichst blasenfrei vermischt werden und mit einem chemischen Treibmittel geschäumt werden. Hierbei ist bevorzugt die Inkorporation von Gasen, insbesondere von Luft zu vermeiden. Die Lichttransmission der erfindungsgemäßen Formulierungen ist tendenziell höher, wenn die Reaktionsmischung vor dem Einsatz der Treibreaktion bevorzugt eine möglichst geringe Trübung nach DIN EN ISO 7027 aufweist. Da die Trübung maßgeblich durch Streuung des Lichtes an Mikrobläschen verursacht wird, kann diese als Maß für die durch eingemischte Luft / Gas gebildeten Mikrobläschen herangezogen werden.

Werden in einer bevorzugten Ausfuhrungsform die Komponenten auf diese Art vermischt, dann haben die erfindungsgemäßen Schäume auf Basis von Polyurethan- und Polyisocyanuratschäumen eine besonders hohe Lichttransmission von mindestens 10% bei 20 mm Dicke gemessen kombiniert mit guten Dämmeigenschaften, nämlich einer Wärmeleitfähigkeit, bevorzugt von kleiner als 100 mW/(m*K). Neben der guten Transluzenz und guten Dämmeigenschaften zeigen die erfindungsgemäßen Schäume überdies eine sehr gute thermische Beständigkeit bzw. eine gute Flammwidrigkeit, welche für den Einsatz beispielsweise im Baubereich vorteilhaft ist.

Unter einem transluzenten Schaumstoff wird ein solcher verstanden, der im Bereich von 400 nm bis 800 nm eine Lichttransmission von mindestens 10%, bestimmt nach EN ISO 13468-2:2006 bei einer Dicke von 20 mm, bevorzugt wenigstens 20%, aufweist. Der erhaltene Schaumstoff weist zudem einen Haze (= 100 *Tr ansmission diffus / Transmission gesamt) von mindestens 70%, be-stimmt nach ASTM D1003-13 bei einer Schichtdicke von 20 mm, vorzugsweise von mindestens 90%, stärker bevorzugt von mindestens 95%>, am stärksten bevorzugt von mindestens 99% auf.

Unter einem Polyurethan- bzw. Polyisocyanuratschaumstoff wird ein Schaumstoff verstanden, bei dem die Aushärtung der flüssigen Ausgangsformulierung, enthaltend Isocyanate und Polyole mit einer Kennzahl >150, bevorzugt >200, besonders bevorzugt >300 zu einem vernetzten Polymer in Schaumform führt. Die Reaktion verläuft bevorzugt zu einem großen Teil über eine Trimerisie-rungsreaktion der I so cyanatfunktion, wobei überwiegend Polyisocyanurate entstehen.

In der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe„im Wesentlichen keine" und„im Wesentlichen frei von" so zu verstehen, dass das jeweilige Merkmal, in Bezug auf das jeweilige System, Gemisch oder die jeweilige Komponente in weniger als 2%, bevorzugt in weniger als 1%>, stärker bevorzugt in weniger als 0,5%o, am stärksten bevorzugt in weniger als 0,1 % vorliegt oder nicht vorhanden ist.

Handelsübliche Polyurethan- und Polyisocyanuratschäume haben typischerweise eine Transluzenz von kleiner 10 %> gemessen bei einer Schaumstoffdicke von 20 mm. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein wird davon ausgegangen, dass aufgrund der, im Verhältnis zu den transluzenten Schäumen, kleinen Zellgrößen und aufgrund der vielen Zellstege Licht stark gestreut wird, wodurch die Lichttransmission aufgrund von starker Reflektion des einfallenden Lichtes an der Oberfläche stark abnimmt. Die Zellstegdicken von im Stand der Technik bekannten Schäume betragen üblicherweise dabei 0,01 bis 0,04 mm. Weiter zeigen herkömmliche Polyurethan- und Po ly i so cy anur ats ch äume auf Basis von aromatischen Di- und Polyisocyanaten eine hohe Tendenz zur witterungsbedingten Vergilbung, die wiederum die Transluzenz über die Zeit verringert und die Optik der Schäume negativ (Vergilbung) beeinflusst.

Polyolkomponente AI

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält mindestens ein, mit der Komponente B reaktives, Polyol AI und optional mindestens ein Amin A2. Als Polyole werden bevorzugt Diole und Triole verwendet. Geeignete Polyole haben bevorzugt einen Siedepunkt bei lbar von größer als 150°C.

Beispiele für bevorzugte Diole sind Ethylenglykol, Butylenglykol, Di ethyl englykol, Triethylen-glykol, Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykol, weiterhin 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Isomere, Neopentylglykol oder Hydroxypivalinsäure-neopentylglykolester. Daneben können auch Polyole wie Trimethylolpropan, Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit, Trimethylolbenzol oder Trishydroxyethylisocyanurat eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Glycerin, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Butan diole, Neopentyl-glycol, Pentanole und Trimethylolpropan. Am stärksten bevorzugt sind Diethylenglykol, Trimethylolpropan und Glycerin.

Neben den reinen Polyolen bzw. Di- und Triolen können in geringem Umfang auch Carbonatdiole, Polyesterpolyole und Polyetherpolyole eingesetzt werden. Letztere haben aber eine geringere Licht- und UV-Beständigkeit und sind deshalb weniger gut geeignet, insbesondere, wenn der erhaltene transluzente Schaum nicht durch UV-Licht absorbierenden transparenten Materialien geschützt ist. Außerdem bedingt die schlechtere Wasserlöslichkeit solcher Polyole eine verstärkte Blasenbildung welche in erfindungsgemäßen Verfahren zu tendenziell feinzelligeren Schäumen führt.

Komponente A2

In der Komponente A können gegebenenfalls Amine enthalten sein, bevorzugt sekundäre und / oder tertiäre Amine wie Dieethanolamin und /' oder Triethanolamin und / oder Amin gestartete Polyether. Geeignete Amine haben bevorzugt einen Siedepunkt bei lbar von größer als 200°C.

Komponente A3

Chemische Treibmittel sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Schaumstoffe bekannt.

Die Menge des eingesetzten chemischen Treibmittels A3 hängt von der gewünschten Dichte des Schaums ab. Die Komponente A3 enthält Wasser und in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich Ameisensäure.

Zusätzlich zu Wasser können in bevorzugten Ausführungsformen auch physikalische Treibmittel verwendet werden. Als physikalische Treibmittel eignen sich beispielsweise halogenierte Kohlenwasserstoffe (insbesondere schwer entflammbare oder nicht brennbare niedermolekulare Fluorkohlenwasserstoffe wie HFC-254fa (1,1,1 ,3 ,3-Pentafluorpropan), HFC-365mfc (1 ,1,1 ,3,3-Pentafluorbutan), Ester (insbesondere Methylformiat, Ethylformiat, Methylacetat und Ethylacetat oder Gemische davon), Gase wie Kohlenstoff, Stickstoff, sowie Kohlenwasserstoffe (insbesondere c-Pentan, n-Pentan, i-Pentan, alle Isomere von Hexan).

Komponente A4

Mindestens eine Komponente ausgewählt aus ob er fläch enaktiven Zusatzstoffen, insbesondere Silikontensiden und stärker bevorzugt Siloxan-Polyoxyalkylen-Copolymeren und Polydimethyl-siloxan-Polyoxyalkylen-Copolymeren,

Komponente A5

Hilfs- und/oder Zusatzstoffe für Polyurethan- und Polyisocyanuratschaumstoffe sind dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt und können optional enthalten sein. In bevorzugten Aus-führungsformen können zum Schutz der Schäume Antioxidantien und Hitzestabilisatoren eingesetzt werden. Antioxidantien sind chemische Verbindungen, die einen Radiaklabbau und -zerfall verhindern oder verzögern. Dies sind zum einen Radiaklfänger, die reaktive H-Atome besitzen, wie sterisch gehinderte Phenole (z.B. kommerziell erhältlich als Irganox 1135) oder sie zersetzen Hydroperoxide (thermo-oxidativer Abbau), wie z.B. Thioester (kommerziell erhältlich als PS800). Bevorzugt enthält A5 mindestens eine Komponente ausgewählt aus Initiatoren, Additiven, Pigmenten, Füllstoffen und oder eine Kombination davon.

Komponente A6

In der Komponente A kann gegebenenfalls eine Komponente A6, nämlich mindestens ein Flammschutzmittel, enthalten sein. Die Menge von A6 hängt von den gewünschten Brandeigenschaften des Schaums ab und ist dem Fachmann bekannt. Als bevorzugte Flammschutzmittel werden farblose und nicht färbende Flammschutzmittel eingesetzt, stärker bevorzugt Phosphorhaltige Verbindungen, stärker bevorzugt Phosphate, besonders bevorzugt Triethylpho sphat .

Katalysatoren A7

Bei der Bildung von Schaumstoffen aus Polyol/ Was s er-Gemis ch en, Polyol/Wasser/ Ameisensäure -Gemischen und Isocyanat bzw. Polyisocyanat ist der Einsatz geeigneter Katalysatoren erforderlich. Diese sind dem Fachmann bekannt.

Geeignete Katalysatoren sind z.B. Ammoniumformiat, Ammoniumacetat, Ammoniumoktanoat, Zinn-(II)-acetat, Zinn-(II)-octoat, Zinn-(II)-ethylhexoat, Zinn-(II)-laurat, Dibutylzinndiacetat, Di-butylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat, Dioctylzinndiacetat, Natriumacetat, Natriumoctoat, Natrium-ethylhexoat, Kaliumfonniat, Kaliumacetat, Kaliumethylhexanoat, Kaliumoctanoat sowie Mischungen davon. Um die Treibreaktion (Reaktion zwischen Wasser und gegebenenfalls Ameisensäure und Isocyanat) zu beschleunigen, können auch zusätzlich aminische Katalysatoren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise 1 , 8 -Diazabicyclo [5.4.0]undec-7-en ( DHU ) etc. In EP 0629607 A2 wird zum Beispiel die Herstellung von tertiären Aminogruppen aufweisende Verbindung und deren Verwendung als Katalysator beschrieben. Bevorzugt werden Katalysatoren auf Basis von Kalium Salzen von organischen Säuren eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Kaliumacetat, Kaliumethylhexanoat. Bevorzugt wird die Treibreaktion durch synergistische Aminkatalysatoren wie zum Beispiel DHU beschleunigt.

Polyisocyanatkomponente B (auch bezeichnet als Komponente B)

Ausgangsverbindungen für die Polyisocyanatkomponente B für das erfindungsgemäß e Verfahren sind Bl mindestens eine aliphatische oder cycloaliphatische Polyisocyanatkomponente oder eine Kombination davon, gegebenenfalls B2 mindestens ein hydrophilierten Isocyanat und B3 weniger als 20 Gew.-Teile, einer aromatischen Polyisocyanatkomponente. Solche Isocyanate werden typischerweise durch Phosgenierung hergestellt, können aber auch auf Phosgen freiem Weg, beispielsweise durch Urethanspaltung, hergestellt werden. In einem bevorzugten Fall werden die Produkte einer gezielten Trimerisierung von Diisocyanaten, als bei Raumtemp eratur (23 °C) flüssige Ausgangsverbindungen, eingesetzt. Diese und deren Herstellungsverfahren werden beispielsweise in der EP 0010589 AI und EP 0047452 AI beschrieben. Alternative Synthesewege sind beispielsweise die katalytische Carbonylierung von Nitro-Verbindungen bzw. Aminen oder die Umsetzung primärer Amine mit Di-tert-butyldicarbonat (Diboc) in Anwesenheit von 4-(Dimethylamino)-pyridin (DM AP).

Gewöhnliche Polyurethan- und Polyisocyanuratschaum Stoffe für den Einsatz als Dämm- und Dichtstoffe werden üblicherweise auf Basis von Mischungen aus 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diphenyl-methandiisocyanaten (MDI) und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten (p-MDI) hergestellt. Solche Schaumstoffe sind allerdings weder transluzent noch färb- noch lichtecht und neigen zu starker Verfärbung. Diese anfängliche Vergilbung geht später oft in eine bräunliche Verfärbung

über. Daher sind handelsübliche Polyurethan- und Polyisocyanuratschaumstoffe auf Basis aromatischer Isocyanate (mit einem Anteil von über 20 Gew.-% an dem gesamten Isocyanat) per se nicht geeignet für die Herstellung transluzenter Schäume. Gemäß der vorliegenden Erfindung können diese daher nur zu einem maximalen Anteil von 20 Gew.-T eilen, basierend auf der gesamten Polyisocyanatkomponente B vorhanden sein.

Die Polyisocyanatkomponente B weist vorzugsweise eine Viskosität gemäß DIN EN ISO 3219: 1994-10 bei 23°C von 5 bis 30000 mPas auf, stärker bevorzugt von 200 bis 25000 mPas, am stärksten bevorzugt von 800 bis 22500 mPas.

Es ist vorteilhaft, wenn mindestens 70 Gew.-%, insbesondere 90 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht von B, aliphatische Polyisocyanate verwendet werden. Besonders bevorzugt sind Isocyanuratgruppen-haltige Polyisocyanate auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan (HDI) oder 1,5 Diisocyanatopentan (PDI) mit einem NCO-Gehalt < 25 % und einer mittleren NCO-Funktionalität von > 2.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Kompatibilisierung, insbesondere in Gegenwart polarer, chemischer Treibmittel wie Wasser und/oder Ameisensäure, hydrophilierte Isocyanurat-gruppen-haltiges Polyisocyanate B2 eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist B2 in mindestens 1 Gew. -Teil, bevorzugt mindestens 3 Gew.-T eilen, stärker bevorzugt mindestens 5 Gew. -Teilen, basierend auf der Summe der Gew.-Teile von B l bis B3, welche auf 100 Gew.-Teile normiert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist B2 in 3 bis 35 Gew.-T eilen, bevorzugt in 5 bis 15 Gew.-T eilen, stärker bevorzugt in 8 bis 12 Gew.-T eilen, vorhanden, basierend auf der Summe der Gew.-Teile von B i bis B3, welche auf 100 Gew.-Teile normiert werden. Covestro Deutschland AG bietet solche Verbindungen kommerziell unter dem Namen Bayhydur* für den Einsatz als Vernetzer in der Lackindustrie an. Insbesondere ist das kommerziell erhältliche hydrophilierte Isocyanat Bayhydur® 3100 mit einem NCO-Gehalt von 17,4 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem H DI von maximal 0,1 Gew.-%, einer Viskosität (23 °C) von 2800 mPas geeignet und ein Beispiel für ein hydrophiles Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ). Andere hydrophile Isocyanatgruppen-haltige Polyisocyanate anderer Hersteller kommen hier ebenfalls in Betracht. Ebenso ist eine in situ Herstellung von hydrophilierten Isocyanaten vor oder während der S chäumungsr eaktion durch Zusatz geeigneter mono- oder polyfunktioneller hydrophiler Isocyanat-reaktiver Verbindungen wie z.B. Polyether, Polyester und Sulfonsäure-gruppen tragende Verbindungen und anderer dem Fachmann bekannten Verbindungen möglich.

Besonders bevorzugt ist eine Polyisocyanatkomponente B die einen Anteil an monomeren Diisocyanaten in der Polyisocyanatzusammensetzung B von höchstens 50 Gew.-%, vorteilhafter

von höchstens 25% und insbesondere vorteilhaft von höchstens 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyisocyanatkomponente B, aufweist. Die Reaktionsenthalpie der Trimerisierungsreaktion zu Polyisocyanaten ist mit -75 kJ/mol NCO sehr hoch. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Polyisocyanuratschäumen, da poröse Materialien im Allgemeinen und Schäume im Besonderen eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen und damit eine adiabatische Reaktions fuhrung erfolgt, was zu einem starken Temp eraturanstieg und damit häufig zu starker Vergilbung führt. Daher ist eine Reaktion ausgehend von monomeren Diisocyanaten, besonders bei monomeren Diisocyanaten mit hohem Isocyanatgehalt von mindestens 50% (z.B. BDI, PDI, HDI. TIN), nicht für großvolumige Schaumkörper, unter den dabei herrschenden nahezu adiabatischen Bedingungen bevorzugt, sondern bevorzugt z.B. für die Anwendung in Doppelbandanlagen zur Herstellung von Paneelen oder andere Anwendungen wobei eine gute Temperatur bzw. R eaktionskontroll e möglich ist. Die monom erarme Polyisocyanatkomponente B und die darin enthaltenen oligomeren Polyisocyanate werden üblicherweise durch Modifizierung einfacher aliphatischer, cycloaliphatischer, araliphatischer und/oder aromatischer monomerer Diisocyanate oder Mischungen solcher monomeren Diisocyanate erhalten. Die Herstellung von Polyisocyanuraten, zum Beispiel beschrieben in der US 3645979A, wird beispielsweise im Stand der Technik hauptsächlich ausgehend von flüssigen monomeren Diisocyanaten (z.B. Stearyldiisocyanat, Dodecyldiisocyanat, Decyldiisocyanat, Nonyldiisocyanat, Octyldiiso-eyanat, Hexamethylendiisocyanat ( HDI ), Pentamethylendiisocyanat ( PDI ), Isophorondiisocyanat ( IPDI ), 4,4 ' -Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12MDI), Toluoldiisocyanat (TD! ), Diphenyl-methandiisoeyanate (4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,2 '-Di-phenylmethandiisocyanat) (MDI), Naphthalin- 1 ,5-diisocyanat (NDI), 2,5- und 2,6-Bis(iso-cyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptan (NBDI), 1 ,4-Butandiisocyanat ( HDI ), aliphatischer wie aromatischer Natur beschrieben.

Bevorzugte Verbindungen für die Polyisocyanatkomponente B sind jene auf Basis von Stearyldiisocyanat, Dodecyldiisocyanat, Decyldiisocyanat, Nonyldiisocyanat, Octyldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HDI), Pentamethylendiisocyanat ( PDI ), Isophorondiisocyanat ( IPDI ). 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12MDI), Toluoldiisocyanat (TDD, 2,5- und 2,6-Bis(iso-cyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptan (NBDI), 1 ,4-Butandiisocyanat ( HDI ), sowie Abmischungen mit ihren Diisocyanat Vorläufern sowie anderen kompatiblen und co-löslichen isoeyanat-funktionellen Prepolymeren wie Uretdione, Biurete, Harnstoffe, asymetrische Trimere, Misch-trimere verschiedener Isocyanate und andere die bei der Herstellung von Trimeren Isocyanurat-verbindungen mit einer Funktionalität von mindestens 2 anfallen und literaturbekannt sind.

Besonders bevorzugt sind Isocyanuratgruppen-haltige Polyisocyanate auf Basis von 1,5-Diiso-eyanatopentan (PDI) mit einem NCO-Gehalt von 23,2 %, 1 ,6-Diisocyanatohexan ( HDI ) mit einem NCO-Gehalt von 21 ,5 %, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem PDI von 0,3 Gew.-% und einer Viskosität von 13.000 mPas (25 °C) oder Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan (HDI) mit einem NCO-Gehalt von 21,8 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3,5 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem HDI von maximal 0,1 Gew.-% und einer Viskosität von 3.000 mPas (23 °C) oder Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 21,7 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3,1 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem HDI von maximal 0,1 Gew. -% und einer Viskosität von 1.200 mPas (23 °C) oder I so cy anuratgrupp en-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanato-hexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 20,0 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 4,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem H DI von maximal 0,2 Gew.-% und einer Viskosität von 22.700 mPas (20 °C). Ebenfalls bevorzugt ist ein Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 23.2 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem H DI von maximal 0,2 Gew.-% und einer Viskosität von 1200 mPas (23 °C), ein Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 20 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 4,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem I I DI von kleiner 0,25 Gew.-% und einer Viskosität von 16000 mPas (23 °C), ein hydrophiles Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 17,4 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3.2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem H DI von maximal 0,1 Gew.-% und einer Viskosität von 2800 mPas (23 °C), ein Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 21,7 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3.5 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem H DI von maximal 0,1 Gew.-% und einer Viskosität von 3000 mPas (23 °C) und ein Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,5-Diisocyanatopentan (PDI) mit einem NCO-Gehalt von 2 1 .5 Gew.-%, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem PDI von weniger als 0,3 Gew.-% und einer Viskosität von 9500 mPas (23 °C).

Die mittlere NCO-Funktionalität der Komponente B wird, sofern nicht anders beschrieben, mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt. Die Funktionalität ist ein Ausdruck für die Zahl der reaktiven Gruppen pro Molekül, d. h. für die Zahl der potentiellen Verknüp fungs stell en bei der Ausbildung eines Netzwerkes. Polyisocyanate, wie sie z, B. bei der Trimerisierung von Diiso-cyanaten gebildet werden, bestehen jedoch nicht nur aus einer definierten Molekülsorte, sondern enthalten eine breite Verteilung unterschiedlicher Moleküle mit unterschiedlichen Funktionalitäten. Als Bestimmungsgröße für die Polyisocyanate wird daher die mittlere Funktionalität angegeben.

Die mittlere Funktionalität von Polyisocyanaten ist durch das Verhältnis von zahlenmittlerem

Molekulargewicht und Äquivalentgewicht eindeutig bestimmt und wird im Allgemeinen aus der mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie ermittelten Molekulargewichtsverteilung berechnet.

Die oligomeren Polyisocyanate können erfindungsgemäß insbesondere Uretdion-, Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- und/oder Oxadiazintrionstruktur aufweisen. Besonders bevorzugt sind Polyisocyanate mit Anteilen von Isocyanuratgruppen von > 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 20 Gew.-% in der Polyisocyanatkomponente B.

Unabhängig vom der zu Grunde liegenden oligomeren Struktur (Uretdion-, Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- und/oder Oxadiazintrionstruktur) weist die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Polyisocyanatkomponente B und/oder die darin enthaltenen oligomeren Polyisocyanate vorzugsweise eine (mittlere) NCO-Funktionalität von 2,0 bis 6, vorzugsweise von 2,3 bis 4,0 auf.

Besonders bevorzugte Ergebnisse stellen sich ein, wenn die erfindungsgemäß einzusetzende Polyisocyanatkomponente B einen Gehalt an Isocyanatgruppen von 1 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Polyisocyanatzusammensetzung B, aufweist.

Geeignete kommerziell erhältliche Polyisocyanate sind unter anderem Desmodur® XP 2675, Desmodur® XP 2489, Desmodur® N3300, Desmodur® N3600, Desmodur® I I. Bayhydur® 3100, Desmodur® N eco 7300 und Desmodur® H, Desmodur® I, Desmodur® W - alle kommerziell erhältlich von der Covestro Deutschland AG.

Erfindungsgemäße Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumstoffe

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schaumdicke des erfindungsgemäßen Schaumstoffs senkrecht zur Lichteinstrahlung mindestens ein Multiplikator von 3 bevorzugt 5 besonders bevorzugt 10 * Zellen Dicke mit Bezug auf den durchschnittlichen Zellendurchmesser auf.

in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Schaumstoff einen

Lambda-Wert von kleiner 0,08 bevorzugt kleiner 0,06 besonders bevorzugt kleiner 0,05 W in ., gemessen gemäß DIN 52616:1977-11 auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt der erfindungsgemäß e Schaumstoff einen kristallinen Anteil kleiner 20% bevorzugt kleiner 10%o besonders bevorzugt kleiner 2 %>. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erhaltenen erfindungsgemäßen Schaumstoffe kristalline Anteile, deren Kristallgrößen sichtbares Licht nicht merklich brechen.

Allgemeines Herstellungsverfahren

Schäumungsprozesse finden im Allgemeinen entweder chemisch oder physikalisch statt. Bei der Herstellung von PUR/PIR Schäume werden die eingesetzten Komponenten (A und B) entweder durch eine Hochdruckvermischung oder durch eine Niederdruckvermischung (meist Stachelrührer) vermischt. Bei Mischungen verschiedener I ocyanate werden diese bevorzugt zuvor abgemischt. Gleiches gilt für eine Mischung der A-Komponenten. Dabei wird in bevorzugten Ausführungsformen des Standes der Technik absichtlich Luft eingemischt, da die Mikro luftblaschen Nukleierungskeime sind und somit ein feinzelligerer Schaum entsteht, was insbesondere für Isolierhartschäume gewünscht ist.

Die erfindungsgemäßen Schaumstoffe werden in einer bevorzugten Aus führungs form durch ein erfmdungsgemäßes Verfahren erhalten, in dem die Reaktionskomponenten unter weitgehender Vermeidung von Mikroblasen, bevorzugt mit einem Blasendurchmesser < 0,5 mm, in geeigneten Mischaggregaten gemischt werden. Dabei ist eine weitgehende Vermeidung von Mikroblasen bevorzugt, welche zum Beispiel durch eine optisch transparente oder transluzente Mischung im Gegensatz zu einer milchig trüben Mischung gekennzeichnet ist. Man kann hierzu bereits als Indikator die Trübung der Zusammensetzung nach DIN EN ISO 7027 direkt nach dem Vermischen messen. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein wird davon ausgegangen, dass je weniger Mikroblasen im Reaktionsgemisch nach der Vermischung enthalten sind, desto höher wird anschließend die Lichttransmission sein. Durch die Mikroblasen, welche als Kondensationkeime für die bevorzugt chemischen Treibmittel wirken können, wird das Licht gestreut und der daraus entstehende Schaum hat eine geringere Lichttransmission.

Es können mit konventionellem Herstellungsverfahren, d.h. unter Verwendung üblicher Misch-aggregate / Rührer hohe Lichttransmissionen erreicht werden, wenn bevorzugt sehr langsam reagierende Schaumsysteme verwendet werden, das heißt die Schäume reagieren erst dann, wenn das anfänglich eingemischte Nuklei erungsmittel (Keimzellen), wie z.B. Luft, sich wieder weitgehend, d.h. im Wesentlichen, aufgelöst hat bzw. die sehr kleinen Bläschen zu größeren (etwa > 0,5 mm) koalesziert sind und nach oben gestiegen sind bzw. sich verflüchtigt haben. Dem Fachmann ist es bekannt, dass er durch die Auswahl geeigneter Katalysatoren und Treibmittel die Reaktionsgeschwindigkeit der Schaumsysteme steuern kann. Für einen wirtschaftlichen Einsatz der gewünschten transluzenten und temperaturisolierenden Schäume ist allerdings eine Abbindezeit von < 2h, bevorzugt < lh, ganz bevorzugt < 30min und ganz besonders bevorzugt < 15 min, einzustellen.

Blasenfreies Herstellverfahren

In einem bevorzugten Herstellungsverfahren werden beim Vermischen der Substanzen gasförmige Nukleierungsmittel, hier insbesondere Luft (sogenannte Beimischluft), im Wesentlichen ausgeschlossen. Die Reaktionskomponenten sind folglich im Wesentlichen frei von diesen gasförmigen Nukleierungsmitteln. Durch das Fehlen von Luft oder allgemein, durch das Fehlen gasförmiger Nukleierungsmittel, entsteht erfindungsgemäß ein deutlich grobzelligerer Schaum, der eine wesentlich größere Lichttransmission hat. Feinzellige Schäume streuen das Licht stärker, was zu Lasten der Lichttransmission geht.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Gegenstände:

Nach einem ersten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von trans-luzenten Polyurethan- und Polyi so cyanurat s chaumsto ff en durch Umsetzung einer Komponente A umfassend, bevorzugt bestehend aus,

AI mindestens ein, mit der Komponente B reaktives, Polyol, bevorzugt mit einem Molekulargewicht < 200g/mol, stärker bevorzugt < 150 g/'mol;

A2 gegebenenfalls mindestens ein Amin;

A3 Wasser gegebenenfalls in Anwesenheit von Ameisensäure und / oder physikalischen Treibmitteln;

A4 mindestens einen S chaumstabili sator wie beispielsweise Silikontenside bevorzugt aus der Gruppe der Siloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere und / oder Polydimethylsiloxan-Polyoxy- alkylen-Copolymere

A5 gegebenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, UV-Schutzmittel, Initiatoren, Additive, Pigmente, Füllstoffe oder eine Kombination davon;

A6 gegebenenfalls mindestens ein Flammschutzmittel, bevorzugt farblose und nicht verfärbende Flammschutzmittel, stärker bevorzugt Phosphor haltige Verbindungen, noch stärker bevorzugt Phosphate, insbesondere bevorzugt Triethylphosphat;

A7 mindestens einen Katalysator;

und eine Komponente B, umfassend,

mindestens eine aliphatische oder cycloaliphatische Polyisocyanatkomponente oder Kombination davon,

B2 gegebenenfalls mindestens ein hydrophiliertes Isocyanat, bevorzugt in 3 bis 25 Gew. -Teilen, bevorzugt in 5 bis 15 Gew. -Teilen, stärker bevorzugt in 8 bis 12 Gew.-T eilen;

B3 weniger als 20 Gew.-Teile, bevorzugt weniger als 10 Gew. -Teile, stärker bevorzugt weniger als 5 Gew.-Teile, am stärksten bevorzugt weniger als 1 Gew.-T eil, einer aromatischen Polyisocyanatkomponente,

wobei die Gewichtsteile von B2 und B3 bezogen sind auf die Summe der Gewichtsteile von B l bis B3, welche auf 100 Gew.-Teile normiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Komponente A mit der Komponente B bei einer Isocyanat-Kennzahl von wenigstens 150 oder 200, bevorzugt 250 bis 600, stärker bevorzugt 300 bis 400, durchgeführt wird, und wobei bevorzugt die Reaktionsmischung vor dem Einsatz der

Treibreaktion klar ist und eine Trübung von weniger als 90%, bevorzugt weniger als 70% und stärker bevorzugt weniger als 50% nach DI N EN ISO 7027:2016-1 1 aufweist;

und wobei die erhaltenen transluzenten Polyurethan- und Polyisocyanuratschaumstoffe eine Lichttransmission nach EN ISO 13468-2:2006 von mindestens 10%, bevorzugt von mindestens 20%, stärker bevorzugt von mindestens 10% bis 80 %, noch stärker bevorzugt mindestens 20 bis 60%; am stärksten bevorzugt von mindestens 20%o bis 50% jeweils gemessen bei einer Schichtdicke des Schaumstoffs von 20 mm, aufweisen; und

wobei die erhaltenen transluzenten Polyurethan- und Polyisocyanuratschaumstoffe einen Haze von mindestens 70%, bevorzugt mindestens 80%, stärker bevorzugt mindestens 90%, noch stärker bevorzugt mindestens 98%, am stärksten bevorzugt mindestens 99%, bestimmt nach

ASTM D1003-13, jeweils gemessen bei einer Schichtdicke des Schaumstoffs von 20 mm, aufweisen.

Nach einem zweiten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß Gegenstand 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene transluzente Polyurethan- oder Polyisocyanurat-Schaumstoff eine Wärmeleitfähigkeit (gemessen gemäß DIN 52612:2-1984-06) von kleiner als 100 mW/(m*K), bevorzugt von kleiner als 80 mW/(m*K) und insbesondere bevorzugt von kleiner als 60 mW/(m*K), am stärksten bevorzugt von kleiner als 50 mW/(m*K) aufweist.

Nach einem dritten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene transluzente Polyurethan- oder Polyiso-cyanuratschaumstoff einen NCO-Modifizierungsgrad von mindestens 30 Mol%> bevorzugt von 50 bis 95%o Mol%i und besonders bevorzugt von 60 bis 85 Mol% aufweist.

Der Modifizierungsgrad ist dabei der Anteil (in Mol%>) der insgesamt vorhandenen reaktiven NCO-Gruppen, der an einer Modifizierungsreaktion beteiligt ist, also letztendlich in eine funktionelle Grup e der Art Allophanat oder Biuret, Uretdion, Isocyanurat oder Carbodiimid/Uretonimin umgewandelt wird. Dabei kann der Modifizierungsgrad sowie die Isocyanuratbildung durch Wahl des Katalysators, im Folgenden auch als Trimerisierungskatalysator bezeichnet, beeinflusst werden. Geeignete Katalysatoren werden nachstehend offenbart.

Nach einem vierten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene transluzente Polyurethanoder Polyisocyanuratschaumstoff farblos bis weiß ist und einen Yellowing Index (gemessen nach ASTM E 313 :2015) von kleiner 10, bevorzugt kleiner 7 und besonders bevorzugt von kleiner 5 aufweist, jeweils bezogen auf eine Schichtdicke des Schaumstoffs von 20 mm.

Nach einem fünften Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Polyurethan- oder Polyi so cyanurats chaumsto ff als ein zu mindestens 40%, bevorzugt mindestens 50%, stärker bevorzugt mindestens 60% geschlossenzelliger Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumstoff vorliegt. Neben der Lichttransmission hat die Zellgröße ebenfalls einen Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit kleiner werdender Zellgröße ab, bevorzugt sind die vorstehend genannten Bereiche. Die Geschlossenzelligkeit wird dabei an einem Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumstoff bestimmt, welcher in einem offenen Gefäß oder auf einer Platte nach Schneiden in einer Dicke von bevorzugt > dem 10* mittleren Zelldurchmesser hergestellt wurde, damit der Effekt der aufgeschnittenen Zellen vernachlässigt werden kann. Die Bestimmung kann gemäß DIN EN ISO 4590: 1986 erfolgen.

Nach einem sechsten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Polyurethan- oder Polyi so cyanurats chaumsto ff eine mittlere Zellgröße zwischen 1 ,0 mm und 20 mm, stärker bevorzugt zwischen 1 ,0 mm und 10,0 mm oder 1 ,0 mm und 6,0 mm, und besonders bevorzugt zwischen 2,0 mm und 5,0 mm, aufweist.

Die Zellgröße wird dabei unter Verwendung eines Lichtmikroskops bestimmt. Dabei wird der größte Abstand zwischen zwei Zellkanten als Zellgröße definiert.

Nach einem siebten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Polyurethan- oder Polyi so cyanurats chaumsto ff eine Rohdichte des erhaltenen Schaums von höchstens 300 kg/m3, bevorzugt höchstens 200 kg/m3, besonders bevorzugt höchstens 100 kg/m3 und ganz besonders bevorzugt höchstens 50 kg/m3 (bestimmt mittels DIN EN ISO 845:2009-10) aufweist.

Nach einem achten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Polyurethan- oder Polyisocyanurat-schaumstoff eine mittlere Zellstegdicke von mindestens 0,05 mm bevorzugt mindestens 0,1 mm und/oder besonders bevorzugt höchstens 0,5 mm, stärker bevorzugt höchstens 0,4 mm aufweist.

Die Zellstegdicke wird dabei unter Verwendung eines Li chtmikro skop s bestimmt. Dabei wird die Dicke eines Zellsteges in der Mitte zwischen zwei Zwickeln als Zellstegdicke definiert.

Nach einem neunten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A enthält:

10 bis 99,3 Gew.-Teile, bevorzugt 20 bis 90 Gew. -Tei le, stärker bevorzugt 30 bis 80 Gew. -Teile, am stärksten bevorzugt 50 bis 70 Gew.-Teile von AI ;

0 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-Teile, am stärksten bevorzugt 0 bis 2 Gew.-Teile von

A2;

0,1 bis 80 Gew.-Teile, bevorzugt 15 bis 60 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 25 bis 45 Gew.-Teile von A3;

0,0 bis 50 Gew.-Teile, bevorzugt 0,1 bis 40 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-Teile von A5;

0,0 bis 80 Gew.-Teile, bevorzugt 0,1 bis 60 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,5 bis 40 Gew.-Teile von A6;

wobei die Summe von AI bis A7 100 Gew.-Teile ergibt.

Nach einem zehnten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass

0,5 bis 25 Gew.-Teile, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-Teile von A4;

0,1 bis 60 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 50 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 2 bis 45 Gew.-Teile, am stärksten bevorzugt 5 bis 35 Gew.-Teile von A7 enthalten sind, bezogen auf 100 Gew.-Teile die sich ergeben aus der Summe von AI bis A7.

Nach einem elften Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen keine gasförmigen Nukleierungs-mittel eingetragen durch den Mischprozess, insbesondere Luft, bei der Reaktion anwesend sind.

Nach einem zwölften Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbindezeit < 2h, bevorzugt <lh, besonders bevorzugt < 30 min und ganz besonders bevorzugt < 1 5 min beträgt und gegebenenfalls geeignete Katalysatoren wie Kaliumacetat oder Kaliumethylhexanoat verwendet werden.

Nach einem dreizehnten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen in einem Mischer mit vorgeschalteter Entgasungseinheit durchgeführt wird.

Nach einem vierzehnten Gegenstand betrifft die Erfindung einen transluzenten Polyurethan- oder Polyi so cyanurats chaumsto ff, welcher durch ein Verfahren der vorstehenden Gegenstände erhalten wurde.

Nach einem fünfzehnten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Mehrschichtverbundelement, in welchem der transluzente Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumstoff gemäß Gegenstand 14 zwischen zwei, bevorzugt transluzenten oder transparenten, Elementen vorliegt.

Nach einem sechzehnten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Mehrschichtverbundelement gemäß Gegenstand 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei, bevorzug transluzenten oder transparenten, Elemente Folien oder Platten sind, besonders bevorzugt sind diese hergestellt aus den Materialien Glas, Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beide Elemente aus unterschiedlichem Material.

Nach einem siebzehnten Gegenstand betrifft die Erfindung die Verwendung des transluzenten Polyurethan- oder Polyisocyanuratschaumstoffs gemäß Gegenstand 14 oder des Mehrschichtverbundelements gemäß Gegenstand 15 oder 16 als Bauelement, insbesondere als Dachelement wie ein Lichtband, eine Lichtkuppel, als Wandelement wie ein Paneel, als Bodenelement, in Gebäuden, in Fahrzeugen oder Lampen oder in Kombination mit eingelassenen Lampen als Leuchtelement, insbesondere in Paneel-Form.

Beispiele und Vergleichsbeispiele:

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen weiter erörtert, ist jedoch nicht auf diese beschränkt:

Verwendete Komponenten:

Trimerisierungs-Katalysatoren

• DABCO Kl 5: (Kalium-2-ethylhexanoat)

• Desmorapid®: 1792 (Kaliumacetat)

Verwendete Polyole A):

• Glycerin

• Diethylenglycol

Schaumstabilisatoren (Polyether-Polydimethylsiloxan-Copolymere):

· Tegostab® B8421

» Tegostab® B8490

Verwendete Iso- und Polyisocyanate B)

• Desmodur® N3600: Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1,6- Dii so cy anatohexan (HDI) mit einem NCO-Gehalt von 23,2 Gew.-%, einer mittleren NCO- Funktionalität von 3,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem HDI von maximal 0,2

Gew.-% und einer Viskosität von 1200 mPas (23 °C)

• Desmodur® XP 2675: Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6- Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 20 Gew.-%, einer mittleren NCO- Funktionalität von 4,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem HDI von kleiner 0,25 Gew.-% und einer Viskosität von 16000 mPas (23 °C)

• Bayhydur® 3100: Hydrophiles Isocyanuratgruppen-haltiges Polyisocyanat auf Basis von 1 ,6-Diisocyanatohexan ( H DI ) mit einem NCO-Gehalt von 17,4 Gew.-'Ό, einer mittleren NCO-Funktionalität von 3,2 (nach GPC), einem Gehalt an monomerem H DI von maximal 0,1 Gew.-» » und einer Viskosität von 2800 mPas (23 °C)

· Desmodur® 4MM: 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat

Verwendete Messverfahren:

Die Wärmeleitzahlen wurden gemäß nach DIN 52616: 1977-1 1 an 30 mm dicken Schaumstoffen ermittelt.

Lichttransmission nach EN ISO 13468-2:2006 an 20 mm dicken Schaumstoffen gemessen, außer es wird explizit eine andere Dicke angegeben.

Zellgröße und Zellstegdicke wurden wie vorstehend beschrieben unter Verwendung eines Li chtmikro skop s gemessen.

Der Yellowing Index, nachstehend auch lediglich als Y I bezeichnet, wurde gemäß ASTM E 313:2015 bestimmt.

Der Haze wurde nach ASTM D1003-13 ermittelt.

Figuren 1, 2, und 5 bis 7 zeigen erfindungsgemäße transluzente Schäume. Die Figur 3 zeigt einen gewöhnlichen nicht transluzenten MDI (Diphenylmethandiisocyanat) basierten PIR-Hartschaum. Figur 4 ist der Schaum aus Figur 3, jedoch bei stärkerer Vergrößerung.

Bespiele

B ei spiel 1

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 8,66 g Glycerin, 6,50 g Ameisensäure, 2,17 g Wasser, 2,50 g Schaumstabilisator Tegostab B8421 und 5,00 g Katalysator Desmorapid® 1792 wurde mit einem Isocyanatgemisch aus 1615,41g Desmodur® N3600, 179,49 g Bayhydur® 3100 mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min für 15 Sekunden (weitgehend blasenfrei) vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 90 min abgebunden.

Der Schaumstoff hatte eine Wärmeleitzahl von 37,1 mW/(m*K) in Schäumrichtung.

Der Schaumstoff hatte eine Lichttransmission von 21,0 % (parallel, Dicke 20 mm) und 44,7% (parallel, Dicke 10 mm). Der YI betrug 1,9. Der Haze betrug > 95%.

Die Zellgröße betrug ca. 2 bis 3 mm. Die Zellstege waren im Mittel 190±30 μηι stark.

Beispiel 2

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 3,06 g Glycerin, 0,41 g Ameisensäure, 3,57 g Wasser, 2, 10 g Schaumstabilisator Tegostab® B8421 und 3,00 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit dem Isocyanatgemisch aus 259,08 g Desmodur® N3600, 28,79 g Bayhydur® 3100 mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min für 15 Sekunden (weitgehend blasenfrei) vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 30 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80 °C getempert.

Der Schaumstoff hatte eine Wärmeleitzahl von 59,5 mW/(m*K) in Schäumrichtung.

Der Schaumstoff hatte eine Li chttransmi s sion von 39,8 % (orthogonal). Der YI betrug 3,9. Der Haze betrug ca. 90%

Die Zellgröße betrug ca. 1 ,5 bis 4 mm. Die Zellstege haben eine Dicke von ca. 310 μπι.

Vergleichsbeispiel 1 (physikalisch getriebener Schaum)

2,22 g Katalysator Dabco Kl 5 mit 2,42 g Kronenether 18-Krone-6 wurden mit 19,5g Perfluormethylcyclohexan und 58,51 g Perfluorheptan wurden mit 216,68 g Desmodur® XP 2489 mit einem Laborrührwerk Fa. Pendraulik bei 3730 U/min für 40 Sekunden vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 40 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80 °C getempert.

Der Schaumstoff hat eine Lichttransmission von kleiner 8 %.

Die Zellgröße beträgt ca. 1 bis 2 mm.

Der VI beträgt > 30. Der Haze betrug > 99%.

Vergleichsbeispiel 2 (physikalisch getriebener Schaum)

Eine Isocyanat -reaktive Zusammensetzung aus 1,06 g Schaumstabilisator Tegostab® B84702LV und 2,82 g Katalysator Dabco Kl 5 und 0,28g Katalysator Natriummethanolat, 18,06g Ethylacetat wurde mit 276,72 g Desmodur® XP 2489 mit einem Laborrührwerk Fa. Pendraulik bei 3730 U/min für 60 Sekunden vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 4 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 1 15 °C getempert.

Der Schaumstoff hat eine Lichttransmission von kleiner 6 %.

Die Zellgröße beträgt ca. 1 bis 2 mm.

Der VI beträgt > 40. Der Haze betrug > 99%.

Beispiel 3

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 3,92 g Glycerin, 0,52 g Ameisensäure, 3,26 g Wasser, 2,10 g Schaumstabilisator Tegostab® B8421 und 3,00 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit einem Isocyanatgemisch aus 258,48g Desmodur® N3600, 28,72 g Bayhydur® 3100 mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min für 15 Sekunden (weitgehend blasenfrei) vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 20 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80 °C getempert.

Der Schaumstoff hat eine Lichttransmission von 40,6 % (parallel, Dicke 20 mm).

Der VI beträgt 3,4. Der Haze betrug ca. 75%.

Die Zellgröße beträgt ca. 4 bis 6 mm. Die Zellstege waren im Mittel 470±50 μιη stark.

Beispiel 4 (rein wassergetriebener transluzenter Schaumstoff)

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 1,09 g Glycerin, 1,46 g Wasser, 0,87 g Schaumstabilisator Tegostab® B8490, 1 ,25 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit einem Isocyanatgemisch aus 54, 15 g Desmodur® N3600, 54, 15 g Desmodur® XP 2675 und 12,03 g Bayhydur® 3100 wurde für 45 Sekunden mit einem Speedmixer bei 3540 U/min quasie blasenfrei vermischt und vorsichtig in eine Form ausgegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80°C gestellt. Der Schaum war nach 48 min abgebunden. Anschließend erfolgte eine 2-stündige Temperung bei 80°C im Ofen.

Der Schaumstoff hatte eine Lichttransmission von 23,7 % (parallel). Der YI betrug 3,9. Der Haze betrug > 95%.

Beispiel 5 (rein wassergetriebener transluzenter Schaumstoff)

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 1,09 g Glycerin, 1,46 g Wasser, 0,87 g Schaumstabilisator Tegostab® B8490, 1 ,25 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit einem Isocyanatgemisch aus 54, 15 g Desmodur® N3600, 54.1 5 g Desmodur® XP 2675 und 12,03 g Bayhydur® 3100 wurde für 45 Sekunden mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min

(weitgehend blasenfrei) vermischt und vorsichtig in eine Form ausgegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80°C gestellt. Der Schaum war nach 48 min abgebunden. Anschließend erfolgte eine 2-stündige Temperung bei 80°C im Ofen.

Der Schaumstoff hatte eine Lichttransmission von 12,9 % (parallel). Der YI betrug 4,2. Der Haze betrug >99%.

Der Vergleich der Beispiele 4 und 5 zeigt deutlich den positiven Einfluss des besonders blasenfreien Mischverfahrens mittels Speedmixer für die Lichttransmission.

Vergleichsbeispiel 3

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 4,47 g Glycerin, 0,60 g Ameisensäure, 5,21 g Wasser, 2,10 g Schaumstabilisator Tegostab® B8421 und 1,50 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit 286,12 g Isocyanat Desmodur® 44 vermischt und in eine Form ausgegossen. Die Mischung selbst wurde mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min, 15 Sekunden Mischzeit und 23 °C Rohstofftemperatur hergestellt. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80°C gestellt. Der Schaum war nach 4,5 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80°C getempert.

Der Schaumstoff hatte eine Lichttransmission von 0,8 % und einen YI von >100.

Beispiel 6

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 1,05 g Diethylenglycol, 1,05 g Glycerin, 1,58 g Ameisensäure, 0,53 g Wasser, 0,63 g Schaumstabilisator Tegostab* B8421 und 3,75 g Katalysator Dabco K l 5 wurde mit dem Isocyanatgemisch aus 104,78 g Desmodur® N3600, 11,64 g Bayhydur® 3100 wie nachfolgend beschrieben verarbeitet:

a) Die oben aufgeführten Substanzen wurden mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min für 30 Sekunden und 23 °C Rohstofftemperatur vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80°C gestellt. Der Schaum war nach 12 min abgebunden.

b) Die oben aufgeführten Substanzen wurden mit einem Speedmixer bei 3540 U/min für 30

Sekunden und 23 °C Rohstofftemperatur vermischt und das Reaktionsgemisch vorsichtig in eine Form gegossen. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 12 min abgebunden.

Der Schaumstoff 6a hatte eine Lichttransmission von 10,6 % (parallel) und 12,4 % (orthogonal). Der Yellowing Index betrug 5,3 (parallel) und 4.5 (orthogonal). Der Haze betrug >99%.

Der Schaumstoff 6b hatte eine Lichttransmission von 18,7 % (parallel) und 16,1 % (orthogonal). Der Yellowing Index betrug 3,1 (parallel) und 3.5 (orthogonal). Der Haze betrug >99%.

Der Vergleich der Beispiele 6a und 6b zeigt deutlich den positiven Einfluss des besonders blasenfreien Mischverfahrens mittels Speedmixer für die Lichttransmission.

Beispiel 7

Eine Isocyanat-reaktive Zusammensetzung aus 2,43 g Diethylenglycol, 2,43 g Glycerin, 0,65 g Ameisensäure, 5,67 g Wasser, 4,80 g Schaumstabilisator Tegostab* B8421 und 4,80 g Katalysator Dabco K l 5 wurde mit dem Isocyanatgemisch aus 413,30 g Desmodur® N3600, und 45,92 g Bayhydur® 3100 vermischt und in eine Form ausgegossen. Die Mischung selbst wurde mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min, 15 Sekunden Mischzeit und 23 °C Rohstofftemperatur hergestellt. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80°C gestellt. Der Schaum war nach 22 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80 °C im Ofen getempert.

Der Schaumstoff 8 hatte eine Lichttransmission von 29,3 % (parallel). VI betrug 2,7. Der Haze betrug ca. 92%.

Beispiel 8

Eine Isocyanat -reaktive Zusammensetzung aus 4,03 g Diethylenglycol, 4,03 g Glycerin, 6,50 g Ameisensäure, 2,02 g Wasser, 2,40 g Schaumstabilisator Tegostab* B8421 und 14,4 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit dem Isocyanatgemisch aus 402,35 g Desmodur® N3600, und 44,71 g Bayhydur® 3100 vermischt und in eine Form ausgegossen. Die Mischung selbst wurde mit einem Rührer bei 3730 U/min, 15 Sekunden Mischzeit und 23 °C Rohstofftemperatur hergestellt. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 12 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80 °C getempert.

Der Schaumstoff 9 hatte eine Lichttransmission von 16,4 % (parallel). YI betrug 6,5. Der Haze betrug >99%.

Beispiel 9

Eine Isocyanat -reaktive Zusammensetzung aus 5,48 g Diethylenglycol, 5,48 g Glycerin, 8,21 g Ameisensäure, 2,74 g Wasser, 1,50 g Schaumstabilisator Tegostab® B8421 und 9,00 g Katalysator Dabco Kl 5 wurde mit dem Isocyanatgemisch aus 240,84 g Desmodur® N3600, und 26.76 g Bayhydur® 3100 vermischt und in eine Form ausgegossen. Die Mischung selbst wurde mit einem Laborrührwerk der Fa. Pendraulik bei 3730 U/min, 10 Sekunden Mischzeit und 23 °C Rohstofftemperatur hergestellt. Danach wurde die Form in einen Ofen bei 80 °C gestellt. Der Schaum war nach 7 min abgebunden. Der Schaum wurde für weitere 2 h bei 80 °C getempert.

Der Schaumstoff hatte eine Lichttransmission von 25 % (parallel). Der YI betrug 2,5. Der Haze betrug >97%.