EP-3887418-B1 - POLYURETHANE FOAM FORMULATIONS AND NOISE INSULATIONS WITH FOAMS (MOTOR CAPSULE) BASED THEREON

Inventors

• BECKER, HELMUT
• SCHULZE, VOLKMAR

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20191111

Claims (11)

1. A polyurethane foam formulation for the production of soft resilient PUR moulded foams having viscoelastic properties comprising : a) a novolac polyol having a hydroxyl functionality of 3, a hydroxyl value in the range of 160 to 240 mgKOH/gb b) a polyether polyol having a hydroxyl functionality of 3, a hydroxyl value in the range of 20 to 40 mgKOH/gc c) a block/copolymer having a hydroxyl value in the range of 25 to 45 mgKOH/g and e) a combination of catalytically active as well as stabilizing additives, characterized in that the proportion of component (a) is 5 to 35% per weight, based on the polyol component.
2. The formulation according to claim 1, characterized in that the proportion of component (b) is 30 to 65% by weight, based on the polyol component.
3. The formulation according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the proportion of component (c) is 5 to 15% by weight, based on the polyol component.
4. The formulation according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the novolac polyol of component (a) is based on phenol/formaldehyde polymer and is tipped with ethylene oxide and/or propylene oxide.
5. The formulation according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the polyether polyol of component (b) and/or component (c) is derived from glycerol.
6. The formulation according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the catalytically active additives comprise at least one reactive (hydrogen azide) group.
7. A method for the production of soft-elastic moulded foams having viscoelastic properties, characterized in that A) a (poly)isocyanate component, B) a formulation according to one of the claims from 1 to 56, C) water and D) one or more catalysts and E) optionally further auxiliaries, fillers, stabilizers and/or blowing agents are brought to reaction.
8. Method according to claim 7, characterized in that the MDI or a prepolymer based on MDI with an NCO content of 22 to 33%, preferably in a range of 26 to 30%, is used.
9. Method according to claim 7 or 8, characterized in that the MDI index is in a range from 50 to 100, in particular 65 to 85.
10. A soft elastic foam having viscoelastic properties obtainable by reaction injection moulding, casting method or as a block foam comprising a formulation according to any one of claims 1 to 6.
11. Use of a moulding part according to claim 10 as sound insulation.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Polyurethan-Schaumstoff-Formulierung auf Basis von an sich konventionellen Polyether- und Novolac-Polyolen mit insbesondere MDI zur Herstellung von weichelstischen PUR-Formschäumen mit viskoelastischen Eigenschaften insbesondere für Schallisolierungen mit darauf basierenden Schäumen. Weichelastische sowie viskoelastische Polyurethan-Formschäume sind im Bereich der Fahrzeugakustik weit verbreitet. Übliche weichelastische Schäume werden allgemein dem "high resilience"- also hochelastischen Typ zugeordnet und weisen eine ausgeprägte Federcharakteristik mit spontanem bzw. schnellem Rückstellverhalten auf. Dem entgegen stehen die viskoelastischen Schaumtypen, die sich als wesentliches Unterscheidungsmerkmal zu weich-elastischen Schaumtypen durch ein verzögertes Erholungsverhalten nach Druckverformung auszeichnen. Dabei erreichen viskoelastische Schäume im Vergleich zu "high resilience" Schäumen in der Regel wesentlich bessere Dämpfungseigenschaften. Viskoelastisch geformte PUR-Schaumstoffe basieren üblicherweise auf MDI und einer Mischung aus Polyetherpolyolen, meist auf Glycerinbasis. Während tendenziell Polyole mit hohem Molekulargewicht und niedriger Funktionalität für weichelastische Schaumtypen verwendet werden, führt ein niedriges Molekulargewicht, insbesondere in Kombination mit hohen Funktionalitäten, zu bevorzugten Hartschäumen. Für die spezifische Anwendung in viskoelastischen Formulierungen wird der gewünschte Grad an viskoelastischen Eigenschaften durch die Menge an weichen und harten Segmenten innerhalb des Polymers ausgeglichen. Im Gegensatz zu typischerweise im Blockschaumverfahren hergestellten, weich-elastischen oder auch viskoelastischen Schäumen, die in der Matratzen- oder Polsterindustrie zum Einsatz kommen, werden akustisch wirksame Bauteile im Bereich der Fahrzeugakustik bevorzugt direkt als Formteile mit der gewünschten Bauteilgeometrie hergestellt. Dazu kommen in der Regel Zweikomponenten-Systeme zum Einsatz, wobei eine Komponente des Reaktivsystems diverse (Poly)-Isocyanate darstellen, die zweite Komponente aus einem komplexen Gemisch meist unterschiedlicher Polyole, Treibmittel, Katalysatoren, Stabilisatoren sowie gegebenenfalls weiteren Additive besteht. Die typischen Materialeigenschaften dieser Schäume werden primär von den eingesetzten Polyoltypen, deren Mengenverteilung, dem Vernetzungsgrad und dem gewählten Raumgewicht bestimmt. Im Hinblick auf die beabsichtigte Verwendung für akustisch wirksame Feder-Masse-Verkapselungen von Elektromotoren von Kraftfahrzeugen, aber auch unter Berücksichtigung hohen Temperaturen in Kombination mit Feuchtigkeitsbedingungen, die häufig zu einem frühzeitigen Altern oder sogar zu einer hydrolytischen Material-Zersetzung führen, werden entweder Polyester- oder Polyetherpolyole verwendet. Für aktuelle Anwendungen werden hauptsächlich Standardschäume (HR-Schäume) verwendet. Darüber hinaus sind diese Standardschäume (basierend auf herkömmlicher Polyetherbasis weniger empfindlich gegen hydrolytische Zersetzung als auf Polyester basierende Typen, jedoch nicht weit genug stabil genug, um den oben genannten streng modifizierten Alterungsbedingungen zu widerstehen. Grundsätzlich führen hohe Temperaturen zu vorzeitiger Materialalterung, während trockene Bedingungen zu Sprödigkeit führen und hydrolytische Bedingungen (infolge von hohen Temperaturen in Kombination mit Feuchtigkeit) zu Erweichungseffekten, zum Verlust mechanischer und akustischer Eigenschaften oder sogar zu einer vollständigen Materialzersetzung führen. Die jeweiligen Polyole unterscheiden sich in im Wesentlichen in Bezug auf Funktionalität, Reaktivität und Molekularmasse, wobei die Funktionalität und die grundsätzliche Struktur unmittelbar vom eingesetzten Startermolekül bestimmt wird. Als chemisches Treibmittel wird der Polyolkomponente meist Wasser zugesetzt, wobei das Wasser mit dem (Poly)-Isocyanat reagiert und Kohlendioxid freigesetzt wird, das als eigentliches Treibmittel fungiert. Weichelastische Schäume kommen in unterschiedlichen Ausführungen für ebenso unterschiedliche Akustikanwendungen zum Einsatz. Die Anwendungen umfassen reine Absorber bis hin zu Feder-Masse-Aufbauten. Die Dämmwirkung erhöht sich dabei in Abhängigkeit vom Raumgewicht bzw. der kombinierten Masseschicht. Im Vergleich zu weichelastischen "high resilience" Typen zeichnen sich viskoelastische Formschäume meist durch bessere Dämpfungseigenschaften aus und werden deshalb insbesondere im Premiumsektor bevorzugt eingesetzt. Dieses speziell viskoelastische Materialverhalten lässt sich in pneumatische Effekte und strukturelle Eigenschaften unterteilen, stellt aber meistens eine Kombination aus beiden dar. Der sogenannte pneumatische ("Asthma")-Effekt beruht auf sehr kleiner Porengröße, oft auch in Kombination mit nicht vollständig offener Zellstruktur, die den Luftaustausch bei Kompression sowie während der Erholung verlangsamt. Die strukturellen Eigenschaften ergeben sich aus der Kombination