Raumausstattungsgegenstände wie z. B. Küchenarbeits-oder Verkleidungsplat- ten, Fensterbänke, Fassaden-, Boden-oder Wandplatten, Duschtassen sowie Ausgüsse oder Solen im Küchen-oder Badbereich bestehen häufig aus Natursteinplatten oder Natursteinformkörpern wie Marmor, Granit, Basalt oder Sandstein. Zur Erzielung einer ausreichenden Tragfähigkeit und Biegefestigkeit müssen diese mineralischen Formkörper oder Platten für die vorgenannten Einsatzzwecke erhebliche Schichtstärken haben. Daher sind derartige Raumausstattungsgegenstände oder auch plattenförmige Halbzeuge hierfür teuer und weisen ein sehr hohes Gewicht auf. Beides begrenzt die Einsetzbarkeit derartiger kompakter Natursteinprodukte.

Die DE-C-197 26 502 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Platten oder Formteilen aus Polyisocyanaten und Polyolen, die zu einem Polyurethan- Schaumkunststoff reagieren, wobei unter Zumischung von Füllmitteln, Farbstoffen und dgl. ein Steinimitat entsteht. Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß in einem in-mold-Verfahren in einer geheizten Form das aufgeschäumte Polyurethangemisch mit einer Natursteinplatte, beispielsweise aus Granit oder Marmor oder aus Metall oder Holzwerkstoff verbunden wird. Dazu muß die Form beheizt werden, wobei eine Temperatur zwischen 55 und 80°C eingehalten werden muR und das Gemisch durch das Aufschäumen in der beheizten Form einem Druck zwischen 7 MPa und 14 MPa ausgesetzt werden muE, um eine Dichte zwischen 0,4 g/cm3 und 2,0 g/cm3 zu erreichen. Zu den Schaumstoffkomponenten wird nur ausgesagt, daß ein Polyisocyanat und ein Polyol eingesetzt werden, nähere Angaben sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.

Angesichts dieses Standes der Technik haben sich die Erfinder die Aufgabe ge- stellt, ein möglichst einfaches und effizientes Verfahren zum Herstellen von Ver- bundkörpern aus mineralischen Formkörpern und geschäumten Polyurethan- schichten bereitzustellen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist den Ansprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß der mineralische Formkörper in einer geschlossenen Form mit einer schäumfähigen Polyurethanzusammensetzung beschichtet wird, wobei die Form nicht vorgeheizt wird und die Zusammensetzung nur dem beim Schaumprozeß des Polyurethangemisches entstehenden Eigendruck ausgesetzt wird.

In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens wird der geschäumte Polyurethan- körper separat hergestellt und mit Hilfe eines Klebstoffes und gegebenenfalls ei- ner Verstärkungsmatte auf dem mineralischen Formkörper oder Halbzeug aufge- klebt.

Das erfindungsgemtig einsetzbare Polyurethansystem besteht dabei aus a) Polyisocyanaten, b) Polyolen c) Katalysatoren d) Netz-und Dispergiermittel e) Schaumstabilisatoren Wasser, das gegebenenfalls durch Carbonsäuren ganz oder teilweise ersetzt werden kann g) sowie vorzugsweise Füllstoffe.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Polyurethan- Bindemittel bestehen im wesentlichen aus einem Reaktionsprodukt mindestens eines Polyols mit mindestens einem Polyisocyanat, wobei zur Porenbildung des Schaums als Treibmittel gegebenenfalls Wasser und/oder eine Carbonsäure mitverwendet werden kann. Anstelle von Polyolen und Carbonsäuren können auch Hydroxycarbonsäuren oder Aminocarbonsäuren eingesetzt werden, Polyole können ganz oder teilweise durch Polyamine ersetzt werden.

Die Polyisocyanate sind mehrfunktionell, vorzugsweise enthalten die geeigneten mehrfunktionellen Isocyanate im Mittel 2 bis höchstens 5, vorzugsweise bis 4 und insbesondere 2 oder 3 Isocyanat-Gruppen pro Molekül. Die zu verwendenden Polyisocyanate können aromatische, cycloaliphatische oder aliphatische Isocya- nate sein.

Beispiele für geeignete aromatische Polyisocyanate sind : Alle Isomeren des To- luylendiisocyanats (TDI) entweder in isomerenreiner Form oder als Mischung mehrerer Isomerer, Naphthalin-1,5-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI), Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat sowie Mischungen des 4,4'-Diphenyl- methandiisocyanats mit dem 2,4'-Isomeren oder deren Mischungen mit höher- funktionellen Oligomeren (sogenanntes Roh-MDI), Xylylen-diisocyanat (XDI), 4,4'-Diphenyl-dimethylmethandiisocyanat, Di-und Tetraalkyl- diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Dibenzyldiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat. Beispiele für geeignete cycloaliphatische Polyisocyanate sind die Hydrierungsprodukte der vorgenannten aromatischen Diisocyanate wie z. B. das 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat (H, 2MDI), 1- lsocyanatomethyl-3-isocyanato-1,5,5-trimethyl-cyclohexan (Isophoron- Diisocyanat, IPDI), Cyclohexan-1,4-diisocyanat, hydriertes Xylylen-diisocyanat (H6XDI), 1-Methyl-2,4-diisocyanato-cyclohexan, m-oder p- Tetramethylxylendiisocyanat (m-TMXDI, p-TMXDI) und Dimerfettsäure-diisocya- nat. Beispiele für aliphatische Polyisocyanate sind Tetramethoxybutan-1,4-di- isocyanat, Butan-1,4-diisocyanat, Hexan-1,6-diisocyanat (HDI), 1,6-Diisocyanato- 2,2,4-trimethylhexan, 1,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan, Butan-1,4-diisocy- anat sowie 1,12-Dodecandiisocyanat (C12DI).

Im allgemeinen werden aromatische Isocyanate bevorzugt, vorzugsweise das Diphenylmethandiisocyanat, entweder in Form der reinen Isomeren, als lsome- rengemische der oder auch das mit Carbodiimid verflüssigte MDI, das z. B. unter dem Handelsnamen Isonate 143 L bekannt ist, sowie das so- genannte"Roh-MDI", d. h. eine Isomeren/Oligomerenmischung des MDI, wie sie z. B. unter dem Handelsnamen PAPI bzw. Desmodur VK im Handel erhältlich sind. Weiterhin können sogenannte"quasi-Prepolymere", d. h. Umsetzungsprodukte des MDI bzw. des TDI mit niedermolekularen Diolen, wie z. B. Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol oder Triethylenglykol verwendet werden. Diese quasi Prepolymeren stellen bekanntlich eine Mischung der vorgenannten Umsetzungsprodukte mit monomeren Diisocyanaten dar. Erstaunlicherweise vermögen auch aliphatische und cycloaliphatische lsocyanate schon bei Raumtemperatur schnell und vollständig zu den erfindungsgem6fLen Schaumstoffen zu reagieren. Neben den vorgenannten aliphatischen und cycloaliphatischen Isocyanaten sind auch deren Isocyanuratisierungsprodukte bzw. Biuretisierungsprodukte, insbesondere die des HDI bzw. IPDI einzusetzen.

Prinzipiell sind alle Polyole, die bereits zur Polyurethanherstellung bekannt sind, auch für die vorliegende Erfindung geeignet. In Betracht kommen insbesondere die an sich bekannten Polyhydroxy-Polyether des Molekulargewichtsbereiches von 60 bis 10.000, vorzugsweise 70 bis 6.000, mit 2 bis 10 Hydroxylgruppen pro Molekül. Derartige Polyhydroxypolyether werden in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung von geeigneten Startermolekülen erhalten, z. B. von Wasser, Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Sorbit, Rohrzucker usw. Geeignete Alkoxylierungsmittel sind insbesondere Propylenoxid und eventuell auch Ethylen- oxid.

Vorzugsweise eignen sich die flüssigen Polyhydroxyverbindungen mit zwei bzw. drei Hydroxylgruppen pro Molekül, wie z. B. di-und/oder trifunktionelle Polypropy- lenglykole im Molekulargewichtsbereich von 200 bis 6000, vorzugsweise im Be- reich von 400 bis 3000. Es können auch statistische und/oder Blockcopolymere des Ethylenoxids und Propylenoxids eingesetzt werden. Eine weitere Gruppe von vorzugsweise einzusetzenden Polyethern sind die Polytetramethylenglykole, die z. B. durch die saure Polymerisation von Tetrahydrofuran hergestellt werden, dabei liegt der Molekulargewichtsbereich der Polytetramethylenglykole zwischen 200 und 6000, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 4000.

Weiterhin sind als Polyole die flüssigen Polyester geeignet, die durch Kondensa- tion von Di-bzw. Tricarbonsäuren, wie z. B. Adipinsäure, Sebacinsäure, Glutar- saure, Azelainsaure Hexahydrophthalsäure oder Phthalsaure mit niedermolekularen Diolen bzw. Triolen wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Glyzerin oder Trimethylolpropan hergestellt werden können.

Eine weitere Gruppe der erfindungsgemäß einzusetzenden Polyole sind die Polyester auf der Basis von s-Caprolacton, auch"Polycaprolactone"genannt.

Es können aber auch Polyesterpolyole oleochemischer Herkunft verwendet wer- den. Derartige Polyesterpolyole können beispielsweise durch vollständige Ringöffnung von epoxidierten Triglyzeriden eines wenigstens teilweise olefinisch ungesättigte Fettsaure-enthaltenden Fettgemisches mit einem oder mehreren Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen und anschließender partielle Umesterung der Triglyzerid-Derivate zu Alkylesterpolyolen mit 1 bis 12 C-Atomen im Alkylrest her- gestellt werden. Weitere geeignete Polyole sind Polycarbonatpolyole und Dimer- diole (Fa. Henkel) sowie Rizinusöl und dessen Derivate. Auch die Hydroxy-funk- tionellen Polybutadiene, wie sie z. B. unter dem Handelsnamen"Poly-bd" erhaltlich sind, können für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Polyole eingesetzt werden.

Insbesondere ist die Polyol-Komponente eine Diol/Triol-Mischung aus Polyether- und Polyesterpolyolen.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Carbonsäuren reagieren mit den Isocya- naten in Gegenwart von Katalysatoren unter Abspaltung von Kohlendioxid zu Amiden, sie haben also die Doppelfunktion an dem Aufbau des Polymergerüstes beteiligt zu sein und gleichzeitig durch die Abspaltung des Kohlendioxids als Treibmittel zu wirken.

Unter"Carbonsäuren"werden Säuren verstanden, die eine oder mehrere-vor- zugsweise bis zu drei-Carboxyl-Gruppen (-COOH) und mindestens 2, vorzugs- weise 5 bis 400 C-Atome enthalten. Die Carboxyl-Gruppen können mit gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkyl-oder Cycloalkyl- Resten oder mit aromatischen Resten verbunden sein. Sie können weitere Gruppen wie Ether-, Ester-, Halogen-, Amid-, Amino-, Hydroxy-und Harnstoffgruppen enthalten. Bevorzugt werden jedoch Carbonsäuren, die als Flüssigkeiten bei Raumtemperatur leicht einarbeitbar sind, wie native Fettsäuren oder Fettsäuregemische, COOH-terminierte Polyester, Polyether oder Polyamide, Dimerfettsäuren und Trimerfettsäuren. Konkrete Beispiele für die Carbonsäuren sind : Essigsäure, Valerian-, Capron-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Isostearin-, Isopalmitin-, Arachin-, Behen-, Cerotin- und Melissin-Säuren sowie die ein-oder mehrfach ungesättigte Säuren Palmitolein-, 0I-, Elaidin-, Petroselin-, Eruca-, Linol-, Linolen-und Gadoleinsäure.

Außerdem seien auch noch genannt : Adipinsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellitsäure, Phthalsäure, Hexahy- <BR> <BR> <BR> <BR> d rophthalsäu re, Tetrachlorphthalsäure, Oxalsäure, Mukonsäure, Bernstei nsäure,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Fumarsäure, Ricinolsäure, 12-Hydroxy-stearinsäure, Zitronensäure, Weinsäure, di-oder trimerisierte ungesättigte Fettsäuren, gegebenenfalls in Mischung mit monomeren ungesättigten Fettsäuren und gegebenenfalls Partialester dieser Verbindungen. Ebenso können auch Ester von Polycarbonsäuren oder Carbonsäuregemischen, die sowohl COOH-als auch OH-Gruppen besitzen, eingesetzt werden wie Ester von TMP [C2H5-C (CH2OH) 3], Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit, Glykol bzw. deren Alkoxylate mit Adipinsäure, Sebacinsäure, Zitronensäure, Weinsäure oder gepfropfte oder partiel veresterte Kohlenhydrate (Zucker, Stärke, Cellulose) und Ringöffnungsprodukte von Epoxiden mit Polycarbonsäuren.

Zu den, Carbons6uren" z6hlen neben den Aminocarbonsäuren bevorzugt"Hy- droxycarbonsäuren". Unter"Hydroxycarbonsäuren"sind Monohydroxymono- carbonsäuren, Monohydroxypolycarbonsäuren, Polyhydroxymonocarbonsäuren und Polyhydroxypolycarbonsäuren einschließlich der entsprechenden Hy- droxyalkoxycarbonsäuren mit 2 bis 600, vorzugsweise mit 8 bis 400 und insbe- sondere mit 14 bis 120 C-Atomen zu verstehen, die 1 bis 9, vorzugsweise 2 bis 3, Hydroxylgruppen bzw. Carboxylgruppen an einem H-C-Rest, insbesondere an einem aliphatischen Rest enthalten. Die Polyhydroxymonocarbonsäuren und die Polyhydroxypolycarbonsäuren einschließlich der entsprechenden Hydroxyalkoxy- carbonsäuren werden zu den Polyhydroxyfettsäuren zusammengefaßt. Die vor- zugsweise verwendeten Dihydroxyfettsäuren sowie ihre Herstellung werden in der DE-OS 33 18 596 und der EP 237 959 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Polyhydroxyfettsäuren leiten sich bevorzugt von natürfich vorkommenden Fettsäuren ab. Sie weisen daher in der Regel eine gerade Anzahl an Kohlenstoffatomen in der Hauptkette auf und sind nicht ver- zweigt. Besonders geeignet sind solche mit einer Kettenlänge von 8 bis 100, ins- besondere von 14 bis 22 C-Atomen. Für technische Verwendungen werden natürliche Fettsäuren meistens als technische Mischungen eingesetzt. Diese Mischungen enthalten vorzugsweise einen Teil an Olsäure. Sie können darüber hinaus weitere gesättigte, einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthalten. Auch bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Polyhydroxyfettsäuren bzw. Polyhydroxyalkoxyfettsäuren können prinzipiell Mischungen unterschiedlicher Kettenlänge eingesetzt werden, die auch noch gesättigte Anteile oder aber Polyhydroxyalkoxycarbonsäuren mit Doppelbindungen enthalten können. Geeignet sind hier also nicht nur die reinen Polyhydroxyfettsäuren, sondern auch Mischprodukte, erhalten aus tierischen Fetten oder pflanzlichen Olen, die nach Aufbereitung (Esterspaltung, Reinigungsstufen) Gehalte an einfach ungesättigten Fettsäuren > 40 %, bevorzugt > 60 %, aufweisen. Beispiele hierfür sind käuflich erhältliche, natürliche Rohstoffe wie z. B. Rindertalg mit einer Kettenverteilung von 67 % Olsäure, 2 % Stearinsäure, 1 % Heptadecansäure, 10 % gesättigte Säuren der Kettenlänge C12 bis C, E, 12 % Linolsäure und 2 % gesättigte Säuren >C, 8 Kohlenstoffatomen oder z. B. das Öl der neuen Sonnenblume (NSb) mit einer Zusammensetzung von ca. 80 % Olsäure, 5 % Stearinsäure, 8 % Linolsäure und ca. 7 % Palmitinsäure. Diese Produkte können nach Ringöffnung kurz destilliert werden, um die ungesättigten Fettsäureesteranteile zu reduzieren. Weiterfüh- rende Reinigungsschritte (z. B. langer anhaltende Destillation) sind ebenfalls möglich.

Bevorzugt leiten sich die erfindungsgemäß verwendeten Polyhydroxyfettsäuren von einfach ungesättigten Fettsäuren ab, z. B. von 4,5-Tetradecensäure, 9,10- Tetradecensäure, 9,10-Pentadecensäure, 9,10-Hexadecensäure, 9,10-Heptade- censure, 6,7-Octadecensäure, 9,10-Octadecensäure, 11,12-Octadecensäure, 11,12-Eicosensäure, 11,12-Docosensäure, 13,14-Docosensäure, 15,16-Tetraco- sensäure und 9,10-Ximensäure. Davon bevorzugt ist die Olsaure (9,10-Octade- censure). Sowohl cis-als auch trans-Isomere von allen genannten Fettsäuren sind geeignet.

Geeignet sind auch Polyhydroxyfettsäuren, die sich von weniger haufig vorkom- menden ungesättigten Fettsäuren herleiten, wie Decyl-12-ensäure, Stilingsäure, Dodecyl-9-ensäure, Rizinolsäure, Petroselinsäure, Vaccensäure, Eläostearin- saure, Punicinsäure, Licansäure, Parinarsäure, Gadoleinsäure, Arachidonsäure, 5-Eicosensäure, 5-Docosensäure, Cetoleinsäure, 5,13-Docosadiensäure und/oder Selacholeinsäure.

Des weiteren sind geeignet Polyhydroxyfettsäuren, die aus Isomerisierungspro- dukten natürlicher ungesättigter Fettsäuren hergestellt worden sind. Die so hergestellten Polyhydroxyfettsäuren unterscheiden sich nur durch die Lage der Hydroxy-bzw. der Hydroxyalkoxygruppen im Molekül. Sie liegen im allgemeinen als Gemische vor. Natürlich vorkommende Fettsäuren sind im Sinne natürlicher Rohstoffe bei der vorliegenden Erfindung als Ausgangskomponente zwar bevorzugt, was aber nicht heißt, daß nicht auch synthetisch hergestellte Carbonsäuren mit entsprechenden C-Zahlen geeignet sind.

Ein Hydroxyalkoxyrest der Polyhydroxyfettsäuren leitet sich von dem Polyol ab, das zur Ringöffnung des epoxidierten Fettsäurederivats verwendet worden ist.

Bevorzugt werden Polyhydroxyfettsäuren, deren Hydroxyalkoxygruppe sich von vorzugsweise primären difunktionellen Alkoholen mit bis zu 24, insbesondere bis zu 12 C-Atomen ableitet. Geeignete Diole sind Propandiol, Butandiol, Pentandiol und Hexandiol, Dodecandiol, vorzugsweise 1,2-Ethandiol, 1,4-Butandiol, 1,6- Hexandiol, Polypropylenglykol, Polybutandiol und/oder PoEyethylenglykol mit ei- nem Polymerisationsgrad von 2 bis 40. Des weiteren sind als Diol-Verbindungen Polypropylenglykol und/oder Polytetrahydrofurandiol sowie deren Mischpolymeri- sationsprodukte besonders geeignet. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese Verbindungen jeweils einen Polymerisationsgrad von etwa 2 bis 20 Einheiten aufweisen. Zur Ringöffnung können aber auch Triole oder noch höherwertige Alkohole eingesetzt werden, z. B. Glycerin und Trimethylolpropan sowie deren Addukte von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid mit Molekulargewichten bis zu 1 500. Es werden dann Polyhydroxyfettsäuren erhalten mit mehr ais 2 Hydroxylgruppen pro Molekül.

Zur Ringöffnung kann anstelle eines Polyols als hydroxylgruppenhaltige Verbin- dung auch eine Hydroxycarbonsäure eingesetzt werden, z. B. Zitronensäure, Rizi- nolsaure, 1 2-Hydroxystearinsäure, Milchsäure. Es entstehen dann Ester- Gruppen anstelle von Ether-Gruppen. Des weiteren können auch Amine, Hydroxylgruppen-tragende Amine bzw. Amincarbonsäuren zur Ringöffnung eingesetzt werden.

Bevorzugt werden jedoch Dihydroxyfettsäuren, insbesondere aus Diolen einge- setzt. Sie sind bei Raumtemperatur flüssig und lassen sich leicht mit den übrigen Reaktionsteilnehmern mischen. Unter Dihydroxyfettsäuren werden im Sinne der Erfindung sowohl die Ringöffnungsprodukte epoxidierter ungesättigter Fettsäuren mit Wasser als auch die entsprechenden Ringöffnungsprodukte mit Diolen und deren Vernetzungsprodukten mit weiteren Epoxidmolekülen verstanden. Die Ringöffnungsprodukte mit Diolen können etwas genauer auch als Dihydroxy- alkoxyfettsäuren bezeichnet werden. Dabei sind vorzugsweise die Hydroxygrup- pen bzw. die Hydroxyalkoxygruppe durch mindestens 1, vorzugsweise minde- stens 3, insbesondere mindestens 6, CH2-Einheiten von der Carboxygruppe ge- trennt.

Bevorzugte Dihydroxyfettsäuren sind : 9,10-Dihydroxypalmitinsäure, 9,10-Dihydroxystearinsäure und 13,14-Dihydroxy- behensäure sowie deren 10,9- bzw. 14,1 3-lsomere.

Auch mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind geeignet, z. B. Linoisäure, Linolen- saure und Ricininsäure.

Als konkretes Beispiel für eine aromatische Carbonsäure sei die Zimtsäure ge- nannt. Die Treib-Reaktion, d. h. die CO2-Bildung für die Aufschäumung kann sowohl durch die Reaktion von Isocyanatgruppen des Polyisocyanats mit Wasser als auch durch die Reaktion der Isocyanatgruppen mit den Carbonsäuregruppen der Carbonsäuren erfolgen.

Wenn die CO2-Abspaltung aus der Isocyanat-Carbonsäure-Reaktion bereits bei Raumtemperatur starten soll, ist es zweckmäßig, Amino-substituierte Pyridine und/oder N-substituierte Imidazole als Katalysatoren zu verwenden. Besonders geeignet sind 1-Methylimidiazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, 1-Allylimidazol, 1- Phenylimidazol, 1,2,4,5-Tetramethylimidazol, 1 (3-Aminopropyl) imidazol, Pyrimidazol, 4-Dimethylamino-pyridin, 4-Pyrrolidinopyridin, 4-Morpholino-pyridin, 4-Methylpyridin und N-Dodecyl-2-Methyl-imidazol.

Die oben genannten Ausgangsstoffe für das PU-Bindemittel, nämlich Polyisocya- nat, Polyol, Polyamin, Wasser, Carbonsäure und Katalysator werden in fol- genden Mengenverhältnissen eingesetzt : Auf ein Äquivalent Isocyanat kommen 0,1 bis 1, vorzugsweise 0,8 bis 1 Äquivalente einer Mischung aus Polyol, Polyamin, Wasser und/oder Carbonsäure, wobei das Verhältnis Polyol und/oder Polyamin zu Wasser und/oder Carbonsäure 20 : 1 bis 1 : 20 betragen kann. Die Menge an einzusetzenden Katalysatoren liegt zwischen 0,0001 und 1,0, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,5 äquivalenten Pyridin-oder Imidazolkatalysator. Wird dagegen nur Wasser zur Treibreaktion eingesetzt, kann auf die Zugabe der oben angegebenen Pyridine und Imidazole verzichtet werden. Ist jedoch Carbonsäure das alleinige Treibmittel, müssen diese Pyridine und/oder Imidazole in Kombination mit den später aufgeführten basischen oder metallorganischen Katalysatoren zur Reaktionsbeschleunigung eingesetzt werden. Setzt man Polycarbonsäuren oder Hydroxy-bzw. Aminocarbonsäuren ein, kann auf den Zusatz eines Polyols oder Polyamins ganz verzichtet werden.

Für den Fall, daß kein Polyol, Polyamin oder Wasser an der Reaktion beteiligt ist, also die Isocyanate mit den Carbonsäuren umgesetzt werden, gilt die Regel : Auf ein Aquivalent Isocyanat kommen 0,1 bis 1, vorzugsweise 0,8 bis 1 äquivalente Carbonsäure und 0,0001 bis 1,0, vorzugsweise 0,001 bis 0,5 äquivalente Pyridin- oder Imidazolkatalysator.

Für den Fall, daß die mehrwertigen Isocyanate überwiegend mit Hydroxycarbon- säuren umgesetzt werden, sollen die o. g. Amin-Katalysatoren vorzugsweise in einer Konzentration von 0,05 bis 15, insbesondere von 0,5 bis 10 Gew.-% eingesetzt werden, bezogen auf die Summe von Hydroxycarbonsäure und Isocyanat.

Neben den obengenannten Pyridin-und Imidazol-Derivaten können noch weitere Katalysatoren zugesetzt werden. Insbesondere für die Isocyanat/Polyol-und Isocyanat/Wasser-Reaktion können metallorganische Verbindungen wie Zinn (II) salze von Carbonsäuren, starke Basen wie Alkali-Hydroxide,-Alkoholate und-Phenolate, z. B. Zinn-II-acetat,-ethylhexoat und-diethylhexoat verwendet werden. Eine bevorzugte Verbindungsklasse stellen die Dialkyl-Zinn (IV)-Carb- oxylate dar. Die Carbonsäuren haben 2, vorzugsweise wenigstens 10, insbesondere 14 bis 32 C-Atome. Es können auch Dicarbonsäuren eingesetzt werden. Als Säuren seien ausdrücklich genannt : Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Terephthalsäure, Phenylessigsäure, Benzoesäure, Essigsäure, Propionsäure sowie insbesondere 2-Ethylhexan-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-und Stearinsäure. Konkrete Verbindungen sind Dibutyl-und Dioctyl-zinndiacetat,-maleat,-bis- (2- ethylhexoat),-dilaurat, Tributylzinnacetat, Bis (ß-methoxycarbonyl- ethyl) zinndilaurat und Bis (ß-acetyl-ethyl) zinndilaurat.

Auch Zinnoxide und-sulfide sowie-thiolate sind bevorzugt brauchbar. Konkrete Verbindungen sind : Bis (tributylzinn) oxid, Bis (trioctylzinn) oxid, Dibutyl-und Dioc- tylzinn-bis (2-ethyl-hexylthiolat) Dibutyl-und Dioctylzinndidodecylthiolat, Bis (ß- methoxycarbonyl-ethyl) zinndidodecylthiolat, Bis (ß-acetyl-ethyl) zinn-bis (2-ethyl- hexylthiolat), Dibutyl-und Dioctylzinndidodecylthiolat, Butyl-und Octylzinn- tris(thioglykolsäure-2-ethylhexoat), Dibutyl-und Dioctylzinn-bis (thioglykolsaure-2- ethylhexoat), Tributyl-und Trioctylzinn (thioglykolsaure-2-ethylhexoat) sowie Bu- tyl-und Octylzinntris (thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Dibutyl-und Dioctylzinn- bis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Tributyl-und Trioctylzinn (thioethylenglykol- 2-ethylhexoat) mit der aligemeinen Formel Rn+1Sn (SCH2CH2OCOCgH17) 3 n, wobei R eine Alkylgruppe mit 4 bis 8 C-Atomen ist, Bis (ß-methoxycarbonyl- ethyl) zinn-bis (thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Bis (ß-methoxycarbonyl-ethyl)- zinn-bis (thioglykolsaure-2-ethylhexoat), und Bis (ß-acetyl-ethyl) zin n-bis (thioethy- lenglykol-2-ethylhexoat) und Bis (ß-acetyl-ethyl) zinn-bis (thiogtykolsäure-2-ethyl- hexoat.

Für die Vernetzung des Polyurethangerüstes kann auch die Trimerisierungsreaktion der Isocyanatgruppen mit sich selbst bzw. mit Urethan und Harnstoffgruppen zu Allophanat-bzw. Biuret-Gruppen erfolgen. Hierzu können Trimerisierungskatalysatoren verwendet werden. Als Trimerisierungs- Katalysator sei DABCO TMR-2 usw. der Fa. Air Products genannt, wobei es sich um in Ethylenglykol gelöste quaternäre Ammoniumsalze handelt.

Zusatzlich geeignet sind auch aliphatische tertiare Amine insbesondere bei cy- clischer Struktur. Unter den tertiären Aminen sind auch solche geeignet, die zu- sätzlich noch gegenüber den Isocyanaten reaktive Gruppen tragen, insbesondere Hydroxyl-und/oder Amino-Gruppen. Konkret genannt seien : Dimethylmonoethanolamin, Diethylmonoethanolamin, Methylethylmonoethanola- min, Triethanolamin, Trimethanotamin, Tripropanolamin, Tributanolamin, Trihexa- nolamin, Tripentanolamin, Tricyclohexanolamin, Diethanolmethylamin, Diethano- lethylamin, Diethanolpropylamin, Diethanolbutylamin, Diethanolpentylamin, Diet- hanohexylamin, Diethanolcyclohexylamin, Diethanolphenylamin sowie deren Ethoxylierungs-und Propoxylierungs-Produkte, Diaza-bicyclo-octan (Dabco), Triethylamin, Dimethylbenzylamin (Desmorapid DB, BAYER), Bis- dimethylaminoethylether (Calalyst A I, UCC), Tetramethylguanidin, Bis- dimethylaminomethyl-phenol, 2,2'-Dimorpholinodiethylether, 2- (2- Dimethylaminoethoxy) ethanol, 2-Dimethylaminoethyl-3-dimethyl- aminopropylether, Bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N-Dimethylpiperazin, N- (2- hydroxyethoxyethyl)-2-azanorborane, Texacat DP-914 (Texaco Chemical), N, N, N, N-Tetramethylbutan-1,3-diamin, N, N, N, N-Tetramethylpropan-1,3-diamin und N, N, N, N-Tetramethylhexan-1, 6-diamin.

Die Katalysatoren können auch in oligomerisierter oder polymerisierter Form vor- liegen, z. B. als N-methyliertes Polyethylenimin.

Die Polyurethan-Bindemittel der erfindungsgemäß hergestellten Formkörper ha- ben neben den Amidgruppen aufgrund der Carbonsaure/Isocyanat-Reaktion noch Urethan-Gruppen aus der Reaktion der Isocyanate mit den Polyoien und/oder Polyhydroxycarbonsäuren. Außerdem enthalten sie Harnstoff-Gruppen aus der Reaktion der Isocyanate mit dem gegebenenfalls vorhandenen Wasser, den Polyamine oder Aminocarbonsäuren des Systems. Sie enthalten außerdem noch Ester-Gruppen bzw. Ether-Gruppen aus den eingesetzten Polyolen.

Die Menge der Reaktionspartner Polyisocyanat, Polyol, Polyamin, Carbonsäure und Wasser wird so gewähit, daß das Polyisocyanat im Überschuß eingesetzt wird. Das Aquivalentverhaltnis von NCO-zur Summe aus OH-, NH-und COOH- Gruppen beträgt 5 : 1, vorzugsweise 2 : 1 bis 1,2 : 1, ganz besonders bevorzugt ist ein Isocyanat-Überschuß von 5 bis 50 %.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung zur Her- stellung der geschäumten Polyurethanschicht neben den vorgenannten Binde- mittelbestandteilen einen hohen Anteil an Füllstoff. Als Füllstoff können dabei ne- ben den in der Polyurethanchemie üblichen Füllstoffen wie Calciumcarbonat in Form der gefallten oder der gemahlenen Kreiden oder als Kalksteinmehl auch Dolomit (CaMg (CO3) 2), Bariumsulfat (Schwerspat), Aluminiumoxid, Aluminiumoxidhydrat, auch Quarzsand, getrockneter Steinschleifschlamm, Holzspäne, Zellulosefasern, Schaumstoffabfälle, Gummimehl, Gummischnitzel, Schaumglasgranulat oder gemahlenes Glas eingesetzt werden. Der Füllstoffanteil kann dabei bis zu 80 Gew. % des Polyurethanbindemittels ausmachen. Bei hohen Wassergehalten der Füllstoffe kann es notwendig sein, diese in an sich bekannter Weise zu trocknen. Gegebenenfalls kann diese Füllstoffmischung mit geeignet gefärbten Steinschleifschlämmen eingefärbt werden, hierzu können schwarz-, rot-oder grau-gefärbte Quarzmehle oder Steinschleifschlämme eingesetzt werden. Gegebenenfalls können die Füllstoffe mit Haftvermittlern, insbesondere organofunktionellen Silanen oder Titanaten vor dem Zumischen oberflächenbehandelt werden, so daß sie besser eindispergiert werden und besser in die Polyurethanmatrix eingebunden werden.

Als mineralische Formkörper eignen sich Platten oder vorgeformte Halbzeuge aus den Ergußgesteinen Granit, Basalt, Sylenit, Diabas, Tuff, Liparit, Diorit, Andesit, Pikrit sowie Sandstein als Beispiel für ein Sedimentgestein oder Marmor als Beispiel für metamorphe Gesteine. Neben den vorgenannten mineralischen Formkörpern aus natürlichen Gesteinen können auch synthetische Steine auf Beton-bzw. Kunstharzbasis (Polyester) Verwendung finden. Die Dicke der verwendeten Steinplatte oder des Halbzeugs richtet sich dabei nach dem Einsatzzweck sowie der zu erwartenden Belastung, sie hat üblicherweise eine Dicke zwischen 8 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 14 mm.

Um eine gute Haftung zwischen der Steinplatte und dem Schaumstoff zu errei- chen, kann vor Einbringen des (füllstoffhaltigen) Schaumstoff-Reaktionsgemi- sches in die Form auf die Steinplatte ein Klebstoff aufgetragen werden. Dieser Klebstoff kann dabei jeder an sich bekannte Strukturklebstoff auf Basis von Poly- urethanen oder Epoxiden sein, bevorzugt wird hierbei ein Poiyurethanklebstoff, der im wesentlichen die Bestandteile des vorgenannten Bindemittelsystems ent- hält, wobei keine Treibmittel in der Klebstoff-Formulierung enthalten sind.

Zwischen Steinplatte und Polyurethanschaumstoff sowie auf der Rückseite der Polyurethanschaumstoffschicht (d. h. der der Steinplatte abgewandten Seite) kann eine Verstärkungsmatte bzw. ein Verstärkungsvties eingebracht werden, um die Stabilität der Verbundplatte zu erhöhen. Diese Verstärkungsmatte kann dabei aus Glasfasergewebe, Glasfaserviies oder aus synthetischen oder natürlichen Fasermaterialien bestehen.

Ein besonders bevorzugter Füllstoff ist dabei Quarzsand, wobei dieser zum ver- besserten Fiießverhalten des Polyurethanreaktionsgemisches vor dem Aushärten eine definierte Korngrößenverteilung haben soll. Besonders bevorzugt sind dabei Füllstoffe mit einer Fullerverteilung, bei der die Körnungsmischung der folgenden mathematischen Formel folgt, wobei d die Maschenweite des Prüfsiebes in mm, d, a,, der Durchmesser des Maximalkornes in mm und D der Siebdurchgang des Füllstoffes durch das Prüfsieb in % ist. Ein derartiges Korngemisch bewirkt bekanntlich theoretisch eine vollständige Raumerfüllung, d. h. einen Fü ! ! grad von 100 %. Hierdurch ergibt sich ein optimales Fließverhalten sowie eine optimale Einbindung des Füllstoffes in die polymere Schaumstoffmatrix. Voraussetzungen für eine derartige theoretisch vollständige Raumerfüllung sind jedoch Verfügbarkeit aller Füllstoffe zwischen der Maschenweite 0 und der Maschen- weite dmaX im errechneten Anteil und eine vollständige Mischgüte.

Beide Forderungen sind in der Praxis meist nicht zu erfüllen, daher verwendet man meistens Füllstoffzusammensetzungen, die eine"Ausfallkörnung" aufweisen. Diese Bezeichnung kommt daher, daß bei diesem Mischungstyp zwischen dem Grobkornbereich und dem Feinkornbereich eine Mischungslücke besteht. Derartige Füllstoffe mit Ausfa ! ! körnungen sind ebenfalls bevorzugte Füllstoffgemische für die erfindungsgemäßen Verbundkörper. Ganz besonders bevorzugt sind dabei Quarzsandsorten wie sie unter der Bezeichnung F31, F32, F34, F36 von den Quarzwerken Frechen angeboten werden. Diese haben eine mittlere Korngröße von 0,33 ; 0,24 ; 0,20 bzw. 0,16 mm. Diese können dann gegebenenfalls mit feinkörnigen Quarzmehlen wie Millisil W12 (mittlere Korngröße 16 um) oder Sikron SF (Quarzmehl, mittlere Korngröße 10 pm) abgemischt werden.

Zur besseren Einarbeitung der Fulfstoffe enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in der Regel Netz-und Dispergiermittel. Diese verbessern das Einarbeiten der Füllstoffe sowie das Fließen der Polyurethanschaumstoff- Reaktionsgemische mit dem Quarzsand dem Steinschleifschlamm oder dem gemalenen Glas in die Randbereiche der auszugießenden Formen. Konkrete Beispiele für derartige Netz-und Dispergiermittel werden von der Firma Byk unter den Bezeichnungen BYK W 968, W 910, A 525 oder A 530 angeboten.

Es kann zweckmäßig sein, an sich bekannte Schaumstabilisatoren einzusetzen, z. B. auf der Basis von Siloxan-Oxyalkylencopolymerisaten wie sie z. B. unter dem Handelsnamen Tegostab von der Firma Goldschmidt vertrieben werden. Prinzi- piell können aber auch andere, silikonfreie Stabilisatoren verwendet werden z. B. LK-221, LK-223 und LK-443 der Firma AirProducts oder auch Betainemulgatoren.

Falls einzelne Komponenten des Bindemittelsystems höhere Wassergehalte auf- weisen, kann es sinnvoll sein, Trockenmittel in der Form von Molekularsieb-Pa- sten zu verwenden. Bei sehr hohen oder schwankenden Wassergehalten müssen diese Bestandteile ggf. vorher getrocknet werden.

Zum erleichterten Entformen der Formkörper nach deren Herstellung können an sich bekannte Trennmittel in der Metallform eingesetzt werden, beispielsweise Acmos-Trennmittel für PUR mit den Typenbezeichnungen 39-5001,39-4487,37- 3200 und 36-3182. In vielen Fällen kann es jedoch auch genügen, die Metallform mit einer Schicht an fluorierten Polymeren als Trennmittel zu versehen (Teflono- Schicht).

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundkörper aus mineralischen Formkörpern und geschäumten Polyurethanschichten eignen sich wie eingangs erwähnt für eine Vieizahl von Raumausstattungsgegenständen.

Konkret genannt seinen hier Tischplatten, Arbeitsplatten für Küchenmöbel, Fußbodenplatten für Gebäude-ggf. mit entsprechender Formgebung in der Schaumstoffschicht für Fußbodenheizungsrohre-, Terassenplatten, Fensterbänke, Platten für die Verkleidung von Gebäuden-ggf. unter Einbindung von Befestigungselementen oder Gehwegptatten.

Die Erfindung wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Beispiel 1 a) Polyolkomponente Massenanteile in % Rizinusöl 86,2 Glycerin 9,2 Wasser 2,3 Tegostab B 8404 1,8 1,4-Diazabicyclo [2.2.2] octan 0,5 b) Isocyanatkomponente Diphenylmethan-4, 4'-diisocyanat 109 (Roh-MDI) Die Polyolkomponente und Quarzsand F31 (Quarzwerke Frechen) werden im Mi- schungsverhältnis 100 : 185 vermischt. Diesem Gemisch wird das lsocyanat zuge- setzt, und es wird erneut homogenisiert. Das Verhältnis Polyol zu Isocyanat liegt bei 100 : 109. Dieses Gemisch wird in eine mit Trennmittel imprägnierte Metallform gegeben, die mit einem Deckel verschließbar ist. Auf dem Boden dieser Form befindet sich eine 1 cm dicke Marmorplatte. Nach dem Einbringen des Reaktionsgemisches wird dies in der Form gleichmäßig verteilt und ein Glasfasergewebe aufgelegt. Nach 30 bis 45 min kann eine Steinverbundplatte aus der hierzu geöffneten Form entnommen werden.

Beispiel 2 a) Polyolkomponente Masseanteile in % Dipropylenglykol 22,00 Glyzerin 7,00 Polypropylenglykol, Mn 400 58,22 Rapsfettsäure 10,00 Wasser 1,30 Tegostab B 8404 1,00 N-Methylimidazol 0,40 Dibutylzinndilaurat 0,08 Isocyanatkomponente Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 150 (Roh-MDI) Die Polyolkomponente und Quarzsand F31 (Quarzwerke Frechen) werden im Mi- schungsverhältnis 100 : 185 vermischt. Diesem Gemisch wird das Isocyanat zuge- setzt, und es wird erneut homogenisiert. Das Verhältnis Polyol zu Isocyanat liegt bei 100 : 150. Dieses Gemisch wird in eine mit Trennmittel imprägnierte Metallform gegeben, die mit einem Deckel verschließbar ist. Auf dem Boden dieser Form befindet sich eine 1 cm dicke Marmorplatte. Nach dem Einbringen des Reaktionsgemisches wird dies in der Form gleichmäßig verteilt und ein Glasfasergewebe aufgelegt. Nach 30 bis 45 min kann eine Steinverbundplatte aus der hierzu geöffneten Form entnommen werden.