CZ293775B6

CZ293775B6 - Karbamátový adukt, způsob přípravy tohoto aduktu, kapalná kompozice na bázi tohoto karbamátového aduktu a polyurethanový pěnový materiál připravený za použití tohoto karbamátového aduktu

Info

Publication number: CZ293775B6
Application number: CZ1999315A
Authority: CZ
Inventors: Luigi Pellacani; Giulliano Guidetti; Maurizio Bottazzi
Original assignee: The Dow Chemical Company
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2004-07-14
Also published as: US5859285A; DE69702260D1; KR100493502B1; TR199900177T2; EP0915922A1; EP0915922B1; US5789451A; AU3672897A; DE69702260T2; BR9711102A; CN1114638C; CN1226262A; WO1998004606A1; KR20000029618A; CA2258672C; PT915922E; PL331375A1; ID19431A; EG21954A; ES2147013T3

Abstract

Karbamátový adukt připravený přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem, přičemž tento alkanolamin je představován látkou obsahující v molekule jednu nebo dvě etherové složky, a tento adukt je kapalina při teplotě okolí a dále teplota tepelného rozkladu tohoto aduktu se pohybuje v rozmezí od 60 .degree.C do 130 .degree.C. Do rozsahu rovněž náleží kapalná kompozice obsahující (a) karbamátový adukt podle vynálezu v množství od 5 do 95 % hmotnostních, a (b) nevodné polární médium v množství od 95 do 5 % hmotnostních. Dále do rozsahu řešení náleží postup přípravy uvedeného karbamátového aduktu a polyurethanový pěnový materiál získaný reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo polyesterpolyolem v přítomnosti nadouvadla obsahujícího tento karbamátový adukt nebo kapalnou kompozici obsahující tento adukt. Tyto polyurethanové produkty s celistvým charakterem povrchu vykazují zvýšenou odolnost proti abrazivnímu působení..sub. .n.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká karbamátového aduktu získaného z alkanolaminu a oxidu uhličitého, přičemž tento alkanolamin obsahuje jednu nebo dvě etherové vazby/molekuly, dále postupy přípravy tohoto karbamátového aduktu, kapalné kompozice na bázi tohoto karbamátového aduktu a polyurethanových pěnových polymemích materiálů získaných za použití tohoto karbamátového aduktu.

Dosavadní stav techniky

Při získávání polyurethanových polymemích materiálů je často vyžadována výroba polymeru vykazujícího sníženou hustotu, aby tak byly dosaženy vhodné užitné charakteristiky těchto materiálů z hlediska některých konkrétních aplikací a aby současně použití těchto materiálů bylo ekonomicky schůdné. Polyurethanové polymery vykazující sníženou hustotu, které rovněž bývají označovány jako polyurethanové pěny, jsou všeobecně získávány reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo s polyesterpolyolem v přítomnosti fyzikálního nadouvadla. Těmito nadouvadly bývají obvykle organické látky, jako například plně halogenované nebo „tvrdé“ chlorfluoruhlovodíky, jako například trichlorfluormethan. Používání těchto „tvrdých“ chlorfluoralkanů je ovšem s ohledem na potřeby ochrany životního prostředí mnoha vládními institucemi omezováno. Jako alternativní řešení bylo navrženo použití „měkkých“ chlorfluoralkanů odlišujících se obsahem vodíkových atomů, jako například dichlorfluormethanu, tetrafluorethanu nebo chlorfluormethanu. Nadouvací účinnost těchto výše zmíněných alternativních činidel bývá často horší ve srovnání s účinností trichlorfluormethanu a při výrobě polyurethanových pěnových materiálů potom rovněž často dochází k výskytu problémů souvisejících s rozpustností systému, což vede ke komplikacím ve výrobním procesu. Novější navrženou alternativou je použití alifatických nebo alicyklických alkanů, zejména potom n-pentanu, izopentanu nebo cyklopentanu. Použití alkanů může ovšem rovněž být doprovázeno problémy souvisejícími s rozpustností systému a pokud nejsou přijata vhodná bezpečnostní opatření, také navíc s nebezpečím požáru. Ještě novější alternativu, která je nyní v mnoha případech navrhována představuje použití vody. Voda je „chemickým“ nadouvadlem a umožňuje dosažení snížené hustoty polyurethanového polymeru v důsledku exotermní reakce s polyizokyanátem vedoucí k in šitu generování plynného oxidu uhličitého, pomocí kterého se následně dosáhne získání polymerního materiálu se sníženou hustotou. Použití vody je spojeno s vytvářením polymočoviny, jejíž obsah v polyurethanovém polymeru často způsobuje nežádoucí tvrdost a křehkost vytvořeného pěnového materiálu, což vyžaduje kompenzaci spočívající ve výběru vhodného polyolu nebo polyizokyanátu. Kromě toho je dobře známo, že má-li být dále vytvořen polyurethanový produkt vyznačující se celistvým charakterem povrchu, potom použití vody ke generování oxidu uhličitého všeobecně nevede k vytvoření atraktivního typu povrchu.

V současné době je běžně uznáváno, že oxid uhličitý představuje nadouvadlo, které vyhovuje mnoha zákaznickým požadavkům a současně také potřebám ochrany životního prostředí.

V důsledku této skutečnosti by tedy bylo žádoucí nalézt alternativní zdroj oxidu uhličitého, kteiý by byl schopen minimalizovat prokázané nedostatky související s použitím vody při výrobě polyurethanových pěnových materiálů, včetně produktů s celistvým charakterem povrchu.

Oxid uhličitý může rovněž být generován tepelným rozkladem některých anorganických látek, jako například uhličitanu amonného nebo hydrogenuhličitanu amonného. Organické látky mohou být při svém tepelném rozkladu rovněž zdrojem oxidu uhličitého, přičemž jako příklad těchto látek je možno uvést komplexy oxidu uhličitého s aminy. V patentu Spojených států amerických

-1 CZ 293775 B6

US 3 425 964 je popsáno použití pevné látky, získané převedením oxidu uhličitého do kontaktu s kapalným polyfunkčním aminem, jako vytvrzovacího činidla při přípravě polyurethanového polymeru. V německém patentu DE 21 32 102 se popisuje způsob přípravy komplexních sloučenin vznikajících přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s polyaminem o nízké molekulové hmotnosti. V publikovaném francouzském patentu FR 2 121 556 je popsán způsob přípravy komplexní sloučeniny na bázi ethanolaminu za použití oxidu uhličitého a dále aplikace takto připraveného aduktu při získávání polyurethanového polymeru. Obdobně patentu Spojených států amerických US 5 464 880 popisuje přípravu polyurethanového polymeru s buněčnou strukturou neobsahujícího chlor-fluorované uhlovodíky v přítomnosti komplexní sloučeniny získané z alifatického amonialkoholu za použití oxidu uhličitého. Patenty Spojených států amerických US 4 645 630 a US 4 499 038 popisují použití aduktů vznikajících z aminu a oxidu uhličitého při výrobě polyurethanových polymerů, kde tento amin obsahuje v jedné molekule přinejmenším tři alifatické etherové skupiny.

Má-li být získán polyurethanový polymer s komerčně atraktivní sníženou hustotou, je nezbytné použít výše zmíněné látky v relativně velkém množství, aby tak byl generován potřebný objem oxidu uhličitého, přičemž toto množství se výrazně zvyšuje s rostoucí molekulovou hmotností aminu. Pokud je polyurethanový polymer připravován v přítomnosti aminů vyznačujících se zvýšenou molekulovou hmotností, může tato skutečnost vést k horším nebo nežádoucím fyzikálním vlastnostem tohoto výsledného polyurethanového polymeru. Pro překonání těchto nevýhod by bylo žádoucí vytvořit z aminu a oxidu uhličitého adukt, který by byl schopen uvolnit výrazně větší objem oxidu uhličitého adukt, který by se při teplotě okolí nacházel v kapalném stavu. Dále by bylo žádoucí, aby použití této komplexní sloučeniny při výrobě polyurethanového polymeru přineslo zlepšení fyzikálních vlastností tohoto výsledného polyurethanového polymeru.

Podstata vynálezu

Vynález se týká karbamátového aduktu, jehož podstata spočívá v tom, že je získán přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem, přičemž tento alkanolamin je představován látkou obsahující v molekule jednu nebo dvě etherové složky, a tento adukt je kapalina při teplotě okolí a dále teplota tepelného rozkladu tohoto aduktu se pohybuje v rozmezí od 60 do 130 °C.

Výhodný je podle předmětného vynálezu výše uvedený karbamátový adukt, kde uvedený alkanolamin odpovídá jednomu z následujících obecných vzorců:

H-N-(CHR’-CHR”-O)_n- (CH₂)_x-0H

I (CHR’-CHR” -O)_n.-(CH₂)_x.-OH nebo

H₂N-(CHR'-CHR-O)_n-(CH₂)_X-OH ve kterých:

R' představuje vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

R znamená vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

n nebo n' znamená celé číslo, jehož hodnota činí 1 nebo 2,

-2CZ 293775 B6 přičemž součet hodnot n a n' je menší nežli 3;

x nebo x' znamená celé číslo, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 1 do 4.

Podle nejvýhodnějšího provedení je v případě těchto karbamátových aduktů podle vynálezu alkanolamin představován primárním aminem.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží kapalná kompozice obsahující následující složky, jejichž podílje vztažen na celkovou hmotnost složek:

(a) karbamátový adukt libovolného výše uvedeného typu, jehož podíl se pohybuje v rozmezí od 5 do 95 % hmotnostních, a (b) nevodné polární médium, jehož podíl se pohybuje v rozmezí od 95 do 5 % hmotnostních, přičemž podstata této kompozice spočívá v tom, že tento karbamátový adukt je získán přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem představovaným látkou, která v molekule obsahuje jednu nebo dvě etherové složky.

Výhodná je podle vynálezu kapalná kompozice, která obsahuje karbamátový adukt v množství, které se pohybuje v rozmezí od 25 do 85 % hmotnostních, a nevodné polární médium v množství, které se pohybuje v rozmezí od 75 do 15 % hmotnostních.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží postup přípravy libovolného výše definovaného karbamátového aduktu, při kterém se do kontaktu uvádí oxid uhličitý vnevodném médiu s alkanolaminem, přičemž podstata tohoto postupu spočívá vtom, že (a) tento alkanolamin odpovídá jednomu z následujících obecných vzorců:

H-N-(CHR’-CHR”-O)_n- (CH₂)_X-OH

I (CHR’-CHR*’-O)_n.-(CH₂)_χ.-OH nebo

H₂N-(CHR'-CHR''-O)_n-(CH₂)_X-OH ve kterých:

R' představuje vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

R znamená vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

n vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota činí 1 nebo 2, zatímco n' vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota činí 0,1 nebo 2, přičemž součet hodnot n a n' je menší nežli 3; a x nebo x' vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 1 do 4; a

Λ

- “ (b) uvedeným médiem je protická látka, která je představována diolem nebo triolem;

přičemž složky (a) a (b) jsou přítomny ve hmotnostních dílech, které odpovídají poměru v rozmezí od 95 : 5 do 5 : 95.

Ve výhodném provedení tohoto postupu jsou tyto složky (a) a (b) přítomny ve hmotnostních podílech, které odpovídají poměru v rozmezí do 85 : 15 do 15 : 85.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží polyurethanový pěnový materiál, jehož podstata spočívá v tom, že je získán reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo polyesterpolyolem v přítomnosti nadouvadla, které obsahuje libovolný výše definovaný karbamátový adukt podle vynálezu.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží polyurethanový pěnový materiál, jehož podstata spočívá v tom, že je získán reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo polyesterpolyolem v přítomnosti nadouvadla, které obsahuje výše definovanou kapalnou kompozici na bázi karbamátového aduktu podle vynálezu.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží polyurethanový pěnový materiál s celistvým charakterem povrchu, jehož podstata spočívá v tom, že je získán z reakční směsi zreagované v uzavřené tvarovací formě, přičemž tato reakční směs obsahuje:

(a) organický polyizokyanát vykazující obsah izokyanátu pohybující se v rozmezí od 15 % do 33 % hmotnostních;

(b) polyetherpolyol nebo polyesterpolyol obsahující v molekule v průměru od 2 do 4 hydroxylové skupiny a dále vykazující průměrnou molekulovou hmotnost pohybující se v rozmezí od 1000 do 10 000; a (c) nadouvadlo, které obsahuje výše definovanou kapalnou kompozici na bázi karbamátového aduktu podle vynálezu.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží polyurethanový pěnový materiál s celistvým charakterem povrchu, jehož podstata spočívá v tom, že je získán reakcí reakční směsi zreagované v uzavřené tvarovací formě, přičemž tato reakční směs obsahuje:

(a) organický polyizokyanát vykazující obsah izokyanátu, který se pohybuje v rozmezí od 15 do 31 % hmotnostních;

(b) polyetherpolyol nebo polyesterpolyol obsahující v molekule v průměru od 2 do 4 hydroxylové skupiny a dále vykazující průměrnou molekulovou hmotnost pohybující se v rozmezí od 1000 do 10 000;

(c) činidlo pro prodlužování řetězce; a (d) nadouvadlo, které obsahuje libovolný výše definovaný karbamátový adukt podle vynálezu.

Podle předmětného vynálezu bylo překvapivě a zcela neočekávaně zjištěno, že tyto karbamátové adukty mohou být snadno připraveny a výhodně použity jako nadouvadla při přípravě polyurethanových polymerních materiálů vykazujících sníženou hustotu. Ještě překvapivěji bylo zjištěno, že tyto adukty mohou být použity při vytváření polyurethanových produktů s celistvým charakterem povrchu, přičemž jako hlavní nadouvací prostředek zde vystupuje oxid uhličitý. Rovněž bylo zjištěno, že tyto produkty s celistvým charakterem povrchu, jako například automobilové volanty, vykazovaly ve srovnání s produkty připravenými v nepřítomnosti tohoto aduktu

-4CZ 293775 B6 vznikajícího z aminu a oxidu uhličitého výhodnější fyzikální vlastnosti, včetně lepší odolnosti vůči abrazivnímu působení.

Uvedený vynález se tedy týká karbamátového aduktu nebo kompozice zahrnující tento adukt, která se při pokojové teplotě nachází v kapalném stavu a která obsahuje tento karbamátový adukt spolu s kapalným médiem. Tento karbamátový adukt je charakteristický tím, že vykazuje teplotu tepelného rozkladu přinejmenším 60 °C, ve výhodném provedení potom teplotu rozkladu pohybující se v rozmezí od 75 °C do 130 °C. Rozklad probíhající při nižší než této teplotě není praktický s ohledem na potřeby manipulace s tímto aduktem. Rozkladné teploty vyšší nežli tato teplota potom mají při získávání polyurethanového polymeru omezený význam, neboť při exotermní reakci, ke které dochází v průběhu přípravy polymeru a která způsobuje rozklad tohoto aduktu, nesmí být výrazněji překročena teplota 130 °C.

Je-li tento karbamátový adukt přítomen ve formě kompozice, potom tato kompozice obsahuje následující složky, jejich podíl je vztažen na celkovou hmotnost složek (a) a (b):

(a) karbamátový adukt představující složku (a) v množství, které se pohybuje v rozmezí od 5 do 95 % hmotnostních, a (b) nevodné kapalné médium jako složku (b) v množství, které se pohybuje v rozmezí od 95 do 5 % hmotnostních. Ve výhodném provedení je tento adukt přítomen v množství, které se pohybuje v rozmezí od 25 do 85 % hmotnostních, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 35 do 75 % hmotnostních, případně v rozmezí od 45 do 55 % hmotnostních. Odpovídajícím způsobem je potom toto kapalné médium přítomné v množství, které se ve výhodném provedení pohybuje v rozmezí od 75 do 15 % hmotnostních, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 65 do 25 % hmotnostních, případně v rozmezí od 55 do 45 % hmotnostních.

Karbamátový adukt v provedení podle vynálezu je přípraven přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem, přičemž tento alkanolamin je představován látkou obsahující v molekule jednu nebo dvě etherové složky. Použití tohoto alkanolaminu umožňuje:

- za prvé získání aduktů, které se při pokojové teplotě nacházejí v kapalném stavu;

- za druhé získání aduktů, jejichž viskozita je vhodná pro výrobu polyurethanových polymerních materiálů;

- a za třetí získání aduktů, které jsou schopné uvolňovat značný objem oxidu uhličitého.

Tímto alkanolaminem může být sekundární amin, ale ve výhodném provedení je tento alkanolamin představován primárním aminem. Primární aminy vykazují vyšší stupeň reaktivity pokud se týče tvorby karbamátu. Je-li tento alkanolamin představován primárním aminem, potom je charakterizován následujícím obecným vzorcem:

H₂N-(CHR'-CHR''-O)_n-(CH₂)_X-OH, zatímco v případě, kdy je představován sekundárním aminem, je charakterizován následujícím obecným vzorcem:

H-N-(CHR’-CHR”-O)_n- (CH₂)_x-0H

I (CHR’-CHR’’-O)_n.-(CH₂)_χ.-OH

-5CZ 293775 B6 ve kterých:

R' představuje vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

R znamená vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

n nebo n' vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota činí 1 nebo 2 přičemž součet hodnot n a n' je menší než-li 3;

x nebo x' vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 1 do 4.

Jako příklad vhodného alkanolaminu použitelného ve výhodném provedení podle vynálezu je možno uvést primární amin

2-(2-aminoethoxy)ethan nebo

2-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)ethanol.

Kapalným médiem, představujícím složku výše zmíněné kompozice, může být aprotická látka nebo ve výhodném provedení protická látka, která se při teplotě okolí nachází v kapalném stavu. Termínem „teplota okolí“ se všeobecně míní pokojová teplota, která činí 25 °C. Jako příklad protických látek je možno uvést kapalné dioly nebo trioly, zejména potom polyoxyalkylendioly nebo polyoxyalkylentrioly, včetně látek na bázi (polyoxy)ethylenu, (polyoxy)propylenu nebo (polyoxy)butylenu. Dioly nebo trioly použité pro tento účel ve výhodném provedení podle vynálezu odpovídají reakčním látkám, které jsou běžně používány při výrobě polyurethanových pěnových materiálů. Jako protická média mohou být ve výhodném provedení podle vynálezu použity (polyoxy)ethylentrioly, (polyoxy)propylentrioly nebo (polyoxy)butylentrily vyznačující se nízkou molekulovou hmotností, ve zvlášť výhodném provedení potom dioly, (polyoxy)ethylendioly, (polyoxy)propylendioly nebo (polyoxy)butylendioly. Termínem látky s nízkou molekulovou hmotností jsou v tomto textu míněny látky, jejichž molekulová hmotnost je nižší než 1000, ve výhodném provedení nižší než 600, ve zvlášť výhodném provedení nižší než 400. Jako příklad látek, které mohou být použity jako protické médium, je možno uvést ethylenglykol, 1,2-propanglykol nebo 1,3-propanglykol, 1,5-pentadiol, 1,6-hexandiol, glycerin, trimethylolpropan, přičemž ve výhodném provedení jsou použity ethylenglykol, propylenglykol, dipropylenglykol, 1,2-butandiol nebo 1,3-butandiol nebo 1,4-butandiol. Mezi látky, které jsou vhodné jako protické médium mohou rovněž být zařazeny ethylnoxidové, propylenoxidové nebo butylenoxidové adukty výše zmíněných látek vykazujících molekulovou hmotnost nižší než 1000.

Karbamátový adukt v provedení podle vynálezu je získáván přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem, přičemž jako bylo popsáno výše je ve výhodném provedení tento kontakt uskutečněn vnevodném médiu. Toto nevodné kapalné médium bylo popsáno výše. Termínem „nevodné“ je v tomto textu vyjádřena skutečnost, že v rámci daného média není přítomna v zásadě žádná voda. V případě, kdy toto médium obsahuje zbytkový obsah vody, neměl by tento zbytkový obsah přesahovat 0,5 % hmotnostního, ve výhodném provedení 0,2 % hmotnostního. Ve výhodném provedení odpovídají podíly přítomného alkanolaminu a přítomného média hmotnostním poměrům pohybujícím se v rozmezí od 5 : 95 do 95 : 5. Tento alkanolamin je ve výhodném provedení přítomen v poměru, který se pohybuje v rozmezí od 15 : 85 do 85 : 15, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 25 : 75 do 75 : 25, a podle ještě výhodnějšího provedení v rozmezí od 45 : 55 do 55 : 45. Pokud množství přítomného alkanolaminu převýší tento podíl dosáhne hodnota viskozity výsledného karbamátového produktu příliš vysoké hodnoty, která je z hlediska provedení podle vynálezu nevýhodná. Podle předmětného vynálezu bylo zjištěno, že příprava karbamátu v přítomnosti protického média napomáhá zvýšit stupeň přeměny alkanolaminu, což vede k vyššímu výtěžku karbamátu.

-6CZ 293775 B6

Proces přivedení oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem se uskutečňuje v zásadě při teplotě a tlaku okolí, přičemž oxid uhličitý je přiváděn řízenou rychlostí v množství, které je dostatečné k dosažení v zásadě úplné přeměny alkanolaminu na karbamát. Tvorba karbamátu je v zásadě exotermní redakcí, přičemž je míra zvýšení teploty limitována řízenou rychlostí přidávání oxidu uhličitého a případně také chlazením reakční nádoby. V provedení podle vynálezu je účelné použít plynný oxid uhličitý při teplotě a tlaku okolí, přičemž je rovněž možné použití kapalného oxidu uhličitého, pokud jsou k dispozici vhodné vysokotlaké reaktory. Nezávisle na zdroji nepřevyšuje ve výhodném provedení obsah vody v oxidu uhličitém 0,2 % hmotnostního, ve zvlášť výhodném provedení 0,1 % hmotnostního.

Jak již bylo zmíněno, karbamátový adukt v provedení podle vynálezu je primárně určen pro použití v rámci získávání polyurethanových polymemích materiálů vykazujících sníženou hustotu. Tyto polyurethanové polymemí materiály mohou být ve formě pěny, pěny s celistvým charakterem povrchu nebo mikrobuněčného elastomeru. Termínem „celistvý charakter povrchu“ je v tomto textu vyjádřena skutečnost, že získaný produkt zahrnuje vnitřní část vyznačující se buněčnou strukturou, zatímco jeho povrch vykazuje nebuněčný, celistvý vzhled. Termínem „snížená hustota“ je v tomto textu vyjádřena skutečnost, že získaný polymer zpravidla vykazuje hustotu, která se pohybuje v rozmezí od 50 kg/m³ do 1000 kg/m³, ve výhodném provedení v rozmezí od 150 kg/m³ do 850 kg/m³, ve zvlášť výhodném provedení od 300 kg/m³ do 700 kg/m³.

Tento polyurethanový polymer vyznačující se sníženou hustotou se získá reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo polyesterpolyolem v přítomnosti nadouvadla, které obsahuje karbamátový adukt nebo karbamátovou kompozici, jak bylo popsáno výše. Tento karbamátový adukt nebo karbamátová kompozice jsou přítomny v množství, které jsou dostatečné pro dosažení potřebného stupně nadouvání. Toto množství se zpravidla pohybuje v rozmezí od 0,1 hmotnostního dílu do 10 hmotnostních dílů, ve výhodném provedení v rozmezí od 0,5 hmotnostního dílu do 7 hmotnostního dílu, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 1,5 hmotnostního dílu do 5 hmotnostních dílů vztažených na 100 hmotnostních dílů polyolu. Pro zesílení nadouvacího účinku dosaženého karbamátovým aduktem mohou být případně přítomny další fyzikální a chemické nadouvací prostředky, které jsou odborníkům v dané oblasti techniky známé. Použité polyizokynáty, včetně surových, čistých nebo urethanem modifikovaných polyizokyanátů, a použité polyoly náleží k látkám, které jsou běžně používané při přípravě polyurethanu, přičemž jsou rovněž pro odborníky pracující v dané oblasti výroby polyurethanových polymemích materiálů běžně známé.

Při přípravě pěnových materiálů s celistvým charakterem povrchu a zejména mikrobuněčných elastomemích materiálů je použitá polyizokyanátová složka ve výhodném provedení představovaná polyizokyanátem, který je modifikován urethanen, zejména potom aromatickým polyizokyanátem, který je modifikován urethanem. Obsah izokyanátu v urethanem modifikovaném polyizokyanátu činí přinejmenším 10 % hmotnostních, ve výhodném provedení přinejmenším 15 % hmotnostních, přičemž ve zvlášť výhodném provedení se tento obsah pohybuje v rozmezí od 18 do 33,6 % hmotnostních. Pokud je elastomer, který má být připraven určen například pro výrobu podrážek obuvi, je ve výhodném provedení použit urethan modifikovaný polyizokyanát, který vykazuje obsah izokyanátu pohybující se v rozmezí od 17 % hmotnostních do 24 % hmotnostních. Pokud je elastomer, který má být připraven, určen například pro výrobu polotuhých produktů s celistvým charakterem povrchu, potom je ve výhodném provedení použit urethanem modifikovaný polyizokyanát, který vykazuje obsah izokyanátu pohybující se v rozmezí od 25 % hmotnostních do 33,6 % hmotnostních, ve výhodném provedení v rozmezí od 27 % hmotnostních do 31 % hmotnostních. Tyto urethanem modifikované aromatické polyizokyanáty jsou ve výhodném provedení získávány reakcí přebytku toluendiizokyanátu nebo methylendifenylizokyanátu s polyolem, který je představován polyesterpolyolem nebo polyetherpolyolem, ve výhodném provedení diolem nebo triolem. Podle předmětného vynálezu bylo zjištěno, že methylendifenylizokyanát modifikovaný reakcí s glykolem vykazující nízkou molekulovou hmotnost nebo polyol vykazující vysokou molekulovou hmotnost, jsou z hlediska provedení podle vynálezu stejně vhodné. Pod termínem „vysoká molekulové hmotnost“ jsou míněny polyoly vykazující molekulovou hmotnost 1000 a vyšší. Metody získávání těchto urethanem modifikovaných polyizokyanátů jsou v dostupné literatuře dobře zdokumentovány a nebudou tedy v tomto textu blíže popisovány.

Při přípravě polyurethanového polymeru v provedení podle vynálezu je tento polyizokyanát použit v takovém množství, aby byl získán izokyanátový reakční index, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 80 do 120, ve výhodném provedení v rozmezí od 90 do 110, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 95 do 105. Termín „izokyanátový index“ značí, že při hodnotě indexu 100 je na každý vodíkový atom, který se vyskytuje vpolyolu a je schopen reagovat s izokyanátem nebo na každý aktivní vodíkový atom vyskytující se v jiné látce schopné reagovat s polyizokyanátem, je přítomen jeden ekvivalent izokyanátu.

Polyolová složka vhodná pro použití při přípravě polyurethanového polymeru v provedení podle vynálezu je představována polyesterpolyolem nebo polyetherpolyolem, ve výhodném provedení polyetherpolyolem, u kterého se počet hydroxylových skupin v molekule pohybuje v rozmezí od 2 do 4, ve výhodném provedení v rozmezí od 2 do 3, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 2 do 2,5, zatímco průměrná hydroxylová ekvivalentní hmotnost se pohybuje v rozmezí od 500 do 5000, ve výhodném provedení v rozmezí od 1000 do 3500, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 1500 do 3000. Ve výhodném provedení může případně tento polyetherpolyol rovněž vykazovat obsah primárních hydroxylových skupin představující přinejmenším 50 %, ve výhodném provedení přinejmenším 75 %, ve zvlášť výhodném provedení přinejmenším 85 % vztažených na celkový obsah hydroxylových skupin v polyolu. Tyto polyetherpolyoly mohou být zpravidla připraveny reakcí iniciátoru, který obsahuje aktivní vodík s určitým množstvím jednoho nebo více alkylenoxidů, aby tak byl získán produkt požadovaného hydroxylového charakteru a ekvivalentní hmotnosti. Těmito alkylenoxidy jsou všeobecně alkylenoxidy, které obsahují od dvou do čtyř uhlíkových atomů a které mohou být vybrány ze skupiny zahrnující 1,4-butylenoxid, 2,3-butylenoxid a propylenoxid a butylenoxid, přičemž ve; výhodném provedení je použit propylenoxid a ethylenoxid. Mezi příklady vhodných iniciátorů obsahujících aktivní vodík mohou být zařazeny polyoly, polyetherové adukty polyolů, polyaminy a další sloučeniny obsahující v molekule vhodný počet atomů aktivního vodíku, jako například sloučeniny popsané v patentu Spojených států amerických US 4 500 422. Ve výhodném provedení jsou tyto iniciátory, které jsou určené pro přípravu polyetherpolyolů vhodných pro aplikaci v rámci procesu získávání polyurethanových elastomerů, vybrány ze skupiny zahrnující ethylenglykol, propylenglykol, butylenglykol, glycerol, 1,1,1-trimethylolpropan, 1,1,1-trimethylolethan, amethylglukosid, alkylendiaminy obsahující od dvou do osmi uhlíkových atomů, jako například ethyiendiamin a hexamethylendiamin a směsi těchto látek. Ve zvlášť výhodném provedení jsou potom použity glykolové iniciátory nebo alkoxylované adukty těchto glykolů. Příklady komerčně dodávaných polyetherpolyolů použitelných ve výhodném provedení podle vynálezu při přípravě polyurethanových elastomerů jsou polyetherpolyoly, které jsou známé pod obchodní značkou „VORANOL“ a mezi které patří produkty označené jako VORANOL EP 1900 a VORANOL CP 6055, které jsou vyráběné a distribuované firmou The Dow Chemical Company.

Vedle výše popsaných polyolů mohou být v rámci procesu přípravy polyurethanových elastomerů použity další vhodné polyoly, včetně tzv. polymemích polyolů na bázi polyetherpolyolů, jako jsou například polyoly popsané v patentu Spojených států amerických US 4 394 491. Mezi tyto vhodné polymemí polyoly je možno zařadit disperze vinylových polymerů, zejména styren/akrylonitrilových kopolymerů, v kontinuální polyetherpolyolové fázi. V provedení podle vynálezu jsou rovněž použitelné tzv. polyizokyanátové polyadiční (PÍPA) polyoly (disperze polymočovino-polyurethanových částic v polyolu) a disperze polymočoviny v polyolu, jako například v PHD polyolech. Kopolymemí polyoly vinylového typu jsou popsány například v patentech Spojených států amerických US 4 390 645, US 4 463 107, US 4 148 840, a US 4 574 137. Kromě těchto výše uvedených polyetherpolyolů a kopolymemích polyolů je rovněž možné použít ve směsi s výše uvedenými látkami polyetherpolyoly a polyesterpolyoly, které jsou obecně spojovány s výrobou tvrdých, tuhých polyurethanových pěnových materiálů.

-8CZ 293775 B6

Tyto polyoly, které jsou obecně spojovány s výrobou tuhých polyurethanových pěn se vyznačují průměrnou funkcionalitou pohybující se v rozmezí od 2 do 8, ve výhodném provedení v rozmezí od 3 do 8, přičemž tyto látky vykazují průměrnou hydroxylovou ekvivalentovou hmotnost, pohybující se v rozmezí od 50 do 200.

Vhodné polyesterpolyoly mohou být například připraveny z dikarboxylových kyselin, ve výhodném provedení za použití alifatických dikarboxylových kyselin obsahujících valkylenovém zbytku od 2 do 12 uhlíkových atomů a multifunkčních alkanolů, ve výhodném provedení diolů. Tyto kyseliny jsou vybrány ze skupiny zahrnující například alifatické dikarboxylové kyseliny, jako je například kyselina glutarová, kyselina pimelová, kyselina suberová, kyselina azeleová, kyselina sebaková, kyselina undekandiová, kyselina dodekandiová, ve výhodném provedení potom kyselina jantarová a kyselina adipová, dále cykloalifatické dikarboxylové kyseliny, jako je například kyselina 1,3-cyklohexandikarboxylová a kyselina 1,4-cyklohexandikarboxylová, a aromatické dikarboxylové kyseliny, jako například kyselina fialová a kyselina tereflalová. Jako příklad difiinkčních a multifunkčních alkoholů, ve výhodném provedení difunkčních alkoholů, je možno uvést ethylenglykol, diethylenglykol, propylenglykol, dipropylenglykol, 1,3-propandiol, 1,10-dekandiol, glycerol, trimethylolpropan a zejména potom 1,4-butandiol a 1,6-hexandiol.

Při přípravě polyurethanového elastomeru může ve výhodném provedení podle vynálezu být tento polyetherpolyol nebo polyesterpolyol použit ve směsi s činidlem pro prodloužení řetězce (neboli prodlužovače řetězce). Přítomnost tohoto činidla pro prodlužování řetězce propůjčuje výslednému elastomeru žádoucí fyzikální vlastnosti, zejména tvrdost. Polyurethanové elastomery připravené podle vynálezu v přítomnosti činidla pro prodlužování řetězce zpravidla budou vykazovat tvrdost podle Shorea pohybující se v rozmezí od 20 A do 80 A, ve výhodném provedení v rozmezí od 35 A do 75 A, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 45 A do 70 A. Pro vyrobení elastomerů vykazujících tuto úroveň tvrdosti je v provedení podle vynálezu toto činidlo pro prodlužování řetězce použito v množství, které se pohybuje v rozmezí od 2 do 20 %, ve výhodném provedení v rozmezí do 5 do 15 %, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 6 do 12 %, vztaženo na celkovou hmotnost polyetherpolyolu a tohoto činidla pro prodlužování řetězce.

Toto činidlo pro prodlužování řetězce je charakteristické tím, že je představováno látkou schopnou reagovat s izokyanátem, ve výhodném provedení organickou difunkční látkou schopnou reagovat s izokyanátem, která vykazuje ekvivalentní hmotnost nižší nebo rovnou 150, ve zvlášť výhodném provedení nižší nebo rovnou 100. Mezi representativními příklady vhodných činidel pro prodlužování řetězce je možno zahrnout polyfunkční (vícesytné) alkoholy, alifatické diaminy, jako například polyoxyalkylend laminy, aromatické diaminy a směsi těchto látek. Ve výhodném provedení je toto činidlo pro prodlužování řetězce představováno dihydroxylovými sloučeninami, zejména glykoly. Jako ilustrativní příklad těchto vhodných činidel pro prodlužování řetězce je možno uvést 1,2-ethandiol, 1,3-propandiol, 1,5-pentadiol, 1,6-hexandiol, 1,2-propandiol, 1,3butandiol, 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, 1,4-cyklohexandiol, 1,4-cyklohexandimethanol, ethylendiamin, 1,4-butylendiamin a 1,6-hexamethylendiamin. Tímto činidlem pro prodlužování řetězce může být rovněž sloučenina typu ethoxylovaného hydrochinonu. Tato výše zmíněná činidla pro prodlužování řetězce mohou být použita samotná nebo mohou být smíchána v kombinaci s jinými sloučeninami, včetně diethylenglykolu, dipropylenglykolu, tripropylenglykolu, ethanolaminu, diethanolaminu, triethanolaminu, N-methyldiethanolaminu a N-ethyldiethanolaminu, stejně jako s adukty získanými esterifikací alifatických karboxylových kyselin s alifatickými dioly nebo trioly, jako jsou například sloučeniny, jejichž příklady jsou uvedeny výše, přičemž se množství použité kyseliny pohybuje v rozmezí od 0,01 molu do 1,08 molu najeden mol diolu nebo triolu. Kterékoli z výše uvedených příkladných činidel pro prodlužování řetězce může být použito v rámci procesu připraveny polyurethanového elastomeru, přičemž ve výhodném provedení je použit 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, neopentylglykol, 1,4-cyklohexandiol, ethylenglykol, bis-hydroxyethoxybenzen, ethoxylovaný hydrochinonglycerin a diethylenglykol, s tím, že tyto látky mohou být použity samotné nebo ve směsi. Ve zvlášť výhodném provedení je jako činidlo pro prodlužování řetězce použit 1,2-ethandiol. Při přípravě polyurethanových

-9CZ 293775 B6 pěnových materiálů typu RIM může být případně přítomné také zesíťovací činidlo, s tím že toto činidlo je představováno látkou, u které je hodnota funkcionality vztažené na vodík schopný reagovat s izokyanátem vyšší než 2, ve výhodném provedení vyšší než 3, přičemž příkladem této látky může být glycerol.

Jak bylo zmíněno výše v tomto textu, je polyurethanový elastomemí polymer připravován v přítomnosti oxidu uhličitého zastávající funkci nadouvadla, který je generován prostřednictvím tepelného rozkladu karbamátu. Vedle toho karbamátu mohou být navíc přítomny další nadouvací prostředky, včetně vody, alifatických nebo alicyklických alkanů obsahujících od tří do osmi uhlíkových atomů, chlor neobsahujících halogenovaných alkanů nebo případně směsi těchto látek. Je-li použita voda, potom je zpravidla přítomna v množství, které se pohybuje v rozmezí od 0,05 do 2 % hmotnostních, ve výhodném provedení v rozmezí od 0,1 do 1,5 % hmotnostního, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 0,14 do 0,8 % hmotnostního, vztaženo na celkovou hmotnost polyolu a případně použitého činidla pro prodlužování řetězce. Jako příklady vhodných alifatických nebo alicyklických alkanů obsahujících od tří do osmi uhlíkových atomů je možno uvést butan, n-penta, i-penta, hexan, cyklopentan a cyklohexan. Jako příklad vhodných halogenovaných alkanů neosahujících chlor je možno uvést difluorethan, trifluorethan, atetrafluorethan.

Při přípravě polyurethanového polymeru v provedení podle vynálezu je polyizokyanát použit v množství, které je zvoleno tak, aby byl dosažen izokyanátový reakční index pohybující se v rozmezí od 80 do 120, ve výhodném provedení v rozmezí od 90 do 110, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 95 do 105. Termín „izokyanátový index“ značí, že při hodnotě indexu 100 je na každý vodíkový atom, který se vyskytuje v polyolu a je schopen reagovat s izokyanátem nebo na každý aktivní vodíkový atom vyskytující se v jiné látce schopné reagovat s polyizokyanátem, je přítomen jeden ekvivalent izokyanátu.

Při přípravě polyurethanového polymeru mohou být ve výhodném.provedení případně přítomny dodatečné přísady, mezi které je možno zařadit katalyzátory, povrchově aktivní látky, organické nebo anorganická plniva, pigmenty, ohnivzdorné přísady, antioxidanty a antistatická činidla. Použití těchto přísad je v tomto oboru z dosavadního stavu techniky dobře známé a tyto látky jsou tedy zmíněny pouze formou odkazu.

Mezi vhodnými katalyzátory je možno zařadit terciární aminy a organokovové sloučeniny, jako například sloučeniny popsané v patentu Spojených států amerických US 4 495 081. Při použití katalyzátoru, kterým je aminoskupina, je tento katalyzátor přítomen v množství, které se pohybuje v rozmezí od 0,1 do 3 % hmotnostních, ve výhodném provedení v rozmezí od 0,1 do 1,5 % hmotnostního, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 0,3 do 1 % hmotnostního, vztaženo na celkovou hmotnost polyolu a případně přítomného činidla pro prodlužování řetězce. Pokud je tímto katalyzátorem organokovová sloučenina, potom je tento katalyzátor přítomen v množství, které se pohybuje v rozmezí od 0,001 do 0,2 % hmotnostního, ve výhodném provedení v rozmezí od 0,002 do 0,1 % hmotnostního, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 0,01 do 0,1 % hmotnostního, vztaženo na celkovou hmotnost polyolu a případně přítomného činidla pro prodlužování řetězce. Ve zvlášť výhodném provedení podle vynálezu je tento katalyzátor vybrán ze skupiny zahrnující triethylendiamin, bis(N,N-dimethylaminoethyl)ether a di(N,N-dimethylaminoethyl)amin, dialkylkarboxylové sloučeniny cínu, jako je například dimethylcíndilaurát, dibutylcíndilaurát, dioctylcíndilaurát, dibutylcíndiacetát a oktoát cínatý. Ve výhodném provedení může rovněž být použita kombinace katalyzátoru na bázi aminu a organokovového katalyzátoru.

Do skupiny vhodných povrchově aktivních látek je možno zařadit rozličné silikonové povrchově aktivní látky, ve výhodném provedení látky, které jsou představovány blokovými kopolymery polysiloxanu a polyoxyalkylenu. Jako příklady těchto povrchově aktivních látek je možno uvést výrobky dodávané společností Dow Coming pod označením DC-193 a Q4-3667 a výrobek dodávaný společností Goldschmidt pod označením TOGESTAB B4113. Pokud je tato povrchově aktivní látka použita, potom se její množství pohybuje v rozmezí od 0,1 do 2 % hmotnostních, ve

-10CZ 293775 B6 výhodném provedení v rozmezí od 0,2 do 1,3 % hmotnostního, vztaženo na celkovou hmotnost polyolu a případně použitého činidla pro rozšíření řetězce. Mezi další vhodné povrchově aktivní látky je možno rovněž zařadit nesilikonové látky, jako například poly(alkylenoxidy).

Do skupiny vhodných pigmentů a plniv je možno zařadit například uhličitan vápenatý, grafit, saze, oxid titaničitý, oxid železa, trihydrát oxidu hlinitého, wollastonit, různé formy skleněných vláken, polyesterová a jiná polymemí vlákna. Jako příklad dalších organických plniv je možno uvést celulózu, dřevná vlákna a produkty mechanického opracování polyurethanů.

Jak bylo zmíněno výše, dodává karbamátový adukt v provedení podle vynálezu uvedeným polyurethanovým polymerům zvýšenou odolnost proto abrazivnímu působení, pokud je ovšem ještě navíc vyžadováno další zvýšení odolnosti proti abrazivním vlivům mohou být použity přísady, jako například kapalný polybutadien, jak je uvedeno například v patentu Spojených států amerických US 5 510 054.

Mezi vhodné metody intenzivního smíchávání urethanem modifikovaného polyizokyanátu a polyolu je možno zařadit formovací techniky, které jsou například popsány v publikaci: „Polyurethanes Handbook“ (Giinter Oertel, Hanser Publishes Munich, ISBN 0-02-948920-2, 1985). Další vhodné metody pro přípravu mikrobuněčných a elastomerních polyurethanových polymerů jsou popsány například v patentech Spojených států amerických US 4 297 444, US 4 218 543, US 4 444 910, US 4 530 941 a US 4 269 945.

Tento polyurethanový elastomer, specifikovaný v popisu podle předmětného vynálezu, je ve výhodném provedení představován mikrobuněčným polyurethanovým elastomerem. Tento elastomer je zpravidla získáván intenzivním smícháním reakčních složek při slabě zvýšené teplotě provedeným v krátkém časovém úseku a následným vlitím takto vytvořené reakční směsi do otevřené tvarovací formy nebo vstřikováním této výsledné směsi do uzavřené tvarovací formy. Po ukončení reakce je tato směs vytvarována v závislosti na tvaru formy a vytváří tak polyurethanový elastomer předem dané struktury, který může být v následné fázi podroben vytvrzení a potom vyjmut z tvarovací formy s minimálním nebezpečím deformací, které by pro dané koncové použití produktu přesahovaly přípustnou míru deformace. Vhodné podmínky pro vyvolání procesu vytvrzování elastomeru zahrnují teplotu formování, která se zpravidla pohybuje v rozmezí od 20 °C do 150 °C, ve výhodném provedení v rozmezí od 35 °C do 75 °C, ve zvlášť výhodném provedení v rozmezí od 45 °C do 55 °C. Tyto teploty obecně umožňují vyjmutí dostatečně vytvrzeného elastomeru z tvarovací formy v časovém úseku, ktetý je zpravidla menší než 10 minut a v mnoha případech nižší než 5 minut po smíchání reakčních složek. Optimální podmínky vytvrzovacího procesu potom budou závist na charakteru konkrétních použitých složek, včetně použitého katalyzátoru, na množství látek použitých při přípravě elastomeru a také na velikosti a tvaru vytvářených produktů.

Polyurethanový elastomer v provedení podle vynálezu může být použit pro výrobu takových produktů, jako například koberců, rolet, dřevních těsnění, potahů, pneumatik, lišt do stěračů, volantů, těsnicích vložek, pásů, panelů a podrážek obuvi.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude v dalším blíže ilustrován s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou ovšem pouze ilustrativní a neomezují nijak rozsah předmětného vynálezu. Veškeré díly a procenta představují hmotnostní díly a hmotnostní procenta, pokud není výslovně v konkrétním případě uvedeno jinak. V rámci těchto příkladů byly použity následující materiály:

-11 CZ 293775 B6

Polyol 1:

Glycerolem iniciovaný poly(oxypropylen-oxyethylen)triol vykazující hmotnostní poměr PO : EO 87 : 13 a dále vykazující ekvivalentní hmotnost 1600.

Polyol 2:

Poly(oxypropylen-oxyethylen)diol vykazující hmotnostní poměr PO : EO 90 : 10 a dále vykazující ekvivalentní hmotnost 1600:

Polyol 3:

Glycerinem iniciovaný poly(oxypropylen-oxyethylen)triol vykazující hmotnostní poměr PO : EO 80 : 20 a obsahující 20 % hmotnostních roubovaného styren/akrylonitrilového polymeru, přičemž tento triol vykazoval ekvivalentní hmotnost 1830.

Polyizokyanát 1:

Urethanem modifikovaný polyizokyanát vykazující obsah izokyanátů 29 % hmotnostních, který byl získán reakcí tripropylenglykolu se směsí methylendifenylizokyanátu a polymethylenpolyfenylpolyizokyanátu.

Katalyzátor 1:

N,N,N',N'-tetramethyl-n-hexyldiamin.

Katalyzátor 2:

Diethanolamin.

Katalyzátor 3:

Dibutylcíndilaurát.

Příklad 1

Adukty získané z alkanolaminu a oxidu uhličitého byly připraveny podle následujícího postupu, při kterém bylo použito standardního, sklem vyloženého reaktoru, který byl vybaven mechanickým míchacím zařízením a teplovýměnným pláštěm.

Adukt 1:

Při tomto postupu byla připravena směs skládající se z 500 hmotnostních dílů ethylenglykolu a 500 hmotnostních dílů 2-(2-aminoethoxy)ethanolu. K této směsi bylo při teplotě a tlaku okolí po částech přidáno 105 hmotnostních dílů plynného oxidu uhličitého. Rychlost přidávání oxidu uhličitého byla limitována tak, aby nedošlo k překročení teploty 50 °C.

Adukt 2:

Při tomto postupu byla připravena směs skládající se z 500 hmotnostních dílů ethylenglykolu a 500 hmotnostních dílů 2-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)ethanolu. K této směsi bylo při teplotě a tlaku okolí po částech přidáno 74 hmotnostních dílů plynného oxidu uhličitého. Rychlost přidávání tohoto oxidu uhličitého byla limitována tak, aby nedošlo k překročení teploty 50 °C.

-12CZ 293775 B6

Adukt3:

(Porovnávací adukt, alkanolamin bez etherových vazeb). Podle tohoto provedení byla připravena směs skládající se z 500 hmotnostních dílů ethylenglykolu a 500 hmotnostních dílů 2-aminoethanolu. Ktéto směsi bylo při teplotě a tlaku okolí po částech přidáno 181 hmotnostních dílů plynného oxidu uhličitého. Rychlost přidávání tohoto oxidu uhličitého byla limitována tak, aby nedošlo k překročení teploty 50 °C.

Příklad 2

V rámci tohoto příkladu je demonstrováno použití karbamátových aduktů v provedení podle vynálezu pro zhotovení polyurethanového volantu vyznačujícího se celistvým charakterem povrchu. Tvarovaný polyurethan byl připraven smícháním reakčních složek podle předpisu uvedeného dále v následující tabulce I, přičemž toto smíchání bylo provedeno ve vysokotlaké nádobě opatřené FPL míchací hlavicí typu Cannon A 40, 14 milimetrů. Teplota reakčních složek činidla 25 °C, zatímco teplota tvarovací formy představovala 45 °C. Množství použitých reakčních složek bylo dostatečné pro vytvoření tvarovaného produktu vykazujícího hodnotu celkové hustoty uvedenou v tabulce I. Vytvořený polyurethanový produkt byl vyjmut z tvarovací formy po uplynutí 3 minut, přičemž schopnost odolávat abrazivnímu působení byla sledována o 72 hodin později. Míra odolnosti proti abrazivním vlivům, která je uvedena v tabulce I, byla zjišťována podle následujícího postupu:

(i) volant byl zajištěn v horizontální poloze;

(ii) jeden okraj pruhu bavlněné látky (šířka 35 milimetrů, hmotnost 250 ± 15 gram/m², osnova příze 25 až 26, příze pro útek 21 až 22) byl upevněn k pohyblivému zařízení, které vykonávalo posuvný horizontální pohyb s frekvencí 13 Hz/minutu v rozsahu 70 milimetrů, zatímco druhý okraj byl připevněn k závaží o hmotnosti 1 kilogram;

(iii) tento pruh bavlněné látky byl umístěn v takové pozici vůči volantu, aby pohyb této látky působil na volant abrazivním způsobem.

Po uskutečnění 500 abrazivních cyklů byla provedena kontrola části volantu vystavené abrazivnímu působení a bylo provedeno srovnání s částí stejného volantu, která nebyla vystavena tomuto abrazivnímu působení.

- 13 CZ 293775 B6

Tabulka I

Reakční složky (pbw)	Pěna 1	Pěna 2	Pěna 3
Polyol 1	40	40	40
Polyol 2	27	27	27
Polyol 3	18	18	18
BAYFLEX N	6	6	6
Ethylenglykol	4,5	4	4,6
Adukt 1	3,0	-	-
Adukt 2		4,2	-
Adukt 3*			2,7
Voda	0,15	0,15	0,15
Katalyzátor 1	0,39	0,39	0,39
Katalyzátor 2	0,2	0,2	0,2
Katalyzátor 3	0,01	0,01	0,01
Polyisokyanátový (1) index	110	110	110
Hustota (kg/m^)	520	520	520
Tvrdost podle Shorea (A)	61	61	61
Opotřebení při abrasivním působení
500 cyklů	žádné	žádné	mírné
1000 cyklů	žádné	žádné	značné
1500 cyklů	žádné	žádné	nesledováno
2000 cyklů	žádné	mírné	nesledováno
2500 cyklů	mírné	značné	nesledováno

* Provedení, které nespadá do rozsahu předmětného vynálezu;

pbw = díly hmotnostní

Výsledky uvedené výše v této tabulce I ukazují, že polyurethanové pěnové materiály připravené v přítomnosti karbamátových aduktů získaných v provedení podle vynálezu vykazovaly zvýše

- 14CZ 293775 B6 nou míru schopnosti odolávat působení abrazivních vlivů ve srovnání s polyurethanovými produkty, které byly připraveny v přítomnosti karbamátového aduktu vyznačujícího se absencí etherové vazby.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Karbamátový adukt, vyznačující se tím, že je získán přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem, přičemž tento alkanolamin je představován látkou obsahující v molekule jednu nebo dvě etherové složky, a tento adukt je kapalina při teplotě okolí a dále teplota tepelného rozkladu tohoto aduktu se pohybuje v rozmezí od 60 °C do 130 °C.
2. Karbamátový adukt podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento alkanolamin odpovídá jednomu z následujících obecných vzorců:

H-N- (CHR’-CHR’ ’-O)_n- (CH₂)_X-OH

I (CHR’-CHR”-O)_n. - (CH₂) _x ·-OH nebo

H₂N-(CHR'-CHR-O)_n-(CH₂)_X-OH ve kterých:

R' představuje vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

R znamená vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

n nebo n' znamená celé číslo, jehož hodnota činí 1 nebo 2, přičemž součet hodnot n a n' je menší nežli 3;

x nebo x' znamená celé číslo, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 1 do 4.
3. Karbamátový adukt podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tento alkanolamin je představován primárním aminem.
4. Kapalná kompozice obsahující následující složky, jejichž podíl je vztažen na celkovou hmotnost složek:

(a) karbamátový adukt podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, jehož podíl se pohybuje v rozmezí od 5 do 95 % hmotnostních, a (b) nevodné polární médium, jehož podíl se pohybuje v rozmezí od 95 do 5 % hmotnostních, vyznačující se tím, že tento karbamátový adukt je získán přivedením oxidu uhličitého do kontaktu s alkanolaminem představovaným látkou, která v molekule obsahuje jednu nebo dvě etherové složky.

-15CZ 293775 B6
5. Kompozice podle nároku 4, vyznačující se tím, že obsahuje karbamátový adukt v množství, které se pohybuje v rozmezí od 25 do 85 % hmotnostních, a nevodné polární médium v množství, které se pohybuje v rozmezí od 75 do 15 % hmotnostních.
6. Způsob přípravy karbamátového aduktu podle některého z nároků 1 až 3, při kterém se do kontaktu uvádí oxid uhličitý vnevodném médiu salkanolaminem, vyznačující se tím, že (a) tento alkanolamin odpovídá jednomu z následujících obecných vzorců:

H-N- (CHR’-CHR”-0)_n-(CH₂)_x-0H

I (CHR’-CHR” -O)_n.-(CH₂)_χ.-OH nebo

H₂N-(CHR'-CHR-O)n-(CH₂)_X-OH ve kterých:

R' představuje vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

R znamená vodíkový atom, methylovou nebo ethylovou skupinu;

n vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota činí 1 nebo 2, zatímco n' vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota činí 0, 1 nebo 2, přičemž součet hodnot n a n' je menší nežli 3; a x nebo x' vyjadřuje celé číslo, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 1 do 4; a (b) uvedeným médiem je protická látka, která je představována diolem nebo triolem přičemž složky (a) a (b) jsou přítomny ve hmotnostních dílech, které odpovídají poměru v rozmezí od 95 : 5 do 5 : 95.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že tyto složky (a) a (b) jsou přítomny ve hmotnostních podílech, které odpovídají poměru v rozmezí od 85 : 15 do 15 : 85.
8. Polyurethanový pěnový materiál, vyznačující se tím, že je získán reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo polyesterpolyolem v přítomnosti nadouvadla, které obsahuje karbamátový adukt podle nároku 1.
9. Polyurethanový pěnový materiál, vyznačující se tím, že je získán reakcí organického polyizokyanátu s polyetherpolyolem nebo polyesterpolyolem v přítomnosti nadouvadla, které obsahuje kapalnou kompozici obsahující karbamátový adukt podle nároku 4.
10. Polyurethanový pěnový materiál scelistvým charakterem povrchu, vyznačující se tím, že je získán reakcí reakční směsi uskutečněné v uzavřené tvarovací formě, přičemž tato reakční směs obsahuje:

-16CZ 293775 B6 (a) organický polyizokyanát vykazující obsah izokyanátu pohybující se v rozmezí od 15 do 33 % hmotnostních, (b) polyetherpolyol nebo polyesterpolyol obsahující v molekule v průměru od 2 do 4 hydroxylové skupiny a dále vykazující průměrnou molekulovou hmotnost pohybující se v rozmezí od 1000 do 10 000; a (c) nadouvadlo, které obsahuje kapalnou kompozici obsahující karbamátový adukt podle nároku 4.
11. Polyurethanový pěnový materiál s celistvým charakterem povrchu, vyznačující se tím, že je získán reakcí reakční směsi uskutečněné v uzavřené tvarovací formě, přičemž tato reakční směs obsahuje:

(a) organický polyizokyanát vykazující obsah izokyanátu, který se pohybuje v rozmezí od 15 do 31 % hmotnostních, (b) polyetherpolyol nebo polyesterpolyol obsahující v molekule v průměru od 2 do 4 hydroxylové skupiny a dále vykazující průměrnou molekulovou hmotnost pohybující se v rozmezí od 1000 do 10 000;

(c) činidlo pro prodlužování řetězce; a (d) nadouvadlo, které obsahuje karbamátový adukt podle některého z nároků 1 až 3.