DD148884A3 - METHOD FOR PRODUCING POLYURETHANE PRODUCTS - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist es, nach kurzen Reaktionszeiten der Einsatzprodukte homogene, nicht klebrige und durch Verformung verarbeitbare Polyurethanprodukte herzustellen. Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweistufiges Verfahren zu entwickeln, bei dem die Einsatzprodukte so zugefuehrt werden, dasz die Schmelzviskositaet nach kurzen Verweilszeiten sehr hohe Werte annimmt. Dies wird erreicht, indem in der ersten Stufe aus dem Diisocyanat und dem gesamten niedermolekularen Diol ein freie Isocyanatgruppen enthaltendes fluessiges Preaddukt hergestellt wird. Dieses Preaddukt wird in der zweiten Stufe mit dem gesamten Polyol umgesetzt, wobei die Schmelzviskositaet des fluessigen Reaktionsgemisches im Anfangszeitraum der Reaktion der zweiten Stufe sehr stark erhoeht wird. Diese Erhoehung erfolgt in der Regel auf ein Maximum, welches oberhalb der Endviskositaet des ausreagierten Polyurethans, bezogen auf gleiche Temperaturen, liegt. Mit fortschreitender Reaktion wird dieses Maximum abgebaut. Bei der weiterlaufenden Reaktion wird die Schmelzviskositaet dann wieder erhoeht.The aim of the invention is to produce homogeneous, non-tacky and by deformation processable polyurethane products after short reaction times of the feedstock. The invention has for its object to develop a two-stage process in which the feedstock be supplied so that the Schmelzviskositaet after short residence times takes very high values. This is achieved by preparing in the first stage from the diisocyanate and the entire low molecular weight diol, a free liquid containing free isocyanate groups Preaddukt. This feedstock is reacted with all of the polyol in the second stage, greatly increasing the melt viscosity of the liquid reaction mixture in the initial period of the second stage reaction. This increase usually takes place to a maximum, which is above the final viscosity of the fully reacted polyurethane, based on the same temperatures. As the reaction progresses, this maximum is broken down. In the ongoing reaction, the melt viscosity is then increased again.
Description
197197
Die Erfindung wird in der chemischen Industrie angewendet· Mit Hilfe der Erfindung kann Polyurethan in Form von Granulat, Folien, Profilen und dergleichen hergestellt werden·The invention is used in the chemical industry · With the aid of the invention, polyurethane can be produced in the form of granules, films, profiles and the like.
Mit der Erfindung können PolyurethanproduktG hergestellt werden, die für die Spritzgußverarbeitung, Extrusion und die Textilbsschichtung oder als Kleber eingesetzt werden· Oas erfindungsgemäße Verfahren ist im Falle von thermoplastisch verformbaren Polyurethanelastomeren insbesondere für weiche Rezepturen geeignet· Bezogen auf das System 4, 4*-Diphenylmethandiisocyanat-l,4~Butandiol und einem Polyester aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und Äthylenglykol betrifft dies zum Beispiel ein thermoplastisch verformbares Weichpolyurethan mit Härten zwischen 60 und 80 Shore A*The invention makes it possible to produce polyurethane product G used for injection molding, extrusion and textile coating or as adhesive. The process according to the invention is particularly suitable for soft formulations in the case of thermoplastically deformable polyurethane elastomers. Related to the system 4, 4-diphenylmethane diisocyanate For example, 1,4-butanediol and a polyester of adipic acid, 1,4-butanediol and ethylene glycol relate to a thermoplastically deformable soft polyurethane with hardnesses between 60 and 80 Shore A *.
Aus der BRD-Patentschrift 831772 ist ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung hochmolekularer vernetzter Kunststoffe bekannt, bei dem man organische lineare Polyester in Abwesenheit von Feuchtigkeit mit einem Oberschuß an organischen Diisocyanaten reagieren läßt· In die so erhaltenen Isocyanatpolyester wird in der zweiten Stufe ein Glykol zugeführt, worauf man diesesFrom the German patent 831772 a two-stage process for the preparation of high molecular weight crosslinked plastics is known, in which one reacts organic linear polyesters in the absence of moisture with an excess of organic diisocyanates · In the thus obtained isocyanate polyesters in the second stage, a glycol is fed, where to put this
-7^11977*1)19176-7 ^ 11977 * 1) 19176
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Glykol mit den Isocyanatgruppen unter gleichzeitiger Formgebung reagieren läßt·Glycol reacts with the isocyanate groups with simultaneous shaping.
Ebenso wird in der BRD-OS 2302564 ein zweistufiges Polyurethan-Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem in der ersten Stufe zunächst aus den monomeren Isocyanaten und der Polyhydroxylverbindung ein isocyanatgruppenaufweisendes Voraddukt gebildet wird, welches dann in der zweiten Stufe mit den Kettenverlängerern weiter reagiert·Likewise, BRD-OS 2302564 describes a two-stage polyurethane production process in which, in the first stage, an isocyanate group-containing pre-adduct is first formed from the monomeric isocyanates and the polyhydroxyl compound, which then reacts further with the chain extenders in the second stage.
Diese Verfahren haben für weiche thermoplastisch verformbare Elastomere, Textilbeschichtungsmassen und Kleber den Nachteil, daß die Schmelzviskosität mit fortschreitendem Umsatz nur langsam ansteigt« Dadurch treten lange Reaktionszeiten bis zum Entstehen von granulierfähigen Produkten auf und eine kontinuierliche Granulierung im unmittelbaren Anschluß an den Produktherstellungsprozeß i3t nicht oder nur mit geringer Betriebssicherheit möglich.These processes have the disadvantage for soft thermoplastically deformable elastomers, textile coatings and adhesives that the melt viscosity increases only slowly as the conversion progresses. This results in long reaction times until the formation of granular products and continuous granulation immediately after the product preparation process is not or only possible with low reliability.
Weiterhin ist aus der DDR-Patentschrift 115142 ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verformbarer Polyurethanelastomerer bekannt, bei dem in der ersten Stufe aus dem gesamten Diisocyanat und einem Teil des niedermolekularen Diols ein flüssiges Preaddukt hergestellt wird. Dieses Preaddukt wird in der zweiten Stufe mit dem restlichen Teil des niedermolekularen Diols und dem gesamten Polyol umgesetzt. Dieses Verfahren ist vorwiegend für Rezepturen oberhalb von Härten 90 Shore A geeignet· Der Umsatzverlauf ist relativ langsam. Darüber hinaus ist die Aufteilung des Diols in zwei Teile und deren separate Zugabe nachteilig·Furthermore, from the GDR patent specification 115142 a two-stage process for the preparation of thermoplastically deformable polyurethane elastomers is known in which in the first stage from the entire diisocyanate and a part of the low molecular weight diol, a liquid Preaddukt is prepared. This Preaddukt is reacted in the second stage with the remaining part of the low molecular weight diol and the total polyol. This process is mainly suitable for formulations above 90 Shore A hardness · The sales trend is relatively slow. Moreover, the division of the diol into two parts and their separate addition is disadvantageous.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem nach kurzen Reaktionszeiten der Einsatzprodukte ein homogenes, nicht klebriges und durch Verformung verarbeitbares Polyurethan hergestellt werden kann. Dieses Verfahren soll sich durch einen geringen kostenmäßigen Aufwand und durch eine gute Steuerbarkeit der Reaktion auszeichnen.The aim of the invention is to provide a method by which a homogeneous, non-sticky and workable by deformation polyurethane can be prepared after short reaction times of the feedstock. This method should be characterized by a low cost and expense and good controllability of the reaction.
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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung von Polyurethanprodukten zu entwickeln, bei dem die Einsatzprodukte so zugeführt werden, daß hohe Umsatzgeschwindigkeiten auftreten und die Schmelzviskosität der Reaktionsprodukte nach kurzen Verweilzeiten sehr hohe Werte annimmt.The invention has for its object to develop a two-stage process for the preparation of polyurethane products, in which the feedstock are fed so that high turnover rates occur and the melt viscosity of the reaction products after short residence times takes very high values.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der ersten Stufe aus dem Diisocyanat und dem gesamten niedermolekularen Diol ein freie Isocyanatgruppen enthaltendes flüssiges Preaddukt hergestellt wird» Bei dieser Reaktion zwischen dem Diisocyanat und dem Diol wird eine relativ große Reaktionswärmemenge frei, welche bei den bekannten Polyurethanherstellungsverfahren ganz oder teilweise erst in der zweiten Stufe frei wird. Auf Grund dieser exothermen Reaktion erhöht sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Temperatur des Preadduktes bei adiabater Fahrweise in der ersten Stufe auf 180 bis 230 C, wobei die Starttemperaturen des Gemisches zwischen 50 bis 90 C liegen*This object is achieved in that in the first stage of the diisocyanate and the entire low molecular weight diol, a free isocyanate-containing liquid Preaddukt is prepared in this reaction between the diisocyanate and the diol, a relatively large amount of heat released, which in the known polyurethane production process completely or partially free only in the second stage. Due to this exothermic reaction, the temperature of the Preadduktes adiabatic driving in the first stage increases to 180 to 230 C in the inventive method, the starting temperatures of the mixture are between 50 to 90 C *
Dieses Preaddukt wird dann in der zweiten Stufe mit dem gesamten Polyol umgesetzt. Die Schmelzviskosität des Reaktionsgemisches wird hierbei unter der Voraussetzung von vergleichbaren Bedingungen (gleiche Temperaturen, gleiche Rezepturen) im Anfangszeitraum der Reaktion der zweiten Stufe auf Werte erhöht, die zwei- bis siebenmal höher liegen als bei den bekannten Prepolymerverfahren. Somit durchläuft die Schmelzviskosität im Anfangszeitraum der Reaktion vorzugsweise ein Maximum, welches bei isothermen Bedingungen bei Werten oberhalb von 70 % der Endviskosität des ausreagierten Polyurethans liegt. Dabei ist der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches bei gleicher Verweilzeit gleichgroß bzw« niedriger als bei den bekannten Prepolymerverfahren, Die Reaktionszeit bis zum Erreichen verarbeitbarer Produkte ist bei diesemThis Preaddukt is then reacted in the second stage with the entire polyol. The melt viscosity of the reaction mixture is hereby increased on the assumption of comparable conditions (same temperatures, same formulations) in the initial period of the reaction of the second stage to values which are two to seven times higher than in the known prepolymer process. Thus, in the initial period of the reaction, the melt viscosity preferably undergoes a maximum, which in isothermal conditions is above 70 % of the final viscosity of the reacted polyurethane. The NCO content of the reaction mixture at the same residence time is the same or "lower than in the known prepolymer process, the reaction time to reach processable products is in this
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Verfahren unter vergleichbaren Bedingungen nur etwa halb eo groß wie bei den bekannten Prepolymerverfahren·Process under comparable conditions only about half the size of the known prepolymer processes
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß bei der Herstellung von thermoplastisch verformbaren Polyurethanelastomeren und Polyurethantextilbeschichtungsmassen das in der ersten Stufe gebildete Preaddukt mit einer Schmelzviskosität von niedriger als 200 cP bei einer Temperatur von 180 bis 230 0C der zweiten Stufe zugeführt wird« Bei der Herstellung von Polyurethanklebern wird das Preaddukt ebenfalls mit einer Schmelzviskosität, die niedriger als 200 cP ist-, bei einer Temperatur von 160 bis 200 0C der zweiten Stufe zugeführt·An expedient embodiment of the method provides that in the production of thermoplastically deformable polyurethane elastomers and polyurethane textile coating compositions, the pre-formed in the first stage Preaddukt having a melt viscosity of less than 200 cP at a temperature of 180 to 230 0 C of the second stage is supplied In order to prepare polyurethane adhesives, the prepolymer is also supplied with a melt viscosity lower than 200 cP at a temperature of from 160 to 200 ° C. of the second stage.
Eine weitere Verbesserung sieht vor, daß bei der Herstellung von Polyurethanelastomeren oder Polyurethantextilbeechichtungsmassen die Umsetzung in der zweiten Stufe bei Temperaturen von 220 bis 250 0C durchgeführt wird.A further improvement provides that in the preparation of polyurethane elastomers or polyurethane textile coating compositions, the reaction in the second stage is carried out at temperatures of 220 to 250 0 C.
Bei der Erfindung werden unter Polyurethanprodukten nur thermoplastisch verformbare Polyurethanelastomere, Polyurethantextilbeschichtungsmassen und Polyurethankleber verstanden, Polyurethanschäume sollen nicht mit erfaßt werden ρIn the invention, polyurethane products are understood to mean only thermoplastically deformable polyurethane elastomers, polyurethane textile coating compositions and polyurethane adhesives; polyurethane foams should not be included in the evaluation
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der Regel etwa stöchiometrische Verhältnisse zwischen den NCO-Gruppen und den OH-Gruppen eingehalten· Das NCOtOH-Verhältnis wird im allgemeinen zwischen 0,96 und 1,05 liegen·When carrying out the process according to the invention, approximately stoichiometric ratios between the NCO groups and the OH groups are generally observed. The NCOtOH ratio will generally be between 0.96 and 1.05.
Für die Erfindungsdurchführung eignen sich die bekannten organischen Diisocyanate, die man üblicherweise zur Herstellung von Polyurethanprodukten verwendet· Hierzu gehören beispielsweise 4,4§-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4-toluylendiisocyanat ,2 ,6-Toluylendiisocyanat,1,5-Naphthalindiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat und dergleichen neben ihren Gemischen zu zweien oder mehreren·Vorzugsweise wird MDI (4,4t-Diphenylmethandiisocyanat) verwendet·For the invention, implementing the known organic diisocyanates which are usually used for producing polyurethane products are 1 1,4 · These include, for example, 4,4-diphenylmethane diisocyanate §, 2,4-tolylene diisocyanate, 2, 6-toluene diisocyanate, 5-naphthalene diisocyanate, Phenylene diisocyanate and the like in addition to their mixtures of two or more. Preferably, MDI (4,4- t- diphenylmethane diisocyanate) is used.
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Für die Erfindungsdurchfuhrung eignen sich besonders Polyester auf der Basis Adipinsäure und Diolen, wie 1,4-Butandiol, 1,6-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Äthylenglykol·Polyesters based on adipic acid and diols, such as 1,4-butanediol, 1,6-butanediol, 1,6-hexanediol and ethylene glycol are particularly suitable for carrying out the invention.
Die niedermolekularen Diole dienen als Kettenverlängerer. In der Regel wird als Kettenverlängerer 1,4-Butandiol eingesetzt. Es können aber auch Gemische von 1,4-Butandiol mit anderen Kettenverlängerern, z.B. 1,6-Hexandiol benutzt werden. Derartige Gemische werden insbesondere bei der Herstellung von Polyurethanklebern eingesetzt. Bei der Herstellung von wärmebeständigen Polyurethanprodukten wird anctatt 1,4-Butandiol auch 1,4 Bis(-Hydroxyäthoxy)-Benzol als Kettenverlängerer eingesetzt. Als weitere Komponente wird hierbei noch Trimethylpropan als Vernetzer zugegeben.The low molecular weight diols serve as chain extenders. As a rule, 1,4-butanediol is used as a chain extender. However, it is also possible to use mixtures of 1,4-butanediol with other chain extenders, for example 1,6-hexanediol. Such mixtures are used in particular in the production of polyurethane adhesives. In the production of heat-resistant polyurethane products, anctatt 1,4-butanediol also uses 1,4 bis (hydroxyethoxy) benzene as a chain extender. In this case, trimethylpropane is also added as crosslinking agent as a further component.
Darüber hinaus können bei der Additionsreaktion auch Füllstoffe aktiver oder inaktiver Natur zugesetzt werden. Das Verfahren ist insbesondere für Polyurethanprodukte geeignet, bei denen die gesamte Diolmenge und das Isocyanat unterhalb von 250 C schmelzbare Produkte ergeben. Auf Grund dessen, daß bei den erfindungsgemäßen Verfahren die Schmelzviskosität des Reaktionsgemisches sehr schnell erhöht wird, ist die Zeit, nach der ein verformbares Produkt vorliegt, nur kurz. Damit ist der Durchsatz durch die zur Durchführung des Verfahrens benutzte zweiwellige Schneckenmaschine wesentlich größer als bei den bekannten Polyurethanherstellungsverfahren. Bei der Reaktion entstehen hochwertige homogene Produkte mit guten Spritzguß-, Extrusions-, Löse- und Aufschmelzeigenschaften· Das Produkt ist gut und betriebssicher granulierbar·In addition, fillers of active or inactive nature may also be added in the addition reaction. The method is particularly suitable for polyurethane products in which the total amount of diol and the isocyanate below 250 C melt products. Due to the fact that in the processes according to the invention the melt viscosity of the reaction mixture is increased very rapidly, the time after which a deformable product is present is only short. Thus, the throughput through the used for carrying out the method twin-screw extruder is substantially greater than in the known polyurethane production process. The reaction produces high-quality homogeneous products with good injection molding, extrusion, dissolving and melting properties · The product is good and reliable granulation ·
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert·The invention will be explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments.
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In einem 1-Liter-Rührbehälter werden entsprechend einem NCO/OH-Verhältnis von 1,02 und unter Berücksichtigung der entsprechenden Rohstoff-Reinheiten, wobei der Wassergehalt der OH-Gruppenträger durch einen Isocyanat-Oberechuß kompensiert wird, eingewogen:In a 1 liter stirred tank, according to an NCO / OH ratio of 1.02 and taking into account the corresponding raw material purities, wherein the water content of the OH-group carrier is compensated by an isocyanate parent, weighed:
156,4 g 4.4t-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einer Reinheit von 98,48 % ( 1 g MDI ist hierbei zur Kompensation des Wassers im Diol und Polyol enthalten)·156.4 g of 4.4 t- diphenylmethane diisocyanate (MDI) with a purity of 98.48 % (1 g of MDI is hereby included to compensate for the water in the diol and polyol)
Diesem MDI werden 36,3 g 1,4-Butandiol (99,2 % Reinheit, 0,021 % HgO-Gehalt) von Raumtemperatur zugesetzt· Ein Katalysator wird nicht zugegeben·To this MDI is added 36.3 g of 1,4-butanediol (99.2% purity, 0.021 % HgO content) at room temperature. A catalyst is not added.
Die Masse ist anfange trübe, klärt sich jedoch bei Beginn der Reaktion. Unter mäßigem Rühren steigt die Temperatur nach 30 - 40 see. schnell auf 220 bis 230 0C an, wobei die Schmelze etwas viskos wird und eine leichte Gasentwicklung einsetzt (CO2 infolge Wassergehalt und evtl· Spuren von Carbodiimid)· Diese Reaktion stellt die erste Stufe des Verfahrens dar· Man hält die Schmelze 1 bis 2 Min· bei 225 0C unter leichtem Rühren und fügt dann in der zweiten Stufe des Verfahrens in einem Guß 432,4 g eines Polyesters der Adipinsäure mit 1,4-Butandiol und Äthylenglykol vom Molekulargewicht 2160 (mit einem Wassergehalt von 0,015 %)t der unter Rühren auf eine Temperatur von 165 C vorgewärmt wurde, hinzu·The mass is initially cloudy, but clears up at the beginning of the reaction. With moderate stirring, the temperature rises to 30 - 40 see. rapidly to 220 to 230 0 C, wherein the melt is somewhat viscous and a slight gas evolution begins (CO 2 due to water content and possibly traces of carbodiimide) · This reaction is the first step of the process · It holds the melt 1 to 2 · min at 225 0 C with gentle stirring and then added in the second stage of the process in one portion 432.4 g of a polyester of adipic acid with 1,4-butanediol and ethylene glycol having a molecular weight of 2160 (having a water content of 0.015%) of t with preheating to 165 ° C. while stirring.
Nach 20 - 30 see steigt die Viskosität stark an; der Rührer wird abgestellt und ein Teil der Masse in einen auf 190 0C temperierten "Brabender-Plastographen" (Labor-Knetmaschine der Fa· Brabender, Duisburg) mit einem Mischkammervolumen von 100 cm eingegossen und 30 Min· bei 100 U/min geknetet· Durch Entnahme von Proben in bestimmten Zeitabständen wird die Reaktion bezüglich des NCO-Gehaltes und der Intrinsic-Viskosität verfolgt· Die Schmelzviskosität wird von einem Schreiber kontinuier-4 lieh in Einheiten des Plastographen angezeigt·After 20-30 see the viscosity increases strongly; The stirrer is turned off and a part of the mass in a tempered at 190 0 C "Brabender Plastographen" (laboratory kneading machine Fa · Brabender, Duisburg) poured with a mixing chamber volume of 100 cm and kneaded for 30 min · at 100 U / min · the reaction is with respect to the NCO content and the intrinsic viscosity followed by taking samples at specific time intervals · the melt viscosity is continuously by a scribe in units of the 4 lent plastograph displayed ·
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Die zeitlichen Verläufe von Schmelzviskosität und NCO-Gehalt sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt·The time courses of melt viscosity and NCO content are shown in FIGS. 1 and 2.
Wie aus Kurve 1 in Figur 1 ersichtlich ist, tritt bei der Schmelzviskosität nach etwa 3 Minuten Reaktion ein Maximum auf· Dieses Maximum entspricht 590 Einheiten des Brabender-Plastographen· Mit fortschreitender Reaktionszeit wird dieses Maximum wieder auf 280 Einheiten abgebaut· Nach ungefähr 10 Minuten steigt die Schmelzviskosität zuerst wieder schneller und danach langsamer en, um nach 20 Minuten 320 Einheiten und nach 30 Minuten 335 Einheiten erreicht zu haben* Diese Änderungen der Schmelzviskosität sind stets auf eine gleichbleibende Temperatur bezogen· Die Änderung der Schmelzviskosität wird also nicht durch Abkühlen oder Erwärmen des Reaktionsgemisches bewirkt·, sie erfolgt vielmehr mit der fortschreitenden Reaktion des Preadduktes mit dem Polyol« In beiden Zeichnungen ist der technisch interessante Verweilzeitbereich entsprechend der Rezeptur gemäß den Beispielen 1 und 2 (3 bis 6 Minuten Reaktionszeit, wobei die Reaktionszeit mit der Zugabe des Polyesters zu dem MDI-Butandiolgemisch beginnt) jeweils schraffiert dargestellt· Es ist ersichtlich, daß nach 6 Minuten Reaktionszeit die Schmelzviskosität 320 Einheiten entspricht und damit genau so hoch ist-, wie nach etwa 20 Minuten. Nach einer Reaktionszeit von ungefähr 5 Minuten liegt also ein Produkt vor, welches trotz des relativ unvollständigen Umsatzes sofort granulierbar ist·As can be seen from curve 1 in FIG. 1, a maximum occurs at the melt viscosity after about 3 minutes of reaction. This maximum corresponds to 590 units of the Brabender Plastograph. With increasing reaction time, this maximum is reduced again to 280 units melt viscosity first faster and then slower to reach 320 units after 20 minutes and 335 units after 30 minutes * These changes in melt viscosity are always related to a constant temperature. Thus, the change in melt viscosity is not due to cooling or heating of the melt In both drawings is the technically interesting residence time range according to the recipe according to Examples 1 and 2 (3 to 6 minutes reaction time, the reaction time with the addition of the polyester to de It can be seen that after a reaction time of 6 minutes, the melt viscosity corresponds to 320 units and is therefore exactly as high as after about 20 minutes. After a reaction time of about 5 minutes, there is thus a product which, despite the relatively incomplete conversion, can be granulated immediately.
Es wird mit den RohstoffChargen und nach der Rezeptur des Beispiels 1 gearbeitet. Die Rohstoffe werden jedoch in der Reihenfolge zugegeben, die dem bekannten Prepolymerverfahren (Vergleichsverfahren) entspricht· Auch hierbei wird kein Katalysator zugegeben. In zwei Rührbehältern werdenIt is worked with the raw material batches and according to the recipe of example 1. However, the raw materials are added in the order corresponding to the known prepolymer method (comparative method). Again, no catalyst is added. In two stirred tanks
156;,5 g MDI und156;, 5 g MDI and
432,4 g Polyester432.4 g of polyester
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auf 100 0C getrennt erwärmt· Der Polyester wird in einem Guß zum MOI gefügt und 2 Min· gerührt. Dabei steigt die Temper« Rührenheated separately to 100 ° C. The polyester is added to the MOI in a cast and stirred for 2 minutes. The temper «Stirring increases
36,6 g 1,4-Butandiol36.6 g of 1,4-butanediol
von Raumtemperatur dazu, wodurch die Temperatur weiter auf 160 - 170 0C ansteigt· Nach 1,5 bis 2 Minuten wird die Masse viskos und nunmehr in den auf 190 0C temperierten "Brabender-Plastographen" gegeben und 30 Min· bei 100 U/min geknetet· Durch Probenahme in bestimmten Zeitabständen wird die Reaktion bezüglich des NCO-Gehaltee und der Intrinsic-Viskosität verfolgt· Die Schmelzviskosität wird auf einem Schreibergerät in Einheiten des Plastographen kontinuierlich aufgezeichnet· Die Kurve 2 in Figur 1 zeigt', daß die Schmelzviskosität in den ersten 10 - 12 Minuten kontinuierlich ansteigt und dann der Anstieg nach und nach geringer wird. In dem technisch interessanten Verweilzeitbereich (3 bis 6 Minuten Reaktionszeit, beginnend mit der Zugabe des Butandiols zu dem MDI-Polyestergemisch) steigt die Schmelzviskosität bis auf 125 Einheiten des Brabender-Plastagraphen an.from room temperature to which the temperature further to 160 - 170 0 C increases · After 1.5 to 2 minutes, the viscous mass is and, now in the 190 0 C tempered "Brabender plastograph" and 30 Min · at 100 U / The reaction is monitored with respect to the NCO content and the intrinsic viscosity by sampling at specific time intervals. The melt viscosity is continuously recorded on a recorder in units of the plastograph. The curve 2 in FIG. 1 shows that the melt viscosity in the first 10 - 12 minutes continuously and then the increase gradually decreases. In the technically interesting residence time range (3 to 6 minutes reaction time, starting with the addition of the butanediol to the MDI-polyester mixture), the melt viscosity increases to 125 units of the Brabender Plastagraphen.
Die Schmelzviskosität des Reaktionsgemisches ist daher bei diesem Verfahren nach einer Reaktionszeit von 3-6 Minuten wesentlich niedriger als bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren. Ein solches Maximum wie in Beispiel 1, welches dann wieder abgebaut wird, tritt hier nicht auf· Der deutlichste Unterschied zwischen den beiden Verfahren besteht nach einer Reaktionszeit von 3 Minutenc Während im Beispiel 1 nach dieser Zeit die Schmelzviskosität des Reaktionsgemisches 590 Einheiten entspricht, steigt sie bei dem in diesem Beispiel beschriebenen Verfahren nur auf 60 Einheiten. Bei langen Reaktionszeiten (langer als 20 Minuten) nähern sich die Schmelzviskositäten beider Verfahren einem gemeinsamen Endwert.The melt viscosity of the reaction mixture is therefore considerably lower in this process after a reaction time of 3-6 minutes than in the process described in Example 1. The maximum difference between the two processes is after a reaction time of 3 minutes. While in Example 1, after this time, the melt viscosity of the reaction mixture corresponds to 590 units, it increases in the method described in this example, only 60 units. At long reaction times (longer than 20 minutes), the melt viscosities of both processes approach a common final value.
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Zm Gegensatz zum Verlauf der Schmelzviskosität zeigen die in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Verfahren einen fast gleichen Verlauf der Intrinsic-Viskosität bzw· des Makromolskülaufbaues. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, verläuft die Umsatzgeschwindigkeit der NCO-Reaktion bei beiden Verfahren etwa gleich schnell· Hierzu ist in Figur 2 die Kurve, die dem Beispiel 1 entspricht, mit dem Bezugszeichen 3 versehen und die dem Beispiel 2 entsprechende Kurve trägt das Bezugszeichen 4·In contrast to the course of the melt viscosity, the processes described in Examples 1 and 2 show an almost identical course of the intrinsic viscosity or of the macromolecule structure. As can be seen from FIG. 2, the rate of turnover of the NCO reaction in both methods is approximately the same. In FIG. 2, the curve corresponding to example 1 is designated by the reference numeral 3 and the curve corresponding to example 2 bears the reference numeral 4 ·
Die in Figur 2 dargestellten Umsatzverläufe wurden für unkatalysierte Systeme ermittelt· Durch Zusatz von Katalysatoren werden auf Grund der Beschleunigung der Reaktion die Umsatzkurven deutlich nach links verschoben·The sales gradients shown in FIG. 2 were determined for uncatalyzed systems. By adding catalysts, the sales curves are clearly shifted to the left due to the acceleration of the reaction.
Aus den gleichen RohstoffChargen wie in den Beispielen 1 und 2 wird nach dem Gießverfahren eine größere Menge (ca. 2 kg) Polyurethan-Elastomere hergestellt; dessen mechanische Kennwerte ermittelt werden· 519,0 g MDI werden in einem 3-Liter-Rührbehälter auf 90 0C erwärmt· Dazu fügt man in einem Guß 120,7 g 1,4-Butandiol von Zimmertemperatur. Die ar.fgangs trübe Mischung klärt sich nach Anspringen der Reaktion, und die Temperatur steigt innerhalb von 20 bis 30 see· auf 230 bis 240 C an· Sobald das Maximum der Temperatur erreicht ist, fügt man 1441,0 g des Mischpolyesters der Adipinsäure mit 1,4-Butandiol und Äthylenglykol vom Molekulargewicht ca. 2000, der auf 140 0C vorgewärmt worden ist', in einem Guß hinzu:, rührt 10 - 20 see· kräftig durch und vergießt sofort auf ein mit PTFE-Folie beschichtetes Blech, das auf 180 - 190 0C vorgeheizt wurde. Auf diesem Blech wird der Guß 30 Minuten belassen, dann abgenommen, gekühlt und zerkleinerteDie so erhaltenen Granulate werden 2 Stunden bei 100 0C getempert und dann auf einer Spritzgußmaschine bei 190 0C Zylinderteraperatur zu Norm-Prüfkörpern verarbeitetFrom the same raw material batches as in Examples 1 and 2, a larger amount (about 2 kg) of polyurethane elastomers is produced by the casting process; the mechanical characteristics are determined · 519.0 g MDI are heated in a 3-liter stirred tank at 90 0 C · Add to that in one portion 120.7 g of 1,4-butanediol from room temperature. The ar.fgangs turbid mixture clears after the reaction has started, and the temperature rises within 20 to 30 see · to 230 to 240 C. Once the maximum of the temperature is reached, 1441.0 g of the mixed polyester of adipic acid with 1,4-butanediol and ethylene glycol having a molecular weight of about 2000, which has been preheated to 140 0 C ', a molding added :, stirred for 10 - 20 · lake vigorously and shed immediately to a PTFE-coated film sheet that was preheated to 180 - 190 0 C. On this sheet, the molding is held for 30 minutes, then removed, cooled and zerkleinerteDie granules thus obtained are heat-treated for 2 hours at 100 0 C and then processed on an injection molding machine at 190 0 C Zylinderteraperatur to standard test specimens
m 10 - m 10 -
1976 861976 86
Die normgerechten Werkstoffprüfungen ergeben folgende Werkstoff-Kennwerte:The standardized material tests give the following material characteristics:
Claims (4)
wird»3 * Process according to item 1 ', characterized in that in the production of polyurethane adhesives, the Preaddukt having a melt viscosity of less than 200 cP at a temper
becomes"
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