DE10022280A1 - Composite material, useful for making e.g. automobile interior components, comprises a polyurethane derived from a specified polyester polyol adhesively bonded to a thermoplastic substrate - Google Patents
Composite material, useful for making e.g. automobile interior components, comprises a polyurethane derived from a specified polyester polyol adhesively bonded to a thermoplastic substrateInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verbundelemente enthaltend
The invention relates to composite elements containing
- a) thermoplastischen Kunststoff, an den sich haftenda) thermoplastic to which adheres
-
b) das Produkt der Umsetzung einer Reaktionsmischung enthaltend
- a) ein Isocyanatgruppen-aufweisendes Prepolymer erhältlich aus der Umsetzung mindestens eines Isocyanats und eines Polyesterpolyalkohol mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und einer Hydroxylzahl von 40 bis 400 mg KOH/g basierend auf der Kondensation von Adipinsäure (ADS) und/oder Phthalsäureanhydrid (PSA) mit Diolen und/oder Triolen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 3000 g/mol, wobei das Prepolymer einen Isocyanatgruppengehalt von 5 bis 48% aufweist,
- b) gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen und gegebenenfalls
- c) Katalysatoren,
- d) Treibmittel und/oder
- e) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe
- a) an isocyanate group-containing prepolymer obtainable from the reaction of at least one isocyanate and a polyester polyalcohol with a functionality of 2 to 3 and a hydroxyl number of 40 to 400 mg KOH / g based on the condensation of adipic acid (ADS) and / or phthalic anhydride (PSA ) with diols and / or triols with a molecular weight of 62 to 3000 g / mol, the prepolymer having an isocyanate group content of 5 to 48%,
- b) compounds reactive toward isocyanates and, if appropriate
- c) catalysts,
- d) blowing agent and / or
- e) auxiliaries and / or additives
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Her stellung derartiger Verbundelemente und deren Verwendung.Furthermore, the invention relates to processes for the manufacture provision of such composite elements and their use.
Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erhältlich durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, beispielsweise Polyolen, d. h. Verbindungen, die mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweisen, sowie Verbundelemente von diesen Produkten mit weiteren Kunststoffen sind allgemein bekannt. Eine Belastung dieser Verbundelemente durch hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten führt häufig zu einer unerwünschten Ablösung der Kunststoffe von den Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten. Insbesondere beim Einsatz solcher Verbundelemente im Automobilbau für die eine solche Belastung nicht ausgeschlossen werden kann, ist eine Ablösung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten von den weiteren Kunststoffen und damit eine Zerstörung des Verbund elementes nicht akzeptabel.Polyisocyanate polyaddition products obtainable by reaction of isocyanates with compounds reactive towards isocyanates, for example polyols, e.g. H. Connections that are at least two Have hydroxyl groups, and composite elements of these Products with other plastics are generally known. A Exposure of these composite elements to high temperatures and Humidity often leads to undesired detachment of plastics from polyisocyanate polyaddition products. Especially when using such composite elements in automotive engineering for which such a burden cannot be excluded, is a replacement of the polyisocyanate polyadducts from the other plastics and thus a destruction of the composite element not acceptable.
Bei der Herstellung der Verbundelemente und insbesondere der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann sich das Problem ergeben, daß die Ausgangskomponenten, insbesondere die Polyol komponente, die die gegenüber Isocyanaten reaktiven Ausgangsstoffe beinhaltet, keine stabile Mischungen ergeben. Gerade bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise unterhalb von 20°C, können einzelne Polyole dazu neigen, in der Polyolkomponente auszu flocken oder sich in der Polyolkomponente abzusetzen. Gerade zur reproduzierbaren Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte gilt es, dieses Problem zu vermeiden.In the manufacture of the composite elements and in particular the Polyisocyanate polyaddition products can address the problem show that the starting components, especially the polyol component which is the isocyanate-reactive starting materials does not result in stable mixtures. Especially with low temperatures, for example below 20 ° C, can individual polyols tend to precipitate out in the polyol component flake or settle in the polyol component. Straight to reproducible production of high quality products it is important to avoid this problem.
Aufgabe der Erfindung war es somit, Verbundelemente zu ent wickeln, die aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigen schaften beispielsweise im Automobilbau eingesetzt werden können und bei denen die Haftung zwischen dem Kunststoff und den daran haftenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten auch bei einer Lagerung für 80 Stunden bei 80°C und 80% rel. Luftfeuchtigkeit nicht verlorengeht. Insbesondere sollten die Verbundelemente mit. Ausgangskomponenten herstellbar sein, die stabile Mischungen ergeben und somit einfach und reproduzierbar eingesetzt werden können. Dabei sollten sich insbesondere gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen in der Polyolkomponente und/oder der Iso cyanatkomponente nicht absetzen oder ausflocken.The object of the invention was therefore to develop composite elements wrap that due to their excellent mechanical properties can be used for example in automotive engineering and where the adhesion between the plastic and the on it adhering polyisocyanate polyaddition products even at a Storage for 80 hours at 80 ° C and 80% rel. humidity not lost. In particular, the composite elements with. Starting components can be produced, the stable mixtures result and thus be used easily and reproducibly can. It should be especially against isocyanates reactive compounds in the polyol component and / or the iso Do not settle or flocculate the cyanate component.
Die Aufgabe konnte durch die eingangs beschriebenen Verbund elemente gelöst werden.The task was accomplished through the association described above elements to be solved.
Die erfindungsgemäßen Verbundelemente können als thermo plastischen Kunststoff (i) übliche thermoplastische Kunststoffe enthalten, beispielsweise Polyphenylenoxid (PPO), Polyvinyl chlorid (PVC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethyl methacrylat (PMMA), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Poly carbonat (PC), thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyethylen, Polypropylen. Bevorzugt enthalten die Verbundelemente als (i) thermoplastische Polyolefin-Folie (TPO) wie Polyethylen und/oder Polypropylen, Polyvinylchlorid (PVC), Styrolmaleinsäureanhydrid (SMA) und/oder ein Polycarbonat/Styrol-Acrylnitril/Acrylnitril- Butadien Blend (PC/ABS).The composite elements according to the invention can be used as thermo plastic plastic (i) usual thermoplastic materials contain, for example polyphenylene oxide (PPO), polyvinyl chloride (PVC), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile styrene acrylic ester (ASA), poly carbonate (PC), thermoplastic polyurethane (TPU), polyethylene, Polypropylene. The composite elements preferably contain as (i) thermoplastic polyolefin film (TPO) such as polyethylene and / or Polypropylene, polyvinyl chloride (PVC), styrene maleic anhydride (SMA) and / or a polycarbonate / styrene acrylonitrile / acrylonitrile Butadiene blend (PC / ABS).
Die Kunststoffe (i) können in Form üblicher Materialien zur Her stellung der Verbundelemente eingesetzt werden, beispielsweise als Folien, im allgemeinen mit einer Dicke von 0,2 bis 2 mm.The plastics (i) can be produced in the form of conventional materials position of the composite elements are used, for example as films, generally with a thickness of 0.2 to 2 mm.
Derartige Folien sind kommerziell erhältlich, und ihre Her stellung ist allgemein bekannt. Die Folien weisen bevorzugt eine Dicke von 0,2 bis 2 mm auf. Als (i) können auch mindestens zwei Schichten enthaltene Folien eingesetzt werden, wobei beispiels weise die eine Schicht einen ASA und/oder Polycarbonat-Werkstoff enthält. Such films are commercially available, and their fro position is generally known. The foils preferably have one Thickness from 0.2 to 2 mm. At least two can also be used as (i) Layers containing films are used, for example the one layer an ASA and / or polycarbonate material contains.
Die Kunststoffe (i) aus Styrolmaleinsäureanhydrid (SMA) und/oder ein Polycarbonat/Styrol-Acrylnitril/Acrylnitril-Butadien Blend (PC/ABS) können in Form üblicher Materialien zur Herstellung der Verbundelemente eingesetzt werden, beispielsweise als Ver steifungsteil für Instrumenten-Tafeln oder Türseitenteile.The plastics (i) from styrene maleic anhydride (SMA) and / or a polycarbonate / styrene-acrylonitrile / acrylonitrile-butadiene blend (PC / ABS) can be made in the form of common materials the composite elements are used, for example as Ver stiffening part for instrument panels or door side parts.
Erfindungsgemäß schließen sich an den Kunststoff (i) haftend die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte (ii) an, beispielsweise Poly urethane, die gegebenenfalls Isocyanurat- und/oder Harnstoff strukturen aufweisen können. Die Herstellung dieser Polyiso cyanat-Polyadditionsprodukte (ii), bevorzugt der Polyurethane, die in kompakter oder bevorzugt zelliger Form, beispielsweise als Weichschaumstoff, Halbhartschaumstoff oder Hartschaumstoff, besonders bevorzugt als Halbhartschaumstoff vorliegen können, erfolgt erfindungsgemäß durch die nachfolgend dargestellte Umsetzung.According to the invention, the plastic (i) adheres Polyisocyanate polyadducts (ii), for example poly urethanes, optionally isocyanurate and / or urea can have structures. The manufacture of this polyiso cyanate polyadducts (ii), preferably the polyurethanes, those in compact or preferably cellular form, for example as soft foam, semi-rigid foam or rigid foam, can particularly preferably be present as semi-rigid foam, takes place according to the invention by the following Implementation.
Zur Erzielung der verbesserten Haftung zwischen (i) und (ii) insbesondere unter feucht-warmen Bedingungen sowie zur Her stellung stabiler Ausgangskomponenten, wird als erfindungswesent liches Merkmal mindestens ein Polyesterpolyalkohol mit einer Funktionalität von 2 bis 3, bevorzugt 2 und einer Hydroxylzahl von 40 bis 400, bevorzugt 40 bis 100, besonders bevorzugt 40 bis 80 mg KOH/g basierend auf der Kondensation von Adipinsäure (ADS) und/oder Phthalsäureanhydrid (PSA), bevorzugt ADS, mit Diolen und/oder Triolen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 3000 g/mol in Form eines Isocyanatgruppen-aufweisenden Prepolymers in der Komponente (a) zur Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditions produkte (ii) eingesetzt. Als Diol und/oder Triol können bei spielsweise Trimethylolpropan, Neopentylglykol, Polytetrahydro furan (PTHF), aliphatische Diole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B. Ethylenglykol, Propan-1,3-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan-1,6- diol, Butan-1,4-diol, Etherdiole und/oder Ethertriole auf Basis von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, z. B. Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetra ethylenglykol, Tetrapropylenglykol eingesetzt werden. Bevorzugt basiert der Polyesterpolyalkohol auf Hexan-1,6-diol, Butan-1,4- diol und/oder Monoethylenglykol als Alkoholkomponente.To achieve better liability between (i) and (ii) especially under humid and warm conditions as well as for position of stable starting components, is essential to the invention Lich characteristic at least one polyester polyalcohol with a Functionality from 2 to 3, preferably 2 and a hydroxyl number from 40 to 400, preferably 40 to 100, particularly preferably 40 to 80 mg KOH / g based on the condensation of adipic acid (ADS) and / or phthalic anhydride (PSA), preferably ADS, with diols and / or triols with a molecular weight of 62 to 3000 g / mol in the form of a prepolymer containing isocyanate groups in the Component (a) for the preparation of the polyisocyanate polyadditions products (ii) used. As a diol and / or triol can for example trimethylolpropane, neopentyl glycol, polytetrahydro furan (PTHF), aliphatic diols with 2 to 12 carbon atoms, e.g. B. ethylene glycol, propane-1,3-diol, pentane-1,5-diol, hexane-1,6- diol, butane-1,4-diol, ether diols and / or ether triols based of ethylene oxide and / or propylene oxide, e.g. B. diethylene glycol, Dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, tetra ethylene glycol, tetrapropylene glycol can be used. Prefers the polyester polyalcohol is based on hexane-1,6-diol, butane-1,4- diol and / or monoethylene glycol as the alcohol component.
Dieser Polyesterpolyalkohol wird erfindungsgemäß mit mindestens einem Isocyanat, die an späterer Stelle beispielhaft beschrieben werden, zu einem Isocyanatgruppen-aufweisenden Prepolymer umge setzt, wobei das Prepolymer einen Isocyanatgruppengehalt von 5 bis 48%, bevorzugt von 20 bis 30% aufweist. Der Isocyanat gruppengehalt hat die Einheit % und wird bestimmt gemäß der Norm ASTM D 1638. Der erfindungsgemäße Isocyanatgehalt des Prepolymers wird nach dem Fachmann allgemein bekannten Verfahren erhalten, beispielsweise dadurch, indem man den Polyester und das Isocyanat in einem Massen-Verhältnis von 0,01 : 1 bis 0,1 : 1 umsetzt. Die Umsetzung kann bei einer Temperatur von 30 bis 120°C beispiels weise unter Rühren üblicherweise für eine Dauer von 10 bis 180 min gegebenenfalls in Gegenwart bekannter Katalysatoren in allgemein bekannten Behältern, Apparaturen oder Reaktoren erfolgen.According to the invention, this polyester polyalcohol is mixed with at least an isocyanate, which is described later as an example are converted to an isocyanate group-containing prepolymer sets, the prepolymer having an isocyanate group content of 5 to 48%, preferably from 20 to 30%. The isocyanate group content has the unit% and is determined according to the standard ASTM D 1638. The isocyanate content of the prepolymer according to the invention is obtained by methods generally known to the person skilled in the art, for example, by the polyester and the isocyanate in a mass ratio of 0.01: 1 to 0.1: 1. The Implementation can for example at a temperature of 30 to 120 ° C. usually with stirring for a period of 10 to 180 min if appropriate in the presence of known catalysts in well-known containers, equipment or reactors respectively.
Das erfindungsgemäße Isocyanatgruppen aufweisende Prepolymer kann beispielsweise hergestellt werden, indem man in einem 1-t-Kessel 900 kg Lupranat® M10R (BASF Aktiengesellschaft) vorlegt und auf ca. 60°C erwärmt und danach innerhalb von ca. 30 Minuten 100 kg Lupraphen® 8101 (BASF Aktiengesellschaft) unter Rühren in 4 Portionen zu je 25 kg zugibt. Die Öltemperatur am Misch kessel beträgt zwischen 75 und 80°C. Nach 30 Minuten wird die Heizung abgestellt und nach ca. 2 Stunden ist die Reaktion beendet. Das Prepolymer hat einen NCO-Gehalt von 28% und eine Viskosität von 500 mPas bei 25°C.The prepolymer containing isocyanate groups according to the invention can for example, be made by placing in a 1 t boiler 900 kg Lupranat® M10R (BASF Aktiengesellschaft) and warmed to approx. 60 ° C and then within approx. 30 minutes 100 kg Lupraphen® 8101 (BASF Aktiengesellschaft) with stirring in 4 portions of 25 kg each. The oil temperature at the mixer boiler is between 75 and 80 ° C. After 30 minutes the Heating turned off and after about 2 hours the reaction is completed. The prepolymer has an NCO content of 28% and Viscosity of 500 mPas at 25 ° C.
Der Fachmann würde bei einem Einsatz von Polyestern erwarten, daß die derart hergestellten Produkten aufgrund der Möglichkeit zur Hydrolyse der Esterbindung gerade keine verbesserte Haftung, besonders unter feuchten, insbesondere unter feucht-warmen Bedingungen aufweisen würden. Gerade zur Lösung der Aufgabe, eine verbesserte Haftung zu erreichen, war es für den Fachmann somit nicht naheliegend, Polyesterpolyole einzusetzen.Those skilled in the art would expect when using polyesters that the products so produced due to the possibility no improved adhesion for the hydrolysis of the ester bond, especially under damp, especially under warm and damp Would have conditions. Just to solve the task To achieve an improved liability was it for the expert therefore not obvious to use polyester polyols.
Bevorzugt setzt man enthaltend in (b) einen Polyesterpolyol ein, der eine Hydroxylzahl von 40 bis 80 mg KOH/g und eine Funktionalität von 2 aufweist und auf der Kondensation von ADS mit Monoethylenglykol und Butan-1,4-diol basiert.A polyester polyol is preferably used containing in (b) a which has a hydroxyl number of 40 to 80 mg KOH / g and a Has functionality of 2 and on the condensation of ADS based on monoethylene glycol and butane-1,4-diol.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundelemente kann derart
erfolgen, daß man
The composite elements according to the invention can be produced in such a way that
- a) ein Isocyanatgruppen-aufweisendes Prepolymer erhältlich aus der Umsetzung mindestens eines Isocyanats und eines Poly esterpolyalkohol mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und einer Hydroxylzahl von 40 bis 400 mg KOH/g basierend auf der Kondensation von Adipinsäure (ADS) und/oder Phthalsäure anhydrid (PSA) mit Diolen und/oder Triolen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 3000 g/mol, wobei das Prepolymer einen Isocyanatgruppengehalt von 5 bis 48% aufweist,a) an isocyanate group-containing prepolymer obtainable from the implementation of at least one isocyanate and one poly ester polyalcohol with a functionality of 2 to 3 and a hydroxyl number of 40 to 400 mg KOH / g based on the Condensation of adipic acid (ADS) and / or phthalic acid anhydride (PSA) with diols and / or triplets with one Molecular weight of 62 to 3000 g / mol, the prepolymer has an isocyanate group content of 5 to 48%,
- b) gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen, sowie gegebenen fallsb) isocyanate-reactive compounds, and given if
- c) Katalysatoren, c) catalysts,
- d) Treibmittel und/oderd) blowing agent and / or
- e) Hilfs- und/oder Zusatzstoffee) auxiliaries and / or additives
in Gegenwart von (i) umsetzt.in the presence of (i).
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte können das Pre polymer (a) und die gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen (b) und gegebenenfalls (d) in solchen Mengen zur Umsetzung ge bracht, daß das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen von (a) zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome von (b) und gegebenenfalls (d) bevorzugt 0,3 bis 1,8 : 1, besonders bevorzugt 0,4 bis 1,0 : 1 und insbesondere 0,4 bis 0,6 : 1, beträgt. Falls das Produkt (ii) zumindest teilweise Isocyanuratgruppen gebunden enthalten, wird üblicherweise ein Verhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der reak tiven Wasserstoffatome von 1,5 bis 60 : 1, vorzugsweise 1,5 bis 8 : 1, angewandt.To produce the products according to the invention, the pre polymer (a) and the compounds reactive toward isocyanates (b) and optionally (d) ge in such amounts for implementation brings that the equivalence ratio of NCO groups from (a) to Sum of the reactive hydrogen atoms of (b) and optionally (d) preferably 0.3 to 1.8: 1, particularly preferably 0.4 to 1.0: 1 and in particular 0.4 to 0.6: 1. If the product (ii) contain at least partially bound isocyanurate groups usually a ratio of NCO groups to the sum of the reak tive hydrogen atoms from 1.5 to 60: 1, preferably 1.5 to 8: 1 applied.
Die Umsetzung zum Produkt kann beispielsweise durch Handguß, durch Hochdruck- oder Niederdruckmaschinen, oder durch RIM-Ver fahren (reaction-injection-molding) üblicherweise in offenen oder bevorzugt geschlossenen Formwerkzeugen durchgeführt werden. Geeignete Verarbeitungsmaschinen sind handelsüblich erhältlich (Z. B. Fa. Elastogran, Isotherm, Hennecke, Kraus Maffei u. a.).The implementation of the product can be done, for example, by hand casting, by high pressure or low pressure machines, or by RIM-Ver drive (reaction injection molding) usually in open or preferably closed molds are carried out. Suitable processing machines are commercially available (E.g. Elastogran, Isotherm, Hennecke, Kraus Maffei and others).
Zur Herstellung von kompakten Produkten als (ii) hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Komponenten zur Herstellung von kompakten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte vor der Ver arbeitung durch Anlegen von Vakuum (1-759 Torr) entgast werden, um blasenfreie Formteile zu erhalten. Bei der Verarbeitung mit Polyurethan(PU)-Maschinen ist es auch vorteilhaft, wenn während der Verarbeitung die Vorlagebehälter unter vermindertem Druck stehen.It has become for the production of compact products as (ii) proven to be advantageous if the components for production of compact polyisocyanate polyadducts before Ver degassing by applying vacuum (1-759 Torr), to get bubble-free molded parts. When processing with Polyurethane (PU) machines, it is also beneficial if during processing the storage container under reduced pressure stand.
Die Ausgangskomponenten werden üblicherweise in Abhängigkeit vom Anwendungsfall bei einer Temperatur von 0 bis 100°C, vorzugsweise von 20 bis 80°C, gemischt und beispielsweise in das Formwerkzeug eingebracht. Die Vermischung kann, wie bereits dargelegt wurde, mechanisch mittels eines Rührers oder einer Rührschnecke durch geführt werden, oder kann in einem üblichen Hochdruckmischkopf erfolgen.The starting components are usually dependent on Application at a temperature of 0 to 100 ° C, preferably from 20 to 80 ° C, mixed and for example in the mold brought in. The mixing can, as already explained, mechanically by means of a stirrer or a stirring screw out, or can be in a conventional high pressure mixing head respectively.
Die Umsetzung des Reaktionsgemisches kann beispielsweise in üblichen, bevorzugt temperierbaren und verschließbaren, Form durchgeführt werden. Insbesondere bei der Herstellung von möglichst glatten Produkten werden als Formwerkzeuge bevorzugt solche verwendet, deren Oberfläche möglichst glatt oder definiert ornamentiert ist und bevorzugt keine Unebenheiten, Risse, Kratzer oder Verunreinigungen aufweist. Die Oberfläche dieser Form kann beispielsweise durch Polieren behandelt werden.The reaction of the reaction mixture can, for example, in usual, preferably heatable and closable form be performed. Especially in the manufacture of Products that are as smooth as possible are preferred as molding tools used those whose surface is as smooth or defined as possible is ornamented and prefers no bumps, cracks, scratches or has impurities. The surface of this shape can can be treated, for example, by polishing.
Als Formwerkzeuge zur Herstellung der Produkte können übliche und kommerziell erhältliche Werkzeuge eingesetzt werden, deren Oberfläche beispielsweise aus Stahl, Aluminium, Emaille, Teflon, Epoxyharz oder einem anderen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Oberfläche gegebenenfalls verchromt, beispielsweise hart verchromt sein kann. Bevorzugt sollten die Formwerkzeuge temperierbar, um die bevorzugten Temperaturen einstellen zu können, verschließbar und bevorzugt zur Ausübung eines Druckes auf das Produkt ausgerüstet sein.As molds for the manufacture of the products can be customary and commercially available tools are used, the Surface made of steel, aluminum, enamel, teflon, Epoxy resin or other polymeric material, wherein the surface may be chrome-plated, for example hard can be chrome-plated. The molds should be preferred temperable to set the preferred temperatures too can, lockable and preferably to exert pressure be equipped for the product.
Die Umsetzung zu den Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten erfolgt üblicherweise bei einer Formtemperatur, bevorzugt auch einer Temperatur der Ausgangskomponenten, von 20 bis 220°C, bevorzugt 30 bis 120°C, besonders bevorzugt 35 bis 80°C, für eine Dauer von üblicherweise 0,5 bis 30 min. bevorzugt 1 bis 5 min. Die Umsetzung im Formwerkzeug erfolgt erfindungsgemäß in direktem Kontakt mit (i). Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man (i) vor der Umsetzung, wenn es sich bei (i) um eine Folie handelt bevorzugt frei von Falten, in der Form plaziert und anschließend wie bereits beschrieben die Reaktions mischung auf (i) füllt und anschließend bevorzugt die Form verschließt. Fasern als (e) können sowohl enthaltend in dem Reaktionsgemisch eingesetzt werden, als auch in Form von Matten oder Geweben. Werden Matten oder Gewebe als (e) eingesetzt, so können diese beispielsweise vor dem Einfüllen des Reaktions mischung in die Form auf (i) plaziert werden und anschließend das Reaktionsgemisch, das in diesem Verfahren keine Fasern (e) zusätzlich zu den Matten oder Geweben enthaltend muß, in die Form eingefüllt werden.The conversion to the polyisocyanate polyaddition products takes place usually at a mold temperature, preferably also one Temperature of the starting components, from 20 to 220 ° C, preferred 30 to 120 ° C, particularly preferably 35 to 80 ° C, for a duration usually 0.5 to 30 min. preferably 1 to 5 min. The Implementation in the mold takes place according to the invention in direct Contact with (i). This can be achieved, for example that (i) before the implementation, if (i) a film is preferably free of wrinkles in the form placed and then the reaction as already described mix on (i) and then preferably the shape closes. Fibers as (e) can both contain in the Reaction mixture can be used, as well as in the form of mats or tissues. If mats or fabrics are used as (e), so can, for example, before filling the reaction mixture into the mold on (i) and then the reaction mixture that does not contain fibers (e) in this process must contain in addition to the mats or fabrics in the Form.
Als Isocyanate können allgemein bekannte (cyclo)aliphatische und/oder insbesondere aromatische Polyisocyanate, bevorzugt Diisocyanate eingesetzt werden. Zur Herstellung der erfindungs gemäßen Verbundelemente eignen sich besonders aromatische Diisocyanate, vorzugsweise Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und Toluylendiisocyanat (TDI).Well-known (cyclo) aliphatic and / or in particular aromatic polyisocyanates, preferred Diisocyanates are used. To manufacture the Invention Composite elements are particularly suitable for aromatic ones Diisocyanates, preferably diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI).
Als Komponente (b) können allgemein bekannte gegenüber Iso cyanaten reaktive Verbindungen eingesetzt werden, beispielsweise Polyetherpolyalkohole, Polyesterpolyalkohole und/oder Poly carbonatdiole, bevorzugt Polyetherpolyole und/oder Polyester polyalkohole, beispielsweise die eingangs zur Herstellung von (b) beschriebenen Polyesterpolyalkhole, üblicherweise mit einem Mole kulargewicht von 500 bis 10000, insbesondere 1000 bis 6000 und bevorzugt mit einer Funktionalität gegenüber Isocyanatgruppen von 2 bis 6. Des weiteren können die erfindungsgemäßen Verbindungen (b) in Mischung mit Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungs mitteln verwendet werden. Bei den Kettenverlängerungsmitteln handelt es sich überwiegend um 2-funktionelle Alkohole mit Mole kulargewichten von 60 bis 499, beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5. Bei den Ver netzungsmitteln handelt es sich um Verbindungen mit Molekular gewichten von 60 bis 499 und 3 oder mehr aktiven H-Atomen, vor zugsweise Aminen und besonders bevorzugt Alkoholen, beispiels weise Glyzerin, Trimethylolpropan und/oder Pentaerythrit.Component (b) can be generally known versus iso cyanate-reactive compounds are used, for example Polyether polyalcohols, polyester polyalcohols and / or poly carbonate diols, preferably polyether polyols and / or polyester polyalcohols, for example those initially mentioned for the preparation of (b) described polyester polyalkhole, usually with a mole eyepiece weight from 500 to 10,000, in particular 1000 to 6000 and preferably with a functionality over isocyanate groups of 2 to 6. Furthermore, the compounds of the invention (b) in a mixture with chain extension and / or crosslinking means are used. With chain extenders it is predominantly 2-functional alcohols with moles molecular weights from 60 to 499, for example ethylene glycol, Propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol. In the ver wetting agents are compounds with molecular weights from 60 to 499 and 3 or more active H atoms preferably amines and particularly preferably alcohols, for example as glycerin, trimethylolpropane and / or pentaerythritol.
Als Katalysatoren (c) können übliche Verbindungen eingesetzt werden, die beispielsweise die Reaktion der Komponente (a) mit der Komponente (b) stark beschleunigen. In Frage kommen bei spielsweise allgemein für diesen Zweck bekannte tertiäre Amine und/oder organische Metallverbindungen, insbesondere Zinn verbindungen. Bevorzugt werden als Katalysatoren solche ein gesetzt, die zu einem möglichst geringen Fogging, d. h. zu einer möglichst geringen Abgabe von flüchtigen Verbindungen aus dem Umsetzungsprodukt (ii) führen, beispielsweise Kaliumacetat und/oder Li-Salze und/oder tertiäre Amine mit mindestens einer funktionellen Hydroxyl-Gruppe.Conventional compounds can be used as catalysts (c) be, for example, the reaction of component (a) with accelerate component (b) strongly. Come into question at for example, tertiary amines generally known for this purpose and / or organic metal compounds, especially tin links. Such catalysts are preferred set to the lowest possible fogging, d. H. to a lowest possible release of volatile compounds from the Implement reaction product (ii), for example potassium acetate and / or Li salts and / or tertiary amines with at least one functional hydroxyl group.
Als Treibmittel (d) können zur Herstellung von geschäumten Produkten (ii), beispielsweise Polyurethanweich-, halbhart- oder hartschaumstoffen, die gegebenenfalls Harnstoff und/oder Iso cyanuratstrukturen aufweisen können, allgemein bekannte chemisch oder physikalisch wirkende Verbindungen eingesetzt werden. Als chemisch wirkendes Treibmittel kann bevorzugt Wasser eingesetzt werden, welches durch Reaktion mit den Isocyanatgruppen Kohlen dioxid bildet. Beispiele für physikalische Treibmittel, d. h. solche, inerte Verbindungen, die unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen, sind beispielsweise (cyclo)ali phatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise solche mit 4 bis 8, besonders bevorzugt 4 bis 6 und insbesondere 5 Kohlenstoffatomen, teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe oder Ether, Ketone oder Acetate. Die Menge der eingesetzten Treibmittel richtet sich nach der angestrebten Dichte der Schaumstoffe. Die unterschiedlichen Treibmittel können einzeln oder in beliebigen Mischungen unter einander zum Einsatz kommen.As blowing agents (d) can be used to produce foamed Products (ii), for example soft polyurethane, semi-hard or rigid foams, optionally urea and / or iso Can have cyanurate structures, generally known chemically or physically acting connections are used. As chemical blowing agent can preferably be used water be, which by reaction with the isocyanate groups carbons forms dioxide. Examples of physical blowing agents, e.g. H. those inert compounds, which under the conditions of Evaporating polyurethane formation are, for example, (cyclo) ali phatic hydrocarbons, preferably those with 4 to 8, particularly preferably 4 to 6 and in particular 5 carbon atoms, partially halogenated hydrocarbons or ethers, ketones or Acetates. The amount of blowing agent used depends on the desired density of the foams. The different Blowing agents can be used individually or in any mixtures each other.
Die Umsetzung erfolgt gegebenenfalls in Anwesenheit von (e) Hilfs- und/oder Zusatzstoffen, wie z. B. Füllstoffen, Fasern, z. B. in Form von Geweben und/oder Matten, Zellreglern, oberflächen aktiven Verbindungen und/oder Stabilisatoren gegen Oxidativen, thermischen oder mikrobiellen Abbau oder Alterung. The reaction may take place in the presence of (e) Auxiliaries and / or additives, such as. B. fillers, fibers, e.g. B. in the form of fabrics and / or mats, cell regulators, surfaces active compounds and / or stabilizers against oxidatives, thermal or microbial degradation or aging.
Die erfindungsgemäßen Verbundelemente weisen durch die Verwendung der eingangs beschriebenen Polyesterpolyole insbesondere eine deutlich verbesserte Haftung zwischen (i) und (ii) auf, d. h. eine Haftung zum thermoplastischen Trägermaterial insbesondere zu PC/ ABS und SMA auf. Diese verbesserte Haftung gewährleistet, daß bei Abreißen des Schaums von dem Träger ganzflächig Schaumrückstände auf dem Träger verbleiben. Erfindungsgemäß konnte somit durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Polyesterpolyalkohole erreicht werden, daß die Haftung zwischen (i) und (ii) bei Messung gemäß DIN 53289 oder 53530 im Neuzustand sowie nach Wärme- und Feucht wärmelagerung eine Abschälkraft von ≧ 2,5 N/cm erreicht.The composite elements according to the invention have the use of the polyester polyols described above, in particular one significantly improved liability between (i) and (ii) on, d. H. a Liability to the thermoplastic carrier material, in particular to PC / ABS and SMA on. This improved liability ensures that at Tear off the foam from the carrier all over foam residues remain on the carrier. According to the invention, the Use of the polyester polyalcohols according to the invention achieved be that the liability between (i) and (ii) when measured according to DIN 53289 or 53530 in new condition and after heat and moisture heat storage reaches a peeling force of ≧ 2.5 N / cm.
Die erfindungsgemäßen Verbundelemente werden bevorzugt als Bau teile im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Immobilienbau eingesetzt, bei spielsweise als Armaturenbretter, Türverkleidungen, Hutablagen, Konsolen, Armauflagen oder Türspiegel.The composite elements according to the invention are preferred as construction parts used in vehicle, aircraft or real estate construction for example as dashboards, door panels, hat racks, Consoles, armrests or door mirrors.
Durch den Einsatz der Polyesterpolyalkohole in Form von Pre polymeren wird erfindungsgemäß erreicht, daß die Polyesterpoly alkohole in der Isocyanatkomponente stabil integriert werden. Ein Ausflocken oder Absetzen der Polyesterpolyalkohole beispielsweise in der Polyolkomponente kann somit erfolgreich vermieden werden.By using the polyester polyalcohols in the form of Pre polymers is achieved according to the invention that the polyester poly alcohols are stably integrated in the isocyanate component. On Flocculate or settle the polyester polyalcohols, for example in the polyol component can thus be successfully avoided.
Erfindungsgemäß ist somit die Verwendung von Prepolymeren erhält lich aus der Umsetzung mindestens eines Isocyanats und eines Polyesterpolyalkohol mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und einer Hydroxylzahl von 40 bis 400 mg KOH/g basierend auf der Kondensation von Adipinsäure (ADS) und/oder Phthalsäureanhydrid (PSA) mit Diolen und/oder Triolen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 3000 g/mol, wobei das Prepolymer einen Isocyanatgruppen gehalt von 5 bis 48% aufweist, zur Herstellung von stabilen Polyurethansystemen, insbesondere Isocyanatkomponenten enthaltend die erfindungsgemäßen Polyesterpolyalkohole.According to the invention, the use of prepolymers is thus obtained Lich from the reaction of at least one isocyanate and one Polyester polyalcohol with a functionality of 2 to 3 and a hydroxyl number of 40 to 400 mg KOH / g based on the Condensation of adipic acid (ADS) and / or phthalic anhydride (PSA) with diols and / or triols with a molecular weight of 62 to 3000 g / mol, the prepolymer having an isocyanate group Contains from 5 to 48%, for the production of stable Polyurethane systems, in particular containing isocyanate components the polyester polyalcohols according to the invention.
Claims (7)
- a) thermoplastischen Kunststoff, an den sich haftend
- b) das Produkt der Umsetzung einer Reaktionsmischung
enthaltend
- a) ein Isocyanatgruppen-aufweisendes Prepolymer erhält lich aus der Umsetzung mindestens eines Isocyanats und mindestens eines Polyesterpolyalkohol mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und einer Hydroxylzahl von 40 bis 400 mg KOH/g basierend auf der Kondensation von Adipinsäure (ADS) und/oder Phthalsäureanhydrid (PSA) mit Diolen und/oder Triolen mit einem Mole kulargewicht von 62 bis 3000 g/mol, wobei das Pre polymer einen Isocyanatgruppengehalt von 5 bis 48% aufweist,
- b) gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen und gegebenenfalls
- c) Katalysatoren,
- d) Treibmittel und/oder
- e) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe
- a) thermoplastic to which adheres
- b) containing the product of the reaction of a reaction mixture
- a) an isocyanate group-containing prepolymer is obtained from the reaction of at least one isocyanate and at least one polyester polyalcohol with a functionality of 2 to 3 and a hydroxyl number of 40 to 400 mg KOH / g based on the condensation of adipic acid (ADS) and / or phthalic anhydride (PSA) with diols and / or triols with a molecular weight of 62 to 3000 g / mol, the prepolymer having an isocyanate group content of 5 to 48%,
- b) compounds reactive toward isocyanates and, if appropriate
- c) catalysts,
- d) blowing agent and / or
- e) auxiliaries and / or additives
- a) ein Isocyanatgruppen-aufweisendes Prepolymer erhältlich aus der Umsetzung mindestens eines Isocyanats und min destens eines Polyesterpolyalkohol mit einer Funktionali tät von 2 bis 3 und einer Hydroxylzahl von 40 bis 400 mg KOH/g basierend auf der Kondensation von Adipinsäure (ADS) und/oder Phthalsäureanhydrid (PSA) mit Diolen und/oder Triolen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 3000 g/mol, wobei das Prepolymer einen Isocyanatgruppen gehalt von 5 bis 48% aufweist,
- b) gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen, sowie gegebenenfalls
- c) Katalysatoren,
- d) Treibmittel und/oder
- e) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe
- a) an isocyanate group-containing prepolymer obtainable from the reaction of at least one isocyanate and at least one polyester polyalcohol with a functionality of 2 to 3 and a hydroxyl number of 40 to 400 mg KOH / g based on the condensation of adipic acid (ADS) and / or Phthalic anhydride (PSA) with diols and / or triols with a molecular weight of 62 to 3000 g / mol, the prepolymer having an isocyanate group content of 5 to 48%,
- b) compounds reactive toward isocyanates, and optionally
- c) catalysts,
- d) blowing agent and / or
- e) auxiliaries and / or additives
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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