DE10109302A1 - Thermoplastische Polyurethane auf der Basis aliphatischer Isocyanate - Google Patents

Thermoplastische Polyurethane auf der Basis aliphatischer Isocyanate

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Abstract

Thermoplastische Polyurethane, basierend auf der Umsetzung von (a) aliphatischen Diisocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 8000 sowie gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499 in Gegenwart von Zinn-(III)-Dioktoat und/oder Wismutkatalysatoren als (d) Katalysatoren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Polyurethane basierend auf der Umsetzung von (a) aliphatischen Diisocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 8000 sowie gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499 in Gegenwart von Zinn-(II)-Dioktoat und/oder Wismutkatalysa­ toren, insbesondere Wismutcarboxylate als (d) Katalysatoren. Des weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser thermoplastischen Polyurethane und deren Verwendung.
Thermoplastische Polyurethane, im Folgenden auch als TPU bezeich­ net, und Verfahren zu deren Herstellung sind allgemein bekannt und vielfältig beschrieben. Diese TPU sind teilkristalline Werk­ stoffe und gehören zu der Klasse der thermoplastischen Elasto­ mere. Sie zeichnen sich unter anderem durch gute Festigkeiten, Abriebe, Weiterreißfestigkeiten und Chemikalienbeständigkeit aus, und können in nahezu beliebiger Härte durch geeignete Rohstoffzu­ sammensetzung hergestellt werden. Zusätzlich bieten TPU den Vor­ teil einer kostengünstigen Herstellung, beispielsweise mit dem Band- oder dem Reaktionsextruderverfahren, die kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden können, und die ein­ fache Thermoplastverarbeitung.
DE-A 197 57 569 offenbart aliphatische, emissionsfreie, sinter­ fähige thermoplastische Polyurethanformmassen die ausschließlich aus linearen, aliphatischen Komponenten hergestellt werden.
TPU auf Basis insbesondere aliphatischer Isocyanate haben außer­ dem den Vorteil einer besonders guten Lichtechtheit. Diese ali­ phatischen TPU finden zunehmend Anwendung bei der Herstellung von lichtstabilen und farbechten Formteilen wie z. B. Spritzgußteilen jeglicher Form, Folien, Schläuche, Kabel oder Sinterfolien wie etwa Oberflächen von Instrumententafeln. Gerade für den Einsatz als durchgängige Folie auf Armaturenbrettern, hinter denen sich Airbags befinden, werden hohe Ansprüche an die Materialeigen­ schaften gerade bei hohen Temperaturen und einer starken Sonnen­ einstrahlung gestellt.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es somit, die Beständigkeit von aliphatischem TPU gegen Hydrolyse und Vergilbung bei hohen Temperaturen, d. h. bei Temperaturen zwischen 50 und 130°C, und einer starken Sonneneinstrahlung zu verbessern. Dabei sollten die TPU auch bei niedrigen Temperaturen über sehr gute Eigenschaften verfügen.
Diese Aufgabe konnte durch die eingangs dargestellten thermo­ plastischen Polyurethane gelöst werden.
Erfindungsgemäß werden somit als Katalysatoren (d) Zinn-(II)- Dioktoat und/oder Wismut-Katalysatoren insbesondere Wismutcarb­ oxylate eingesetzt. Als Wismut-Katalysatoren kommen dabei beispielsweise folgende Verbindungen in Betracht: Wismut­ tri(2-ethyl-hexanoat) (Carboxylat), Wismutoktoat und/oder Wismut­ neodekanoat.
Solche Wismut-Katalysatoren sind z. B. bei den Firmen Shepherd oder Worlee-Chemie GmbH kommerziell erhältlich.
Bevorzugt werden als (d) Katalysatoren Zinn-(II)-Dioktoat und/­ oder Wismut-Carboxylate wie Wismut-tri(2-ethyl-hexanoat) einge­ setzt.
Wie in den Beispielen anschaulich nachgewiesen wird, konnte durch die Verwendung von Zinn-(II)-Dioktoat und/oder Wismutcarboxylate als (d) Katalysatoren zur Herstellung von thermoplastischen Poly­ urethanen die Hydrolysebeständigkeit und Temperaturstabilität im Vergleich zu Katalysatoren, die üblicherweise in aliphatische PUR eingesetzt werden, deutlich erhöht werden.
Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyurethanen sind dem Fachmann allgemein bekannt. Üblicherweise erfolgt die Herstellung durch die Umsetzung von (a) Diisocyanaten, im vorlie­ genden Fall aliphatischen Diisocyanaten, mit (b) gegenüber Iso­ cyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 8000 gegebenenfalls in Gegenwart von (c) Kettenver­ längerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499, (d) Katalysatoren und/oder (e) üblichen Hilfsstoffen, wobei erfin­ dungsgemäß als (d) Katalysatoren Zinn-(II)-Dioktoat und/oder Wis­ mutcarboxylate eingesetzt werden. Bevorzugt werden als (a), (b) und gegebenenfalls (c) ausschließlich aliphatische und/oder cycloaliphatische Verbindungen eingesetzt.
Zur Einstellung von Härte der TPU können die Aufbaukomponenten (b) und (c) in relativ breiten molaren Verhältnissen variiert werden. Bewährt haben sich molare Verhältnisse von Komponente (b) zu insgesamt einzusetzenden Kettenverlängerungsmitteln (c) von 1 : 0,5 bis 1 : 8, insbesondere von 1 : 1 bis 1 : 4, wobei die Härte der TPUs mit zunehmendem Gehalt an (c) ansteigt.
Die Umsetzung kann erfindungsgemäß bei einer Kennzahl von 0,8 bis 1,2 : 1, bevorzugt bei einer Kennzahl von 0,9 bis 1 : 1 erfolgen. Die Kennzahl ist definiert durch das Verhältnis der insgesamt bei der Umsetzung eingesetzten Isocyanatgruppen der Komponente (a) zu den gegenüber Isocyanaten Gruppen, d. h. den aktiven Wasserstof­ fen, der Komponenten (b) und gegebenenfalls (c).
Die Herstellung der thermoplastischen Polyurethane erfolgt nach den bekannten Verfahren üblicherweise im One-shot- oder Prepoly­ merverfahren auf der Bandanlage oder auf dem Reaktionsextruder. Hierbei werden die zur Reaktion kommenden Komponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) gemeinsam oder in bestimmter Reihenfolge vereinigt und zur Reaktion gebracht.
Beim Reaktionsextruderverfahren werden die Aufbaukomponenten (a) bis (c) sowie gegebenenfalls (d) und/oder (e) einzeln oder als Gemisch in den Extruder eingeführt, z. B. bei Temperaturen von 100 bis 250°C, vorzugsweise 140 bis 220°C zur Reaktion gebracht, das erhaltene TPU wird extrudiert, abgekühlt und granuliert.
Die Verarbeitung der erfindungsgemäß hergestellten TPU, die üblicherweise als Granulat oder in Pulverform vorliegen, zu den gewünschten Kunststoffteilen oder Folien kann beispielsweise durch allgemein bekannte Extrusion, durch üblichen Spritzguß oder auch, insbesondere im Falle der Folien, durch das bekannte Sin­ terverfahren erfolgen.
Dieses bevorzugte Sinterverfahren zur Herstellung von TPU-Folien erfolgt üblicherweise derart, indem man nach der Umsetzung der Komponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) in Gegenwart von gegebenenfalls (d) und/oder (e) die thermoplastischen Polyure­ thane auf eine Korngröße von 50 bis 1000, bevorzugt 50 bis 800, besonders bevorzugt 100 bis 500 µm zerkleinert und die zerklei­ nerten thermoplastischen Polyurethane bei einer Temperatur von 180 bis 280°C zu den gewünschten Produkten verarbeitet. Das TPU kann vor der Vermahlung vorzugsweise durch Compoundierung über ein Farbmasterbatch eingefärbt werden. Die Zerkleinerung kann hierbei bevorzugt etwa durch Kaltmahlung erfolgen. Während oder nach der Mahlung können dem TPU-Pulver Additive wie z. B. Riesel­ hilfsmittel zugegeben werden. Nach diesem bevorzugten Sinterver­ fahren, daß auch als Powder-Slush-Verfahren bekannt ist, kann das TPU auf die auf eine Temperatur von 160 bis 280°C, bevorzugt 190 bis 250°C, erhitzte Oberfläche eines Formwerkzeuges in einer für die gewünschte Foliendicke ausreichenden Menge aufgetragen und geschmolzen werden, wobei überschüssiges TPU-Pulver wieder ent­ fernt werden kann. Die TPU-Pulver schmelzen auf der erwärmten und bevorzugt beheizbaren Oberfläche zu den gewünschten Folien, und können beispielsweise nach dem Abkühlen des Formwerkzeuges ent­ nommen werden. Die erfindungsgemäßen TPU-Folien weisen bevorzugt eine Dicke von 0,3 bis 3 mm auf. Derartige Folien sind insbeson­ dere zur Hinterschäumung mit Polyurethanschaumstoffen geeignet und finden wie bereits dargestellt somit insbesondere Verwendung im Automobilbau, beispielsweise als Oberflächen von Instrumenten­ tafeln oder Türseitenteilen. Die Oberflächen sind hierbei oft ge­ narbt und weisen bzgl. Haptik und Optik eine lederähnliche Struk­ tur auf. Die Rieselhilfsmittel sind als Hilfsmittel, die dem TPU zugegeben werden, nicht mit den Hilfs- und Zusatzstoffen (e) zu verwechseln, die bei der Produktion der TPU eingesetzt werden können.
Bevorzugt können die TPU vor der Zerkleinerung oder nach der Zer­ kleinerung bzw. Mahlung und somit vor der Verarbeitung zu den Folien mit einem Strom aus bevorzugt inertem Gas, bevorzugt hei­ ßem Gas, behandelt werden. Durch dieses Durchströmen des TPU mit einem Gas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, beispielsweise für 1 bis 20 Stunden bei bevorzugt 70 bis 160°C, werden aus dem thermoplastischen Polyurethan flüchtige Substanzen, beispiels­ weise cyclische Produkte mit einem Molekulargewicht von 200 bis 2000 der Reaktion der Komponenten (a), (b) und (c), insbesondere (a) und (c), mit einem Gas ausgeblasen. Durch diese Behandlung wird der Gehalt an flüchtigen Verbindungen in den TPU zusätzlich erniedrigt, was sich nicht nur positiv auf die Oberflächenoptik, sondern auch positiv bei den Foggingwerten bemerkbar macht. Gleichzeitig können durch diesen Schritt aber auch niedermole­ kulare Anteile ausgeblasen werden, die nicht als Nebenreaktions­ bestandteile der Polyaddition entstanden sind, sondern Bestand­ teile der Ausgangsrohstoffe sind. Dies können z. B. lineare und cyclische Oligomere des eingesetzten Polyols, z. B. des Polyester- Polyols sein. Bevorzugt bläst man somit vor der Verarbeitung zu Folien flüchtige Substanzen aus dem thermoplastischen Polyurethan mit einem Gas aus.
Das Verhältnis (Kennzahl) der Isocyanatgruppen der Komponente (a) zu der Summe der gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen der Kom­ ponenten (b) und (c), wobei gegenüber Isocyanaten reaktive Grup­ pen entsprechend ihrer Funktionalität gegenüber Isocyanaten ge­ zählt werden, beträgt bevorzugt 0,8 bis 1,2 : 1, besonders bevor­ zugt 0,9 bis 1,1 : 1. Über diese Kennzahl kann das Fließverhalten des TPU gezielt eingestellt werden. Die Einstellung eines sehr guten und optimalen Fließverhaltens für die thermoplastische Ver­ arbeitung im Powder-Slush- oder Sinter-Verfahren kann vorteilhaft sein, da bei diesem Verfahren im Gegensatz zur Extrusion oder Spritzguß das Material ohne Friktions- oder Schereintrag verar­ beitet wird. Aus diesem Grund wird besonders bevorzugt ein Iso­ cyanatunterschuß eingestellt, daß heißt insbesondere wird ein Verhältnis (Kennzahl) der Isocyanatgruppen der Komponente (a) zu der Summe der gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen der Kompo­ nenten (b) und (c) von 0,95 bis 0,99 : 1 verwendet. Auf diese Weise läßt sich den Schmelzindex bestimmt nach DIN ISO 1133 ge­ zielt einstellen. Ein derartiges Powder-Slush-Verfahren ist bei­ spielhaft in der EP-B 399 272, Spalte 12, Zeile 22 bis 47, sowie der DE-A 197 57 569, Seite 3, Zeile 51 bis 63 beschrieben, wobei diese Beschreibungen Inhalt der vorliegenden Erfindung ist.
Die Extrusion und der Spritzguß von TPU sind allgemein bekannt und vielfältig beschrieben. Als spritzgegossene Kunststoffteile sind in dieser Schrift alle Formen von Bauteilen, Gegenständen und Formen zu verstehen, die erfindungsgemäß mittels Spritzguß hergestellt werden können. Die Spritzgußverarbeitung kann auf üblichen, dem Fachmann bekannten Anlagen erfolgen. Die Verarbei­ tungstemperaturen liegen üblicherweise bei 150°C bis 230°C. Durch die gezielte Einstellung eines niedrigen Molekulargewichtes, einerseits über die Kennzahl oder/und über den Einsatz von Kettenabbruchsmitteln, können Spritzgußtemperaturen von 150°C bis 200°C vorzugsweise von 150°C bis 180°C realisiert werden.
Unter dem Begriff Kunststoffteile sind beispielsweise Schläuche, Kabelummantellungen, Stoßfängerleisten, Automobilantennen und -halterungen, Außenspiegelfußdichtungen, Türgriffe und -dichtun­ gen, Lampendichtungen, Scheibenumspritzungen, Lautsprecherab­ deckungen, Lüftungsteile, Dreh- und Schaltknöpfe, Türablagen, Armlehnen, Airbagabdeckungen, Pralltöpfe, Getränkehalter und Instrumententafeln zu verstehen. Als Kunststoffteile sind Karos­ serieaußenteile und Automobilinterieurteile besonders bevorzugt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Oberflächenfolien auf Armaturenbrettern von Automobilen.
Die bei der Herstellung der TPUs üblicherweise verwendeten Kompo­ nenten (a), (b), (c) sowie gegebenenfalls (e) und/oder (f) sollen im Folgenden beispielhaft beschrieben werden:
  • a) Als aliphatische Diisocyanate (a) werden übliche aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanate eingesetzt, bei­ spielsweise Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta- und/oder Oktamethylendiisocyanat, 2-Methyl-pentamethylen-diisocya­ nat-1,5, 2-Ethyl-butylen-diisocyanat-1,4, 1-Isocyana­ to-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophorondiisocyanat, IPDI), 1,4- und/oder 1,3-Bis(isocyanato­ methyl)cyclohexan (HXDI), 1,4-Cyclohexan-diisocyanat, 1-Methyl-2,4- und/oder -2,6-cyclohexan-diisocyanat, 4,4'-, 2,4'- und/oder 2,2'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat. Bevorzugt wird Hexamethylen-1,6-diisocyanat (Hexamethylendiisocyanat, HDI) als aliphatisches Diisocyanat (a) eingesetzt.
  • b) Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (b) können allgemein bekannte Polyhydroxylverbindungen mit Molekularge­ wichten von 500 bis 8000, bevorzugt 600 bis 6000, insbeson­ dere 800 bis 4000, und bevorzugt einer mittleren Funktio­ nalität von 1,8 bis 2,6, bevorzugt 1,9 bis 2,2, insbesondere 2 eingesetzt werden, beispielsweise Polyesterole, Polyether­ ole und/oder Polycarbonatdiole. Bevorzugt werden als (b) Polyesterdiole eingesetzt, die erhältlich sind durch Umset­ zung von Butandiol und Hexandiol als Diol mit Adipinsäure als Dicarbonsäure, wobei das Gewichtsverhältnis von Butandiol zu Hexandiol bevorzugt 2 zu 1 beträgt. Bevorzugt als (b) ist des weiteren Polytetrahydrofuran mit einem Molekulargewicht von 750 bis 2500 g/mol, bevorzugt 750 bis 1200 g/mol. Durch die­ sen Einsatz von Polytetrahydrofuran des angegebenen Moleku­ largewichts können die Materialeigenschaften des TPU bei tie­ fen Temperaturen, d. h. zwischen -50°C und 0°C deutlich ver­ bessert, d. h. die Elastizität deutlich erhöht werden.
  • c) Als Kettenverlängerungsmittel (c) können allgemein bekannte Verbindungen eingesetzt werden, beispielsweise Diamine und/ oder Alkandiole mit 2 bis 10 C-Atomen im Alkylenrest, insbe­ sondere Ethylenglykol und/oder Butandiol-1,4, und/oder Hexan­ diol und/oder Di- und/oder Tri-oxyalkylenglykole mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Oxyalkylenrest, bevorzugt entsprechende Oligo-Polyoxypropylenglykole, wobei auch Mischungen der Kettenverlängerer eingesetzt werden können. Als Ketten­ verlängerer können auch 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-benzol (1,4-BHMB), 1,4-Bis-(hydroxyethyl)-benzol (1,4-BHEB) oder 1,4-Bis-(2-hydroxyethoxy)-benzol (1,4-HQEE) zum Einsatz kom­ men. Bevorzugt werden als Kettenverlängerer Ethylenglykol und Hexandiol, besonders bevorzugt Ethylenglykol.
  • d) Gegebenenfalls können zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Katalysatoren weitere Katalysatoren eingesetzt werden, welche die Reaktion zwischen den NCO-Gruppen der Diisocyanate (a) und den Hydroxylgruppen der Aufbaukomponenten (b) und (c) be­ schleunigen, beispielsweise übliche tertiäre Amine, wie z. B. Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N,N'-Dimethylpiperazin, 2-(Dimethylaminoethoxy)-ethanol, Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und ähnliche sowie insbesondere organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenver­ bindungen wie z. B. Eisen-(III)-acetylacetonat, Zinnver­ bindungen, z. B. Zinndiacetat, Zinndilaurat oder die Zinn­ dialkylsalze aliphatischer Carbonsäuren wie Dibutylzinn­ diacetat, Dibutylzinndilaurat oder ähnliche. Die Kataly­ satoren werden üblicherweise in Mengen von 0,0001 bis 0,1 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Polyhydroxylverbindung (b) eingesetzt.
  • e) Neben Katalysatoren können den Aufbaukomponenten (a) bis (d) auch übliche Hilfsstoffe (e) hinzugefügt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, Flamm­ schutzmittel, Keimbildungsmittel, Gleit- und Entformungshil­ fen, Farbstoffe und Pigmente, Inhibitoren, Stabilisatoren gegen Hydrolyse, Licht, Hitze, Oxidation oder Verfärbung, Schutzmittel gegen mikrobiellen Abbau, anorganische und/oder organische Füllstoffe, Verstärkungsmittel und Weichmacher.
Neben den genannten Rohstoffen (a)-(e) können auch Kettenab­ bruchsmittel eingesetzt werden mit einem Molekulargewicht von 46 bis 499. Solche Kettenabbruchsmittel sind Verbindungen, die le­ diglich eine gegenüber Isocyanaten reaktive funktionelle Gruppe aufweisen, wie z. B. Monoalkohole. Durch solche Kettenabbruchsmit­ tel kann das Fließverhalten gezielt eingestellt werden.
Nähere Angaben über die oben genannten Hilfsmittel- und Zusatz­ stoffe sind der Fachliteratur zu entnehmen. Alle in dieser Schrift genannten Molekulargewichte weisen die Einheit [g/mol] auf und stellen das Zahlenmittel des Molekulargewichtes dar.
Die erfindungsgemäßen Vorteile sollen anhand der folgenden Bei­ spiele dargestellt werden.
Beispiele TPU-Herstellung
1000 Gew-Teile eines Polyesterpolyols (Butandiol/Hexandiol-Adi­ pat; Molekulargewicht 2000; OH-Zahl = 56,1) wurden bei 80°C mit 118 Gew-Teilen Monoethylenglykol, je 0,5% Tinuvin® 328, Tinuvin® 622 LD, Irganox® 1010, Elastostab® H01 und dem Katalysator in einem Gefäß unter Rühren vereinigt. Anschließend wurden bei 80°C unter kräftigem Rühren 396 Gew-Teile Hexamethylendiisocyanat in einem Guss zugegeben. Erreicht das Reaktionsgemisch eine Tempe­ ratur von 110°C, so wurde die Masse in eine Schale ausgegossen und die Reaktion bei 80°C für 15 h im Temperofen vervollständigt.
Die ausreagierte Schwarte wurde im Anschluß granuliert, getrock­ net und thermoplastisch verarbeitet.
In den Beispielen eingesetzte Katalysatoren:
Es wurden hierbei auf das Metall des Katalysators äquivalente Mengen an Katalysator eingesetzt.
Zur Prüfung der Hydrolyse- und Temperaturstabilität wurden S2-Prüfkörper der Dicke 2 mm eingesetzt. Die Hydrolysestabilität wurde zeitabhängig nach Lagerung der verschiedenen Prüfkörper bei 80°C in Wasser anhand der Parameter "Reißdehnung" und "Zugfestig­ keit" bestimmt. Die Vergilbung der Prüfkörper wurde in einem Thermotest durch Lagerung der verschiedenen Prüfkörper bei 130°C zeitabhängig anhand des Yellownessindex (YI) gemessen (ASTM D1925).
Reißdehnung, Angaben in %
Die Zeitangaben beziehen sich auf die Dauer der Lagerung der Prüfkörper im Wasser.
Zugfestigkeit, Angaben in N/mm2
Die Zeitangaben beziehen sich auf die Dauer der Lagerung der Prüfkörper im Wasser.
Vergilbung im Thermotest, Angabe des Yellownessindex, YI
Die Zeitangaben beziehen sich auf die Dauer der Lagerung der Prüfkörper bei 130°C.
Es wurde überraschend gefunden, dass der eingesetzte Katalysator einen wesentlichen Einfluss auf Vergilbung bei thermischer Bela­ stung und auf die Hydrolysestabilität besitzt.
Durch die Katalysatoren Zinndioctoat (Zinn (II)-salz) und Wismut­ carboxylate kann für die TPU eine deutlich verbesserte Tempera­ tur- und Hydrolysestabilitäten erreicht werden.

Claims (11)

1. Thermoplastische Polyurethane basierend auf der Umsetzung von (a) aliphatischen Diisocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 8000 sowie gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499 in Gegenwart von Zinn-(II)-Dioktoat und/oder Wismutkatalysatoren als (d) Katalysatoren.
2. Thermoplastische Polyurethane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Polyurethane auf Polyestern als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (b) basieren, die erhältlich sind durch Umsetzung von Butan­ diol und Hexandiol als Diol mit Adipinsäure als Dicarbon­ säure.
3. Thermoplastische Polyurethane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Polyurethane auf Polytetrahydrofuran mit einem Molekulargewicht von 750 bis 2500 g/mol als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindung basieren.
4. Thermoplastische Polyurethane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Polyurethane auf Ethylenglykol, Butandiol, Hexandiol, 1,4-Bis-(hydroxy­ methyl)-benzol, 1,4-Bis-(hydroxyethyl)-benzol oder/und 1,4-Bis-(2-hydroxyethoxy)-benzol als Kettenverlängerer (c) basieren.
5. Spritzgegossene Kunststoffteile auf der Basis von thermoplastischen Polyurethanen gemäß Anspruch 1.
6. Extrudierte Kunststoffteile auf der Basis von thermoplastischen Polyurethanen gemäß Anspruch 1.
7. Folien auf der Basis von thermoplastischen Polyurethanen gemäß Anspruch 1.
8. Folien gemäß Anspruch 7 hergestellt nach dem Sinterverfahren.
9. Stoßfängerleisten, Automobilantennen und -halterungen, Außen­ spiegelfußdichtungen, Türgriffe und -dichtungen, Lampendich­ tungen, Scheibenumspritzungen, Lautsprecherabdeckungen, Lüf­ tungsteile, Dreh- und Schaltknöpfe, Türablagen, Armlehnen, Airbagabdeckungen, Pralltöpfe, Getränkehalter und Instrumen­ tentafeln auf der Basis von thermoplastischen Polyurethanen gemäß Anspruch 1.
10. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyuretha­ nen, wobei die thermoplastischen Polyurethane basieren auf der Umsetzung von (a) aliphatischen Diisocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Mole­ kulargewicht von 500 bis 8000 in Gegenwart von (c) Ketten­ verlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499 und gegebenenfalls (d) Katalysatoren und/oder (e) üblichen Hilfsstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man als (d) Katalysatoren Zinn-(II)-Dioktoat und/oder Wismutkataly­ satoren einsetzt.
11. Verwendung von Zinn-(II)-Dioktoat und/oder Wismutkatalysato­ ren als (d) Katalysatoren zur Herstellung von thermo­ plastischen Polyurethanen mit einer verbesserten Hydrolyse- und Temperaturbeständigkeit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254600A1 (de) * 2002-11-22 2004-06-09 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen, nicht klebenden Polyurethanen
WO2014195211A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Basf Se Soft thermoplastic polyurethane elastomers and process for their preparation
EP2918618A1 (de) 2014-03-10 2015-09-16 Bayer MaterialScience AG Aliphatische thermoplastische Polyurethane, ihre Herstellung und Verwendung
WO2020186397A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-24 Basf Coatings Gmbh Coating material system based on a bismuth-containing catalyst with sterically bulky substituents

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254600A1 (de) * 2002-11-22 2004-06-09 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen, nicht klebenden Polyurethanen
US6869999B2 (en) 2002-11-22 2005-03-22 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of thermoplastic, non-tacky polyurethanes
DE10254600B4 (de) * 2002-11-22 2007-12-27 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen, nicht klebenden Polyurethanen
WO2014195211A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Basf Se Soft thermoplastic polyurethane elastomers and process for their preparation
US20160122465A1 (en) * 2013-06-04 2016-05-05 Basf Se Soft thermoplastic polyurethane elastomers and process for their preparation
EP2918618A1 (de) 2014-03-10 2015-09-16 Bayer MaterialScience AG Aliphatische thermoplastische Polyurethane, ihre Herstellung und Verwendung
WO2020186397A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-24 Basf Coatings Gmbh Coating material system based on a bismuth-containing catalyst with sterically bulky substituents
CN113614136A (zh) * 2019-03-15 2021-11-05 巴斯夫涂料有限公司 基于具有空间体积大的取代基的含铋催化剂的涂料体系
CN113614136B (zh) * 2019-03-15 2024-01-09 巴斯夫涂料有限公司 基于具有空间体积大的取代基的含铋催化剂的涂料体系

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