DE102018204884A1 - Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes oder herstellbares Polyurethan - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes oder herstellbares Polyurethan Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans, bei welchem ein Polyurethan-Prepolymer, ein Härter und ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan voneinander getrennt einer Mischeinrichtung unter Bildung eines Reaktionsgemisches zugeführt werden und das Reaktionsgemisch zu dem Polyurethan umgesetzt wird, wobei als endfunktionelles Polydialkylsiloxan ein Polydialkylsiloxan mit nachfolgender Formel I verwendet wird,wobei- R ein beliebiger Kohlenwasserstoffrest,- Si ein Siliziumatom,- O ein Sauerstoffatom,- X ein divalenter linearer oder verzweigter organischer Rest,- Y eine Aminogruppe, eine primäre Amingruppe, eine sekundäre Amingruppe, eine Hydroxygruppe oder eine Epoxidgruppe und- n eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist.Die Erfindung betrifft weiterhin ein nach dem Verfahren herstellbares oder hergestelltes Polyurethan, ein Beschichtungsverfahren für Walzen, eine beschichtete Walze sowie die Verwendung des Polyurethans zur Beschichtung von Walzen.

Description

  • ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans, ein nach dem Verfahren hergestelltes oder herstellbares Polyurethan, ein Verfahren zum Beschichten einer Walze, eine mit dem Polyurethan beschichtete Walze sowie die Verwendung des Polyurethans zur Beschichtung von Walzen.
  • Die Anforderungen an Materialien, insbesondere Beschichtungsmaterialien, steigen stetig.
  • Dies gilt insbesondere für das Anwendungsgebiet der Walzenbeschichtungen oder -bezüge, und dort vor allem für Papierwalzenbeschichtungen bzw. -bezüge. Auf diesem Gebiet kommen in der Regel hochentwickelte Gummibezüge zum Einsatz.
  • Gummimaterialien sind jedoch mit dem grundsätzlichen Nachteil behaftet, dass sie im Vergleich zu anderen Materialien eine vergleichsweise begrenzte Verschleißfestigkeit aufweisen. Die als Walzenbezüge vorgesehenen Gummimaterialien werden daher in der Regel mit verstärkten Füllstoffen compoundiert. Hierdurch lassen sich zwar grundsätzlich die Verschleißfestigkeit der Gummibezüge sowie die Standzeit von beschichteten Walzen verbessern. Allerdings können die Oberflächeneigenschaften der Walzenbezüge durch die Anwesenheit von Füllstoffen beeinflusst werden.
  • Gerade bei Papiermaschinen kommt es jedoch insbesondere beim Übertrag einer zur Veredelung von Papier vorgesehenen Beschichtung sowohl auf die richtige Menge (Schichtdicke) als auch auf die Gleichmäßigkeit innerhalb der Papierbahnbreite sowie in Maschinenrichtung an. Dabei spielen Oberflächeneigenschaften, insbesondere Oberflächenpolarität, der Walzen eine wesentliche Rolle, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.
  • Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für ein Polyurethan sowie ein Polyurethan bereitzustellen, welches sich insbesondere zur Beschichtung von Walzen, insbesondere Papierwalzen, eignet und welches insbesondere aus dem Stand der Technik bekannte, im Zusammenhang mit Walzenbeschichtungen beschriebene Nachteile wenigstens teilweise umgeht. Das Polyurethan soll insbesondere Oberflächeneigenschaften besitzen, welche mit denjenigen konventioneller Gummibezüge vergleichbar sind, allerdings bessere mechanische Eigenschaften, insbesondere eine höhere Verschleißfestigkeit, besitzen.
  • Die Erfindung stellt sich weiterhin die Aufgabe, ein Beschichtungsverfahren für Walzen sowie eine mit Polyurethan beschichtete Walzen bereitzustellen.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans gemäß unabhängigem Anspruch 1, durch ein Polyurethan gemäß Anspruch 11, durch ein Verfahren zum Beschichten einer Walze gemäß Anspruch 13, durch eine Walze gemäß Anspruch 14 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 15. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie in der Beschreibung definiert. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans, bei welchem ein Polyurethan-Prepolymer, ein Härter und ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan jeweils räumlich voneinander getrennt einer Mischeinrichtung unter Bildung eines Reaktionsgemisches zugeführt werden und das Reaktionsgemisch zu einem Polyurethan umgesetzt wird, wobei als endfunktionelles Polydialkylsiloxan ein Polydialkylsiloxan mit nachfolgender Formel I verwendet wird: Y-X-[R2Si-O]n-R2Si-X-Y (Formel I) wobei
    • - R ein beliebiger Kohlenwasserstoffrest,
    • - Si ein Siliciumatom,
    • - O ein Sauerstoffatom,
    • - X ein divalenter linearer organischer Rest oder ein divalenter verzweigter organischer Rest,
    • - Y eine Aminogruppe (-NH2), eine primäre Amingruppe, eine sekundäre Amingruppe, eine Hydroxygruppe (-OH) oder eine Epoxidgruppe und
    • - n eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit neben einer räumlich voneinander getrennten Einspeisung der oben genannten Reaktivkomponenten (Polyurethan-Prepolymer, Härter und endfunktionelles Polydialkylsiloxan) in eine Mischeinrichtung insbesondere dadurch aus, dass zur Herstellung des Polyurethans ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit zwei terminalen Aminogruppen, primären Amingruppen, sekundären Amingruppen, Hydroxygruppen oder Epoxidgruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül verwendet wird (sogenanntes bifunktionelles, NH2-terminiertes Polydialkylsiloxan, bifunktionelles, mit primären Amingruppen terminiertes Polydialkylsiloxan, bifunktionelles, mit sekundären Amingruppen terminiertes Polydialkylsiloxan, bifunktionelles, OH-terminiertes Polydialkylsiloxan oder bifunktionelles, mit Epoxidgruppen terminiertes Polydialkylsiloxan).
  • Die Umsetzung des Reaktionsgemisches zu dem Polyurethan kann grundsätzlich innerhalb und/oder außerhalb der Mischeinrichtung erfolgen. Insbesondere kann die Umsetzung des Reaktionsgemisches teilweise innerhalb der Mischeinrichtung und teilweise außerhalb der Mischeinrichtung stattfinden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Umsetzung des Reaktionsgemisches zu dem Polyurethan vollständig oder wenigstens weitgehend innerhalb der Mischeinrichtung stattfindet.
  • Unter dem Ausdruck „Polyurethan-Prepolymer“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein oligomeres oder polymeres, vorzugsweise polymeres, Vor- oder Zwischenprodukt eines Polyurethans, insbesondere eines hochmolekularen Polyurethans, verstanden werden. Das Polyurethan-Prepolymer kann insbesondere mittels Polyadditionsreaktion zwischen Reaktionskomponenten mit Isocyanatgruppen (NCO-Gruppen) und Reaktionskomponenten mit Hydroxygruppen (OH-Gruppen) und/oder zwischen Reaktionskomponenten mit Isocyanatgruppen und Reaktionskomponenten mit Epoxidgruppen und/oder zwischen Reaktionskomponenten mit Isocyanatgruppen und Reaktionskomponenten mit Aminogruppen (NH2-Gruppen) und/oder zwischen Reaktionskomponenten mit Isocyanatgruppen und Reaktionskomponenten mit primären Amingruppen und/oder zwischen Reaktionskomponenten mit Isocyanatgruppen und Reaktionskomponenten mit sekundären Amingruppen hergestellt oder herstellbar sein. Bei den in diesem Absatz erwähnten Gruppen handelt es sich vorzugsweise um terminale, d.h. endständige, Gruppen.
  • Unter dem Ausdruck „Härter“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen verstanden werden, welche dazu ausgebildet ist, das Polyurethan-Prepolymer und das endfunktionelle Polydialkylsiloxan, insbesondere durch Vernetzungsreaktionen und/oder Kettenverlängerungsreaktionen, in ein Polyurethan zu überführen, welches eine höhere mittlere, insbesondere zahlenmittlere, Molmasse besitzt als das Polyurethan-Prepolymer sowie das endfunktionelle Polydialkylsiloxan.
  • Unter dem Ausdruck „endfunktionelles Polydialkylsiloxan“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Polydialkylsiloxan mit terminalen, d.h. endständigen, Aminogruppen (NH2-Gruppen), primären Amingruppen (NHR'-Gruppen), sekundären Amingruppen (NR'R"-Gruppen), Hydroxygruppen (OH-Gruppen) oder Epoxidgruppen verstanden werden.
  • Unter dem Ausdruck „Polyurethan“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Polymer verstanden werden, welches infolge einer Polyadditionsreaktion Urethan-Gruppen (-NH-CO-O-) und optional, beispielsweise bei Verwendung eines Überschusses von Polyisocyanat und/oder bei Verwendung eines Diamins als Härter, Harnstoffgruppen (-NH-CO-NH-) und/oder Biuret-Grupppen und/oder Allophanatgruppen aufweisen kann. Bevorzugt soll unter dem Ausdruck „Polyurethan“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Polymer verstanden werden, welches neben Urethan-Gruppen Harnstoffgruppen und/oder Biuret-Grupppen und/oder Allophanatgruppen aufweist.
  • Unter dem Ausdruck „Polyol“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine vorzugsweise organische Verbindung mit wenigstens zwei Hydroxygruppen (OH-Gruppen), d.h. zwei oder mehr Hydroxygruppen, verstanden werden. Entsprechend werden von dem Ausdruck „Polyol“ im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise Diole und/oder Triole erfasst, wobei Diole, d.h. Verbindungen mit zwei Hydroxygruppen, bevorzugt sind.
  • Unter dem Ausdruck „Polyisocyanat“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine vorzugsweise organische Verbindung mit wenigstens zwei Isocyanatgruppen (NCO-Gruppen), d.h. zwei oder mehr Isocyanatgruppen, verstanden werden. Entsprechend werden von dem Ausdruck „Polyisocyanat“ im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise Diisocyanate und/oder Triisocyanate erfasst, wobei Diisocyanate, d.h. Verbindungen mit zwei Isocyanatgruppen, bevorzugt sind.
  • Unter dem Ausdruck „anti-abrasiv wirkender Zusatzstoff“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Zusatzstoff verstanden werden, welcher eine Verbesserung des Anhaftungsvermögen des herzustellenden Polyurethans auf Oberflächen, insbesondere Walzenoberflächen, und mithin eine Erhöhung der Abriebbeständigkeit einer aus dem Polyurethan hergestellten Beschichtung, insbesondere Walzenbeschichtung, vorzugsweise ohne Erhöhung von deren Oberflächenspannung bewirkt.
  • Unter dem Ausdruck „Walze“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Körper verstanden werden, welcher wenigstens abschnittsweise, insbesondere durchgehend oder nur abschnittsweise, zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch, oder konisch gestaltet ist.
  • Unter dem Ausdruck „Papierwalze“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine in der Papier- und/oder Druckindustrie verwendbare Walze verstanden werden. Eine derartige Walze kann beispielsweise ein Metall, eine Legierung oder einen Faser-Verbundwerkstoff aufweisen oder aus einem Metall, einer Legierung oder einem Faser-Verbundwerkstoff bestehen. Bei der Legierung kann es sich insbesondere um Stahl, beispielsweise Edelstahl, handeln.
  • Unter dem Ausdruck „zahlenmittlere Molmasse“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung die Molmasse, ausgedrückt als Zahlenmittel, verstanden werden. Die zahlenmittlere Molmasse wird vorzugsweise mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt. Als Lösungsmittel kann beispielsweise Tetrahydrofuran (THF) verwendet werden. Hierzu wird das Elutionsvolumen von in THF gelösten Polymeren, deren zahlenmittlere Molmasse bestimmt werden soll, mit dem Elutionsvolumen eines in THF gelösten Eichpolymers verglichen.
  • Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass sich durch eine getrennte Zufuhr von Reaktivkomponenten in eine Mischeinrichtung unter Verwendung von endunktionellen Polydialkylsiloxanen mit zwei terminalen Aminogruppen, primären Amingruppen, sekundären Amingruppen, Hydroxygruppen oder Epoxidgruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül Polyurethane herstellen lassen, welche sich aufgrund ihrer Oberflächeneigenschaften, insbesondere Oberflächenpolarität, sowie Abriebfestigkeit insbesondere zur Beschichtung von Walzen, vorzugsweise Papierwalzen, eignen.
  • Über die Kettenlänge des endfunktionellen Polydialkylsiloxans lassen sich dabei mit besonderem Vorteil die Abriebeigenschaften und insbesondere die hydrophoben Eigenschaften des herzustellenden Polyurethans gezielt beeinflussen. So konnten die Erfinder insbesondere zeigen, dass sich der Abrieb von erfindungsgemäßen Polyurethanen, insbesondere bei Verwendung als Beschichtung für Walzen, mit zunehmender Kettenlänge des zur Polyurethanherstellung verwendeten endfunktionellen Polydialkylsiloxans verringern lässt. Dadurch lassen sich mit besonderem Vorteil bei entsprechend beschichteten Walzen längere Standzeiten realisieren als bei mit gattungsgemäßen Gummimaterialien beschichteten Walzen.
  • Des Weiteren können über den Wert für n des endfunktionellen Polydialkylsiloxans gemäß Formel I die Homogenität und die Viskosität des Reaktionsgemisches (und damit die Gießfähigkeit des herzustellenden Polyurethans) gezielt beeinflusst werden. Dies ist insbesondere bei Papierwalzen, beispielsweise beim Übertrag der eingangs erwähnten Beschichtung und/oder beim Schlichten zur Herstellung eines veredelten Papiers, von besonderem Vorteil. Insbesondere lässt sich bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Polyurethans als Beschichtungsmaterial für Walzen ein besserer Übertrag, insbesondere bei Papierwalzen, erzielen.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird für den Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein linearer oder verzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, ein linearer oder verzweigter arylaliphatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein linearer oder verzweigter aromatischer Kohlenwasserstoffrest gewählt. Insbesondere kann für den Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein linearer oder verzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylrest, Alkenylrest und Alkinylrest, gewählt werden.
  • Bevorzugt wird für den Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein Alkylrest, insbesondere ein Methyl-, Ethyl- oder Propylrest, vorzugsweise Methylrest, gewählt.
  • Besonders bevorzugt wird für den Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein Methylrest gewählt. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn als endfunktionelles Polydialkylsiloxan ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette verwendet wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für den divalenten linearen oder verzweigten organischen Rest X in der Formel I ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Kohlenwasserstoffrest, insbesondere mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 2 bis 18 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatome, welcher durch Heteroatome, insbesondere Stickstoffatome und/oder aminische Gruppen, unterbrochen sein kann, gewählt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für den divalenten linearen oder verzweigten organischen Rest X in der Formel I ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Kohlenwasserstoffrest, insbesondere ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Alkylenrest, ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Alkenylenrest, ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Alkinylenrest oder ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Arylenrest, insbesondere mit 1 bis 20 Kohlenstoffatome, bevorzugt 2 bis 18 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatome, gewählt.
  • Vorzugsweise wird für den divalenten linearen oder verzweigten organischen Rest X in der Formel I ein divalenter linearer Alkylenrest, vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere ein Butylenrest (-(CH2)4-), gewählt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für Y in der Formel I eine Aminogruppe (-NH2) gewählt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für Y in der Formel I eine primäre Amingruppe gewählt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für Y in der Formel I eine sekundäre Amingruppe gewählt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für Y in der Formel I eine Hydroxygruppe (-OH) gewählt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für Y in der Formel I eine Epoxidgruppe gewählt. Die Epoxidgruppe kann insbesondere ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Glycidylgruppe, 3-Cyclohexylmethylepoxidgruppe, 4-Cyclohexylmethylepoxidgruppe, 3-Cyclohexylethylepoxidgruppe und 4-Cyclohexylethylepoxidgruppe.
  • Die Verwendung eines endfunktionellen Polydialkylsiloxans mit terminalen Aminogruppen, primären Amingruppen oder sekundären Amingruppen, bevorzugt mit terminalen Aminogruppen, hat gegenüber der Verwendung eines endfunktionellen Polydialkylsiloxans mit terminalen Hydroxy- oder Epoxidgruppen den zusätzlichen Vorteil, dass aufgrund der stärkeren Nukleophilie des Stickstoffs gegenüber dem Sauerstoff eine höhere Reaktivität erzielbar ist, wodurch die Umsetzung zu dem Polyurethan beschleunigt werden kann. Insbesondere kann im Falle der Verwendung eines endfunktionellen Polydialkylsiloxans mit terminalen Aminogruppen, primären Amingruppen oder sekundären Amingruppen der Einsatz eines Katalysators oder Katalysatorgemisches entbehrlich sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als endfunktionelles Polydialkylsiloxan gemäß Formel I ein Polydialkylsiloxan, insbesondere ein Polydimethylsiloxan, mit terminalen (endständigen) Aminogruppen (NH2-Gruppen), d.h. ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan, insbesondere ein endfunktionelles Polydimethylsiloxan, mit zwei terminalen Aminogruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül, insbesondere pro Polydimethylsiloxanmolekül, verwendet.
  • Alternativ kann es bevorzugt sein, wenn als endfunktionelles Polydialkylsiloxan gemäß Formel I ein Polydialkylsiloxan, insbesondere ein Polydimethylsiloxan, mit terminalen (endständigen) Hydroxygruppen (OH-Gruppen), d.h. ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan, insbesondere ein endfunktionelles Polydimethylsiloxan, mit zwei terminalen Hydroxygruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül, insbesondere pro Polydimethylsiloxanmolekül, verwendet wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als endfunktionelles Polydialkylsiloxan gemäß Formel I ein Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit terminalen (endständigen) Aminogruppen (NH2-Gruppen), d.h. ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit zwei terminalen Aminogruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül, verwendet.
  • Alternativ kann es bevorzugt sein, wenn als endfunktionelles Polydialkylsiloxan gemäß Formel I ein Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit terminalen (endständigen) Hydroxygruppen (OH-Gruppen), d.h. ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit zwei terminalen Hydroxygruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül, verwendet wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für n in der Formel I eine ganze Zahl von 10 bis 100 gewählt. Beispielsweise kann für n die ganze Zahl 10, 50 oder 100 gewählt werden. Die in diesem Absatz offenbarten Werte für n haben sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Bildung eines möglichst homogenen Reaktionsgemisches sowie im Hinblick auf das Anhaftungsvermögen des herzustellenden Polyurethans auf Walzenoberflächen herausgestellt.
  • Das endfunktionelle Polydialkylsiloxan kann weiterhin in einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethan-Prepolymers, eingesetzt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das endfunktionelle Polydialkylsiloxan gemäß Formel I zusammen mit einem Emulgator und/oder einem anti-abrasiv wirkenden Zusatzstoff und/oder einem Polyol wie Diol, insbesondere in Form einer Mischung, vorzugsweise in Form einer Emulsion, der Mischeinrichtung zugeführt. Bevorzugt wird das endfunktionelle Polydialkylsiloxan gemäß Formel I zusammen mit einem Emulgator, einem anti-abrasiv wirkenden Zusatzstoff und/oder einem Polyol wie Diol, insbesondere in Form einer Mischung, vorzugsweise in Form einer Emulsion, der Mischeinrichtung zugeführt.
  • Als Emulgator kann insbesondere ein amphiphiles Polymer, beispielsweise ein Acrylatcopolymer, eine modifizierte Harnstoffverbindung oder eine Mischung von einem amphiphilen Polymer, beispielsweise einem Acrylatcopolymer, und einer modifizierten Harnstoffverbindung verwendet werden. Durch die Verwendung eines Emulgators kann mit besonderem Vorteil das Risiko von Mischungsproblemen innerhalb der Mischeinrichtung beim Zuführen des endfunktionellen Polydialkylsiloxans (zusätzlich) minimiert werden. Insbesondere kann durch die Verwendung eines Emulgators die Bildung eines homogenen Reaktionsgemisches innerhalb der Mischeinrichtung begünstigt oder beschleunigt werden, was sich wiederum positiv auf die Herstellung des Polyurethans auswirkt.
  • Der Emulgator kann weiterhin in einem Anteil von 2,5 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%, insbesondere 2,0 Gew.-% bis 0,6 Gew.-%, vorzugsweise 1,2 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, bezogen auf eine das das endfunktionelle Polydialkylsiloxan sowie den Emulgator aufweisende Emulsion, eingesetzt werden.
  • Als anti-abrasiv wirkender Zusatzstoff kann insbesondere ein Kautschuk der sogenannten R-Gruppe, d.h. ein Kautschuk mit einer oder mehreren Doppelbindungen in der Hauptkette, verwendet werden. Bevorzugt wird als anti-abrasiv wirkender Zusatzstoff ein Kautschuk verwendet, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk, cis-1,4-Polyisopren, trans-1,4-Polyisopren, Guttapercha, Butadienkautschuk (Polybutadien) und Mischungen von wenigstens zwei der genannten Kautschuke. Bevorzugt wird als anti-abrasiv wirkender Zusatzstoff Butadien-Kautschuk bzw. Polybutadien verwendet.
  • Der anti-abrasiv wirkende Zusatzstoff kann weiterhin in einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,4 Gew.-% bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,6 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reaktionsgemisches.
  • Als Polyol, insbesondere Diol, kann ein Polyesterpolyol wie Polyesterdiol, ein Polyetherpolyol wie Polyetherdiol, ein Polycarbonatpolyol wie Polycarbonatdiol, ein Copolyol wie Codiol oder eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Polyole, insbesondere Diole, verwendet.
  • Ein geeignetes Polyesterpolyol, insbesondere Polyesterdiol, kann durch Umsetzung einer Dicarbonsäure oder eines Dicarbonsäureanhydrids mit einem mehrwertigen Alkohol hergestellt werden. Bei der Dicarbonsäure kann es sich um eine aliphatische Dicarbonsäure, insbesondere mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, handeln. Beispielsweise kann es sich bei der Dicarbonsäure um Bernsteinsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Subarinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Dicarbonsäuren handeln. Bei dem Dicarbonsäureanhydrid kann es sich beispielsweise um Phthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Dicarbonsäureanhydriden handeln. Bei dem mehrwertigen Alkohol kann es sich beispielsweise um Ethandiol, Diethylenglycol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, Dipropylenglycol, 1,3-Methylpropandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neo-pentylglycol, 1,10-Decandiol, Glycerin, Trimethylolpropan oder um eine Mischung aus wenigstens zwei der genannten mehrwertigen Alkohole handeln.
  • Ein geeignetes Polyesterpolyol, insbesondere Polyesterdiol, kann auch ein mittels Lacton hergestelltes Polyesterpolyol, insbesondere Polyesterdiol, umfassen. Beispielsweise kann es sich bei dem Polyesterpolyol um ein aus ε-Caprolacton hergestelltes Polyesterpolyol, insbesondere Polyesterdiol, handeln.
  • Ein geeignetes Polyetherpolyol, insbesondere Polyetherdiol, kann durch an sich bekannte Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch die Umsetzung eines Alkenoxids mit einem Alkoholstarter, insbesondere mehrwertigen Alkoholstarter, in Gegenwart eines Katalysators. Bei dem Katalysator kann es sich um ein Alkalihydroxid, Alkalioxid, Antimonpentachlorid, Borfluoridetherat oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Katalysatoren handeln. Bei dem Alkenoxid kann es sich beispielsweise um Tetrahydrofuran, Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid, 2,3-Butylenoxid, Styroloxid oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Alkenoxide handeln. Bei dem Alkoholstarter kann es sich beispielsweise um eine mehrwertige Verbindung, wie insbesondere Wasser, Ethylenglycol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, Diethylenglykol, Trimethylolpropan oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Alkoholstarter handeln.
  • Ein geeignetes Polycarbonatdiol kann durch Umsetzung eines Diols mit einem Dialkylcarbonat oder Diarylcarbonat oder Phosgen hergestellt werden. Bei dem Diol kann es sich beispielsweise um 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,6-Hexandiol, Diethylenglycol, Trioxyethylenglycol oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Diole handeln.
  • Bevorzugt ist das Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyesterdiol, Polycaprolactondiol, Polyetherdiol, Polytetramethylenetherglycol, Polycarbonatdiol, Codiol, Polytetramethylenetherglycol und Mischungen von wenigstens zwei der genannten Diole.
  • Weiterhin kann das Polyol, insbesondere Diol, eine mittlere, insbesondere zahlenmittlere, Molmasse von 500 g/mol bis 3.000 g/mol, bevorzugt 1.000 g/mol bis 2.000 g/mol, aufweisen.
  • Als Polyurethan-Prepolymer wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise ein NCO-funktionelles Polyurethan-Prepolymer, d.h. ein Polyurethan-Prepolymer mit freien NCO-Gruppen, verwendet. Bevorzugt wird als Polyurethan-Prepolymer ein NCOendfunktionelles Polyurethan-Prepolymer, d.h. ein Polyurethan-Prepolymer mit terminalen, d.h. endständigen, NCO-Gruppen verwendet. Das Polyurethan-Prepolymer kann insbesondere eine NCO-Funktionalität (Anzahl von Isocyanatgruppen pro Polyurethan-Prepolymermolekül) ≥ 2, insbesondere 2 bis 3, bevorzugt von 2, aufweisen. Weiterhin kann das Polyurethan-Prepolymer einen Gehalt an NCO-Gruppen (gemessen nach DIN EN ISO 11909) von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bevorzugt 4 Gew.-% bis 15 Gew.-%, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethan-Prepolymers. Weiterhin kann das Polyurethan-Prepolymer ein unverzweigtes, d.h. lineares, oder verzweigtes Polyurethan-Prepolymer sein. Weiterhin kann es sich bei dem Polyurethan-Prepolymer um ein gesättigtes oder ungesättigtes Polyurethan-Prepolymer handeln. Weiterhin kann es sich bei dem Polyurethan-Prepolymer um ein zyklisches oder azyklisches Polyurethan-Prepolymer handeln. Weiterhin kann das Polyurethan-Prepolymer aliphatische Gruppen, insbesondere Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Alkinylgruppen, und/oder arylaliphatische Gruppen und/oder aromatische Gruppen aufweisen. Weiterhin kann das Polyurethan-Prepolymer eine Viskosität bei 100 °C von 500 mPas bis 6.000 mPas, bevorzugt 1.500 mPas bis 4.000 mPas, aufweisen (gemessen nach DIN EN ISO 3219).
  • Weiterhin kann das Polyurethan-Prepolymer eine mittlere, insbesondere zahlenmittlere, Molmasse < 5.500 g/mol, insbesondere von 500 g/mol bis 3.950 g/mol, bevorzugt 940 g/mol bis 2.730 g/mol, besonders bevorzugt 1.690 g/mol bis 2.250 g/mol, aufweisen. Der in Bezug auf das NCO-funktionelle Polyurethan-Prepolymer verwendete Ausdruck „zahlenmittlere Molmasse“ sagt aus, welche Molmasse ein zufälliges aus einer Probe des NCO-funktionellen Polyurethan-Prepolymers entnommenes Prepolymermolekül im Durchschnitt hat.
  • Weiterhin kann es sich bei dem Polyurethan-Prepolymer um ein fluorhaltiges, insbesondere perfluoriertes, oder fluorfreies Polyurethan-Prepolymer handeln.
  • Das Polyurethan-Prepolymer kann weiterhin in einem Anteil von 27 Gew.-% bis 96 Gew.-%, insbesondere 35 Gew.-% bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 Gew.-% bis 70 Gew.-%, eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reaktionsgemisches.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Härter ein Polyol, insbesondere Diol, und/oder ein Amin verwendet. Das Polyol, insbesondere Diol, und/oder Amin können dabei als Vernetzer und/oder Kettenverlängerer wirken. Bevorzugt wird als Härter eine Mischung von einem Polyol, insbesondere Diol, und einem Amin verwendet.
  • Als Härter kann insbesondere ein Polyol wie Diol oder Triol, ein Dialkanolamin, ein Trialkanolamin, ein Polyamin wie Diamin oder Triamin oder Mischungen von wenigstens zwei der genannten Härter verwendet werden.
  • Als Diol kann beispielsweise ein Diol verwendet werden, welches aus der Gruppe bestehend aus 1,6-Hexandiol, Diethylenglykol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 3-Methyl-1-ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 5-Pentandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,5-pentandiol, 2-Methyl-2-ethyl-1,3-propandiol, 1,4-Bis(hydroxyethoxy)benzen, Bis(hydroxy-ethylen)terephthalat, Hydrochinonbis(2-hydroxyethyl)ether, längerkettige Diole und Mischungen von wenigstens zwei der genannten Diole ausgewählt ist.
  • Als Triol kann beispielsweise Trimethylolpropan verwendet werden.
  • Als Dialkanolamin kann beispielsweise Diethanolamin verwendet werden.
  • Als Trialkanolamin kann beispielsweise Triethanolamin, Triisopropanolamin oder eine Mischung davon verwendet werden.
  • Als Diamin kann beispielsweise 3,3'-Dichlor-4,4'-diaminodiphenylmethan (MOCA oder MBOCA), 4,4'-Methylen-bis(3-chlor-2,6-diethylanilin) (MCDEA), Dimethylthiotoluendiamin (DMTDA), Diethyltoluendiamin (DETDA), Aminobenzoat und Mischungen von wenigstens zwei der genannten Diamine verwendet werden. Ein geeignetes Dimethylthiotoluendiamin (DMTDA) wird beispielsweise unter der Bezeichnung „Ethacure 300“ von Albemarle Corporation kommerziell angeboten. Ein geeignetes Aminobenzoat wird beispielsweise unter der Bezeichnung „Versalink 740M“ von Evonik kommerziell angeboten.
  • Der Härter kann weiterhin in einem Anteil von 4 Gew.-% bis 73 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.- % bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%, eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reaktionsgemisches.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Mischeinrichtung ferner ein Katalysator zugeführt.
  • Der Katalysator kann dabei zusammen mit dem Polyurethan-Prepolymer und/oder zusammen mit dem Härter und/oder zusammen mit dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Als Katalysator kann ein Aminkatalysator, eine organometallische Verbindung, wie beispielsweise eine Organozinnverbindung, ein Zinnsalz, oder eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Katalysatoren verwendet werden.
  • Als Aminkatalysator kann beispielsweise Triethylamin, Tributylamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, Pentamethyldiethylentriamin, N,N-Methylbenzylamin, N,N-Dimethylbenzylamin oder Mischungen von wenigstens zwei der genannten Aminkatalysatoren verwendet werden.
  • Als organometallische Verbindung oder Zinnsalz kann beispielsweise Zinn(II)-Acetat, Zinn(II)-Octoat, Zinn(II)-Ethylhexanoat, Zinn(II)-Laurat, Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndichlorid, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinncarboxylat, Dibutylzinnlaurat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat, Dioctylzinndiacetat, Dibutylzinnmercaptid, Dibutylzinn-bis-dodecylmercaptit oder Mischungen von wenigstens zwei der genannten organometallischen Verbindungen bzw. Zinnsalze verwendet werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Mischeinrichtung ferner ein Füllstoff zugeführt.
  • Der Füllstoff kann dabei zusammen mit dem Polyurethan-Prepolymer und/oder zusammen mit dem Härter und/oder zusammen mit dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Als Füllstoff kann beispielsweise Calciumcarbonat, Titandioxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid wie Aluminiumoxid-Trihydrat, Wollastonit, Bornitrid, Kieselsäure, ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE), Glasfasern, Kohlefasern, Cellulosefasern, Carbon-Nanoröhren, Polyesterfasern, Polymerfasern, Polymerpulver oder eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Füllstoffe verwendet werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Mischeinrichtung ferner ein Farbstoff zugeführt.
  • Der Farbstoff kann dabei insbesondere zusammen mit dem Polyurethan-Prepolymer und/oder zusammen mit dem Härter und/oder zusammen mit dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I oder getrennt von dem Polyurethan-Prepolymer und/oder getrennt von dem Härter und/oder getrennt von dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel (I), insbesondere in einer separaten Dosierlinie, der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Als Farbstoff kann beispielsweise ein handelsüblicher Flüssigfarbstoff verwendet werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Mischeinrichtung ferner ein Pigment zugeführt.
  • Das Pigment kann dabei insbesondere zusammen mit dem Polyurethan-Prepolymer und/oder zusammen mit dem Härter und/oder zusammen mit dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Als Pigment kann beispielsweise Graphit, Ruß oder eine Mischung davon verwendet werden.
  • Weiterhin kann das Polyurethan-Prepolymer ohne Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Weiterhin kann der Härter ohne Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Weiterhin kann das endfunktionelle Polydialkylsiloxan gemäß Formel I ohne Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann es insbesondere bevorzugt sein, wenn die Herstellung des Polyurethans lösungsmittel- und/oder verdünnungsmittelfrei durchgeführt wird, d.h. auf die Verwendung eines Lösungsmittels und/oder Verdünnungsmittels verzichtet wird.
  • Weiterhin kann die Umsetzung des Reaktionsgemisches zu dem Polyurethan in Gegenwart eines Schutzgases, wie beispielsweise Stickstoff oder Argon, durchgeführt werden.
  • Weiterhin kann das Reaktionsgemisch unter Vakuum oder unter einem Unterdruck, insbesondere unter einem Unterdruck von 1 mbar bis 20 mbar, bevorzugt 1 mbar bis 10 mbar, zu dem Polyurethan umgesetzt werden.
  • Weiterhin kann das Reaktionsgemisch über einen Zeitraum von 15 min bis 120 min zu dem Polyurethan umgesetzt werden.
  • Weiterhin kann das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 50 °C bis 110 °C zu dem Polyurethan umgesetzt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Mischeinrichtung eine Mischkammer und/oder ein Mischkopf, vorzugsweise einer Beschichtungsanlage für Walzen, insbesondere Papierwalzen, verwendet. Der Mischkopf weist vorzugsweise eine Auftragsdüse auf.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Mischeinrichtung eine Gießform, insbesondere einer Beschichtungsanlage für Walzen, insbesondere Papierwalzen, verwendet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Polyurethan, welches nach einem Verfahren gemäß erstem Erfindungsaspekt hergestellt oder herstellbar ist. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein Polyurethan, welches nach einem Verfahren hergestellt oder herstellbar ist, bei welchem ein Polyurethan-Prepolymer, ein Härter und ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan jeweils räumlich voneinander getrennt einer Mischeinrichtung unter Bildung eines Reaktionsgemisches zugeführt werden und das Reaktionsgemisch zu einem Polyurethan umgesetzt wird, wobei als endfunktionelles Polydialkylsiloxan ein Polydialkylsiloxan mit nachfolgender Formel I verwendet wird: Y-X-[R2Si-O]n-R2Si-X-Y (Formel I) wobei
    • - R ein beliebiger Kohlenwasserstoffrest,
    • - Si ein Siliciumatom,
    • - O ein Sauerstoffatom,
    • - X ein divalenter linearer organischer Rest oder ein divalenter verzweigter organischer Rest,
    • - Y eine Aminogruppe (-NH2), eine primäre Amingruppe, eine sekundäre Amingruppe, eine Hydroxygruppe (-OH) oder eine Epoxidgruppe und
    • - n eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein linearer oder verzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, ein linearer oder verzweigter arylaliphatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein linearer oder verzweigter aromatischer Kohlenwasserstoffrest. Insbesondere ist der Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein linearer oder verzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylrest, Alkenylrest und Alkinylrest.
  • Bevorzugt ist der Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein Alkylrest, insbesondere ein Methyl-, Ethyl- oder Propylrest, vorzugsweise Methylrest.
  • Besonders bevorzugt ist der Kohlenwasserstoffrest R in der Formel I ein Methylrest. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn es sich bei dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan um ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette handelt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der divalente lineare oder verzweigte organische Rest X in der Formel I ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Kohlenwasserstoffrest, insbesondere mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 2 bis 18 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatome, welcher durch Heteroatome, insbesondere Stickstoffatome und/oder aminische Gruppen, unterbrochen sein kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der divalente lineare oder verzweigte organische Rest X in der Formel I ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Kohlenwasserstoffrest, insbesondere ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Alkylenrest, ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Alkenylenrest, ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Alkinylenrest oder ein divalenter linearer oder divalenter verzweigter Arylenrest, insbesondere mit 1 bis 20 Kohlenstoffatome, bevorzugt 2 bis 18 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatome.
  • Vorzugsweise ist der divalente lineare oder verzweigte organische Rest X in der Formel I ein divalenter linearer Alkylenrest, vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere ein Butylenrest (-(CH2)4-).
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist Y in der Formel I eine Aminogruppe (-NH2).
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist Y in der Formel I eine primäre Amingruppe.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist Y in der Formel I eine sekundäre Amingruppe.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist Y in der Formel I eine Hydroxygruppe (-OH).
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist Y in der Formel I eine Epoxidgruppe. Die Epoxidgruppe kann insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Glycidylgruppe, 3-Cyclohexylmethylepoxidgruppe, 4-Cyclohexylmethylepoxidgruppe, 3-Cyclohexylethylepoxidgruppe und 4-Cyclohexylethylepoxidgruppe.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I um ein Polydialkylsiloxan, insbesondere Polydimethylsiloxan, mit terminalen (endständigen) Aminogruppen (NH2-Gruppen), d.h. um ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan, insbesondere endfunktionelles Polydimethylsiloxan, mit zwei terminalen Aminogruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül, insbesondere pro Polydimethylsiloxanmolekül.
  • Alternativ kann es bevorzugt sein, wenn es sich bei dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I um ein Polydialkylsiloxan, insbesondere Polydimethylsiloxan, mit terminalen (endständigen) Hydroxygruppen (OH-Gruppen), d.h. um ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan, insbesondere endfunktionelles Polydimethylsiloxan, mit zwei terminalen Hydroxygruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül, insbesondere pro Polydimethylsiloxanmolekül, handelt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I um ein Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit terminalen (endständigen) Aminogruppen (NH2-Gruppen), d.h. um ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit zwei terminalen Aminogruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül.
  • Alternativ kann es bevorzugt sein, wenn es sich bei dem endfunktionellen Polydialkylsiloxan gemäß Formel I um ein Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit terminalen (endständigen) Hydroxygruppen (OH-Gruppen), d.h. um ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit zwei terminalen Hydroxygruppen pro Polydialkylsiloxanmolekül handelt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist n in der Formel I eine ganze Zahl von 10 bis 100. Beispielsweise kann n die ganze Zahl 10, 50 oder 100 sein. Die in diesem Absatz offenbarten Werte für n haben sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Bildung eines möglichst homogenen Reaktionsgemisches sowie im Hinblick auf das Anhaftungsvermögen des herzustellenden Polyurethans auf Walzenoberflächen erwiesen.
  • Bei dem Polyurethan handelt es sich vorzugsweise um ein Blockcopolymer, d.h. um ein blockcopolymeres Polyurethan. Ein blockcopolymeres Polyurethan ist insbesondere deswegen vorteilhaft, da die Abriebeigenschaften und insbesondere die hydrophoben Eigenschaften des Polyurethans im Bereich seiner vorzugsweise beweglichen Molekülenden über die Wahl der Kettenlänge des endfunktionellen Polydialkylsiloxans (gemäß Formel I) besonders gut zur Geltung gebracht werden können. Dadurch ist ein besonders gutes Anhaftungsvermögen und mithin eine besonders hohe Abriebfestigkeit des Polyurethans auf Oberflächen, insbesondere Walzenoberflächen, erzielbar.
  • Alternativ kann es sich bei dem Polyurethan um ein statistisches oder randomisiertes Polyurethan handeln.
  • Weiterhin kann es sich bei dem Polyurethan um ein lineares, d.h. unverzweigtes, oder verzweigtes Polyurethan handeln.
  • Alternativ oder in Kombination kann es sich bei dem Polyurethan um ein gesättigtes oder ungesättigtes Polyurethan handeln.
  • Alternativ oder in Kombination kann es sich bei dem Polyurethan um ein zyklisches oder azyklisches Polyurethan handeln.
  • Alternativ oder in Kombination kann das Polyurethan aliphatische Gruppen, insbesondere Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Alkinylgruppen, und/oder arylaliphatische Gruppen und/oder aromatische Gruppen aufweisen.
  • Alternativ oder in Kombination kann das Polyurethan einen Wasser-Randwinkel von 90° bis 140°, insbesondere 105° bis 140°, vorzugsweise 125° bis 140°, aufweisen.
  • Unter dem Ausdruck „Wasser-Randwinkel“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Rand- oder Kontaktwinkel bezeichnet werden, den ein Wassertropfen auf der Oberfläche des Polyurethans zu dieser Oberfläche bildet. Die Größe des Rand- bzw. Kontaktwinkels zwischen Wasser und Polyurethan hängt von der Wechselwirkung zwischen diesen Stoffen an der Berührungsfläche ab. Je geringer diese Wechselwirkung ist, desto größer ist der Rand- bzw. Kontaktwinkel. Aus der Bestimmung des Rand- bzw. Kontaktwinkels können bestimmte Eigenschaften der Polyurethan-Oberfläche bestimmt werden, wie beispielsweise die Oberflächenenergie. Bei Verwendung von Wasser bezeichnet man allgemein eine Oberfläche bei geringen Rand- bzw. Kontaktwinkeln, insbesondere bei einem Rand- bzw. Kontaktwinkel < 90°, als hydrophil, bei Winkeln ≥ 90° als hydrophob und bei Winkeln > 140° als superhydrophob.
  • Alternativ oder in Kombination kann das Polyurethan einen Leim-Randwinkel gegenüber einem typischen Polyvinylalkohol(PVA)-basierten Kleber von 90° bis 135°, bevorzugt 125° bis 135°, aufweisen.
  • Der Ausdruck „Leim-Randwinkel“ definiert im Sinne der vorliegenden Erfindung einen Rand- oder Kontaktwinkel, den ein Tropfen einer wässrigen 20 Gew.-%igen Leimlösung auf der Oberfläche des Polyurethans zu dieser Oberfläche bildet. Die im Übrigen im Zusammenhang mit der Definition des Ausdrucks „Wasser-Randwinkel“ gemachten Ausführungen gelten sinngemäß auch für den Ausdruck „Leim-Randwinkel“.
  • Alternativ oder in Kombination kann das Polyurethan eine Abriebfestigkeit (gemäß ISO 4649) < 50 mm3, beispielsweise von 15 mm3 bis 35 mm3, aufweisen.
  • Weiterhin kann das Polyurethan einen Gehalt an freiem Polyurethan-Prepolymer, d.h. nicht umgesetztem Polyurethan-Prepolymer, < 3 Gew.-%, insbesondere < 2 Gew.-%, bevorzugt < 1 Gew.-%, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethans. Der Gehalt an Polyurethan-Prepolymer kann beispielsweise mittels Gaschromatographie oder Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) bestimmt werden.
  • Weiterhin kann das Polyurethan einen Gehalt an freiem, d.h. nicht umgesetztem, Härter < 3 Gew.-%, insbesondere < 2 Gew.-%, bevorzugt < 1 Gew.-%, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethans. Der Gehalt an Härter kann beispielsweise mittels Gaschromatographie oder Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) bestimmt werden.
  • Weiterhin kann das Polyurethan einen Gehalt an freiem, d.h. nicht umgesetztem, endfunktionellem Polydialkylsiloxan < 3 Gew.-%, insbesondere < 2 Gew.-%, bevorzugt < 1 Gew.-%, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethans. Der Gehalt an endfunktionellem Polydialkylsiloxan kann beispielsweise mittels Gaschromatographie oder Hochleitungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) bestimmt werden.
  • Das Polyurethan wird vorzugsweise als Walzenbeschichtung oder -bezug verwendet. Beispielsweise kann das Polyurethan als Walzenbeschichtung bzw. -bezug für die Automobilindustrie, Baustoffindustrie, Druckindustrie, Elektroindustrie, Folienindustrie, Holz- und/oder Möbelindustrie, Lebensmittelindustrie, Blechindustrie oder Papierindustrie verwendet werden. Besonders bevorzugt wird das Polyurethan als Walzenbeschichtung bzw. -bezug oder zur Beschichtung von Walzen, insbesondere Papierwalzen, verwendet.
  • Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Polyurethans wird vollständig auf die bisherige Beschreibung, d.h. auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen, Bezug genommen. Die dort insbesondere in Bezug auf das Polyurethan-Prepolymer, den Härter sowie das endfunktionelle Polydialkylsiloxan beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten sinngemäß auch für das Polyurethan gemäß zweitem Erfindungsaspekt.
  • Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten einer Walze, insbesondere Papierwalze, mit Polyurethan. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • - Herstellen eines Polyurethans nach einem Verfahren gemäß erstem Erfindungsaspekt und
    • - In-Kontakt-Bringen des Polyurethans mit der Oberfläche einer Walze, insbesondere einer Papierwalze, unter Bildung einer Walzenbeschichtung.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden das Polyurethan-Prepolymer, der Härter sowie das endfunktionelle Polydialkylsiloxan vor dem Zuführen in die Mischeinrichtung jeweils getrennt voneinander in Kammern, insbesondere Temperierkammern, bevorratet. Mittels der Temperierkammern können das Polyurethan-Prepolymer und/oder der Härter und/oder das endfunktionelle Polydialkylsiloxan auf eine Temperatur von 20 °C bis 110 °C, insbesondere 40 °C bis 130 °C, erhitzt werden, bevor sie der Mischeinrichtung zugeführt werden. Auf diese Weise kann mit besonderem Vorteil die Einmischung der einzelnen Komponenten sowie die Entstehung eines vorzugsweise homogenen Reaktionsgemisches innerhalb der Mischeinrichtung begünstigt werden.
  • Weiterhin können das Polyurethan-Prepolymer und/oder der Härter und/oder das endfunktionelle Polydialkylsiloxan mittels einer Dosierpumpe sowie über entsprechende Ventile und Druckschläuche, insbesondere beheizbare Druckschläuche, der Mischeinrichtung zugeführt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Polyurethan mittels eines Rotationsguss-Verfahrens mit der Oberfläche der Walze in Kontakt gebracht. Hierzu wird zum Herstellen des Polyurethans vorzugsweise eine als Mischkammer und/oder als Mischkopf, insbesondere mit Auftragsdüse, gestaltete Mischeinrichtung verwendet, wobei die Mischeinrichtung oberhalb und insbesondere in Längsrichtung der zu beschichtenden und vorzugsweise drehbeweglich gelagerten Walze verschiebbar angeordnet ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden/wird das Reaktionsgemisch und/oder das Polyurethan mittels eines Formenguss-Verfahrens mit der Oberfläche der Walze in Kontakt gebracht. Hierzu werden/wird das Reaktionsgemisch und/oder das Polyurethan in eine Formengussform eingespeist. Bei diesem Verfahren beruht die Beschichtung vorzugsweise auf einem laminaren Flüssigkeitsstrom, welcher auf das Reaktionsgemisch und/oder Polyurethan zurückgeht.
  • Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Verfahrens, insbesondere des Polyurethans sowie der Herstellung des Polyurethans, wird vollständig auf die bisherige Beschreibung, d. h. auf die im Rahmen des ersten und zweiten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen, Bezug genommen. Die dort insbesondere in Bezug auf das Polyurethan sowie die Herstellung des Polyurethans beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten sinngemäß auch für das Verfahren gemäß drittem Erfindungsaspekt.
  • Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Walze, insbesondere Papierwalze, welche mit einem erfindungsgemäßen Polyurethan, insbesondere mit einem Polyurethan gemäß zweitem Erfindungsaspekt, beschichtet ist.
  • Die Walze, insbesondere Papierwalze, kann teilweise, insbesondere nur teilweise, oder vollflächig, d.h. durchgehend, mit dem Polyurethan beschichtet sein.
  • Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der Walze wird auf die bisherige Beschreibung, d.h. auf die im Rahmen des ersten bis dritten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen, Bezug genommen. Die dort insbesondere in Bezug auf das Polyurethan beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten sinngemäß auch für die Walze gemäß viertem Erfindungsaspekt.
  • Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung schließlich die Verwendung eines Polyurethans, insbesondere gemäß zweitem Erfindungsaspekt, zur Beschichtung einer Walze, insbesondere Papierwalze.
  • Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der Verwendung wird auf die bisherige Beschreibung, d.h. auf die im Rahmen des ersten bis vierten Erfindungsaspekts, insbesondere des zweiten Erfindungsaspekts, gemachten Ausführungen, Bezug genommen. Die dort insbesondere in Bezug auf das Polyurethan beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten sinngemäß auch für die Verwendung gemäß fünftem Erfindungsaspekt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei können einzelne Merkmale jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich einer weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken.
  • BEISPIELTEIL
  • Beispiel 1:
  • Ein handelsübliches Prepolymer, z.B. Neuthane 695HR (ein aus PTMEG 2000 und MDI gebildetes Prepolymer mit 9,5% NCO-Gehalt), wurde in einem temperierbaren Rührkessel, welcher mit einem adäquaten Mischaggregat (z.B. einer Zahnscheibe und umlaufendem Abstreifer) ausgerüstet war, mit 2 Gew.-% eines bifunktionellen OH-terminierten Polydimethylsiloxans und einem Äqualentgewicht von 2.000 zu einem blockcopolymeren Polyurethan umgesetzt (30 Minuten, 105 °C, gegebenenfalls unter Katalysatoreinsatz von z.B. Unilink 2200). Anschließend wurde das Reaktionsgemisch in den Kessel einer Gießmaschine überführt und abhängig vom verwendeten Härter eine Papierwalze nach dem Rotationsguss-Verfahren oder Formenguss-Verfahren mit dem hergestellten Polyurethan beschichtet. Als Härter für den Rotationsguß kam z.B. eine Mischung aus PTMEG 2000, MCDEA, DETDA und Amicure101 zum Einsatz.
  • Alternativ kann die Herstellung des Reaktionsgemisches auch direkt in einem Kessel einer Gießmaschine, welcher mit einem adäquaten Mischaggregat (z.B. einer Zahnscheibe) ausgerüstet ist, durchgeführt werden.
  • Beispiel 2:
  • Über eine Additiv-/Farblinie einer Gießmaschine wurden 2 Gew.-% eines bifunktionellen OH-terminierten Polydimethylsiloxans, bezogen auf das Gewicht des Polyurethan-Prepolymers, zusammen mit einem handelsüblichen Zinn-Katalysator direkt in die Mischkammer eines Mischkopfs zudosiert, um eine Papierwalze zu beschichten.
  • Beispiel 3:
  • Über eine Additiv-/Farblinie einer Gießmaschine wurden 2 Gew.-% eines bifunktionellen, NH2-terminierten Polydimethylsiloxans, bezogen auf das Gewicht des Polyurethan-Prepolymers, direkt in eine Mischkammer eines Mischkopfs dosiert. Aufgrund der höheren Reaktivität des NH2-endfunktionellen Polydimethylsiloxans gegenüber OH-endfunktionellem Dimethylsiloxan war die Verwendung eines Katalysators nicht erforderlich.
  • Beispiel 4:
  • Über eine Additiv-/Farblinie einer Gießmaschine wurde eine Emulsion aus einem im Prepolymer verträglichen Polyol und einem bifunktionellen, NH2-terminierten Polydimethylsiloxan in die Mischkammer eines Mischkopfs zudosiert. Anschließend erfolgte die Beschichtung einer Papierwalze im Rotationsguss. Durch die Zudosierung des bifunktionellen NH2-terminierten Polydimethylsiloxans als Bestandteil einer Emulsion können mit besonderem Vorteil möglicherweise auftretende Einmischprobleme, welche sich je nach Mischkammergröße und deren Ausführung, Reaktivität und Ausstoß ergeben können, vermieden werden. Tab. 1: Eigenschaftsvergleich für unterschiedliche Modifizierungsvarianten (PDMS jeweils gleiche Kettenlänge)
    Eigenschaft Referenz -material unmodifiziert. NH-term.-PDMS im Rührkessel 1% NH-term.-PDMS im Mischkopf 1% OH-term. PDMS im Rührkessel 1% OH-term. PDMS im Rührkessel 2% OH-term. PDMS im Rührkessel 2%, zus. Füllstoffgemisch
    Härte Sh A 88 86,5 86 86 85 86
    Randwinkel ° (Wasser) 92 111 122 111 135 143
    Abrieb mm3 (ISO 4649) 22,3 16,5 14,6 16,7 16,3 19
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN ISO 11909 [0055]
    • DIN EN ISO 3219 [0055]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans, bei welchem ein Polyurethan-Prepolymer, ein Härter und ein endfunktionelles Polydialkylsiloxan jeweils räumlich voneinander getrennt einer Mischeinrichtung unter Bildung eines Reaktionsgemisches zugeführt werden und das Reaktionsgemisch zu einem Polyurethan umgesetzt wird, wobei als endfunktionelles Polydialkylsiloxan ein Polydialkylsiloxan mit nachfolgender Formel I verwendet wird, Y-X-[R2Si-O]n-R2Si-X-Y (Formel I) wobei - R ein beliebiger Kohlenwasserstoffrest, - Si ein Siliziumatom, - O ein Sauerstoffatom, - X ein divalenter linearer oder verzweigter organischer Rest, - Y eine Aminogruppe, eine primäre Amingruppe, eine sekundäre Amingruppe, eine Hydroxygruppe oder eine Epoxidgruppe und - n eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenwasserstoffrest R ein Alkylrest, vorzugsweise Methylrest, gewählt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als divalenter linearer oder verzweigter organischer Rest X ein divalenter linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest, insbesondere mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 2 bis 18 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 4 bis 16 Kohlenstoffatome, gewählt wird, welcher durch Heteroatome, insbesondere Stickstoffatome und/oder aminische Gruppen, unterbrochen sein kann.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für Y eine Aminogruppe gewählt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für n eine ganze Zahl von 10 bis 100gewählt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als endfunktionelles Polydialkylsiloxan ein Polydialkylsiloxan mit einer Polydimethylsiloxan-Hauptkette und mit terminalen Aminogruppen verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das endfunktionelle Polydialkylsiloxan zusammen mit einem Emulgator und optional zusammen mit einem anti-abrasiv wirkenden Zusatzstoff und/oder einem Polyol, vorzugsweise in Form einer Emulsion, der Mischeinrichtung zugeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - als Emulgator ein amphiphiles Polymer, beispielsweise ein Acrylatcopolymer, und/oder eine modifizierte Harnstoffverbindung und/oder - als anti-abrasiv wirkender Zusatzstoff ein Kautschuk der R-Gruppe, insbesondere ein Kautschuk ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk, cis-1,4-Polyisopren, trans-1,4-Polyisopren, Guttapercha, Butadienkautschuk und Mischungen von wenigstens zwei der genannten Kautschuke und/oder - als Polyol ein Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyesterpolyol, Polyetherpolyol, Polycarbonatpolyol, Copolyol und eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Polyole verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Härter ein Diol und/oder Amin, vorzugsweise ein Diol und ein Amin, verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mischeinrichtung eine Mischkammer und/oder ein Mischkopf einer Beschichtungsanlage für Walzen, insbesondere Papierwalzen, verwendet wird.
  11. Polyurethan, hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Polyurethan nach Anspruch 11, weiter gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale des kennzeichnenden Teils wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 9.
  13. Verfahren zum Beschichten einer Walze mit Polyurethan, aufweisend die folgenden Schritte: - Herstellen eines Polyurethans nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und - In-Kontakt-Bringen des Polyurethans mit der Oberfläche einer Walze unter Bildung einer Walzenbeschichtung.
  14. Walze, beschichtet mit einem Polyurethan nach Anspruch 11 oder 12.
  15. Verwendung eines Polyurethans nach Anspruch 11 oder 12 zur Beschichtung von Walzen, insbesondere Papierwalzen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4159917A1 (de) * 2021-09-30 2023-04-05 Valmet Technologies Oy Gurtband

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3012125A1 (de) * 1980-03-28 1981-10-15 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung wasserdichter formkoerper aus zelligen polyurethan-elastomeren
DE102013217661A1 (de) * 2013-09-04 2015-03-05 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Blends aus thermoplastischen polyurethanen und kautschuken und verfahren zu ihrer herstellung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3012125A1 (de) * 1980-03-28 1981-10-15 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung wasserdichter formkoerper aus zelligen polyurethan-elastomeren
DE102013217661A1 (de) * 2013-09-04 2015-03-05 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Blends aus thermoplastischen polyurethanen und kautschuken und verfahren zu ihrer herstellung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN EN ISO 11909
DIN EN ISO 3219

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4159917A1 (de) * 2021-09-30 2023-04-05 Valmet Technologies Oy Gurtband
JP7429745B2 (ja) 2021-09-30 2024-02-08 バルメット テクノロジーズ オサケユキチュア ベルト

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