DE1020788B

DE1020788B - Verfahren zur Herstellung biegsamer, rissfreier Zellkoerper

Info

Publication number: DE1020788B
Application number: DEG18539A
Authority: DE
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1955-06-22
Filing date: 1955-12-07
Publication date: 1957-12-12
Also published as: LU34008A1; FR1135591A; GB797299A; BE548913A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung biegsamer, rißfreier Zellkörper aus flüssigen Reaktionsgemischen, die Polyisocyanate enthalten.

Es ist bekannt, biegsame, elastische Zellkörper durch Umsetzung von flüssigen Reaktionsgemischen aus Polyisocyanaten, Wasser und reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltenden Polykondensationsprodukten herzustellen. Als Polykondensationsprodukte kann man zu diesem Zweck z. B. Polyester, Polyesteramide, PoIyalkylenätherglykole oder Gemische derselben verwenden, die vorzugsweise Molekulargewichte von 1000 bis 5000, Säurezahlen nicht über 5 und Hydroxylzahlen von 20 bis 110 besitzen. Die besten Ergebnisse erzielt man mit Polyestern, deren Säurezahl nicht über 2, deren Hydroxylzahl ungefähr 60 und deren mittleres Molekulargewicht etwa 2000 beträgt. Das Polyisocyanat oder Polyisocyanatgemisch soll bei Zimmertemperatur flüssig sein. Es bewirkt in bekannter Weise die Kettenverlängerung des Polykondensationsproduktes und die Vernetzung der Molekülketten und reagiert außerdem mit dem in dem Reaktionsgemisch enthaltenen Wasser unter Bildung von Kohlendioxyd, welches das flüssige Reaktionsgemisch zu einem Schaum auftreibt. Die Menge an Polyisocyanat muß daher ausreichen, um diese Aufgaben zu erfüllen, und beträgt vorzugsweise 2 bis 8 Isocyanatäquivalente je Mol des Polykondensationsproduktes. Die besten Ergebnisse erzielt man mit etwa 3 Mol Diisocyanat je Mol des Polykondensationsproduktes. Außerdem kann man noch Pigmente, Füllmittel, farbgebende Stoffe, Oxydationsverzögerer und Katalysatoren zusetzen.

Bei der Erzeugung biegsamer Zellkörper aus den oben beschriebenen Reaktionsgemischen hat es sich herausgestellt, daß Risse in den Zellkörpern auftreten, wenn man das Reaktionsgemisch zur Herstellung verhältnismäßig großer Gegenstände verwendet. Die Ursache für diese Rißbildung ist unbekannt.

Erfindungsgemäß wird nunmehr ein Verfahren vorgeschlagen, nach welchem man aus Reaktionsgemischen, die aus einem reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltenden Polykondensationsprodukt, Polyisocyanat und Wasser bestehen, biegsame elastische Zellkörper von gleichmäßiger und hochwertiger Beschaffenheit herstellen kann, die keine Risse aufweisen.

Dies erreicht man durch Zusatz einer nichtionisierten, oberflächenaktiven, als Netzmittel bekannten Verbindung zu dem flüssigen Polyisocyanat, bevor das letztere der Reaktionsmischung zugesetzt wird. Erfindungsgemäß muß mindestens ein Teil der Gesamtmenge des oberflächenaktiven Mittels zu dem Polyisocyanat zugesetzt werden, solange das letztere noch nicht mit den anderen Bestandteilen gemischt ist. Der Zusatz der Gesamtmenge des anzuwendenden oberflächenaktiven Mittels zu dem Polykondensationsprodukt oder zu dem fertigen Reaktionsgemisch aus Polykondensationsprodukt, PoIy-Verfahren zur Herstellung
biegsamer, rißfreier Zellkörper

Anmelder:

The Goodyear Tire & Rubber Company,
Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Juni 1655

isocyanat und Wasser führt nicht zur Vermeidung der Rißbildung. Man kann jedoch erfindungsgemäß die Rißbildung vermeiden, wenn man einen Teil des oberflächenaktiven Mittels dem Polyisocyanat und einen Teil den anderen Bestandteilen zusetzt. Die Menge des anzuwendenden oberflächenaktiven Mittels kann zwischen 0,3 und 5 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des Polykondensationsproduktes schwanken. Diese Mengenverhältnisse haben sich als wirksam für die Zwecke der Erfindung erwiesen. Die besten Ergebnisse erzielt man mit ungefähr 1 Gewichtsteil des oberflächenaktiven Mittels auf 100 Gewichtsteile des Polykondensationsproduktes. Allgemein fällt die Porengröße des Zellkörpers desto kleiner aus, je mehr oberflächenaktives Mittel man zusetzt.

Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von Zellkörpern aus Polyisocyanaten und reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltenden Polykondensationsprodukten Emulgatoren zuzusetzen, über deren Natur jedoch nichts bekannt ist. Diese sollen lediglich zur besseren Verteilung der verhältnismäßig kleinen Wasser- und Beschleunigermenge in dem Reaktionsgemisch dienen und werden zu diesem Zweck dem Wasser beigegeben. Hierdurch wird aber, wie nachstehend gezeigt wird, selbst wenn man als Emulgatoren nichtionisierte Netzmittel verwendet, die Bildung von Hohlräumen und Rissen in den Zellkörpern nicht vermieden.

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Ferner hat man vorgeschlagen, bei der Herstellung von Zellkörpern aus Alkydharzen, Diisocyanaten und Wasser dem Reaktionsgemisch gewisse Metallsalzhydrate oder Metallseifenpulver zuzusetzen, um ein Erzeugnis von geringer Dichte zu erhalten. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um andersartige Kunstharze handelt, haben derartige Zusätze auch weder den Zweck noch die Wirkung, völlig rißfreie Zellkörper zu liefern.

Die folgenden Beispiele, in denen, soweit nichts anderes angegeben ist, die Teile sich auf Gewichtsmengen be- ίο ziehen, dienen zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

100 Teile eines aus Diäthylenglykol und Adipinsäure hergestellten Polyesters mit einer Hydroxylzahl von 59,9 und einer Säurezahl von 0,8 wurden mit 2,7 Teilen Wasser und 1,0 Teil N-Methylmorpholin gemischt. Diese Stoffe wurden durch rasches Rühren gründlich miteinander vermischt. 1 Teil eines polyoxyäthylierten pflanzlichen Öles wurde als oberflächenaktives Mittel gründlich mit 35 Teilen eines Gemisches von etwa 80 Gewichtsprozent 2,4-Toluylendiisocyanat und 20 Gewichtsprozent 2,6-Toluylendiisocyanat gemischt. Dann wurde die Polyesterlösung mit der Polyisocyanatlösung gründlich durchmischt. Sobald die Schaumbildung begann, wurde die Mischung in eine Form gegossen, wo sie bis zum Ende der Auftreibung belassen wurde. Der Zellkörper wurde 30 Minuten bei 71° vulkanisiert und dann durchgeschnitten, wobei sich herausstellte, daß er einen Querschnitt von gleichmäßiger Zellstruktur besaß, in dem keine Hohlräume oder Risse bemerkbar waren.

Beispiel 2

100 Teile eines aus Diäthylenglykol und Adipinsäure hergestellten Polyesters mit einer Hydroxylzahl von 59,9 und einer Säurezahl von 0,8 wurden mit 2,7 Teilen Wasser, 1,0 Teil N-Methylmorpholin und 0,5 Teilen eines polyoxyäthylierten pflanzlichen Öles gemischt. Diese Stoffe wurden durch rasches Rühren gründlich miteinander vermischt. 0,5 Teile eines polyoxyäthylierten pflanzlichen Öles wurden mit 35 Teilen eines Gemisches von etwa 80 Gewichtsprozent 2,4-Toluylendiisocyanat und 20 Gewichtsprozent 2,6-Toluylendiisocyanat gründlich gemischt, sodann wurden die Polyesterlösung und die Polyisocyanatlösung gründlich miteinander gemischt. Sobald die Schaumbildung begann, wurde die Mischung in eine Form gegossen, wo sie bis zur Beendigung der Auftreibung belassen wurde. Der Zellkörper wurde 30 Minuten bei 71° vulkanisiert und dann durchschnitten, wobei er einen Querschnitt von gleichmäßiger Zellstruktur ohne Hohlräume und Risse aufwies.

Setzt man die Gesamtmenge des oberflächenaktiven Mittels zu der Mischung von Polyester, Wasser und Katalysator, jedoch kein oberflächenaktives Mittel zu dem Polyisocyanat zu, so weist der Zellkörper nach dem Vulkanisieren beim Zerschneiden einen Querschnitt mit langen Hohlräumen und Rissen auf.

Außer dem in Beispiel 1 und 2 verwendeten polyoxyäthylierten pflanzlichen Öl haben sich im Rahmen der Erfindung als weitere nichtiornsierte oberflächenaktive Stoffe Alkylarylpolyäthylenglykoläther, Polyoxyäthylenlauryläther, Polyäthylenglykolmonorizinoleat, alkylierte Arylpolyätheralkohole, Sorbitmonolaurat, Sorbitmonooleat und Polyoxyäthylensorbitmonolaurat als wirksam erwiesen. Zum Unterschied von den nichtionisierten oberflächenaktiven Stoffen haben sich die anionischen oberflächenaktiven Stoffe für die Zwecke der Erfindung als unbrauchbar erwiesen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung biegsamer, rißfreier Zellkörper durch Umsetzung von flüssigen Reaktionsgemischen aus Polyisocyanat, Wasser und einem reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltenden PoIykondensationsprodukt mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 bis 5000 und einer Säurezahl nicht über 5 in Gegenwart von Emulgatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus PoIykondensationsprodukt und Wasser mit dem flüssigen, eine nichtionisierte, oberflächenaktive, als Netzmittel bekannte Verbindung enthaltenden Polyisocyanat umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltendes Polykondensationsprodukt einen Polyester verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssiges Polyisocyanat Toluylendiisocyanat verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als oberflächenaktive Verbindung 1 Gewichtsteil eines polyoxyäthylierten pflanzlichen Öles je 100 Gewichtsteile des Polykondensationsprodxiktes in dem flüssigen Polyisocyanat verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Xr. 929 507, 901 471 ;
USA.-Patentschriften Nr. 2 577 280, 2 577279.

Entgegengehaltene ältere Rechte:
Deutsches Patent Nr. 960855.