DE1131398B

DE1131398B - Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen vernetzten, Urethangruppen aufweisenden Kunststoffen

Info

Publication number: DE1131398B
Application number: DEF32760A
Authority: DE
Inventors: Dr Erwin Mueller; Dr Wilhelm Kallert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1960-12-15
Filing date: 1960-12-15
Publication date: 1962-06-14
Also published as: BE611425A; US3248454A; GB935606A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

F32760IVd/39b

ANMELDETAG: 15. DEZEMBER 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 14. JUNI 1962

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen vernetzten, Urethangruppen aufweisenden Kunststoffen aus a) einem freie Hydroxyl- und/oder Aminogruppen aufweisenden lagerfähigen Reaktionsprodukt aus einer Polyhydroxylverbindung mit einem Molekulargewicht über 1000, einer Verbindung mit zwei reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht unter 500 und einem Unterschuß an organischem Diisocyanat mit b) einem Überschuß an weiterem PoIyisocyanat unter Formgebung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das lagerfähige Reaktionsprodukt a) gleichzeitig mit einem Polyisocyanat unter Zugabe einer organischen Verbindung mit mindestens zwei aliphatisch gebundenen Hydroxyl- und/oder Aminogruppen und einem Molekulargewicht unter 500 unter Wärmezufuhr umgesetzt wird, wobei die Polyisocyanatmenge sich im Überschuß über die sich für die Summe der Hydroxyl- und Aminogruppen des Reaktionsproduktes a) und der organischen Verbindung mit einem Molekulargewicht unter 500 berechnenden Menge befindet. Als organische Verbindungen mit mindestens zwei aliphatisch gebundenen Hydroxyl- und/oder Aminogruppen werden auch 3,3'-Dihalogen-4,4'-diphenylurethan erwähnt.

In Erweiterung dieser Erfindung wurde nunmehr gefunden, daß man als 3,3'-Dihalogen-4,4'-diphenylurethan zusammen mit dem Polyisocyanat unter b) mit Vorteil ein Diamin der allgemeinen Formel

H₂N-

R'

-CH₂

NH, Verfahren zur Herstellung

von hochmolekularen vernetzten,

Urethangruppen aufweisenden Kunststoffen

Zusatz zum Patent 1 071 949

R'

in der R = Alkylrest und R' = Halogenatom bedeutet, verwenden kann.

Geeignete Diamine für das vorliegende Verfahren sind aus 2 Mol des entsprechenden Monoamine durch Kondensation mit 1 Mol Formaldehyd zugänglich. Genannt seien das 4,4'-Diamino-3,3'-dimethyl-5,5'-dichlordiphenylmethan sowie die entsprechenden Bromanalogen und die entsprechenden Äthyl-, Propyl- und Butylderivate.

Die Herstellung der hochmolekularen vernetzten, Urethangruppen aufweisenden Kunststoffe geschieht genau in der gleichen Weise, wie im Hauptpatent angegeben ist. Auch die übrigen Ausgangskomponenten entsprechen denen des Hauptpatentes.

Die Verfahrensprodukte des Hauptpatentes zeichnen sich durch eine bis dahin nicht bekannt gewesene Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

Dr. Erwin Müller, Leverkusen,

und Dr. Wilhelm Kallert, Köln-Stammheim,

sind als Erfinder genannt worden

Kombination von Eigenschaften aus. Sie zeigen bei hohem Elastizitätsmodul und hoher Härte eine beträchtliche Rückprallelastizität und eine relativ hohe Bruchdehnung. Das vorliegende Verfahren bringt bei dem gleichen Bild der Grundeigenschaften eine weitere zahlenmäßige Steigerung dieser Eigenschäften; denn es ist erstmalig, daß nach der Verfahrensweise der Kautschukindustrie ein Produkt erzeugt werden kann, das beispielsweise bei der enorm hohen Shore-Härte D von 70° noch eine Rückprallelastizität über 40 °/o aufweist. Solche Produkte ermöglichen die Entwicklung ganz neuartiger Maschinenbauteile und Konstruktionselemente. Es sei z. B. die Herstellung von stoßdämpfenden und doch sehr hoch belastbaren Lagern genannt. Weiterhin sind Zahnräder für geräuschlosen Lauf, Rollenumkleidungen und Hochdruckschläuche, die als stranggepreßte Profile ohne jede Armierung wirtschaftlich hergestellt werden können, anzuführen.

Beispiel 1
Herstellung des Ausgangsmaterials

100 g eines Polyesters werden mit 5 g 1,4-Butylenglykol bei 70⁰C vermischt. Anschließend werden mit Hilfe eines schnellaufenden Rührers 12,8 g Toluylendiisocyanat eingerührt und die Masse 24 Stunden bei 60⁰C ausreagiert. Man erhält ein zähes, bei etwas erhöhter Temperatur auf einem Mischwalzwerk als

■:-: ■ ■ > 209 609/433

Claims

3 4

glattes Fell umlaufendes Produkt, das unbegrenzt ihrer Hersteilung in Formen eingelegt und ausgehärtet lagerfähig ist. wurde. Nach 3 bzw. 7 Tagen Lagerung dieser Masse 500 g des lagerfähigen Reaktionsproduktes werden bei Raumtemperatur wurden nochmals Prüfkörper erfindungsgemäß auf einem in der Kautschukindustrie durch Aushärten in Formen hergestellt und innerhalb üblichen Mischwalzwerk mit 136 g 4,4'-Diamino- 5 der Fehlergrenzen der angewandten Meßmethoden 3,3'-dimethyl-5,5'-dichlordiphenylmethan innerhalb gleiche physikalische Eigenschaften der Fertigteile von 5 Minuten gleichmäßig vermengt. Anschließend ermittelt. Die Masse füllte die einfachen Formen der werden 144 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat züge- Prüfkörper und auch kompliziertere Formen für techmischt. Der Vorgang dauert 4 Minuten. Durch die nische Artikel, wie z. B. für kleine Lagerbuchsen, Mastifikationswärme nimmt die Masse eine Tem- ίο genauso vollkommen aus wie nach der Herstellung peratur von 55° C an. Sie wird zu einem etwa 7 mm am ersten Tage,
dicken glatten Fell ausgezogen, Rohlinge zum Ein- Ρατρνταν<5ρκττγη·
legen in Preßformen ausgestanzt und in Formen bei '^{A b} ^^{K u CJ:1} ·
140⁰C während 30 Minuten bei einem spezifischen Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Druck von 25 kg/cm² auf die Formoberfläche aus- 15 vernetzten, Urethangruppen aufweisenden Kunstgehärtet. Zur Erreichung optimaler physikalischer stoffen aus a) einem freie Hydroxyl- und/oder Werte wird anschließend noch 12 Stunden in einem Aminogruppen aufweisenden lagerfähigen Reak-Heißluftofen bei HO⁰C nachgetempert. Es werden tionsprodukt aus einer Polyhydroxylverbindung folgende physikalische Werte gemessen: mit einem Molekulargewicht über 1000, einer Zerreißfestigkeit (DIN 53 504) ... 380 kg/cm^{2 20} Verbindung mit zwei reaktionsfähigen Wasserstoff-Bruchdehnung (DIN 53 504) 600 % ^at°^{meQ un} _T ^d _T ^emein Molekulargewicht unter 500

Shore-Härte A 98 ^{u emena} Unterschuß an organischem Dusocyanat

Shore Härte D 65 ¹^* ^) einen¹ Polyisocyanat unter Zugabe eines

RückpraUelastiziiät "(DIN 53 512) " 43 % 3 3'-Dihalogen-4,4'-diaminodiphenylmethans unter

DIN-Abrieb (DIN 53 516) (bezogen ²S Wärmezufuhr und unter Formgebung wobei die

auf eine Naturkautschuk-Reifen- Polyisocyanatmenge sich im Überschuß über die

laufflächen-Mischung = 100) ... 40 mm« ^{slch fur} ^ Summe der Hydroxy - und/oder Amino-

gruppen des Reaktionsproduktes a) und des 3,3'-Dihalogen-4,4'-diaminodiphenylmethans beBeispiel 2 ₃o rechnenden Menge befindet, gemäß Patent 1071949, Ein wie unter Beispiel 1 hergestelltes lagerfähiges dadurch gekennzeichnet, daß man als 3,3'-Di-Reaktionsprodukt wird in ähnlicher Weise wie dort halogen-4,4'-diaminodiphenylmethan zusammen mit 195,8 g 4,4'-Diamino-3,3'-diäthyl-5,5'-dichlordi- mit dem Polyisocyanat unter b) ein Diamin der phenylmethan und anschließend mit 250 g dimerem allgemeinen Formel
2,4-Toluylendiisocyanat vermischt. Man »vulkanisiert« 35 R
wie im Beispiel 1 und erhält ein Produkt mit folgenden 1
physikalischen Eigenschaften: J \ - W

Zerreißfestigkeit (DIN 53 504) ... 280 kg/cm^{2 HaN} ~Λ /~ ^CH2"~^<\ / ^NHa

Bruchdehnung (DIN 53 504) 370% ]

Shore-Härte A 99 ⁴° R' R'

Shore-HärteD . 70 . ...

Rückprallelastizität (DIN 53 512) 41% ™/^et R = Alkylrest und R = Halogenatom

DIN-Abrieb (DIN 53 516) 62 mm² bedeutet, verwendet

Die angeführten physikalischen Werte wurden 45 In Betracht gezogene Druckschriften:

gemessen, nachdem die fertige Masse sofort nach Deutsche Patentschrift Nr. 1 071 949.

© 209 609/433 6.62