DE1212723B

DE1212723B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Urethanvorpolymeren nach dem Schleuderguss-verfahren

Info

Publication number: DE1212723B
Application number: DE1963T0024028
Authority: DE
Inventors: Jay Robert Dempsey; Earl Harry Sorg
Original assignee: Thiokol Corp
Current assignee: ATK Launch Systems LLC
Priority date: 1963-05-03
Filing date: 1963-05-21
Publication date: 1966-03-17
Also published as: FR1365359A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C08g

Deutsche Kl.: 39 b - 22/04

Nummer: 1212723

Aktenzeichen: T 24028IV c/39 b

Anmeldetag: 21. Mai 1963

Auslegetag:· 17. März 1966

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach dem Schleudergußverfahren. Es handelt sich bei der Erfindung um die Verwendung vonflüssigen Urethanvorpolymersysternen für die Herstellung hohler Gegenstände, wie Spielbällen, Puppen, Puppenköpfen, zusammenpreßbaren Spielzeugen, Sporthelmen, Reifen, Behälter oder Protheseteilen, unter Verwendung von Entformungsmitteln, die die Ablösung des geformten Gegenstandes von den Formwänden erleichtern im Gegensatz zu äußeren Entformungsmitteln, die auf die Formwände aufgebracht werden, bevor das zu verformende Material in diese Form gebracht wird.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Formkörpern aus Urethanvorpolymeren mit Isocyanatendgruppen im Schleudergußverfahren ein äußeres Entformungsmittel, wie Wachs, zu verwenden, d. h. auf der Innenseite der Gießform eine Trennschicht aufzubringen. Derartige äußere Entformungsmittel besitzen jedoch den Nachteil, daß sie nach jedem Guß oder wenigstens jeweils nach einigen wenigen Gießvorgängen erneut auf die Innenfläche der Gießform aufgebracht werden müssen, was einen nicht unerheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand bedeutet. Außerdem ist es schwierig, besonders bei Formen mit Vorsprüngen, Hinterschneidungen u. dgl., das Entformungsmittel als zusammenhängenden Film gleichmäßig über der ganzen Innenfläche der Gießform zu verteilen, ohne daß sich an bestimmten Stellen das Entformungsmittel ansammelt und andere Stellen von ihm nicht bedeckt werden. Schließlich haben die bekannten äußeren Entformungsmittel, die auf der Innenseite der Gießform aufgetragen werden, den Nachteil, daß stets Reste dieser Mittel an den entformten Gegenständen anhaften, die meistens, mit HiKe zusätzlicher Arbeitsgänge entfernt werden müssen.

Alle diese bekannten Nachteile bekannter Entformungsmittel für Schleudergußmassen aus Urethanvorpolymeren mit Isocyanatendgruppen werden durch das Verfahren nach der Erfindung beseitigt, das ein sogenanntes inneres Entformungsmittel für Urethanvorpolymere vorsieht.

Das Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Urethanvorpolymeren mit Isocyanatendgruppen nach der Erfindung im Schleuderguß unter Zusatz von Härtungsmitteln und Entformungsmitteln zu den Schleudergußmassen, gegebenenfalls unter Nachheizen der Formkörper, besteht darin, daß die Schleudergußmassen als Entformungsmittel etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile Naturvaseline, Silikone oder Fettsäuren bzw. deren Salze pro 100 Gewichtsteile des NCO-Gruppen enthaltenden Urethanvorpolymeren enthalten, wobei

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus
Urethanvorpolymeren nach dem Schleudergußverfahren

Anmelder:

Thiokol Chemical Corporation,

Bristol, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H.-H. Willrath und Dipl.-Ing. H. Roever,

Patentanwälte, Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Jay Robert Dempsey, Levittown, Pa.;

Earl Harry Sorg, Yardley, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. Mai 1962 (196 926) - -

auf die gesamten aktiven Wasserstoffatome im Vorpolymeren und Härtungsmittel (Vernetzer) etwa das 0,5- bis l,2fache an NCO-Gruppen entfällt.

Die nach der Erfindung herstellbaren Formkörper können auf der Grundlage eines Polyesters, Polyäthers oder eines gemischten Polyester-Polyäthervorpolymeren beruhen. Das Vorpolymere muß einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen (NCO), z. B. von ungefähr

2 bis 25 ⁰J₀, vorzugsweise etwa 3 bis 10 %, aufweisen.
Die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper

können gefüllt oder ungefüllt sein. Die Systeme sollen fließfähig sein, d. h., sie sollen bei 6O⁰C eine Viskosität von ungefähr 500 bis 10 000 cP besitzen. Die ungefüllten Massen enthalten auf 100 Gewichtsteile Vorpolymerbestandteile ausreichende Mengen mindestens eines mehrfach funktionellen Vernetzers, um so ein Verhältnis von freien NCO-Gruppen zu aktiven Wasserstoffatomen in den Massen von ungefähr 0,5 bis 1,2, vorzugsweise etwa 1,05, zu ergeben, und ferner enthalten sie etwa 0,5 bis 5, vorzugsweise etwa

3 Gewichtsteile mindestens eines Zusatzmittels zur Erleichterung der Entformung. Die gefüllten Massen nach der Erfindung enthalten außer den vorstehend genannten Stoffen für die ungefüllten Massen bis zu ungefähr 250, vorzugsweise etwa 100 bis 200 Gewichtsteile mindestens eines Füllstoffes und bis zu ungefähr 100, vorzugsweise etwa 10 bis 100 Gewichtsteile mindestens eines flüssigen Weichmachers auf 100 Gewichtsteile Vorpolymeres in den Massen. Die gefüllten Systeme können also einen NCO-Gehalt von

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3 4

nur etwa 0,05% aufweisen. Das System kann auch systems-führt.-Für-Lagerzwecke können die Bestandeines oder mehrerer Härtebeschleuniger, Oberflächen- teile des Vorpolyrhersystems in jeder Kombination spannungsverminderer und bzw. oder Pigmente oder miteinander verschnitten werden, solange das Härsonstiger Färbemittel aufweisen. tungsmittel oder sonstige aktive Wasserstoffatome

Unter aktiven Wasserstoffatomen ist Wasserstoff 5 aufweisende Verbindungen nicht mit dem freie

in Form reaktionsfähiger Gruppen, wie Hydroxyl- NCO-Gruppen aufweisenden Urethanvorpolymeren

(OH)-Gruppen, primäre Aminogruppen (NH₂), sekun- vermischt werden, bevor das System gehärtet werden

däre Aminogruppen (NH),'Carboxylgruppen (COOH), soll. Etwa 1 Gewichtsprozent des Systems an einem

Merkaptangruppen(SH),Hamstoff-(HN—CO—NH- oder mehreren Pigmenten bekannter Art kann ver-

oder Amid-(HN — CO.— R)-Gruppen, zu verstehen. io wendet werden, um ihm erwünschte Farbeigenschaften

Ein mehrfach fraktioneller Vernetzer ist ein solcher, zu erteilen.

der mehr als eine Gruppe mit aktiven Wasserstoff- Wie schon erwähnt, können flüssige Weichmacher

atomen enthält. mitverwendet werden. Sie werden jedoch nicht im

Unter den mehrfach funktionellen Vernetzen!, die üblichen Sinne benutzt, um die unplastizierten Massen erfindungsgemäß verwendet werden können, um das 15 zu erweichen oder in sonstiger Weise ihre Eigenschaften gewünschte Verhältnis von NCO-Gruppen zu aktiven zu verändern, sondern sie dienen vielmehr nur als Wasserstoffatomen zu erteilen, sind bevorzugt Rizi- Verarbeitungshilfsmittel. Zu den allgemein in der noleylalkohol, Rizinusöl, Trimethylolpropan, Tri- Technik als solche bekannten Weichmachern, die auch isopropanolamin, S^'-Dichlorbenzidin, 4,4'-Me- für die Zwecke der Erfindung verwendet werden thylen-bis-(2-chloranilin), N,N,N',N'-tetrakis-(2-Hy_{r 20} können, gehören Dibutyläther des Diäthylenglykols, droxypropyl)-äthylendiamin, Glycerylmonorizinoleat ■_ chlorierte Biphenyle, Tallölfettsäuren, Polyäthylenoder ein Polyoxypropylenderivat des' Trimethylol- oder Diäthylenglykolbenzoesäureester, Dibutylphthapropans. Unter diesen ist N,N,N',N'-tetrakis-(2-Hy- lat, Tri-2-äthylhexyIphosphat, Triäthylenglykol-didroxypropyl)-äthylendiamin am meisten bevorzugt. 2-äthylhexylsäureester, Di-2-äthylhexyladipinsäure-

Das nach der Erfindung verwendete Urethanvor- 25 ester, Fettsäureester, Kohleteeröle oder aromatische

polymere mit freien NCO-Gruppen kann aus einem Kohlenwasserstoffe.

oder .mehreren flüssigen Urethanester-, -äther oder . Gewünschtenfalls können etwa 5 bis 15 Gewichts-

-ester/ätherpolymeren gebildet sein. Die Vorpolymeren teile eines die Elastizität fördernden Mittels, wie PoIy-

auf Esterbasis werden bevorzugt und hierunter be- sulfidpolymere oder Butadien-Acrylnitril-Mischpoly-

sonders solche aus Estern von a) Äthylenglykol, 30 mere, den Schleudergußmassen zugesetzt werden, um

Propylenglykol und Adipinsäure oder b) Rizinusöl. ihre Biegsamkeitseigenschaften zu verbessern.

Andere Urethanvorpolymere, die verwendet werden Bisher war man der übereinstimmenden Auffassung,

können, sind z. B. Polyätherurethane. daß die Verwendung von Füllstoffen und/oder Weicher-

Eine der bezeichnenden Eigenschaften von flüssigen, machern im allgemeinen die physikalischen Eigenfrei NCO-Gruppen aufweisenden Urethanpolymeren 35 schäften von Urethangußmassen zu einem Grad beist ihre natürliche Neigung zur Haftung an nahezu einträchtigt, daß brauchbare Erzeugnisse nicht mehr jeder Oberfläche, wenn die Polyurethane gehärtet erhalten werden können. Überraschenderweise wurde werden. Obgleich diese Eigenschaft bei manchen Ver- jedoch gemäß Erfindung gefunden, daß, selbst wenn" arbeitungen, z. B, in der Herstellung von Klebstoffen,, die Füllstoffmenge sowie die Menge des Weichmachers ein Vorzug ist, bedeutet sie jedoch bei Gießraaßnahmen 4° in den Vorpolymersystemen bis zu etwa 350 Teile auf die Notwendigkeit zur Verwendung eines Entformungs- 100 Gewichtsteile des Vorpolymeren beträgt, die mittels oder Trennmittels bei den meisten Formarten. daraus hergestellten Gußkörper ebenso gute Wider-

Wie oben erwähnt, können Füllstoffe in Mengen Standsfähigkeit gegen Schnitteinwirkung und ebenso

bis zu ungefähr 250%» bezogen auf das Gewicht des gute Härte besitzen· wie.weichmacher- und füllstoff-

Uiethanvorpolymeren, mitverwendet werden. Der zu 45 freie Formkörper.

verwendende Füllstoff und seine Menge sollen bei . Etwa 0,3 bis 3 bzw. 0,5 Gewichtsteile mindestens

einem gegebenen Ansatz derart gewählt sein,, daß sie eines Mittels zur Herabsetzung der Oberflächen-

die Fließeigenschaften des Systems nicht stören. Dieses spannung auf 100 Gewichtsteile Vorpolymere^ kann

soll eine fließbare Masse sein, die die Forminnenseite ebenfalls verwendet werden. Vorzugsweise besteht ein

unter den angewandten besonderen Arbeitsbedin- 50 solches Mittel zur Herabsetzung der Oberflächen-

gungen leicht überzieht. Der Füllstoff wird in erster spannung aus einem Sojabohnenölalkydharz mit einer

Linie verwendet, um dem Fertigerzeugnis Farbe und relativ großen Menge Fettsäure. Die Verwendung

Tönung zu erteilen, obgleich im Rahmen der Erfin- solcher, die Oberflächenspannungherabsetzender Mittel

dung die verwendete Menge auch dem Gußerzeugnis schaltet die Notwendigkeit zur Entgasung der Massen

eine gewisse Verstärkung und Härteeigenschaften 55 aus oder setzt sie weitgehend herab. Außerdem werden

erteilt. Als Füllstoff wird Calciumcarbonat bevorzugt. ihre Fließeigenschaften verbessert.

Es unterstützt die Erzeugung eines gehärteten Pro- Wenn man die Härtung der Urethanvorpolymeren

duktes von einer so haltbaren und befriedigenden beschleunigen will, können Mengen von etwa 0,02 bis

Farbe, daß der Gußkörper nicht weiter gefärbt oder 0,5 Gewichtsteilen mindestens eines Beschleunigers auf

bedruckt zu werden braucht, um die gewünschte End- 60 100 Gewichtsteile Vorpolymeres verwendet werden,

farbe zu erzielen. Andere Füllstoffe, die in befriedi- Zu den Härtebeschleunigern, die für diesen Zweck ver-

gender Weise gebraucht werden können, sind z. B. wendet werden können, gehören Stannooctoat,

kristalline Kieselsäure, weiche oder harte Tone und [2,2,1]-Diazabicyclooctan, Tetramethylbutandiamin

besonders abriebfestes Ofenschwarz. Diese Füllstoffe oder Dibutylzin-di-2-äthylhexoat.

können allein oder in Kombination miteinander ver- 65 Nach dem Verfahren der Erfindung sollen die

wendet werden und sollen im wesentlichen so weit Formen mit den Gießmassen mit einer Geschwindigkeit

getrocknet, sein, daß ihr Restfeuchtigkeitsgehalt zu von etwa 4 bis 20 Umdrehungen je Minute bei etwa

keiner wesentlichen Verdickung des Vorpolymer- 150 bis 260⁰C etwa 5 bis 60 Minuten lang gedreht

5 6

werden. Niedrigere Härtungstemperaturen erfordern von etwa 30°C erwärmt. In das Gefäß wurde im

längere Rotationsdauer. Die wirksamsten Arbeitsbe- Verlauf von 70 Minuten langsam Rizinusöl in einer

dingungen sind, wie festgestellt wurde, eine Rotations- solchen Menge eingeführt, daß das Gemisch im Gefäß

dauer von etwa 12 Minuten bei-etwa 177° C. Diese etwa 2,5 Isocyanatgruppen je Hydroxylgruppe des

Bedingungen werden bevorzugt, wenn die Formkörper 5 Rizinusöls enthielt. Während dieser Zugabe wurde die

von Hand aus der Form entfernt werden. Die Ge- Temperatur des Gefäßes auf etwa 55°C ansteigen

schwindigkeit der Formdrehung wird weitgehend von gelassen, und nach beendeter Zugabe wurde während

der Viskosität der Gießmasse beherrscht. Die vis- eines Zeitraumes von'30 Minuten auf 85° C erhitzt,

koseren Systeme werden langsamer gedreht als die Dann wurde das Gefäß eine weitere Stunde auf dieser

weniger viskosen Systeme. Größe und bzw. oder Dicke io Temperatur gehalten. Der Inhalt wurde darauf so

des zu formenden Gegenstandes beeinflussen im allge- rasch wie möglich auf 37° C abgekühlt. Auf diese Weise

meinen nicht die erforderliche Härtezeit. Fahrzeug- wurde ein flüssiges Urethanvorpolymeres erzeugt, das

reifen und kleine Gummibälle können nach derselben einen freien Isocyanatgehalt zwischen etwa 10,4 und

Rotationsdauer, d. h. etwa 12 Minuten, erhalten 10,8 %> ^em spezifisches Gewicht von 1,073 und eine

werden. Die einzige wirkliche Beschränkung, die be- 15 Viskosität bei 27° C von 200 Poise aufwies, züglich der Größe der Gegenstände besteht, ergibt

sich aus der aus praktischen bzw. technischen Über- Vorpolymeres 2

legungen zu verwendenden Größe der Form. Ein Kondensationspolymeres mit reaktiven Hy-

Aus praktischen Gründen verwendet man Vorzugs- droxylgruppen wurde hergestellt, indem man ein Reweise für die Dosierung automatische Meßanlagen. 20 aktionsgefäß mit Adipinsäüie, Äthylenglykol und

Die folgende Arbeitsmethode wird für eine unge- Propylenglykol im Molverhältnis von 4,5 : 3,5 :1,5

füllte Urethangießmasse mit etwa 3,0 ± 0,3 % freien beschickte. Die Temperatur der Reaktionsmischung

Isocyanatgehalt und ohne Mittel zur Herabsetzung wurde allmählich auf etwa 217° C angehoben, bis eine

der Oberflächenspannung bevorzugt: Säurezahl von 3 oder weniger erreicht war. Dann

1. Vorerhitzen des NCO-haltigen Urethanvorpoly- ^a5 ^"^ ^der Polyester aus dem Reaktionsgefäß ausgemeren und der anderen vorgesehenen Bestandteile &?^η\_Ύ

der Masse außer dem Härtungsmittel auf etwa Em Urethanvorpolymeres wurde aus diesem PoIy-

82 bis 93° C ^e durch Erhitzen auf ungefähr 100 C unter Zu-

2. Vorerhitzendes Härtungsmittels (auf die gewöhn- &*? ^^es Gemisches 80:20 von 2,4- und 2,6-Tolich vom Hersteller des Härtungsmittels empfoh- 3° mylendusocyanat zum geschmolzenen Polyester herlene Temperatur) gestellt. Die verwendete Menge Toluylendiisocyanat

3. Entgasung des Vorpolymeren bis zu etwa 10 Mi- ^{war so} g^ef\^hJ> ^daß ungefähr 2V₂ freie Isocyanatnuten unter einem Vakuum von 10 mm oder gruppen auf jede freie Hydroxylgruppe des Polyesters weniger kam. Das Gesamtgemisch wurde auf 100 C etwa

4. Innige Durchmischung des Vorpolymeren des 35 1 Stunde lang erhitzt und dann aus dem Gefäß ausge-Härtungsmittels und der anderen Bestandteile. ^traf,ⁿ-^Em Urethanvorpolymeres mit eineni Isocyanat-

5. 5 Minuten oder länger Entgasen unter einem S^e.^{halt von} f™ 3,0 ± 0,3 < >/₀ einem spezifischen GeVakuum von 10 mm oder weniger. ^.^von ψ T* ™ Viskosität bei 82°C von

6. Gießen der entgasten Mischung in eine Form, ^{33 Poise} ™^ά& ^{auf dlese Weise} gewonnen, die auf die gewünschte Temperatur vorgeheizt ist. ⁴⁰ Beispiell

7. Härtung wie erforderlich. τ,·™ j * , j -v . j

8. Nachalterungsdauer von 7 Tagen bei Zimmer- Eme Masse der folgenden Zusammensetzung wurde temperatur ist gewöhnlich erforderlich, um die zubereitet:

günstigsten Eigenschaften zu erhalten. uewichtsteiie

4-5 Vorpolymeres 100

Gefüllte Massen brauchen gewöhnlich nicht entgast Rizinusöl 36 5

zu werden, weil sie relativ kleine Gasmengen enthalten Triisopropanolamin 7',5

oder kleine Gasmengen in diesen Ansätzen gebildet Chloriertes Polyphenol mit 21 % Cl ·■ 22^0

werden. Bei den Herstellungsvorgängen erfolgt die Calciumcarbonat 202

Entgasung gewöhnlich in den großen Voriatsbehältern. 50 Naturvaselin 3

In den Beispielen wurden Bälle unter Verwendung

von Formen von etwa 10 und 18 cm durch Drehguß Diese Masse wurde unter den folgenden Bedingungen

hergestellt. Eine Beschickung von etwa 90 g wurde in unter Verwendung einer Kugelform von etwa 10 cm

den 10-cm-Formen und eine Beschickung von etwa Durchmesser im Drehguß verformt:

400 g in den 18-cm-Formen verwendet. In die Boden- _{55 Gewicht der Beschickung} ... _{90 g}

hohlung der Form wurde em Stift eingesetzt, um einen Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Pfropfen aus Butadienacrylmtrilpolymeren zu halten. Ofentemperatur 232° C Dieser diente als selbstschließendes Absperrventil, Entformungszeit'.'.'.'.'."."'.'.'.'.'. 12 Minuten wenn der Ball anschließend mittels einer Durchstichnadeleinrichtung aufgebläht wurde. Die in diesen 60 ., , . , _ . . . Beispielen verwendeten Massen hatten ein Verhältnis _t ,^Ma» erhielt em Erzeugnis mit im wesentlichen von freien NCO-Gruppen im Vorpolymeren zu folgenden physikalischen Eigenschaften: aktiven Wasserstoffatomen entsprechend etwa 1,05. Härte in Shore 90 A

., , _Λ Reißfestigkeit 32,69 kg/cm²

Vorpolymeres 1 _{65 Dehnung 85}o_/o

Ein mit Glas ausgekleidetes Reaktionsgefäß wurde Einreißfestigkeit 10,7 kg/cm

mit 77 ml eines Gemisches 80:20 von 2,4- und 2,6-To- Rückprall des aufgeblähten

luylendiisocyanat beschickt und auf eine Temperatur Balles 10 %

B eispiel2

• Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

Gewichtsteile

Vorpolymeres aus Polypropylenglykol

und Toluylenisocyanat mit einem

NCO-Gehalt von 21,5 % 100

Rizinusöl (besonders feuchtigkeitsfrei) 170 Naturvaselin 1

Diese Masse wurde unter den folgenden Bedingungen unter Verwendung einer Kugelform von etwa 10 cm Durchmesser im Drehguß verformt:

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Ofentemperatur 232°C

Entformungszeit 12 Minuten

Das erhaltene Erzeugnis besaß im wesentlichen die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Härte in Shore 80 D

Reißfestigkeit 245,02 kg/cm²

Dehnung 110%

Modul bei 100% 3035

Einreißfestigkeit 96,43 kg/cm

Rückprall des geblähten Balles 35%

Beispiel 5

Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

Gewichtsteile

Vorpolymeres 2

Methylen-bis-orthochloranilin 9,4

Naturvaselin 0,5 '

Härte in Shore 90 A

Reißfestigkeit 30,23 kg/cm²

Dehnung 130%

Modul für 100% 330

Einreißfestigkeit 6,25 kg/cm

Rückprall des aufgeblähten Balles 20%

Beispiel 3

Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

Gewichtsteile

Im Beispiel 2 benutztes Vorpolymeres 100 Rizinusöl (besonders feuchtigkeitsfrei) 162,0

Triisopropanolamin 15,5

Zinkstearat 1

Diese Masse wurde unter folgenden Bedingungen unter Verwendung einer Kugelform von etwa 10 cm Durchmesser im Drehguß verformt:

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Ofentemperatur 232⁰C

Entformungszeit 12 Minuten

Man erhielt ein Erzeugnis mit im wesentlichen folgenden physikalischen Eigenschaften:

Härte in Shore 80 A

Reißfestigkeit 21,09 kg/cm²

Dehnung 200%

Modul bei 100% 115

Modul bei 300% 300

Einreißfestigkeit 4,46 kg/cm

Beispiel 4 Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

* Gewichtsteile

Im Beispiel 2 verwendetes Vorpolymeres 100 Rizinusöl (besonders feuchtigkeitsfrei) 85

Triisopropanolamin '. 16

Zinkstearat 1

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit. 5 bis 7 U/min

Ofentemperatur 232° C

Entformungszeit 12 Minuten

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Ofentemperatur 232° C

Entformungszeit 12 Minuten

Das erhaltene Produkt besaß im wesentlichen die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Härte in Shore 80 A

Reißfestigkeit 366,30 kg/cm²

Dehnung 650%

Modul bei 100% 500

Einreißfestigkeit 62,5 kg/cm

Rückprall des aufgeblähten Baues 60%

35

Beispiel 6

Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

Gewichtsteile

Vorpolymeres 2 ,

Dichlorbenzidin 8,8

Naturvaselin 0,5

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Ofentemperatur 232° C

Entformungszeit 12 Minuten

Härte in Shore 85 A

Reißfestigkeit 351,54 kg/cm²

Dehnung 620%

Modul bei 100% 700

Einreißfestigkeit 91,97 kg/cm

Rückprall des aufgeblähten Balles 45%

6o Beispiel7 Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

Gewichtsteile

Flüssiger Polyesterurethankautschuk (Reaktionsprodukt eines Diisocyanate und eines Polyalkylenätherglykolesters mit einem spezifischen Gewicht von

iö

1,06 und einer Viskosität bei 3O⁰C von 14 000 bis 19 000 cP) .....:. -... ; 100

Methylen-bis-orthochloranilin 10

Zinkstearat 1

Diese Masse wurde unter den folgenden Bedingungen unt,er Verwendung einer Kugelform von etwa lOxm Durchmesser im Drehguß verformt:

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Ofentemperatur 232°.C

Entformungszeit ,.........;. 12 ,Minuten

Das erhaltene Erzeugnis besaß im wesentlichen die folgenden physikalischen Eigenschaften: ·

Härte in Shore...; 62 A

Reißfestigkeit ; i ' 95,32 kg/cm² - '■

- Dehnung .¹V.-.. .\':Vi. 530% ■'■■·.'-;

Modul bei 100% .... ί 200

Einreißfestigkeit 25,18 kg/cm

Rückprall des aufgeblähten
Balles _L 40%

• .» ; Beispiels, " ,." ' Λ

Ehre-Masse wurde wie, folgt angesetzt: - . ·;£

'.'.!.. "V- ' ' ' Gawichtsleüe¹'

.Vorpolymeres 2 ...„..........,......... 100

",, 'Triisoprppanoiämin.,.......,.._......' 1,1

Trimethylpropan 2,2

■. Naturvasislia...... ...v...., ....·., 1 '"... .

Diese Masse wurde unter den folgenden Bedingungen unter Verwendung einer Kugelform von etwa 1fr cm Durchmesser im Drehguß verformt: .

. Gewicht der Beschickung ... . 90 g

Drehgeschwindigkeit 5 bis 7 U/min

Ofentemperatiiii >.,-.,->.,.. 232°C

Enlformungszeit 12 Minuten -

Das erhaltene Erzeugnis besaß im wesentlichen die "folgenden physikalischen¹ Eigenschaften:

Härte in Shore 54,4

Reißfestigkeit 3.72,63 kg/cm²

Dehnung 500%

Modul bei 100% 285 ^: .

Einreißfestigkeit 32,14 kg/cm .

Rückprall des geblähten
Balles ,...........:...... 60%

B eispiel 9 . , .

Eine Masse wurde wie folgt angesetzt:

Gewichtsteile

Vorpolymeres 2 .100

N,N,N',N'-tetrakis-(2-Hydroxypropyl)-

äthylendiamin 6,0

Chloriertes Polyphenol mit 42% Cl ... 100 .".-.,-

Calciumcärbonat 200

• Zinkstearat ...: 3 ■ -*

Gewicht der Beschickung ... 90 g

Drehgeschwindigkeit. ....... 5bis7U/min

Ofentemperatur 232° C

'-."■■■ Entformungszeit. .........." 12 ' Minuten

Härte in Shore 64 A

■ ^ί Reißfestigkeit 30,23 kg/cm²

Dehnung. 595%

Modul bei 100% ..,95 . . . , .

; Einreißfestigkeit 8,04kg/cm · , \

Rückprall des geblähten
Balles 70%

-■" Beispiel 10

Biewertung von Oberflächenspannungsverminderern als Zusatz

Ansatz (in Gewichtsteilen)

Vorpolymeres 2

DichlOfbenzidin -.-. _;.

Reines Sojabohnenölalkydharz aus Sojabohnenöl,

einer zweibasischen Säure und einem Polyol.... Alkydharz aus Phthalsäureanhydrid, Polyalkoholen

und ölartigen Fettsäuren

Verarbeitungs- und Härtebedingungen

Temperatur der Mischung in ⁰C ^.

Anzahl von Schaumbrüchen*

Formtemperatur in °C

Rota€oBsdausr-in Minuten /°G ...;.;.—.. .. Nachhärtung bei Zimmertemperatur in Tagen

Physikalische Eigenschaften der Formkörper

Härte in Shore A

Reißfestigkeit in kg/cm² ,

Dehnung in. % .·,

Modul bei 100% ...,;.

Einreißfestigkeit in kg/cm**

100,0	lOOiO,	100,0	100,0	100;0 .
8,8	8,8	8,8 .	.8,8	■Sß
. "—	0,5 '	^J i,b	.' 2,0	3,0
1,05	1,05	1,05	1,05^:	1,05
82	82	82	82	82.
3	1	1	1	1
•:149. h	149	149	149	149
60/149	60/149	60/149	60/149	60/149
; 7	7	7	■J	-.· 7
84	83	84	M ,	84. .!^v
228,85,	170,84	246,43	279,82	241,50
690	615	665	645	635 '■
600	S15	650	650 ,	635
83,04	80,36 ■	- 9i_s97	93,15	94,65

1000 9,0

,82 1

149 60/149

86-389,50

165.: . 96,43

* .Anzahl der Unterbrechungen des Vakuums zwecks Zusammenfaliens des Schaumes während der Entgasung eines ruhfendeajnicht gerühfteii Gemisches aus Vorpolymeren und Zusatzstoffen. -Der Schaum wurde dreimal auf das Volumen ansteigen gelassen, das die Flüssigkeit einnahm, bevor das Vakuum unterbrochen wurde. _ . -... . . .-·-_: -.-.". ' ... .. . -'-. -·;. ." ;,' '.

** Einreißfesfigloeit ermit&ll aus einem Prüfmusterschnitt «lit ejner ASTM-Normform C auf Grund des Erüfverfahrens:rj-.f 24-54 der Ameriöan Society of Testing Materials.

609 538/446

11 12

B e i s p i e 1 11
Bewertung"von Oberflächenspannungsverminderern als Zusatz

Ansatz (in Gewichtsteilen) ■ · ^: .

Vorpolymeres 2 ..'. ;..".

Triisopropänolamih .... ..

Trimethylolpropan Λ

Reines SojabohnenÖlalkydhärz aus Sojabdhnenöl,

einer zweibasischen Säure und einem Polyol

Alkydharz aus Phthalsäureanhydrid, PolyaUcoholen

und ölartigen Fettsäuren

NCO: OH .i:........

Verarbeitungs-und Härtebedingungen' ' ''

Temperatur der Mischung in ⁰C

Anzahl von Schaumbrüchen* .·.. ...

Formtemperatur in' ° G.. ;*: .".

Rotätionsdauer in,Minuten/°O ..

Nachhärtung bei Zimmertemperatur in Tagen

Physikalische Eigenschaften des_ Formgegenstandes, ermittelt an einem Zerreißmuster

Härte in Shore A ■

Reißfestigkeit, in kg/cm²
Dehnung in °/o .........'..

Modul bei 100%· .1 .·..'...:
Einreißfestigkeit in kg/cm**

100,0	100,0	100,0	100,0	100,0
1,1	1,1	i,i ■	1,1	1,1
2,2	2,2		..2,2	■:' M
—	0,5	1,0;	• 2,O¹	/3,0-
l;0S	• 4,05	'■' 1,05	1,05	. 1,05
82 .	82 -	:«2' --'■-.	:~a2··:	■ -«2...-'
' 1	o . -	■- 0	o .	0
149 ,	149 -	149	149	149.
60/149	60/149	60/149	60/149	60/149
7	7		. 7 ■ ■·	-.J-Ψ'- '--
53	45 -	* 46	40	44 -
216,90	127,26	122,33 ■	55,54	128,66
635	620	6ί5 '	' 610	655
;·200	130 :.■-	■il45'- -.	:-ioö '■-	120 · -■
31,25,-	v24,ll	25,89	19,64	19,64

100,0

. 1,1

-■ 0,5

■^T- 1,05

149
-60/149

^j54

136,74

510

25,00

_f* Anzahl der Unterbrechungen des yakuums zwecks Zusammenfallens des Schaumes während der Entgasung eines ruhenden, nicht gerührten Gemisches aus Vorpolymeren und Zusatzstoffen. Der Schaum wurde dreimal auf das Volumen ansteigen ,gelassen, da$ die Flüssigkeit,einnähen,,bevor das Vakuum-unterbrochen wurde. ...^ · .·„ Tq . . ir .

** Einreißfestigkeit ermitteltaus .einem Prüfmusterschnitt mit einer ASTM-Normform C auf Grund des Prüfverfahrens"© 624-54 der American Society oT Testing Materials.

ν r

■-■ /^λ Beispiel-12 -^x ·■■-" "^'-\ Bewertung von Flexibiüsierungsmitteln als Zusatz"

Ansatz (in Gewichtsteilen) ^J "'S- -' ' ^v '- ·

Vorpolymeres 1 .'.:':.'..' .·. Λ ...".... ;:.::

Chloriertes P'olyphenol mit 21 % Cl ....:. τ

Calciumcarbonat

Rizinusöl (besonders feuchtigkeitsfrei) :';. .V

Triisopropanolamin . .-"ΓΧ'.'-Α* :-Λ Α-?:: ?^·Γν·ί*;ΐ;^:;^;ί ' "Butadien-Äcrylnitril-Mischpolymeres Γ'."..........

Flüssiges Polythiodithiolpolymeres mit endständigen b Merkaptangruppen^und einem mittleren :ΜόΒ·ϊ -i.iulargewicht von-500 bis 7OQ ^;.:...,. Λ.:.

Physikalische Eigenschaften des Formgegenstandes, ermittelt äireinem Zerreißmuster -¹·

, Härte in Shore A

*''Reißfestigkeit in kg/cm². ^J. _v.

"'"'■Dehnungin % :t.... .V:': / ':.': V/i.

Modul bei 100.% ...., \

Önreißfestigkeit in.^g/cm . Λ4 Zl. .\... ,·.;:

100,0

-22,0

202,0

36,5

IÖJCT""

·

,-39Ö>>-i
- ..12^0.'.

202,0

36,5

7,5

■ ■ 90· ·-■-■"■

Be-istpiie.1 13. ..

Ansatz (in Gewichtsteilen) ' ■ Vorpolymeres 2

Vo¥polymeres aus ■Äthalatpolyester-Tolupldiiso-ί'ί.feyanat-^VorjiolymBr rait eiriera-NCÖ'-pehält-von |^30% ']<i:Yp^?*'y

Flüssiger PolyesteruretiiankautsdMük des-Beispiels-7 ^"v^ofpolymeres aus Beispiel 1-unter VerwendunjTvoii ί ^^BJE^Sy^ihft^dHso'iyanat'Statt ,TDI init. einem.

Chlorierte Polyphenole mit den angegebenen Chlor-

20

•25

B e i s ρ i e 1 13 (Fortsetzung)

14

Chlorierte Polyphenole mit den angegebenen Chlor-

- ■■ mengen(32%Cl) ....'

; Chlorierte Polyphenole mit den angegebenen Chlor-

■ ; mengen (42% Cl) ...

-: Trimethylolpropan/Triisopropanolamin im Verhältnis 2:1

N,N,N',N'-tetrakis-(2-Hydroxypropyl)-äthylendiamin.....' »,«..;.....

Methylen-bis-orthochloranilin .;.... . ...

Eigenschaften von gehärteten Gußstücken, ermittelt an einem Zerreißmuster nach einer Stunde Härtung bei etwa 150⁰C + 7 Tagen bei Zimmertemperatur

Härte in Shore A

Reißfestigkeit in kg/em^a

Dehnung in %

Modul bei 100%

Modul bei 200%

Modul bei 300%

Einreißtestigkeit in kg/cm

- — ■·: — 1,5

150 -	150	150	■ —"	'":" —" ·
"6 260	10 - 260	■13,2 260	— -	7,5 :■ 200 '-
60 13,01 310 175	70 24,61 103 350	80 33,39 60	72 295,29 530 390	83 59,76 500 330
8,75	6,25	8,57	51,43	27,49

129,01 435 185 295 450

23,22

Beispiel

Ansatz (in Gewichtsteilen)

Nach Beispiel 1 hergestelltes Vorpolymeres

Chloriertes Polyphenol

Calciumcarbonat

Hydratisiertes Aluminiumsilikat

N,N,N',N'-tetrakis-(2-Hydroxypropyl)-äthylendiamin

Eigenschaften des Formproduktes, ermittelt an einem Zerreißmuster nach 30 Minuten Härtung bei etwa 150° C + 7 Tagen bei Zimmertemperatur

Härte in Shore A

Reißfestigkeit in kg/cm²

Dehnung in %

Modul bei 100%

Einreißfestigkeit in kg/cm

100,0
100,0

4,5

53

45,70
250
300

16,07

100,0
100,0

80,0
80,0

4,5

31

41,48
510
100
6,25

100,0

100,0
74,0
74,0

4,5

48

54,84
400
220

16,97

Beispiel

Ansatz (in Gewichtsteilen)

Im Beispiel 1 hergestelltes Vorpolymeres

Dipropylenglykoldibenzoat

Diäthylenglykoldibenzoat

Polypropylenglykoldibenzoat

Diäthylenglykolbenzoat

Calciumcarbonat

N,N,N',N'-tetrakis-(2-Hydroxypropyl)-äthylendiamin

Physikalische Eigenschaften des Formproduktes, ermittelt an einem Zerreißmuster nach 30 Minuten Härtung bei etwa 15O⁰C + 7 Tagen bei Zimmertemperatur

Härte in Shore A

Reißfestigkeit in kg/cm^a

Dehnung in %

Modul bei 100%

Einreißfestigkeit in kg/cm

100,0	400,0	100,0	100,0
100,0	—	—	—.
—	100,0	—	—
—	—	100,0	—
—	—	—	loo'o
200,0	200,0	200,0	200,0
6,0	6,0	6,0	6,0
45	45	44	48
14,41	40,78	41,48	26,72
380	110	105	435
120	130	130	125
4,30	4,30	4,30	3,91

100,0

200,0

30,94 565 95 3,52

Claims

Patentansprüche* " "'"

1. Verfahren zur Herstellung von Förmkörpern aus Urethanvorpolymerenmitlsocyanatendgruppen im Schleuderguß unter Zusatz von Härtüngsmittelil und Entformungsmitteln zu den Schleudergußmassen, -gegebenenfalls unter Nachheizen der Formkörper, da durchgekennzeichnet, daß die Schleudergußmassen als Entformungsmittel etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile Naturvaseline, Silikone oder Fettsäuren bzw. deren Salze pro 100 Gewichtsteile des NCO-Gruppen enthaltenden UrethanvoTpolymeren enthalten, wobei^;: auf die

io

16

gesamten aktiven Wasserstoffatome im Vorpolymeren und Härtungsmittel (Vernetzer) etwa das Ό,5- bis 1,2-fache an NCO-Gruppen entfällt/ '
.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudergußmasse bis »zu. etwa 100 Gewichtsteile mindestens eines flüssigen Weichmachera äuf.,100 Gewichtsteile des .NCÖ-modifizierten Urethanvorpolymeren enthält. ..-. ·.■

. In Betracht gezogene Druckschriften: .
Deutsche Patentschrift Nr. 838 826; ·:.
»Kunststoffe«, 42,1952, Heft 10, S. 303 bis.310.

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