DE1596959A1 - Verbundglasgegenstand - Google Patents
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Description
Dr. Walter Beil
Alfred Hoeppener
Alfred Hoeppener
Dr.Hans Joadiim Wolff 22. Feb. 1968
Dr. Hans Chr. BeÜ
Rechtsanwälte
Frankfurt a. M.-Höchst
Unsere Nr. 12 455
Dr. Expl.
Pittsburgh Plate Glass Company Pittsburgh Pa., V.St.A.
Verbundglasgegenstand
Die vorliegende Erfindung betrifft Gegenstände aus Verbundglas und insbesondere ein Verbundsicherheitsglas, dessen Zwischenschicht
aus einer Polyurethanmasse besteht, die ein Reaktions— produkt eines Poly-(oxypolymethylen)-glycols enthält.
Verbundglasgegenstände finden weitverbreitet Verwendung insbesondere für Glasteile von Automobilen, Flugzeugen und dergleichen«
Ein gebräuchlicher Ausdruck für Verbundglas das für derartige Zwecke Verwendung findet ist "Sicherheitsglas". Sicher-,
ixeitsglas ist eiu libereinandergeachichtetes Glaa, in dem eine
"Zwischenschicht zwei oder mehrere Glasscheiben verbindet, wobei Zwischenschicht und Glasscheibe so fest aneinanderheften,
das ξ beim -Bruch des Glases die Splitter an der Zwischenschicht
festkleben und dadurch nur zu einem geringen Teil verstreut werden«
8AD0RIG.NAL
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Damit diese harzartige Zwischenschicht diese Aufgabe wirksam erfüllen kann, muss sie eine Anzahl von Eigenschaften besitzen:
1) aie muss selbst die Fähigkeit haben, eine starke Schlagener—
gie aufzufangen, so dass sie einem harten Aufprall eines sich bewegenden Objektes widerstehen kannj hohe Zugfestigkeit und
starke dehnung sind die Massgrössen für diese Eigenschaft;
2) sie muss gute Scher- und Zerreissfestigkeit besitzen, um ein Zerreissen durch das zerbrochene Glas selbst zu verhindern!
3) sie muss eine gute Haftung am Glas selbst haben, um zu verhindern,
dass irgendwelche Glassplitter wegfliegen und jemanden in der Nähe verletzen, d.h. der Glas-Harz-Schichtstoff sollte
in einem Stück zusammenbleiben, nachdem das Glas zerbrochen ist}
4) sie muss eine gute und bleibende optische Transparenz haben
und 5) sie muss eine gute Witterungsbeständigkeit aufweisen, so dass sie ihre Punktion selbst nach langjähriger Verwendung voll
erfüllt.
Vor I929 besass Sicherheitsglas allgemein eine schlechte Qualität,
besonders bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, da keine
dieser harzartigen Massen, die bis zu dieser Zeit als Zwischenschichten verwendet wurden, bei derartigen Temperaturen ihre
Elastizität und Haftung am Glas behielten. Die häufigsten Zusammensetzungen
für die Zwischenschicht, die zu dieser -^eit verwendet
wurden, waren z.B. Acrylate, Zelluloseacetat, Cellulosenitrat und Gelatine. Ausaerdem wurde die Haftung zwischen der
Harezwischenschicht und den Glasscheiben im !»auf der Zeit schwächer.
Schlieaslich wurden von der Sicherheitsglasindustrie Autoklaven für die Übereinanderschichtung des Sicherheitsglases
verwendet, und es wurde eine Haftung erzielt, die für die Industrie und die Verbraucher annehmbar war» Λeitere Verbesserungen
bei der Verwendung der Autoklaven, zäB, das "Gummißackverfahren11
und das mit Vorpressen im Autoklaven arbeitende Verfahren, wurdw
später entwickelt, um die Schwierigkeiten der schlachten Bindung am ttand zu beseitigen« Es wurde gefundsau das« ein weich- '
gemachtes Vinylalkoholpciymer?*», d-HB ceilweise mit Butyraldehyd
umgesetzt worcUn *ar (TJ3A«-?stantBcLri ft 2 120 628), bei niedrigen
Temperaturen nicht mehr spröde war, so dass ein annehmbares
BADORIG.NAL
Sicherheitsglas entwickelt werden konnte, das bei niedrigen 'Temperaturen, besonders bei Verwendung in Automobilen im Winter
brauchbar war»
Der Polyvinylalkohol, der teilweise mit Butyraldehyd umgesetzt
7/arde (Polyvinylbutyral), ist zwar in vieler Hinsicht für die
Verwendung als Zwischenschicht für Sicherheitsglas ausgezeichnet geeignet, er muss jedoch in Form'von Folien verwendet und
aiischliessend mit den Glasscheiben bei hohen Temperaturen
(115,6° bis 148,90C) und bei Drücken zwischen 10,55 und 14-,Ü6
kg/cm verbunden werden. Infolge solcher durch das Verfahren
verursachten Einschränkungen sowie der Kosten des auf diese V/eise hergestellten SicherhsLtsglases wurde Sicherheitsverbundglas nicht überall dort verwendet wo es geeignet gewesen wäre. £<
Beispielsweise gibt es architektonische Anwendungsmöglichkeiten für ä'.vlsehenschichten mit vielen verschiedenen Farben für Glasbauteile,
deren Abmess3ungen so sind, dass die Ausgangsstoffe nicht ohne weiteres in Form von Folien verwendet werden können.
fiele der vorgenannten Einschränkungen und Nachteile können
durch die Verwendung von Zwischenschichten beseitigt werden, die gegossen werden, und durch Herstellung von Verbundglas bei
dem derartige Stoffe zwischen die Glasschichten gegossen werden· Beispielsweise können Verbundgläser mit einer gegossenen und an
Ort und Stelle gehärteten Zwischenschicht nach einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden, da die Härtung erfolgen
kann, während sich die Einheit durch einen Tunnelofen bewegt, wodurch der als Engpass bei üblichen Verbundglasherstellungsver—
fahren anzusehende Autoklav fortfällt· Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass man durch Giessen der Zwiscimschicht einen innigen St
Kontakt und eine gleichmässige Haftung auf der gesamten Beruh—
rungsflache zwischen der Zwischenschicht und dem Glas erzielt,
unbeachtet jeglicher Fehler, die die Glasoberfläche enthalten
kann· Bs k,ann sogar Verbundsicherheitsglas hergestellt werden,
bei dem die Glasteile absichtlich in nicht-parallelen Stellungen
angeordnet sind. Darüberhinaus würden durch gegossene und an Ort und Stelle gehärtete Zwischenschichten die gegenwärtig er-
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forderlichen Arbeitsgänge entfallen:
1) Waschen und Trocknen der Polyvinylbutyralfolienj
2) Zuschneiden der Polyvinylbutyralfolien und
3) Abwaschen des Autoklavenöls von dem fertigen Verbundglas.
Viele Harze wurden für an ürt und Stelle zu giessende ^wischenschi"xitt?n
ausprobiert, bisher wurde jedoch kein Harz gefunden, das allen -'Ci.genannten Erfordernissen entspricht, die für die
Herstellung eines brauchbaren und annehmbaren Sicherheitsglases
massgebend sind. Beispielsweise besassen alle verwendeten
Polyurethane die Nachteile bei niedrigen Temperaturen spröde zu sein und/oder undurchsichtig oder schlecht bearbeitbar zu
sein. Verbesserungen wie z.B. die Verwendung teilweise acetylierter
Rhizinusöle bei der Herstellung eines Polyurethans, konn»
ten die Sprodigkeit bei niedrigen Temperaturen nicht beseitigen«
Es wurde nun gefunden, dass eine gewisse spezifische Polyurethan»
zusammensetzung mit Erfolg für gegossene und an Ort und Stelle gehärtete Sicherheitsglaszwischenschichten verwendet werden kann
und dass das dieses Zwischensichtmaterial enthaltende Sicherheitsglas den hohen Anforderungen entspricht, die für technisch
verwendbares Sicherheitsglas massgebend sind. In vielen Eigenschaften übertrifft es weitgehend das Sicherheitsglas, das mit
Polyvinylbutyralzwischenschichten hergestellt ist·
Die besondere Polyurethansorte, die als erfindungsgemässe harzartige
^wischenschichtmasse verwendet wird, wird aus einem Poly— (oxypolymethylen)-glycol hergestellt, in dem das Glycol Oxypolymethylengruppen
enthält, bei denen eine lineare Kette mit etwa 3 bis 6 Kohlenstoffatomen jedes benachbarte Paar von Sauerstoffatomen
trennt.
Typische Poly-(oxypolymethylen)-glycöle werden durch folgende
allgemeine Formel dargestellt:
- m BAD ORIGINAL
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in der η 3 bis 6 "bedeutet und m beträchtlich verändert werden
kann, z.B. von 2 bis 30 oder höher, vorzugsweise zwischen etwa 6 und etwa 20 liegt. Hierzu gehören die bevorzugten Poly(oxytetramethylen)~glycole
sowie die Poly(oxytrimethylen)—glycole, die ebenfalls vorteilhafterweise verwendet werden, und die
Poly«(oxypentamethylen)-"glycole und Poly—(oxyhexamethylen)_
glycole« Andere Poly~(oxypolymethylen)~glycole, die nicht in den Rahmen der obigen Porael fallen, lassen sich ebenfalls verwenden,
sind jedoch weniger erwünscht« Hierzu gehören z.B. ^erbindungen
mit verzweigter Kohlenstoffkette·
Das i'uolekulargewicht des Poly~(oxypolymethylen)«glycols sollte
zwischen etwa 400 und etwa 3500 liegen. Der bevorzugte Molekular» gewichtsbereich schwankt etwas in Abhängigkeit von dem verwendeten
Härtungsmittelβ Wenn beispielsweise ein Polyol zur Härtung
des Systems (zusammen mit einem Überschuss an Polyisocyanat) verwendet wird, hat das Poly—(oxypolymethylen)— glycol vorzugsweise
ein Molekulargewicht zwischen etwa 500 und etwa 2000» und wenn ein Härtungssystem angewendet wird, das ein Polyol mit
3 oder mehr Hydroxylgruppen und ein Diol enthält, liegt der bevorzugte .Bereich zwischen etwa 500 und etwa 1800* Bei Polyamin—
Härtungssystemen liegt das Molekulargewicht gewöhnlich zwischen etwa 500 und etwa 3000. Es können zwar auch andere Stoffe aussei··
halb dieser Bereiche verwendet werden, und die aus ihnen hergestellten
Zwischenschichten haben gute optische Transparenz und gute Haftung am Glas. Das mit ihnen hergestellte Sicherheitsglas
ist jedoch weniger zufriedenstellend, das ea dazu neigt, eine schlechtere Absorption von Schlagenergie entweder bei hohen
oder niedrigen Temperaturen zu besitzen0 Wenn beispielsweise
das Poly-(oxypolymethylen)-glycol ein Molekulargewicht unterhalb der obigen .Bereiche hat, können die harzartigen Massen
bei niedrigen -Temperaturen zu spröde werden, und wenn das PoIy-(axy
polyethylen)glycol ein höheres Molekulargewicht oberhalb
£ies vorgenannten üereiches hat, besteht die Imeigung, dass die
L>"-il:-i'.:h<-jü3chlcihb nicht genügend Starrheit oei hohen Temperaturen
HLifivei^b, so dasa eine verringerte Schlagfestigkeit erhalten
BAD OFUܻNAL
■ t:* a ι f; / o 21 a
Die harzartigen erfindungsgemessen Massen werden durch Umsetzung
eines organischen Polyisooyanats und eines vorstehend definierten Poly~("oxypolymethylen)«glycols sowie eines Härtungsmittels
hergestellt, das mindestens etwa 2 aktive Wasserstoffatome pro
liolekül enthält (der Ausdruck "aktiver Wasserstoff bezieht
sich dabei auf aktive Wasserstoffatome, wie sie nach dem Zerewitinoff-Verfahren
bestimmt werden, das heisst, die sich mit dem Zerewitinoff-Reagens umsetzen)«
Zu den organischen Polyisocyanaten, die verwendet werden können, gehören die verschiedenen organischen Verbindungen, die zwei
oder mehr Isocyaaatgruppen enthalten, oder Gemische dieser Verbindungen,
einschliesslich aromatischer, aliphatischer und cycloaliphatischer Diisocyanate und Triisocyanate sowie Kombinationen
dieser Typen. Typische Verbindungen sind z.B. 2,4-Toluol«
diisocyanat, m-Phenylen-diisooyanat, 4~Chlor-l,3~phenylen~diisocyanat,
4,4-Diphenylen-diisocyanat, 3f3'-Dimethyl-4,4l-diphenylendiisocyanat,
1,5-Iiaphthylen-diisocyanat, 1,4-Tetramethylendiieocyanat,
1,6-Hexamethylen-diisocyanat, 1,10-Decamethylendiisocyanat,
1,4-Cyclohexylen-diisocyenat, 4,4'-Jiethylen-bis-(eyclohexyl-isocyanat),
!,iJ'Tetrahydronaphthylen-diieocyanat,
p~Xylylen~diisocyanat, Durendiisocyanat und 1,2,4-Benzol-triisoe;
cyanat. Arylendiisocyanate, d.h. solche, bei denen jede der beiden Isocyanatgruppen direkt an einen aromatischen Hing gebunden
sind, werden bevorzugt. Die sterisch behinderten Typen, z.B. 3,5-Diäthyl-methylen-bis-(4~phenylen-isocyanat) und ο,ο·-Diäthyl-para-benzol-diisocyanat,
bei denen die zwei Isocyanatgruppen eine sehr unterschiedliche Reaktionsfähigkeit besitzen, sind
ebenfalls von Interesse. Die Diisocyanate können andere Substituenten enthalten, die sich mit den Isocyanatgruppen nicht umsetzen.
Im Falle der aromatischen Verbindungen können die Isooyanatgruppen
entweder an dem gleichen Ring oder an verschiedenen Hingen sitzen. Dimere von monomeren Diisocyanaten und Di-(isocyanatoaryl)ureas
wie z.B. M~(3~isccyanato~4-methyl-phenyl)·
urea können ebenfalls verwende'«, "erden.
Normalerweise reicht die verwendete -folyiaocyanatinenge aus,
u;:. "1 :v;ol Polyisocyanat pro Hydr: :<yläquivale.nt de.^ t'olyr-( oxy poly—
i ,„t, , ft <n>
BAD ORIGINAL
methylen)—glycols umzusetzen. Jedoch ist dieses Verhältnis nicht
entscheidend ausser zur Erzielung optimaler Ergebnisse so dass
grössere oder kleinere Mengen verwendet werden können. Grössere Mengen sind in gewissen nachstehend eingehender beschriebenen
!'allen vorzuziehen, während kleinere LIengen lediglich eine weniger
vollständige Verwendung des Glycols in den Polyurethanproaukten
ergeben und eine weichmachende wirkung auf die Zwischenschicht haben können.
Ss wird bevorzugt, das Polyisocyanat und das Poly-(oxypolymethylen)—glycol
in Form eines sogenannten "Vorpolymeren" zu verwenden» bei dem das Polyisocyanat teilweise mit dem Glycol
tinter Bildung eines Adduktes mit endständigen! Isocyanat umgesetzt
wird, das dann gehärtet wird. Aus Toluol-diisocyanat und Pol3^(oxytetramethylen)-glycolen hergestellte Vorpolymeren sind
im Handel erhältlich und wurden bei der Durchführung der Erfindung
ausgiebig verwendet.
Als Härtungaiaittel kann jede organische Verbindung verwendet
werden, die mindestens zwei aktive Wasserstoffatome pro MoIe- !rill enthält^ vorzugsweise liegt das aktive Wasserstoffatom mindestens
zum 1Ieil in Porm von Hydroxylgruppen vor. Zufriedenstellende
Produkte für viele Anwendungsgebiete werdtn mit belie_
bigen derartigen Härtungsmitteln hergestellt, solange daa verwendete
Glycol die "beschriebenen Üxypolymethylengruppen enthält.
Zur Erzielung von Zwischenschichten mit den besten Gesamteigenschaften werden jedoch gewisse Härtungssysteme bevorzugt.
Hierzu gehören?
1) Polyole und insbesondere solche mit mindestens 3 Hydroxylgruppen.
Es ist erwünscht, diese zusammen mit einem Überschuss
an Polyisocyanat über das übliche 1 Mol pro Hydroxyläquivalent des Poly(oxypolymethylenj—glycols zu verwenden.
2) Polyoie mit mindestens 3 Hydroxylgruppen in Verbindung mit einem Diol.
3) Polyamine, die eberfalls mit einem Polyol verwendet werden,
Das als Härtungsmittel in Gegenwart eines Polyisocyanatüberschuases
verwendete Polyol kann ein Mol sein wie Äthylenglycol,
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1,4-Butandiol oder 1,6-Hexandiolj es werden jedoch Polyole bevorzugt,
die 3 oder mehr labile Wasserstoffatome pro Molekül
enthalten und die mit dem Reaktionssystem verträglich sind, d.h. die in der Reaktionsmasse löslich sind. Theoretisch gibt es
keine Begrenzung der Anzahl der Hydroxylgruppen pro Molekül des Polyols· In der Praxis würde jedoch die Grosse des Moleküls
schliesa.l: ..■} die Eigenschaften wie Löslichkeit usw» beeinträchtigen
ω: ι. ;!&her ist die Verwendung grosser Moleküle unerwünscht.
Polyole mit bis zu 8 und sogar 10 Hydroxylgruppen pro Molekül haben aich als verwendungsfähig erwiesen. Beispiele für verwendbare
Polyole sind u.a, ^rimethylolpropan, Trimethylolheptan, Tri·
methyoläthan, Pentaerythrit, Sorbit, Rizinusöl, die Reaktionsprodukte von Allylalkohol mit Styrol, Polyätherpolyolee, Polyesterpolyole,
stickstoffahaltige Polyole (z.B. Reaktionsprodukte von Alkylenoxyden mit Harnstoff oder ähnlichen Verbindungen)
und andere.
Wenn ein Polyol als einziges Härtungsmittel verwendet wird, ist es erwünscht, in dem Reaktionsgemiseh einen Überschuss an PoIyisocyanat
über die Menge zu verwenden, die zur Umsetzung mit dem Glycol zur Bildung eines Vorpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen
erforderlich ist, d.h. einen Überschuss über 1 Mol PoIyisocyanat
pro Hydroxyläquivalent des Glycols zu verwenden. Daher wird bevorzugt, insgesamt mehr als 2 Mol Polyisocyanat pro Mol
Glycol zu verwenden. Vorzugsweise sind insgesamt etwa 4 Mol Poly isocyanat pro Mol Glycol vorhanden, es kann jedoch die doppelte
Menge oder sogar noch mehr verwendet werden. Im allgemeinen treten jedooh Eigenschaften wie eine verringerte Topfzeit und
andere Verarbeitungsschwierigkeiten sowie nicht-optimale Eigenschaften
auf, wenn ein zu grosser Überschuss an Polyisocyanat vorhanden ist.
Die erfindungsgemässen Zwischenschichten können auch vorteilhafterweise hergestellt werden, indem man das Vorpolymere oder
. das Glycol-Polyisocyanat-^emisch mit einem Härtungssystem härtet,
das sowohl ein Polyol mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen als auch ein Diol enthält. Bei derartigen Produkten werden die ver-
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schiedenen Polyole mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen, z.B. die vorerwähnten Polyole zusammen mit irgendwelchen Diolen aua einer
Vielzahl verschiedener Diole verwendet, wie z.B. die Glycole mit
niedrigem Molekulargewicht wie Äthylen, Propylen, Butylen, Pentylen und höhere oder substituierte Alkylendiole und die verschiedenen hydroxylaubstituierten Ary!verbindungen. Besonders
geeignet sind 1,4-Butandiol, 2,2-bis-(4-Hydroxycyclohexyl)-propan
1,5-Pentandiol und 2«^ethyl-2«n-propyl-l,3-propandiol, ;
Bei diesen Härtungssystemen wirkt das Polyol ala Vernetzungsmittel
und das Diol als &ettenverlängerer· Um optimale Ergebnisse
zu erzielen wird das Härtungssystem in solchen Mengen verwendet, dass die Gesamtmenge der labilen Wasaerstoffatome
den freien Isocyanatgruppen des Vorpolymeren stöchiometrisch
etwa äquivalent ist· Im allgemeinen bedeutet dies, dass die Menge innerhalb von 5$ oberhalb der stöchiometrischen Menge und
vorzugsweise innerhalb von 3 $ oberhalb der stöchiometrischen
Menge liegt.
Um optimale Ergebnisse mit dem Poly~(oxypolymethylen)glycolen verschiedener Molekulargewichte zu erzielen, sollten gewies·
Diol/Polyol-Verhältnisse angewendet werden, z.B. werden vorzugsweise
etwa 3,5 Äquivalente Diol für jedes Äquivalent des Polyols mit höheren Molekulargewichten (1250 bis 1800), etwa
6 Äquivalente Diol für jedes Polyol mittlerer Molekulargewichte (650 bis 850) und etwa 9 Äquivalente Diol pro Äquivalent
Polyol mit niedrigem Molekulargewicht (etwa 500 bis etwa 650) verwendet. Es können jedoch im allgemeinen zufriedenstellende
harzartige Zwischenachichtmassen mit Verhältnissen von Diol zu Polyol zwischen etwa 1,5*1 und lOil hergestellt werden.
Es wurde ferner gefunden, dass die physikalischen Eigenschaften
des Produktes in gewissem Ausmass dadurch verändert werden 3cön- \
jien, dass man entweder ein Diol verwendet, daee dem fertigen ■
Polymeren weichmachende Eigenschaften verleiht, oder ein Diol |
verwendet, das dem fertigen Polymeren Starrheit verleiht, wobei <
gradkettiges Poly-(butylenoxyd)-glycol ei» Beispiel für da«
erstere und 2,2-bia-(4~Hydroxyoyclohexyl)-propan ein Bwitpi·I
109018/0211
für das letztere ist» Dadurch kann die Verwendung.von Glyeolen
mit höherem oder niedrigerem Molekulargewicht ala vorstehend
angegeben gerechtfertigt werden.
Eine andere Art von Härtungssystem, das im vorliegenden verwendbar
ist, enthält ein Polyamin, vorzugsweise in Verbindung mit einem Polyol. Es ist zwar möglich, ein Polyamin allein als
Härtungsmittel für Vorpolymeren zu verwenden, die aus Poly-(oxypolymethylen)-glycolen
hergestellt wurden, diese ergeben jedoch nur zusammen mit Glycolen höheren Molekulargewichts
(B.B. 2000 bis 3000) annehmbare Topfzeiten. Durch Zugabe unterschiedlicher
Mengen der verschiedenen Polyole ist es möglich, die Härtungszeit der harzartigen Masse so einzustellen, dass
die Topfzeit verlängert wird und ferner dass niedrig molare Glycole mit guten Ergebnissen verwendet werden.
Es lassen sich Polyamine verwenden, die 2, 3, 4, 5» 6 oder mehr reaktionsfähige Gruppen besitzen. Besonders erwünscht sind aromatische
Diamine wie 4,4'—Methylen—bis—^2-chloranilin), Diaminodiphenylsulfon,
4,4-Diaminobenzophenon und Diallylmelamin. Andere Polyamine, die verwendet werden können, sind die Amino—
triazine wie Melamin und die alkylsubstituierten Melamine, Benzoguanamin, die aliphatischen Polyamine und andere aromatische
Diamine wie ortho-, meta- und para~Phenylendiamin und ρ,ρ'-Methylendianilin·
Irgend eines einer Vielzahl von Polyolen kann zusammen mit dem Polyamin verwendet werden, beispielsweise können die Glycole
mit niedrigerem Molekulargewicht wie Äthylen, Propylen, Butylen^ Pentylen und die höheren Alkylendiole genauso verwendet werden
wie Polypropylenoxydglycol mit einem Molekulargewicht zwischen 250 und 400 und die verschiedenen hydroxylsubstituierten Arylverbindungen»
Besonders geeignet aind 1,4-Butandiol, 1,5-Pentan*·
diol, 2,2«-bis-(4-Hydr oxy cyclohexyl) -propan» Reaktionsprodukte
von Polyolen mit Alkylenoxyden, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan,
Pentaerythrit, Rizinusöl, Reaktionsprodukte von Allylalkohol und Styrol und Trimethylolheptan.
St lit gewöhnlioh erwünscht, dass die labilen Wasserstoffatom«
10ÖIU/021S BADORlGtNAU
des Polyamin—Polyol—Härtungssystems stöchiometrisch mit den
Isocyanatradikalen des Vorpolymeren ausgewogen werden. Es werden jedoch ziemlich gute Eigenschaften erzielt, wenn weniger
als die theoretische Menge ο er labilen Wasseratoffatome vorliegen,
wobei sich wahrscheinlich viele der auf diese Weise gebildeten Harnstoffwasserstoffatome mit den verbleibenden Isocyanatradikaien
umsetzen und Vernetzung verursachen, wodurch einige der Stickstoffatome des Polyharnstoffs tertiär sind und eine
Biuret-Bindung bilden, Es ist zwar möglich, nur 50# der theoretischen
stöchiometrisehen Menge der Härtungskomponentee zu verwenden, vorzugsweise werden jedoch mindestens 80% der
stöchiometrisehen Menge verwendet} ein Überschuss über die theoretische Menge ist ebenfalls zulässig«
Die harzartige Zwischenschicht wird gewöhnlich hergestellt, in«·
dem man zuerst ein "Vorpolymeres" aus dem Glycol und Polyisoeyanat
(oder diese Komponenten selbst) unter einem Vacuum etwa 1 bis 2 Stunden erhitzt. Das Vorpolymere wird dann in einem
geeigneten Gefäss mit dem Härtungsmittel vermischt. Die Mischung wird dann unter einem Vacuum weiter erhitzt, um alle
Grase zu entfernen, die vorhanden sind oder die während des Mischens aufgenommen wurden« Die Entfernung der eingeschlossenen
unc aufgenommenen Gase während der gesamten Herstellung des
Schichtstoffs ist erforderlich, um Lunkerbildung oder dergl«
zu vermeiden.
Me Herstellung der Verbundgläser mit gegossener Zwischenschicht
kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Ein relativ einfaches aber brauchbares Verfahren besteht darin, dass man entweder nicht gehärtetes Reaktionsgemisch zwiuchen zwei Glasscheiben
giesst zwischen denen sich ein Hohlraum befindet oder das Gemisch auf beide Platten bringt und die Platten zusammeno
presst. Hehrschichtiges Sicherheitsglas, bei dem mehrere Glasig und Polyurethanschichten miteinander verbunden werden, werden
auf ähnliche Weise hergestellt. In vielen Fällen wird nur eine
o>
**n- Glasschicht zusammen mit der Polyurethan—Zwischenschicht ver—
ts> wendet, während die andere Oberfläche der Zwischenschicht frei-Zf
liegt oder mit einer öchicht aus Kunststoff oder einem anderen Material bedeckt ist. Derartige öchichtstoffe können hergestellt
werden, indem man daa Polyurethan zwischen eine Glasscheibe und eine andere (aus Glas oder einem anderen Material herge-
BAD ORIGINAL
1596953
stellte) Scheibe giesst, die mit einer Ablöseschicht überzogen
ist. Aussenherum werden gewöhnlich Abstandshalter angebracht,
um eine gleichmässige Stärke der Zwischenschicht sicherzustel« len· Zur Erzielung optimaler Ergebnisse wird der aus Glas und
Polyurethan bestehende Schichtstoff gehärtet und zwar gewöhn«*
lieh durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen etwa 93,3° und 148,9°C für die Dauer von mindestens einer halben Stunde.
Um die Einführung des harzartigen Stoffes zu erleichtern können zahlreiche mechanische Vorrichtungen verwendet werden» Ein
besonders vorteilhaftes Verfahren besteht darin, dass man «rsden Hand der beiden Glasscheiben einen druckempfindlichen Klebstreifen
wie Polyäthylen-terephthalat-(Mylar)-Band klebt und die harzartige Zwischenschicht mit Hilfe massiger Drücke in
den Hohlraum zwischen den beiden Glasscheiben presst» Es werden gewöhnlich Maximaldrucke zwischen etwa 0,703 kg/cm und
etwa 7»031 kg/cm angewendet. Der harzartige Stoff wird zweckmässigerweise
durch ein selbstschliessendes Ventil gepresst, das mit dem Klebstreifen gehalten wird, während die eingeschlossene
Luft durch eine Öffnung an der Oberseite des durch den Streifen verklebten Randes ausgelassen wird. Der Streifen
kann während und nach dem Härten dranbleiben oder weggenommen werdenc
Die beigefügten Zeichnungen erläutern gewisse Kennzeichen der
Erfindung und zeigen ihre Anwendung:
Fig. 1 ist ein Aufriss einer aus »ichichtglas bestehenden
Windschutzscheibe.
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang 2-2 -der Fi£. 1 und stellt einen erfindungsgemässen Glas-Polyurethan-Schiehtstoff
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang 2-2 -der Fi£. 1 und stellt einen erfindungsgemässen Glas-Polyurethan-Schiehtstoff
dar,
Fig. 3 ist eine isometrische Ansicht und erläutert eine Giess-
Fig. 3 ist eine isometrische Ansicht und erläutert eine Giess-
kammer, die zur Herstellung des erfindungsgemässen ^
ounaplasea unter Verwendung einer an Ort und Stelle
^wis ehens chicrt verveπαet werden kann,
Die ^i.iichxcioi'iieicfe oe- /i.?, 1 v/ir-i allgemein durch die ^ezugt/.r:i:i
"., \?-.zeL·:: r.e:, '.iS ä-.^-oh lie ut, ': wiedergegeben^
Ver'r ·;·;.■".. 1 - :-· '... ι :^ ic.r1 ■■.+ ■■:■>'■.:: ■'■ i~ ...inii. '-.-Z -ivr Fiκ. 1 bezeichne
1 α s a 1 ä / 0 i 11
BAD ORIGINAL
te Schnitt und besteht aus der harzartigen Polyurethanzwischen—
Bchicht 3, die zwischen zwei Glasscheiben 4 und 41 eingelegt
ist. Die Giesskamiaer der Pig. 3 besteht aus parallelen Glasscheiben
5 und 5', die ringsherum durch einen Klebestreifen Mylar-Tape 6 miteinander verbunden sind, wobei zwischen ihnen
ein Kaum 7 freibleibtβ Die Scheibe 5' kann aber auch aus einem
anderen Material bestehen und mit einer Ablöseschicht überzogen
sein. Ein Einlass 8 ist für die Zuführung des Polyurethan— Zwischenschichtmaterials vorgesehen und ein Luftauslass 9 ist
angebracht, um den Austritt der Luft zu ermöglichen, während das harzartige Zwischenschichtmaterial die Kammer 7 füllt. Es
ist zweckmässig, am inneren Ende des Einlasses 8 ein (nicht gezeigtes) Rückschlagventil anzubringen, um das Zurüokfliessen&e
des ungehärteten Polyurethans zu verhindern.
Gewisse Vorpolymeren von Poly-(oxypolymethylen)—glycolen sind
im Handel erhältlich und werden für die vorliegende Erfindung bevorzugt. In anderen Fällen in denen ein Vorpolymeres erf order*
lieh ist, kann es zuvor hergestellt werden« Ein typisches Verfahren
ist nachstehend angegeben.
•Beispiel A
Folgende Materialien wurden in ein Keaktionsgefäss gegeben,
das mit einem Thermometer, einem Gaseinlassrohr und einem Kühler versehen war.
Poly-(oxytetramethylen)—glycol
(Molekulargewicht etwa 2800) 828,9
Toluol-diisocyanat (80 $>
2,4-
isomeres, und 20 7<> 2,6-isomeres) 97,5
Das iteaktionsgemisch wurde 3 Stunden auf Temperaturen zwischen
75,O0O und 8O0C erhitzt. Das erhaltene xrodukt war eine gelbe
viskose Flüssigkeit, die bei Haumtemperaour erstarrte un^- Ie
folgenden Eigenschaften hattet
BAD
10081670210
NCO-Äquivalent 1709,7
Farbwert nach Gardner 5
In den nachstehend aufgeführten Beispielen der Erfindung werden verschiedene in Handel erhältliche Vorpolymeren verwendet«
Das als Vorpolymeres A bezeichnete Vorpolymere wird aus PoIy-(oxytetramethylen)glycol
mit einem Molekulargewicht von etwa 954 und Toluoldiisocyanat hergestellt. Es hat ein Molekulargewicht von etwa 1320 und einen NCO-Gehalt von etwa 6,4 $» Das
als Vorpolymeres B bezeichnete Vorpolymere hat ein Molekulargewicht von etwa 870 und einen NCO-^ehalt von etwa 9»34 %} es
wird aus Toluoldiisocyanat und Poly-(oxytetramethylen)-glycol mit einem Molekulargewicht von etwa 522 hergestellt. In den
■Beispielen bestand das verwendete Toluol—diisoxcyanat aus einer
handelsüblichen Mischung von 80 $ 2,4~Isomerem und 20 % 2,6-Isomerem.
Es wurde eine Anzahl von Versuchen durchgeführt, um die Verbund^
glaser zu bewerten} sie werden in der Technik angewendet, um festzustellen, ob Verbundgläser den Anforderungen von Automobilherstellern
und anderen Herstellern sowie in vielen Staaten den gesetzlichen Vorschriften entsprechen. In den Beispielen
wurden u.a. die folgenden Versuche durchgeführt:
Eine Stahlkugel mit einem Gewicht von 0,227 kg wird auf das
Verbundglas aus verschiedenen Höhen fallen gelassen, um die maximale Höhe festzustellen, bei der die Kugel nicht durch daa
Schichtglas dringt oder es zerbricht. (Die vorliegenden Versuche wurden bei einer lüaximalhöhe von 15,24 m durchgeführt,
die die Grenze der verwendeten Vorrichtung darstellt). Mr jeden
Fallversuch wurde ein anderes Verbundglasstück verwendet und die Versuche wurden bei verschiedenen i'emperaturen oberhalb
und unterhalb der Kaumtemperatur durchgeführt.
Dan zu untersuchende Verbundglas wird steigenden Temperaturen ausgesetzt, um festzustellen, bei welcher Temperatur eine Zer-
109816/0219 ßAD
setzung der Zwischenschicht auftritt. Das zu untersuchende Verbundglas
wird ausserdem längere ^eiten einer bestimmten Tempe*-
ratur ausgesetzt und periodisch auf irgendwelche Verschlechterungen der Zwischenschicht, z.B. Blasenbildung, untersucht.
Die im vorliegenden beschriebenen Zwischenschichten zersetzen sich nicht, wenn sie für die Dauer von 20 bis 30 Stunden oder
mehr Temperaturen bis zu 176,7 « 204,4°C ausgesetzt werden,
während übliche Polyvinylbutyral-Zwischenschichten bei dieser
Temperatur innerhalb von 10 Minuten oder weniger beginnen, Blasen zu bilden.
Andere Versuche, bei denen die erfindungsgemässen Verbundgläser in den meisten Fällen zufriedenstellende Ergebnisse liefern
sind beispielsweise:
Das zu untersuchende Verbundglas wird zwei Stunden in siedendes wasser eingetaucht, entnommen und getrocknet una dann untersucht,
um festzustellen, ob irgendwelche Feuchtigkeit durch die Ränder eingedrungen ist oder ob das Aussehen durch Blasenbildung
beeinträchtigt ist.
Die zu untersuchenden Verbundgläser werden sowohl einer Quecksilberverdampflampe
als auch einem Kohlelichtbogen (in einem "FadeOmeter") ausgesetzt und periodisch auf eine ?arbveränderung
oder anderer -"efekte in der Zwischenschicht untersucht,
line 'jfesaintDeiichtungEzeit von 1000 Stunaen wird angewendet.
Ββΐϋΐβηΐϊν iis Jreien
ie six "intersuc.aenden 'ercundgläser v/erden auf bestellen an
lnez, -τι in 3'iorida iz.n c\-■ ;:r lang und mehr bewittert und
^>i;".oi: -verdrii die "bewi^ter v^r; groben a.ui ' ir;"-o^d'Areiuhe Verände·
•;JG einer
Λ ς μ α ι a BAD ORIGINAL
~ 16 -
relativen Luftfeuchtigkeit von nahezu 100 $ für die Dauer von
2 Wochen ausgesetzte Tage bei 48,9°C gelagert und dann auf eventuell vorhandene Randeffekte untersucht, wie Ablösung und/
oder Verlust der Haftung durch die Zwischenschicht.
Unter Verwendung eines Spektrophotometers werden für die Proben
Spektralkurven erhalten, aus denen die Lichtdurchlässigkeit bestimmt werden kann» Ferner werden Trübungsmesser vorgenommen,
die auf der Streuung eines einfallenden Lichtsstrahls beruhen.
Ein Stück des zu untersuchenden Verbundglases wird bei -17,80C
durch wiederholte Hammerschläge zerbrochen und dann wird die Bruchstelle untersucht. Die Zwischenschicht gilt dann als gut
haftend am Glas, wenn keine blossen Kunststoffstellen festgestellt
werden können.
Verschiedene Beispiele der Erfindung sind nachstehend beschrieben
und erläutern die Art und Weise, in der die Polyurethan-Zwischenschichten hergestellt werden, und in der die Verbundgläser
aus ihnen unter Anwendung einer Gusstechnik an Ort und Stelle gefertigt werden. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen
sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht.
Eine Reihe von Verbundgläsern (A bis E) wurde unter Verwendung von an ^rt und Stelle gegossenen Polyurethan-Zwischenschichten
aus Poly-(oxytetramethylen)-glycol, Toluoldiisocyanat und Trimethylolpropan
hergestellt. Bei den Proben A bis D wurden Vorpolymeres A und zusätzliches Toluoldiisocyanat mit Trimethylolpropan
vereinigt, bei der xrobe E wurden nur Vorpolymeres A und
Trimethylolpropan ohne Zusatz von Toluoldiisocyanat verwendet.' ' In allen Fällen wurae des Vorpolymere A etwa 1-1/2 Stunden bei
93,30C und 2 mm Druck entgast, eventuell zuzusetzendes Toluoldiisocyanat
wurde zugegeben,und die Entgasung wurde 20 Minuten
fortgesetzt. Danach wurde des xrimethylolpropan zugegeben und
109816/0218 bad
dieses uemisch 5 Minuten entgast. Das heisse Gemisch wurde dann
in Giesskammern gegeben (ähnlich wie in Fig.3), von denen jede aus 30,48 cm mal 40,64 cm grossen Scheiben eines 3,179 mm starken
Tafelglases mit einem Abstand von 0,508 mm, lt524 mm oder
2,54 mm hergestellt worden waren, und 6 Stunden bei 140,60G gehärtet«
Eine 1,524 mm starke Schicht des Zwischenschichtmaterials
wurde ebenf/alls (ohne Glasscheiben) für Zugfestigkeitsversuche
(Instrom Tester, ASTM D628-61T) hergestellt. Die Zusammensetzungen
der Zwischenschichten dieser Serie ist in Tabelle
I angegeben.
Zusammensetzungen der Zwischenschicht - ^ewichtsteile | Toluol- Vorpolymeres A diisocyanat |
10,63 | Trimethylol- propan |
Verbundglas | 89,37 | 12,50 | 11,40 |
A | 87,50 | 13,96 | 12,23 |
B | 86,04 | 20,82 | 12,98 |
C | 79,18 | _ | 16,04 |
D | 100,0 | 6,75 | |
E |
Die hergestellten Verbundgläser wurden dann auf die vorstehend beschriebene »Veise getestet und man fand, dass sie ausgezeichne·
te Gesamteigenschaften beaassen. Die Ergebnisse verschiedener Versuche mit den erfindungsgemässen Vertretern sind in Tabelle
II angegeben. Zum Vergleich sind die entsprechenden »»erte für
ein ähnliches Verbundglas angegeben das mit "Aircraft Vinal" hergestellt wurde (0,635 mm Stärke, ausgenommen die bei 93,3°C
verwendete i'robe für den "-»chlagfestigkeitsversuch, die eine
Stärke von 2,54 mm hatte). "Aircraft Vinal"iat ein weichgemachtes Polyvinylbutyral hoher Qualität, das bei Sicherheitsglas
für .Flugzeuge weitgehend Verwendung findet.
BAD
100816/0211
Tabelle II
Verbund- Hitzebestänelas
digkeit
A. | 12 | Stunden |
B | 19 | Il |
C | 19 | ti |
D | 25-30 | η |
E | 19 | η |
Aircraft Vinal |
10 | Minuten |
Schlagfestigkeit bei
-17,8g0 48,9 C 93,3 C
-17,8g0 48,9 C 93,3 C
10,36 m 9,14 m 12,19 m 3,66 m 9,75 m 15,24 m
3,05 m 10,67 m 15,24 m 3,05 m 10,67 m 15,24 m
14,93 m 3,05 m 15,24 m
Zugfestigkeit bei 185,00C
18,140 kg/cm2 19,616 " 17,685 " 20,038 »
15,257 "
3,05 m 14,93 m 9,75 m 1,406
+ Zeitpunkt des ersten» Anzeichens einer Störung bei 1850C,
Dicke der Zwischenschicht 1,524 mm.
++ ~17,8°C und 48,9°C bei Zwischenschichten einer Dicke von
0,508 mm, 93,3°C bei Zwischenschichten einer Dicke von 2,54 mm.
+++ bei 121,10C (0 kg/cm2 bei 148,9°C)
Ähnliche Ergebnisse wurden bei Verbundgläsern erzielt, die mit Zwischenschichten hergestellt wurden, bei denen Diphenylmethan-diisocyanat,
Bitoluol-diisoeyanat und 1,6—Hexan-diiso—
cyanat jeweils anstelle des Toluoldiiaocyanats in den vorstehenden Zusammensetzungen verwendet wurden (Hierbei wurden äqui.
valente Mengen bezogen auf den NCO-Gehalt verwendet).
Ein Verbundglas wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung einer Zwischenschicht der folgenden Zusammensetzung hergestellt»
Vorpolymeres A
Vorpolymerea B
1,4-Cyclohexandime thanol
Vorpolymerea B
1,4-Cyclohexandime thanol
109016/0210
Gewichtsteile | 00 | BAD ORIGINAL |
50, | 00 | |
50, | 46 | |
13, | ||
Das Verbundglas hatte gute Eigene char-ten
Schlagfestigkeit von 7,62 m bei -17,80O und 10,06 m bei 48,90C
Poly-(oxytetramethylen)-gl*y col
Toluol—diisocyanat-Vorpolymers mit einem Molekulargewicht von
etwa 900 . 65
PoIy-Coxytetramethylen)~glycol«
Toluol-diisocyanat-Vorpolymers mit einem Molekulargewicht von etwa 1320 35
1,4-Butandiol 7,8
Trimethylolpropan 1
Das PoIy-C oxytetramethylen)-glycol-Toluoldiisocyanat«-Vorpolymergemisch
wurde auf 1000G erhitzt und etwa 2 Stunden entgast. Sowohl das 1,4-Butandiol als auch das 'i'rimethylolpropan wurden
bei 93,3°C zu dem Vorpolymeren zugesetzt, und das Gemisch wurde 5 LIinuten weiter entgast· Es wurden Verbundgläser hergestellt
indem man das heisse Gemisch auf eine erste Glasplatte goss, die um ihren Rand herumlaufend eine komprimierbare Dichtung besass
und zuvor auf 140,6° erhitzt worden war, und man eine "
zweite erhitzte Glasscheibe mit den gleichen Abmessungen auf . die erste legte. Die Platten wurden mit Abstandshaltern auseinander
gehalten. Die endgültige Stärke der Verbundglas-Zwischenschicht war 0,457 mm. Nach einstündigem Erhitzen auf
140,6° wurden die Verbundgläser bei Raumtemperatur 24 Stunden aufbewahrt und dann auf Schlagfestigkeit geprüft· Die auf diese
«eise hergestellten Schichtstoffe widerstanden dem Aufprall einer 0,227 kg wiegenden Stahlkugel die aus einer Höhe von
mindestens 9,73 m bei 48,9 G, von mindestens 15,24 m bei ~17,3°G und mindestens 15,24 m bei Raumtemperatur fallen gelassen
wurde.
109816/0216
Beispiel 4
In diesem Beispiel wird ein Poly-(oxytrimethylen)—glycol verwendet.
Ein Vorpolymeres wurde auf die vorstehend beschriebene Weise durch Umsetzung von 355 Teilen Toluol-düsocyanat mit
900 Teilen Poly-(oxytrimethylen)-glycol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 900 hergestellt. Es wurden
Verbundgläser unter Anwendung des Verfahrens des Beispiels 1 mit der folgenden Polyurethanzusammensetzung hergestellt:
Poly-(oxytrimethylen)—glycol
Vorpolymeres (*6,61 $>
NCO) 700
Trimethylolpropan 49 > 2
Es wurde ein Verbundglas mit einer 1,524 mm starken Zwischenschicht
hergestellt und für den Hitzebeständigkeitstest verwendet, während andere mit einer etwa 0,508 mm starken Zwischenschicht
für die Schlagfestigkeitsversuche verwendet wurden» Jedes Verbundglas wurde aus Flachglasscheiben einer Grosse von
30,48 cm mal 30,48 cm und einer Stärke von 0,3175 cm hergestellt und 6 Stunden bei 140,60C gehärtet. Die Verbundgläser
waren klar, hatten ein hellbernsteinfarbenes Aussehen und besassen ausgezeichnete Eigenschaften einschliesslich einer
Schlagfestigkeit von 13,72 m bei _17,8°C und 3,66 m bei 48,90C.
Beim Hitzebeständigkeitstest widerstand das Verbundglas einer Temperatur von 1850C für die Dauer von 25 Stunden, bevor Blasenbildung
auftrat.
In diesen Beispiel wurde al;-: Härtun^snittel ein Pol^äther verwendet,
der durch Umsetzung von 1 l.lol Somit mit 10 Mol Propylenoxyd
hergestellt worden war una ein liydroxyläquivalent von 495 besaese Verbundgläser v/urder: wie in Beispiel 4 unter
ei./vi1 rül yureti:bn::uKa::.:.,e.. ^-uaui:fj s/u a 7<.\) feilen
es .'·. ar./; Ü7,6 j-üilei. u.». .-■ .;c ·"■■ it-rol,. ί>
11>'' !.'-pol, <j ; :·
BAD ORIGINAL
~ 21 -
hergestellt« Die Verbundgläser hatten zufriedenstellende Eigenschaften einschliesslich einer Schlagfestigkeit von 12,19 m bei
-17,80C und 3,35 m bei 48,90C Bei dem Hitzebeständigkeitetest
wurde eine kleine Blase festgestellt,nach dem das Verbundglas
20 Stunden auf 185,0 C erhitzt worden war, es traten jedoch keine weiteren Blasen auf, bis das Verbundglas insgesamt 44
otunden auf diese Temperatur erhitzt worden war.
Verbundgläser wurden wie in -ßeispiel 1 unter Verwendung verschiedener
Zusammensetzungen hergestellt, in denen das Vorpolymere B mit einem Härtungssystem gehärtet wurde, das sowohl Trimethylolpropan
und ein Diol als auch einen Weichmacher enthielt. Die Zusammensetzungen (in Gewichtsteilen) waren:
A B
Vorpolymeres B | 80,00 | 86,95 |
1,4-Gyclohexan-dimethanöl | 11,22 | 11,89 |
l'r ime thyl olpr ο pan | 1,16 | 1,22 |
Dioctylphthalat | 20,00 | |
'l'riäthylenglycol—di- | ||
(2-äthylhexoat) | - | 13,05 |
Ultraviolett-absorptionsmittel | ||
(Tinuvin P+) | 0,25 |
+ substituiertes Benzotriazol
Beide Verbundgläser besassen brauchbare Eigenschaften, wobei das aus der Zusammensetzung B hergestellte Verbundglas etwas
vorzuziehen i3t.
Beispiele 7'- 15
'Es wurden Verbundgläser nach dem in Beispiel 3 beschriebenen
Verfahren hergestellt, wobei Poly-(oxytetramethylen)«-gly^ .!*·
Toluol-dilsocyanat-Vorpolymeren und aus Polyglyoolen ir· t unterschiedlichen
Molekulargewichten hergestellte Vorpolymermiaohun-
108816/021«
gen verwendet wurdene Das durchschnittliche Molekulargewicht
des Polyglycols wird durch Tsitrieren einer bekannten Menge
des Vorpolymeren oder Gemischen von Vorpolymeren mit einem sekundären Monoamin wie Dibutylamin zur Bestimmung des Äquivalentgewichts
festgestellt. Das Molekulargewicht des Polyglycols 'ist gleich dem zweifachen Äquivalentgewicht minus dem akkumulierten
Gewicht des umgesetzten Diisocyanate. Die Daten sind
in Tabelle III aufgeführt.
BAD ORIGINAL
109816/021 β
G-ewichtstei- Ie des Vor polymeren |
Tabelle III | G-ew«- T eile |
49,5 6,5 |
Härtungszeit in Stunden, (bei 140,6°) |
Schlagfestigkeit -17,8°G 48,9 C (m) (m) |
5,49 | I M |
|
aurcbs,ehnittl. | 100 | Härtungsmittel | 0,5 24,7 6,5 |
0,98 7,97 |
3 | 15,24 | 12,19 | VjJ I |
Molekulargewicht d.(;ju Glycols |
100 | Verbindung | 0,7 7,8 |
1,0 9,0 |
1,25 | 7,62 | 9,14 | |
100 | Trinie thylolpropan Rizinusöl 1,4-Butandiol |
Trimethylolpropan 1,08 2~kethyl-2-n-propyl- 1,3-propandiol 11,1 |
0,88 7,0 |
3 | 5,49 | 5,49 | ||
bbe | 100 | Sorbit 1,4-Butandiol |
Rizinusöl 1,4-Butandiol |
0,923 5,58 |
3 | 5,49 | 9,14 | |
668 | 100 | Trimethylolpropan 1,4-Butandiol |
1,0 ' 3,5 |
1,25 | 10,67 | 9,14 | ||
100 | Trimethylolpropan 1,5-Butandiol |
. 1,25 | 12,19 | 10,67 | ||||
651 | 100 | Trime thylolpropan 1,4-Butandiol |
1,25 | 10,67 | 5,49 | |||
668 | 100 | Trimethyolpropan 1,4-Butandiol |
1,25 | 15,24 | 5,49 /n |
|||
668 | IGO | Trime thjlßlpropan 1,4-Butandiol |
1,25 | 12,19 | 196959 | |||
'::82 | ||||||||
ι γ::: ?. | ||||||||
Beispiel 16
Poly~(oxytetramethylen)-glycol-Toluol-diisocyanat-Vorpolymeres
mit einem Molekulargewicht von etwa 900 55
Poly-(oxytetramethylen)-glycol~ Toluol-diisocyanat-Vorpolymeres
mit einem Molekulargewicht von etwa 1330 45
1,4-Butandiol 7,5
Diamino-diphenyl-sulfon 1,4
Das Poly(oxytetramethylen)-glycol-Toluol-diisocyanat-Vorpolymere
wurde unter Rühren 2 Stunden lang auf 79»4 bis 93,30C
erhitzt und evacuiert· Das Butandiol wurde auf 79»4°C erhitzt, 4 Stunden lang evacuiert und mit dem Polyamin vermischt} dieses
Gemisch wurde bei einer Temperatur von 79,40C zu der Vorpolymermischung
zugesetzt, und die erhaltene Masse wurde 3 Minuten evacuiert«, Diese Masse wurde dann auf eine Glasplatte
gegossen, die um ihren Rand herumlaufend eine komprimierbare Dichtung und Abstandshalter besass. Die Glasplatte war zuvor
auf eine Temperatur von 140,60C erhitzt worden. Eine zweite
vorerhitzte Glasplatte, die die gleichen Abmessungen hatte wie die erste, wurde auf die erste Glasplatte gelegt, und diese
Konstruktion wurde dann eine Stunde lang auf 140,60C erhitzt.
Dieses Verbundglas mit einer 0,457 mm starken Zwischenschicht widerstand dem Aufprall einer 0,227 kg schweren Stahlkugel, die
bei dem bei -.17,80O durchgeführten Versuch aus einer Höhe von
mindestens 15,24 m fallen gelassen wurde, und ähnliche Verbundgläser widerstanden den 0,227 kg schweren Stahlkugeln, die
aus 15,24 m Höhe bei Raumtemperatur und 9,14 m bei 48,90C herab·
fielen·
BAD ORIGINAL
109816/0216
Beispiel 17 - 24
Es wurden Verbundgläser nach dem Verfahren des Beispiels 16
unter Verwendung von Poly-CoxytetramethylenJ-glycol-Toluol-diiso»
cyanat-Vorpolymeren hergestellt, die aus Toluol-diisocyanat
und Polyglycolen mit unterschiedlichen Molekulargewichten hergestellt
worden waren· Die Zusammensetzungen und die Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt.
ORIGINAL INSPECTED
109816/0218
Bei- durchschnittl·
spiel Molekulargewicht
des Glycols
spiel Molekulargewicht
des Glycols
1053
1053
1722
20 | 3000 | |
σ> | 21 | 3000 |
ο | ||
IO _*. |
22 | 550 |
980
550
Gewichts— teile des Vorpolymeren
100 IOC 100
100 100
100
100 100
Beispiele 17 -Härtungsmitt el
Verbindung
Gew.— Teile
Diallylmelamin 1,4-Butandiol
1,2 7,5
Diaminodiphenylsulfon 1,4 1,4-Butandiol 7,5
Diaminodiphenylsulfο η 5,1
1,4-Butandiol 2,25
MOCA + 4,0
MOCA + 4,27
Trimethytolpropan 1,5
Diaminodiphenylsulfon 10,95 Poly-(oxytetramethylen)-glycol
31,0
MOCA + 9,0
Trimethylolpropan 0,67
MOCA + 4,41
Dimerglycol ++ 44,3
+ 4,4»-kethylen-bis-(2-chloranilin)
++ Reduktionsprodukt von dimerisierter linolensäure +++ 121,10C
Härtungszeit
in Stunden
(bei 140,6°)
in Stunden
(bei 140,6°)
3
3
3
3+++
3
3
Schlagfestigkeit -17,8ÜC 48,9 C (m) (m)
15,24 15,24 15,24 12,19.
5,49 5,49
5,49 5,49
9,14 9,14 6,71
5,49 ι 5,49
5,49 5,49
Die vorstehenden Beispiele erläutern die Erfindung in mehreren ihrer Ausführungsformen· Andere Verbundgläser mit geeigneten
Eigenschaften werden auf ähnliche Weise durch Verwendung anderer Poly-(oxypolymethylen)~glycole und anderer Härtungsmittel anstel«
Ie der in den Beispielen beschriebenen erhalten. Es können auch andere Verfahren zur Herstellung der Zwischenschicht und der
Verbundgläser angewendet und verschiedene Zusätze können in den Zusammensetzungen verwendet werden.
Es ist manchmal vorteilhaft·, die Oberfläche der Glasscheiben
des Verbundglases mit einem Material zu überziehen, das die Haftung des Glases an der harzartigen Zwischenschicht bei hoher
Feuchtigkeit oder anderen erschwerten Bedingungen weiter verbessert.
Wasserlösliche und wasserunlösliche Dericate gewisser Polyorganosiloxane können verwendet werden, um die Haftung an der
Fläche zwischen Harz und Glas weiter zu verbessern. Beispiele für handelsübliche Silikone für diesen Zweck sind z.B. SS—2DNt
erhältlich von der Oowles Chemical Company, und Z—4141, erhältlich
von der Dow Corning Company. Diese Reagenzien werden auf j die Glasoberfläche durch Eintauchen oder Sprühen und anschlies- '
sendes Trocknen aufgebracht.
Es kann ferner erwünscht sein, die Glasscheiben mit einem Material
zu überziehen, das eine geringe Wärmedurchlässigkeit besitzt, wodurch die Verbundgläser zur Verwendung in Bereichen
die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, wie z.B. Windschutzscheiben, besonders brauchbar werden. Verschiedene Metalloxyde können
transparente Filme bilden, die Wärmestrahlen reflektieren. Durch Aufbringung einer fumbildenden Masse, die ein Metallsalz,
eine Metall—organische-verbindung oder Gemische derselben enthält,
die eine Metalloxydschicht bilden können, können Filme hergestellt werden, die die Durchlässigkeit von Fenstern für
Strahlungsenergie mildern.
Typische Metalloxydbesohichtungen mit geringer Wärmedurchlässigkeit sind solche, die Zinnoxyd, Indiumoxyd, Cadmiumoxyd, Titan- <
oxyd oder Gemische derselben enthalten oder Gemische aus Zinn- !
oxyd und Antimonoxyd mit oder ohne kleinere Zusätze der Oxyde
BAD ORJGiNAL
109616/021$
von Wismuth, Eisen, Zink, Kupfer, Vanadium, Chrom, Mangan und Kobalt. Filme, die Kobaltoxyd mit oder ohne kleinere Mengen
Nickeloxyd und Eisen- oder Zinnoxyd enthalten, sind ebenfalls besonders wirksam.
ιnaai6/021 β
Claims (1)
1. Verbundglasgegenstandι gekennzeichnet durch mindestens
einen Glasteil, auf dem sich eine haftende Schicht eines Polyurethanreaktionsproduktes aus einem Poly-(oxypolymethylen)-glycol, einem organischen Polyisooyanat und einem Härtungsmit—
tel befindet, das mindestens 2 aktive Wasserstoffatome pro
Molekül enthält? wobei das Poly-CoxypolymethylenJ-glyool Oxypolymethylengruppen enthält, bei denen eine lineare Kette mit
etwa 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen jedes Paar benachbarter Sauerstoffatome trennt« (j
2· Verbundglasgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethanreaktionsprodukt ein Polyätheraddukt
mit endständigen Ieooyanatgruppen aus einem organischen Miso—
cyanat und einem Poly-(oxypolymethylen)glyeol enthält«
?· Verbundglasgegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet· dass das Poly~(oxypolymethylen)-glycol ein PoIy-(oxytetramethylen)-glyool oder ein Poly-(cxytrimethylen)glyool
ist.
4· Verbundglasgegenstand nach Anspruch 1 oder 2. dadurch ge~
kennzeichnet, dass das Härtungsmittel aus einem Polyol und/odei
einem Polyamin besteht.
5· Verbundglasgegenstand naoh Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol aus ^rimethylolpropan besteht«
6. Verbunrlglasgegenatand nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungemittel aus einem Polyol, das mindestens
-3 Hydroxylgruppen enthält, und einem Diol besteht,
7· Verbunaglasgegenetand nach Anspruch 2 und 4» dadur
zeichnet. aa.cs ausatelichea organisohes Blieocyanat t?κ /«»send
ist.
109818/0211
3D
8. Verbundglas nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, das
es aus mindestens zwei Glarschichten besteht, die mit dazwiscbs
liegenden Schichten einer Polyurethanmasse verbunden sind, die ein Reaktionsprodukt-von Poly-(oxytetraaethylen)-glyo©l alt
einem durchschnittlichen Molekulargewicht τοη etwa 550 bis etwa 3000, ein Diisocyanat und als Härtungamittel ein Polyamid
und/oder ein Polyol enthält«
9. Verbundglas nach-Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet? dass
das Härtungsmittel ein mindestens 2 reaktionsfähige Aaingruppen enthaltendes Polyaain und ein 2 bis 10 Hydroxylgruppen enthaltendes Polyol enthält.
10. Verbundglas nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass
das Dlisooyanat ein Toluoldiisooyanat, das Polyaain 4,4*-Methy»
len»bis»(2-chloranilin), Diamino-diphenylsulfon oder Diallylmelamin und das Polyol ein Alkylenglyool ist*
21. Verbundglas, nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekenneelohnet,
dass das Reaktionsprodukt des Poly-(oxytetramethylen)«-glyQOle
ein durchschnittliche8 Molekulargewicht τοη etwa 550 bis etwa
1800 besitzt.
12. Verbundglas nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Diisocyanat Toluoldiisooyanat und das Polyol friaethylolpropan, Rizinusöl oder Sorbit ist·
13« Verbundglas nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Diol ein Alkylenglyool ist·
14· Verbundglas nach Anapruoh 11 und 12, dadurch gekennzeichnet
dass das Diol 2-Methyl-2-n-propyl~l,3~propandiol ist.
15« Verfahren zur Hereteilung einea Verbundglasgegenatandee
nach eine« der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daan man mindeetens einen Glaeteil nix der härtbaren Polyur·-
thanaaest zueaoaenbringt^ und die Masse härtet, während sie
mit des Ctlaeteil in Berührung «teht.
für Pittsburgh Plat· Glass Compamy
1098U/0218 , . B*°oneiNAL
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