DE1925682A1 - Polyurethanzusammensetzungen,Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formgegenstaenden - Google Patents

Polyurethanzusammensetzungen,Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formgegenstaenden

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DE1925682A1
DE1925682A1 DE19691925682 DE1925682A DE1925682A1 DE 1925682 A1 DE1925682 A1 DE 1925682A1 DE 19691925682 DE19691925682 DE 19691925682 DE 1925682 A DE1925682 A DE 1925682A DE 1925682 A1 DE1925682 A1 DE 1925682A1
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Description

Dr. R. Koenigsberger
Dipl. Phys. R. Holzhauer
Patentanwalt·
Mönchen 2, Bräuhcussfralje 4/ΙΙί
Case RG- 4441
THE DIMLOP COMPANY LIMITED London S.W.1, Großbritannien
Polyurethanzusammensetzungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formgegenständen.
Die Erfindung betrifft Polyurethanzusammensetzungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Gegenständen daraus.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Gegenstände aus Polyurethankautschuken und -kunststoffen herzustellen, indem man zuerst ein polymeres Polyol, wie z. B. einen Polyester, oder einen Polyäther, mit einem Überschuß Polyisocyanat umsetzt zur Bildung eines Präpolymerisats und anschließend das Präpolymere sa.t mit einem polyfunktionellen Amin-Vulkanisationsmittel vermischt und die Mischung flüssig vergießt. Unglücklicherweise sind jedoch Systeme dieser Art, die hinsichtlich der Pluidität, Toxizität, der Kosten und der eventuellen Polymerisatqualität befriedigend sind, unbefriedigend hinsichtlich der häufig langsamen Entwicklung der für sie geforderten Gelfestigkeit, um ohne Zerstörung entformt werden zu können.
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BAD ORfQiNAL
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, diesen Systemen Säuren zuzusetzen, indem man diese mit dem Präpolymerisat oder dem Vulkanisationsmittel vermischt, um die Abbinde- und Entformmgszeiten abzukürzen. Die Gegenwart von Säure in dem Polymerisat führt jedoch dazu, daß sie die hydrolytische Alterungsbeständigkeit des Polyurethankautschuks oder -kunststoffe beeinträchtigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzung, die aus einem Polyuretha'npräpolymerisat und dem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure mit einem monomeren Isocyanat besteht. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstands, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine formbare Zusammensetzung, welche die vorstehend beschriebene Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzung und ein polyfunktionelles Amin-Vulkanisationsmittel enthält, in die gewünschte Form gebracht und die formbare Zusammensetzung wenigstens teilweise gehärtet wird. Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstands, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine formbare Zusammensetzung, die eine oben beschriebene Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammenset— zung und ein-polyfunktionelles Amin-Vulkanisationsmittel enthält, in eine Form eingeführt und mindestens teilweise in der Form gehärtet wird.
Das Polyurethan-Präpolymerisat ist das Reaktionsprodukt eines polymeren Polyols, wie z. B. eines Polyäthers oder Polyesters, mit einem Überschuß eines Polyisocyanate. Beispiele für verwendbare polymere Polyole sind geradkettige' oder verzweigtkettige Polymerisate mit endständigen und/oder anhängenden Hydroxygruppen an einem Grundgerüst (Rückgrat) aus Polyester, Polyether, Polythioäther (Polyepisulfid), Kohlenwasserstoff t Silicon oder einem anderen bekannten chemischen Typ, wie z. B. Polyäthylenadipaten, Polycaprolactonen, Polypropylenglykolen., Polytetrahydrofuranen, Polybutadien, Butadien/Styrol-Mischpolymerisaten, Butadien/Acrylnitril-Iilischpolymerisaten, Polyisopren, Polypropylensulfid, Xthylensulfid/Propylensulfid-Mischpolymerisaten und verschiedenen Mischpolymerisaten der oben genannten Arten, wie z. B. Polyäther-Ester-, Polyäther-Thioäther-Misehpolymerisaten, Capro-
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.-. Λί ,: Λ- BAD ORsGiNAL
lacton-Polyäther-Blockmischpolymerisaten, Polypropylenglykol-Acrylnitril-Propfmischpolymerisaten* Das Polyisocyanat kann aromatisch oder aliphatisch sein und Beispiele für verv/endbare Polyisocyanate sind Tolylendiisocyanate, Diphenylmethandiisocyanat, Paraphenylendiisocyanat, Ivletaxylylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Naphthalindiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Cumoldiisocyanat, Toluoltriisocyanat, Triphenylmethantriisocyanat.
Die Mischung aus einem Polyurethanpräpolymerisat und dem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure mit einem monomeren'Isocyanat wird vorzugsweise hergestellt, indem man die Carbonsäure zu dem polymeren Polyol zusetzt und dann eine zur Umsetzunc sowohl mit dem polymeren Polyol als auch der Carbonsäure mindestens ausreichende Menge an Isocyanat zugibt. Das Isocyanate die Säure und das Polyol werden dann vorzugsweise einige Stunden lang gemeinsam erhitzt, um die Umsetzung des Isocyanate mit den OH- und CCCH-Gruppen zu vervollständigren. Die Temperatur, bei der diese Umsetzung durchgeführt wird, und die Erhitzungsdauer hängen von den jeweils verwendeten Verbindungen ab, Jedoch liegt im allgemeinen die Temperatur in dem Bereich von 40 bis 120» vorzugsweise 70 bis 1100C und die Zeit liegt in dem Bereich von 1 Stunde bis 3 Tagen, Je nach angewendeter Temperatur.
Wenn das Polyisocyanat, die Säure und das Polyol wie oben angegeben zusammen erhitzt werden, reagiert das Polyisocyanat mit den CCCH- und OH-Gruppen an der Säure und den Polyolmolekülen unter Bildung des Heaktionsprodukts-bzw. des Präpolymerisats. In einigen Fällen kann natürlich ein !.!olekülFolyisocyanat mit dem Polyol und der Säure reagieren, so daß das Reaktionsprodukt des Isocyanate und der Säure mit dem Präpolymerisat chemisch vernetzt ist.
Die Carbonsäure kann eine Monocarbonsäure oder eine Polycarbonsäure sein. Beispiele für verwendbare Carbonsäuren s?nd gesättigte Monocarbonsäuren, Avie z«, B. Essigsäure, Propxonsäure und höhere Säuren dieser homologen Reihen, ?. £. Stearinsäure; gesättigte Dicarbonsäuren, wie ζ. Γ. Lalonsäure, Bernsteinsäure
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und höhere Homologe, zo B. Sebacinsäure; ungesättigte Garbonsäuren, wie z. B. Maleinsäure, Fumarsäure und höhere ungesättigte Säuren, V/einsäiire, Zitronensäure, Apfelsäure·,. Benzoesäure, Phthalsäure, Salicylsäure, Milchsäure und Mono:c.hloressigsäure.
Das polyf unkt ioneile Amin-Vulkanisationsmittel kann ein primäres Amin, ein sekundäres Amin oder ein gemischtes primäres/sekundäres Amin sein und es sollte frei von anderen aktive Wasserstoffatome enthaltenden Gruppen, wie z. B0 OS-, COOH-Gruppen, sein. Es ist vorzugsweise ein diprimäres oder disekundäres Amin. Beispiele für geeignete Aminvulkanisationsmittel sind Methylen-bisorthochloranilin, Methylen-bis-anilin, Tolyiendiamine, Phenylendiamine, Menthandiamin, Hexamethylendiamin, Piperazin,. 2-Methyl- ^ piperazin, Naphthalindiamin, Ivionochlarphenylendiamin, Dichlorphenylendiamine, Dimethy!phenylendiamine, IJ1N'-Di-sec.-butylphenylendiamin, ίί,Ν1 -Dihexylphenylendiamin, W1IT1 -Diphenylätrhylendiamin.
Die formbare Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem man das polyfunktionelle Amin-Vulkanisationsmittel der Mischung aus einem Polyurethanpräpolymerisat und dem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure mit einem monomeren Isocyanat zusetzt. Die Zusammen-
■ -■■"■ -'■■'. setzung wird vorzugsweise unmittelbar nach ihrer Herstellung in
eine Form gegeben, da die Aushärtung der Zusammensetzung beginnt, sobald das polyfunktionelle Amin-Vulkanisationsmittel mit der Polyurethanpräpolymerisatzusammensetzung in Berührung kommt.« Al- W ternativ kann die formbare Zusammensetzung in die gewünschte Form gegossen oder als überzugszusainmensetzung verwendet' werden,. Wenn es ervrünscht ist, Gegenstände oder Überzüge aus Polyurethanschaum herzustellen, kann die Pol^rurethanpräpolymerisatzusammensetzung vor der Zugabe des polyfunktionellen Amin-Vulkanisationsmittels verschUumt \7er'Ien oder die das Vulkanisationsmittel enthaltende formbare Zusammensetzung kann vor und/oder während der "Verformung verschäumt y,'erden„ - ' " " " "
Die- Verschäunung kann nach bekannten Verfahren erzielt werden, beispielsweise durch Einarbeiten eines inerten Gases unter Druck, z. B.' Luft, Eohlenaiozyd, oder Einarbeiten eines Blähmittels,
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ζ. B. Trichlorfluormethan. Gewünschtenfalls kann der formbaren Zusammensetzung ein Feststoff, wie z. B. Natriumchlorid,einverleibt werden, der gegenüber dem Rest der Zusammensetzung inerb ist, der jedoch aus der Zusammensetzung ausgelaugt werden kann. Das Auslaugen dieses Feststoffs aus der Zusammensetzung nach dem Härten kann erfolgen, um die gehärtete Zusammensetzung mikroporös zu machen»
Die Form und/oder die Zusammensetzung können auf eine erhöhte Temperatur vorerwärmt werden, um das Aushärten der Zusammensetzung zu beschleunigen und/oder aus dem gleichen Grund kann die Zusammensetzung innerhalb der Form erhitzt werden. Die erfindungsgemäßen Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzungen können vorteilhaft zur Formung von Schuhsohlen verwendet werden, insbesondere wenn die formbare Zusammensetzung verschäumt wird, um ihr eine feinporige Struktur zu geben. Schuhsohlen, die aus einer verschäumten formbaren Zusammensetzung bestehen, können direkt an die Schuhoberleder angeformt werden, wobei die formbare Zusammensetzung in eine Schuhsohlenform eingeführt wird, die mit einem ein Schuhoberleder tragenden Leisten verschlossen wird, bevor die formbare Zusammensetzung ausgehärtet ist. Die formbare Zusammensetzung wird dann in Berührung mit dem Schuhoberleder gehärtet, so daß die geformte Sohle an dem Oberlder haftet und ein Schuh entsteht.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Darin sind alle Teile auf das Gewicht bezogen» . ■
Beispiel 1
Es wurden 3 Präpolymerisate A, B und C hergestellt aus einem Polypropylenätherdiol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1285 und einer Mischung aus 80 Teilen 2,4-Tolylendiisocyanat und 20 Teilen 2,6-Tolylendiisocyanat. In jedem Falle wurden 100 Teile des Polyethers unter Stickstoff mit einer bestimmten Anzahl von Teilen Isocyanat gerührt, einen Zeitraum von etwa 1 Stunde lang auf 700O erhitzt und dann weitere 15 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten, wobei das Rühren gestoppt wurde. Bein»
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Abkühlen auf Raumtemperatur waren dann alle) 3 Präpolymerisate flüssige Sirupe. Das Präpolynierisat A wurde hergestellt mit 27,2 Teilen Isocyanat und hatte einen NCO-Gruppengehalt von-4,9 %o In dem Präpolymerisat B mit 1,2 Teilen Eisessig, die vorher mit dem Polyäther vermischt wurden, wurde der Isocyanatanteil erhöht auf 30,6 Teile, um für jede CCCH-Gruppe der Essigsäure zusätzlich 2 ITCO-Gruppen zu liefern, oein TTCO-Gehalt betrug 5,^5 /*, das entspricht der Umsetzung jeder CCOH-Gruppe mit einer ITCO-Gruppe. Das Präpolynerisat G wurde hergestellt aus 28,9 Teilen Isocyanat und enthielt keine Essigsäure. Sein lIOO-Gruppengehalt betrug, wie erwartet, 5,60 %. Das Präpolymerisat A wurde in 2 Portionen aufgeteilt und eine davon wurde bei Kaumtemperatur einige Minuten vor der Verwendung mit Eisessig in einer Menge von 1,2 Teilen pro 100 Teilen anfänglichem Polyätherfjehalt vermischt. Diese Mischung wurde mit Präpolymerisat A- bezeichnet und es wurde angenommen, daß dieses einen liCO-Gruppengehalt· von 4,9 Vo besaßo
Jedes dieser 4 Präpolymereate wurde bei Raumtemperatur schnell mit der Hand mit dem flüssigen Amin-Vulkanisationsmittel Trial ProduktLK-1443 in einer solchen I.Ienge verrührt, die so berechnet wurde, daß -im jeweiligen Fall ein stöchiometrisches Verhältnis von KKp : IiCO von 0,8 entstand. LK-1443 wird von den Farbenfabriken Bayer vertrieben und besteht im wesentliehen ans einer Mischung von Isomeren des Diätb.3rltolylen-2t4-diamins. Die jeweiligen Mengenantei-le von LK-1443 auf 100 Teile der Präpolymerisate A, B, C bzw. A1 betrugen 8,3 Teile, 9,57 Teile, 9,50 Teile und 8,3 Teile.
Die erhaltenen 4 Präpolymerisat/Vulkanisationsmittel-Mischungen wurden jeweils sofort bei 1000G in axial rotierende horizontale zylindrische Formen gegossen, wobei diese Formen vorher mit einem Silicontrennmittel beschichtet worden waren. Jede Mischung wurde zentrifugal in der Form eines zylindrischen Rohrs verteilt. Probetests mit einem Spatel ergaben die jeweiligen Zeiten, die zum Abbinden zu einem festen Polyurethan erforderlich v/aren, und dann ergab nach dem Stoppen der Rotation das versuchsweise und vollständige Herausziehen der Produkte aus den Formen die jeweiligen Zeiten, die zur Entformung ohne Verzerrung (auf Grund übermäßiger restlicher Plastizität) und Einreißen (auf Grund einer unzuläng-
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lichen Entwicklung"der Festigkeit) erforderlich waren. Diese Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Verhalten
Zusammensetzung Abbindezeit Erforderliche Zeit zur
(Sek.) Entformung ohne wesentliche Beschädigung . - (Minuten)
Präpolymerisat A - " "
(nicht—katalysierte Kontrollprobe 360 30
Präpolyneriisat B
(erfinduiigsge-
mäßer Katalysator) 35 1»5
Präpolymerinat C
(nicht-katalysier-
te Kontrollprobe
mit erhöhtem Ifo-
cyanatgehalt) 270 25
Präpolynerieat A,,
(Kontrollprobe
mit Säurezusatz) 75 4,5
In allen Fällen wurde dann das Aushärten durch Lagern bei Raumtemperatur, -und/oder mehrstündiges Erhitzen bei 1000C in einem Ofen vervollständigt. Die erfindungsremällen Produkte waren Elastomere.,.· die hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften den nichtkatalysierten Kontro llrroben v;eder an Anfang noch nach JO-stündigem Altern .bei. 1,7.0 kg/cn'1" (10 psig) in einem Dampfautoklaven bei 115OC oder bei 1-nionatiger Lagerung "bei 7C°C in mit Wasserdampf gesättigter Luft unterlegen waren.
*B .e . i -s -p .i e 1 2 .,
100 Teile des I-olypropylenätherdiö.ls mit einem mittleren Molekulargewicht von 1285 des Beispiels 1 v.-urden von jeglichen Spuren vorhandenen Wassers durch 2-stündiges Erhitzen unter Stickstoff bei 1P5°C und 6 mm Hg befreit. Es wurde dann unter einer Stickstoff schutnatmosphäre bei Atmosphärendruck auf 60 C abgekühlte Es wurden 27,2 Teile der 60/20-Tol7leidiisocyanat—Isomeren Li-i-SQlmng.des Beispiels 1 zugegeben und unter ständigem Rühren-wurde die Temperatur innerhalb eines Zeitraums von 1/2 Stunde auf
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11O0C erhöht und weitere 2 Stunden lang bei diesem Wert gehalten. Das erhaltene flüssige Präpolymerisat hattte einen NCO-Gruppengehalt von 5,05- %.
Unter Verwendung eines von der Viking Engineering Company herge—· stellten J.'ark 4-A Dispenser xmd Mark 7 Mechanical Mixer wurde ein Strom dieses Präpolymerisats bei 900C kontinuierlich mit einem Strom des flüssigen Diamin-Vulkanisationsmittels des Beispiels 1 bei 20°C in einem Verhältnis von 100 Teilen Präpolymerisat : 8,56 Teilen Vulkanisationsmittel (d. h. einem I^/HCO-Verhältnis von 0,8) gemischt und die Mischung wurde,mit einer Geschwindigkeit von 5»44 kg (12 Ib0) pro LIinute in hintereinander angeordnete, verschieden gestaltete Stahlformen verteilt, die mit einem P Silicontrennmittel beschichtet und auf 95 ~ 5° C vorerwärmt waren. Einige der Formen hatten ausgehöhlte Oberflächen.
Dann wurde ein ähnlicher Versuch durchgeführt unter Verwendung der gleichen Materialien und des gleichen Verfahrens, jedoch mit der Ausnahme, daß
1.) der Polyäther mit 3»9 Teilen gepulverter Sebacinsäure, die sich während der anschließenden Entwässerungsstufe löste, zu einer homogenen Mischung verrührt wurde (analytische Untersuchungen ergaben, daß keine meßbare Veresterung auftrat), 2.) die u'.erj'Q an Isocyanat 33,8 Teile betrug, das ist eine Er-. höhung, ur. 2 i;CG-Grupi,en auf jede COGH-Gruppe der Säure zur Ver- ^ fügung zu stellen,
3.) der IICO-Gruppengehalt des Präpolymerisats 6,10 betrug, d. h.
etwas oberhalb des der Umsetzung jeder COOH-Gruppe mit einer ITCO-Gruppe entsprechenden V.erts, ·
4.) der Llenrenanteil von Vulkanisationsmittel auf 100 Teile Präpolvmerifjst 10,5 betrug, was wiederum einen KHp/iiGO-V/ert von 0,8 ergab.
In der folgenden Tabelle ist das Abbinde- und Härtungsverhalten der beiden bysterse snregeben.
90 9882/16 19
BAB
Zusammensetzung
9 -
Verhalten - -
1925682 ausgehöhlte
Form
Abbindezeit
(Sek.)
Erforderliche Zeit zur Ent-
formung ohne wesentliche Be
schädigung (Minuten)
30
1,5
. glatte
Form
350
36
10
0,75
nicht-katalysierte Kontrollprobe
erfindungsgemäßer
Katalysator
Daraus geht hervor, daß die Entformungszeit bei einfachen Gegenständen mit dem erfindungsgemäßen Katalysator 15 mal kürzer und im schwierigeren Fall der ausgehöhlten Profile 20 mal kürzer war. Das Verhalten bei 1-monatiger Alterung bei 70 0 in gesättigtem ( Wasserdampf war im Falle der katalysierten Zusammensetzung gleich gut wie im Falle der nicht-katalysierten Kontrollprobe.
Bei der Wiederholung der beiden Versuche dieses Beispiels, wobei jedoch die Sebacinsäure durch verschiedene Säuren ohne Carbonsäure gruppe, wie ZoB. saures Butylphosphat, ersetzt wurde, wurden keine merklichen Unterschiede in den Abbinde- und Entformungszeiten sowie dem nachträglichen Zusatz der Säure und ihrer chemischen Einarbeitung in das Präpolymerisat festgestellt.
Beispiel 3
ι Aus dem in Beispiel 1 verwendeten Polypropylenatherdiol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1285 und Dicyclohexjrlmethan^-^A'-diisocyanat wurden 2 Präpolymerisate, A bzw. B genannt, hergestellt. In jedem Falle wurden 100 Teile des Polyäthers unter Stickstoff mit einer bestimmten Anzahl von Teilen Isocyanat verrührt, 1 Stunde lang auf 1000C erhitzt und weitere 6 Stunden lang ohne'Rühren bei dieser Temperatur gehalten. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur waren beide Präpolymerisate flüssige Sirupeo Das Präpo.lymerisat A wurde hergestellt mit 41,1 Teilen des Isocyanats und hatte einen NCO-Gruppengehalt von 4,72 %. Das Präpolymerisat B enthielt 1,2 Teile Eisessig, der mit dem Polyäther vorher gemischt worden war, wobei der Isocyanatgehalt auf 46,4 Teile erhöht wurde, um für jede COOHrG-ruppe. der -Essigsäure zusätzlich
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2 NGO-Gruppen zur Verfügung zu stellen,, Sein NCO-Gehalt betrug,....,. 5,07 c/ot das entspricht der Umsetzung jeder COOH-Gruppe mit. e-iner^ NGO-Gruppe,, Das Präpolynerisa.t A wurde in 2 Teile aufgeteilt f-c;K. und einer davon wurde bei Raumtemperatur wenige Cinuten vor .ds-r.,.:» Verwendung mit Eisessig in einer Menge von 1,2 Teilen, auf 100..,,. Teile des anfänglichen Polyäthergehalts vermischt. Dieses Prä^. ;-polymerisat wurde als Präpolymeresat G bezeichnet und es wurde. angenommen, daß es einen ITCO-Grupp engehalt von 4-,72 % besitzt.--,
Jedes dieser 3 Präpolymerisate würde schnell mit dem flüssigen Diamin-Vulkanisationsmittel des Beispiels 1 in einer Menge ver-r rührt, die so berechnet war, daß in jedem Falle ein stöchiometrisches Verhältnis -voti NHp : HCO Von 0,8 erzielt wurde. Die jeweilige Menge an LK-1443 auf 100 Teile der Präpolymerisate A, B bzw. C betrug 8,00 Teile, 8,59 Teile bzw. 8,00 Teile.
Die erhaltenen 3 Präpolymerisat/Vulkanisationsmittel-ilischungen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben in rotierende Formen gegossen. Die dabei beobachteten Abbinde- und Sntformungszeiten
sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. • ' Verhalten
Zusammensetzung
Präpolymerisat A (nicht-katalysierte Kontrollprobe)
Präpolymerisat B
(erfindungsgemäßer Katalysator)
Präpolymerisat G (Kontrollprobe mit zugesetzter Säure)
Abbindezeit (Minuten)
30
2,5
Erforderliehe Zeit zur. Entformung ohne v/esentliche Beschädigung (Min.)
Beispiel 4
100 Teile des Präpolymerisats B des Beispiels 1 wurden mit 1 Teil eines Silicon-oberflächenaktiven Mittels Silcoceil EP 38Ö-'(vörr I.C.I.) vermischt. Unter Verwendung eines Mark 4-Ä Dispenser und Mark 7 Mechanicel .Mixer, hergestellt von der Viking Engineering
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BAD ORIGINAL
Company, wurde ein St'rom dieser Mischung bei 9O0G mit einem Strom des flüssigen Diamin-Vulkanisatiomruittels des Beispiels 1 bei 200C in einem Verhältnis von 100 Teilen Präpolymerisat auf 9j57 Teile des Vulkanisationsmittels (IiHo/KG0-VerhUltnis von 0,8) vermischt. Gleichzeitig wurde in den !..!scherkopf Luft unter einem ■ Druck von 6,62 kg/cm (80 psig) eingeleitet. Der erhaltene Schaumstrom wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,36 kg (3 Ib.) pro Minute in nicht-erhitzte, mit einem Silicontrennmittel beschichtete Stahlformen verteilt. Der Schaum hatte nach JC Sekunden abgebunden und wurde nach 90 Sekunden entformt. Er hatte eine Dichte von C,55 g/cm mit einer sehr dünnen Haut. Die Porengröße war außerordentlich fein und das Produkt zeigte in Form von zähen elastomeren Platten kein Kachschrumpfen.
Beispiel^
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde aus 100 Teilen des Folypropylenätherdiols des Beispiels 1 mit einem mittleren Molekulargewicht von 1285, 1 Teil Eisessig und 30,1 Teilen des 80/20-Tolylendiisocyanats des Beispiels 1 ein Präpolymerisat hergestellt. Dieses Fräpolymeri.sat hatte einen NCO-Gruppengehalt von 5»^5 %·
100 Teile dieses Fräpolyinerisats wurden mit 1 Teil Silicocell EP 380 und 15 Teilen Trichlorfluorrnethan vermischt. Unter Verwendung eines Mark 4-A Dispenser und eines Mark 7-Mechanical" Mixer, hergestellt von der Viking Engineering Company, wurde ein Strom der Mischung bei 20°C mit einen Strom des flüssigen Dianin-Vulkanisatdonsmittels des Beispiels 1 bei 20 C in einer Menge von 100 Teilen Fräpolymerisat auf 9i24- Teile Vulkanisationsmittel (d. h. einem KHVKCO-Verhältnis -von C,S) kontinuierlich vermischt und die Mischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,56 kg (3 Ib.). pro Minute in Stahl- und lolystyrolfornien (alle bei 200C) verteilt« Jede Form wurde zu etwa 1/10 mit der flüssigen Mischling gefüllt. Etwa 4-5 Sekunden später hatte sich die Mischung so ausgedehnt, dal: sie gerade die Formen ausfüllte,und hatte abgebunden. Die Schüttdichte des zellularen Produkts betrug 0,11 g/ccia aus^- schließlieh einer faktisch unverschäuriten Oberflächenhaut von
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etwa 1 mm Dicke. Die Zellstruktur war offen mit etwa 40 Poren pro 2,54 cm (1 linear inch) und das Produkt war zäh und elastisch.
Beispiel 6
1CO Teile des Präpolymerisats B des Beispiels 1 wurden mit 20 Teilen Methylenchlorid vermischt. Unter Verwendung eines Mark 4A Dispenser und eines Mark 7 Mechanical Mixer, hergestellt von der Viking Engineering Company, wurde ein Strom dieser Mischung bei 50°C mit einem Strom des flüssigen Diamin-Vulkänisationsmittels des Beispiels 1 bei 20°C in einer Menge von 100 Teilen Präpolymerisat auf 9i57 Teile Vulkanisationsmittel (d. h. einem HEL/
έ._
NCO-Verhältnis von 0,8) vermischt. Gleichzeitig wurde in den Mischerkopf Luft mit einem Druck von 6,62 kg/cm (80 psig) eingeleitet. Der erhaltene Strom aus feinen Teilchen, der mit einer Geschwindigkeit von 5»44 kg (12 Ib.) pro Minute verteilt wurde, wurde auf eine vertikale Kartonoberfläche aufgesprüht, die teilweise mit einem Nylongev/ebe bedeckt war. Nach dem Aufsprühen auf. diene beiden Materialien entstand ein wasserdichter Überzug aus einem starken Urethanelastomeren.
Beispiel 7
Aus einem Polvpropylenätherdiol mit einem mittleren Molekulargewicht von 12C0 und der in Beispiel 1 beschriebenen 80/20-Tolylendiisocyanat-Isomerenmischung wurden die beiden Präpolymerisate A und B hergestellt. Das Präpolymerisat A wurde hergestellt durch Verrühren von 100 Teilen des Polyäthers mit 29 Teilen des ToIylendiisocr/anets unter Stickstoff, xObei die Temperatur auf 100°C erhöht und 2 Stunden lang bei diesem 'Jert gehalten wurde. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur war das Präpolymerisat ein Sirup mit einem ITCO-Grupr. engehalt von 5,10 %. Das Prä polymerisat B wurde hergestellt durch Versischen von 1CC Teilen des Polyäthers und 5 Teilen Stearinsäure unter Stickstoff, Erhitzen auf 400Cv1 um die Stearinsäure zu lösen, und anschließendes Einrühren von 30 Tteilen Diisocyanat und Erhitzen der Kischung auf 100°C und 2-st5indxges Halten bei dieser Temperatur. Beim Abkühlen auf Räumteciperatur war das Präpolymerisat ein Sirup mit einem KCO-Gruppengehalt" von1*
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5j52 %, was der Umsetzung von je einer COOH-Gruppe mit einer NOO-Gruppe entspricht.
Es wurden 2 getrennte Mischungen mit folgender Zusammensetzung hergestellt, wobei in der einen das Präpolymerisat A und in der anderen/Präpolymeresat B verwendet wurde.
Gew.%
Präpolymerisat 100
AoR. Natriumchlorid I70
Methyläthylketon 10
Zu der das Präpolymerisat A enthaltenden Mischung wurden unter schnellem Rühren 8,64- Teile der flüssigen Aminmischung des Beispiels 1 (NiLp/NCO-Verhältnis 0>8) zugegeben. Die erhaltene Mischung wurde in eine flache offene Form gegossen und mit Hilfe einer Rakel ausgestrichen. Das Material band allmählich ab und die erhaltene Folie war nach 30 Minuten stark genug zum Entformen ohne Verzerrung oder Reißen. Es wurde ein ähnliches Verfahren durchgeführt unter Verwendung des Präpolymerisats B, wobei jedoch 9,36 Teile des Amin-Vulkanisationsmittels (NHp/NCO-Verhältnis 0,8) verwendet wurden. Diese Folie war nach nur 5 Minuten stark genug zur Entformung ohne Verzerrung oder Reißen,, Das Natriumchlorid wurde mit heißem Wasser aus den Folien ausgelaugt, um stark mikroporöse elastomere Produkte zu ergeben, die leicht durchlässig für Luft und Wasserdampf sind.
Beispiel 8
100 Teile des Präpolymerisats B des Beispiels 7 wurden mit 1 Teil eines Silicon-oberflächenaktiven Mittels Silcocell EP 380 (von I.C.I. Ltd.) und 2 Teilen getrocknetem Titandioxyd vermischt. Unter Verwendung eines Mark M-A Dispenser und eines Mark 7 Mechanical Mixer, beide hergestellt von der Viking Engineering Company, wurde ein Strom dieser Mischung bei 900C mit einem Strom .des flüssigen Amin-Vulkanisationsmittels des Beispiels 1 bei 20°C in einer Menge von 100 Teilen Präpolymerisat auf 10,53 Teile des Vulkanisationsmittels (NHp/NCO-Verhältnis 0,9) vermis cht. ,Gleichzeitig wurde trockenes gasförmiges Kohlendioxyd in den Mischer-
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kopf unter einem Einführungsdruck von 7»68 kg/cm (95 psig) eingeleitet. Der erhaltene Schaumstrom v/urde mit einer Geschwindigkeit von 1,36 kg (3 lbe) pro Minute in eine nicht-erhitzte Schuhsohlenform aus Stahl verteilt. Ein nicht-erhitzter Stahlleisten, der mit einem Schuhoberleder und einer Brandsohle versehen war, wurde sofort auf die Form als Formoberteil aufgelegt« Der Schaum hatte 30 Sekunden nach dieser Operation abgebunden und der Schuh wurde 2 Minuten später aus der Form als völlig einteilige» Produkt entnommen. Die Sohle, die fest mit dem Oberleder verbunden war, hatte eine Dichte von 0,60 g/cm einschließlich der sehr dünnen Haut aus praktisch nicht-zellularem Polyurethan. Seine Porengröße war außerordentlich fein.
Nach dem Anformen der Sohle auf die oben beschriebene Weise wurde eine Reihe von flachen Testfolien ausgebreitet und diese ergaben die folgenden Testergebnisse:
Dichte (g/ccm) 0,60
Eindruckhärte (°Shore A) 70
Reißfestigkeit kg/cm2 (Ib./sq.in.) 57,2 (813)
Dehnung beim Bruch in % 362
Kerbzähigkeat in kg/cm V/eite (lbo/in.) 78,6
Kompressionsverformung nach 242Std. unter einer Belastung von 7»03 kg/cm (100 Ib./sq. in.) bei 20. G und anschließender 1-stündi-
ger Erholung in % 5jO
(cut growth;
Schnittwachstum/beim Hall-Biegetest in mm -
nach 150 Kc 2
Schnitt G . . ., :
Schnittwachstum im SATRA Ross-Biegetest
nach 150 Kc (mm) - bei 20°C . O
- bei -50C 0
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Claims (32)

Patentansprüche
1. Polyurethan-Präpolynerisat-Zusaiitinensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Polyurethanpräpolymerisat und dem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure mit einem monomeren Isocyanat besteht.
2. Polyurethan-Fräpolymerisat-Zusarimensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure eine monofunktionelle Carbonsäure ist.
3. Polyurethan-Prüpolymerisat-Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure eine gesättigte Iconocarbonsäure ist.
4. Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzung nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure Essigsäure ist.
5. Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzung nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure Stearinsäure ist.
6. Polyurethan-Fräpolyraerisat-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure eine difunktionelle Carbonsäure ist.
7. Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure eine gesättigte Dicarbonsäure ist. . '
8. Polyurethan-Präpolynierisat-Zusaninensetzung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure Sebacinsäure ist.
9. Polyurethan-Fräpolymerisat-Zusaisnensetzung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan-Präpolyr=erisat das Seaktionsproäukt eines Polypropylenätherdiols mit Tolylendiisocyanat ist.
10· Polyurethan—Präpolymerisat-Zusaiiimensetsung nach eines der
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vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das monomere Isocyanat Tolylendiisocyanat ist«
11. Polyurethan-Präpolymerisat-Zusammensetzurig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es durch vollständige Umsetzung einer Mischung aus der Carbonsäure und einem polymeren Polyol mit einer zur Umsetzung sowohl mit dem polymeren Polyol als auch mit der Carbonsäure ausreichenden Menge an monomeren! Isocyanat hergestellt wurde.
12. Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstands, da-
die
durch gekennzeichnet, daß eine/ Polyurethanpräpolymerisatzusäm-
mensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und ein polyfunktifc onelles Amin-Vulkanisationsmittel enthaltende formbare Zusammensetzung in die gewünschte Form gebracht und wenigstens teilweise gehärtet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die formbare Zusammensetzung in die gewünschte Form gegossen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die formbare Zusammensetzung auf einen vorgeformten Gegenstand als Überzug aufgebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die formbare Zusammensetzung vor öder während.
W der Kärtun.;sstufe verschäumt wird. -
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis I5, dadurch gekennzeichnet , daß die Fol^nirethan-Prapolymerisat-Zusammensetzung verschäunt wird bevor ihr das polyfunktionelle Amin-Vulkanisationsmittel zugesetzt vnirde ο · ■ '
17. Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstands, dadurch gekennzeichnet, da2 eine formbare Zusammensetzung, 'die erne Polyurethan-Präpolymerisat-Zusamiaensetzung nach .einem der An-. ■.■■-■ Sprüche 1 bis 11 und ein polyfunktionelles Amin-Vulkanisationsmittel enthält, ,in eine Form gegeben und wenigstens teilweise in
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der Form gehärtet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die formbare Zusammensetzung vor und/oder während ihrer Einführung in die Form verschäumt wird*
19· Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet, daß die formbare Zusammensetzung in der Form verschäumt wird.
20. Verfahren nach .einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch ge- ; kennzeichnet, daß die Form vor der Einführung der formbaren Zusammensetzung erhitzt wird, um die Härtung der Zusammensetzung. zu beschleunigen. · , -
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Form während und/oder nach der Einführung der formbaren Zusammensetzung erhitzt wird, um das Aushärten der Zusammensetzung zu beschleunigen.
22. Verfahren nach Anspruch 12, 13, 14- oder. 17* dadurch gekennzeichnet, daß in die formbare Zusammensetzung ein Feststoff eingearbeitet wird, der gegenüber dem Rest der Zusammenset-zung inert ist, der jedoch nach der Härtungsstufe aus der Zusammensetzung ausgelaugt werden kann, und daß der Feststoff nach der. Härtungsstufe aus der Zusammensetzung ausgelaugt wird, wobei · ein mikroporöses Produkt entsteht.
23. Verfahren nach. Anspruch-22, dadurch gekennzeichnet,-daß als Feststoff Natriumchlorid verwendet wird»; · ■ '
24. Verfahren, nach Anspruch 12 oder 13-» · dadurch gekennzeichnet, daß der geformte Gegenstand eine Schuhsohle ist.
25. Verfahren nach einem dar Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß der geforate^Gegenstand eine Schuhsohle ist.
26* . Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Form, in der die Schuhsohle hergestellt jv/ird., durch einen Leisten
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verschlossen Ist, der ein Schuhoberleder tr:ägt, wodurch die formbare Zusammensetzung in Berührung mit dem Schuhoberleder gehärtet wird, um die Sohle an dem Oberleder zu befestigen·
27» Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das polyfunktlonelle Amln-Vulkanisationsniittel ein diprlmäres oder disekundäres AmIn ist»
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das polyfunktionelle Amin-Vulkanisationsmittel aus einer Mischung aus Isomeren von Diäthyltolylen-2,4—diamin besteht,
29. Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Prapolyiaerisat— Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus der Garbonsäure und dem polymeren Polyol mit einer zur Umsetzung mit sowohl dem polymeren Polyol als auch der Carbonsäure mindestens ausreichenden Menge an monomerem Isocyanat umgesetzt wird»
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung durch Erhitzen der Mischung aus der Carbonsäure und dem polymeren Polyol mit dem monomeren Isocyanat bei einer Temperatur in dem Bereich von 40 bis 120 G durchgeführt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur in dem Bereich von 70 bis 1100C angewendet wird«
32. Gegenstand wie er bei einem Verfahren gemäß einem der An— ,Sprüche 12 bis 28 erhalten wird..
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