DE2001237A1 - Polyurethan-Prapolymere - Google Patents

Description

• Polyur ethan- Präpolymer e Diese Erfindung bezieht sich auf Polyurethanpräpolymere und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
• Polyurethanpolymere werden gewerblich in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, die Ausführungsform als Kunststoffschäume und als Klebstoffe, Dichtungsmassen, Versiegelungsmittel, Kitte, Formmassen und Umhüllungssubereitungen umfassen. Sie sind sehr vorteilhaft bei vielen Verwendungen wegen ihrer hohen Abriebfestigkeit, der guten Lösungsmittelbeständigkeit, ihrer adhäsiven Eigenschaften und Zerreißfestigkeiteigenschaften.
• Bei der Verwendung von Polyurethanpolymeren zwecks Formulierung von Knet-, Versiegelungs- und Dichtungszubereitungen, ist es die normale Praxis gewesen, diese Zubereitungen in einer Zweikomponentenform zu liefern. Eine der Komponenten enthält im wesentlichen ein härtbares Polyurethanpräpolymeres und die zweite Komponente enthält ein Härtungsmittel für das Präpolymere. Zweikomponentenzubereitungen sind als unzufriedenstellend in der Praxis bekannt, denn sie erfordern normalerweise beachtlich genaues Mischen der beiden Komponenten unter ungünstigen Bedingungen, wie diese auf Baustellen herrschen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Versiegelungsmittel, Knet- und Dichtungsmassen auf Basis von Polyurethanpräpolymeren herzustellen, die durch Reaktion nit atmosphärischer Feuchtigkeit härtbar sind, Jedoch wurde als Nachteil hierbei gefunden, daß herkömmliche Präpolymere dieser Art dem Kohlendioxyd nicht gestatten, in die Atmosphäre eu entweichen. Das Kohlendioxyd wird durch die Reaktion des Präpolymeren mit der atmosphärischen Feuchtigkeit frei. Als Folge ist su beobachten, daß die Zubereitung im Laufe der Härtungsreaktion anschwillts so daß die Zubereitung fUr diese Zwecke nicht brauchbar ist.
• Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung, daß, wenn ein Eolyur ethanpräpolymeres synthetisch durch Reaktion eines Polyols mit einem organischen Diisocyanat in der Gegenwart eines gewissen Minimumverhältnissen einer Monohydroxyverbindung hergestellt wird, das erhaltene PrEpolymere die Diffusion von freigewordenem Kohlendioxyd, welches im Laufe der Härtungsreaktion des Präpolymeren mit der Luftfeuchtigkeit freigesetzt wird, ermöglicht.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren flir die Herstellung eines Polyurethanpräpolymeren zur Verfügung gestellt, welches im Kontakt mit atmosphärischer Feuchtigkeit härtbar ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyol und eine Monohydroxyverbindung mit einem organischen Diisocyanat umsetzt, die Verhältnisse der Reaktionsteilnehmer so auswählt, daß die Monohydroxyverbindung mindestens 0,5 Äquivalente an Hydroxygruppen enthalt, besogen pro äquivalent der Hydroxygruppen, die im Polyol enthalten sind und das erhaltene Präpolymer freie Isocyanatgruppen besitzt.
• Das Polyol kann 2, 3 oder mehr Hydroxygruppen pro Molekül enthalten oder kann auch ein Gemisch aus verschiedenen Polyolen sein. Beispiele von geeigneten Polyolen sind Polyalkylenglykole wie Polyäthylenglykole und Polypropylenglykole. Beispiele filr geeignete Triole, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Polyäthertriole, die sich aus der Umsetzung von Glycerin mit Äthylenoxyd oder Propylenoxyd herleiten.
• Die Monohydroxyverbindung ist vorzugsweise ein Fettmonoalkohol und vorzugsweise mit einer Kohlenwasserstoffkettenlänge von 9 bis 20 Kohlenstoffatomen.
• Beispiele fUr geeignete, im Handel erhältliche organische Diisocyanate sind Methylen- und Diphenyl-diisocyanat und Toluylendiisocyanat Vorzugsweise wird das Diisocyanat in einer solchen Menge verwendet, daß das Reaktionsgemisch von 1,5 bis 4 Äquivalenten an Isocyanatgruppen pro Äquivalent Hydroxylgruppen, die vom Polyol stammen, enthält. Die bevorzugte Menge, in der die Monohydroxyverbindungverwendet wird, ist so gewählt, daß die verwendete Monohydroxyverbindung 0,5 bis 1,5 Äquivalente-an Hydroxygruppen pro Äquivalent an Hydroxygruppen, die vom Polyol stammen, enthält.
• Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern und zeigen, wie diese tatsächlich durchgeführt werden kann.
• Beispiel 1 Ein Polyurethanpräpolymeres wurde synthetisch hergestellt durch Vermischen von 208 Gew.-Teilen eines Polyäthertriols mit 8-Gew-Teilen im Handel erhältliches Fettmonoalkohol mit einem annähernden Molekulargewicht von 250. Der Fettmonoalkohol, der in diesem Beispiel verwendet wurde, war tatsächlcih ein Gemisch aus im wesentlichen geradkettigen Alkoholen, wobei das Gemisch überwiegend C16-Alkohole, aber auch C1 und C18-Alkohole enthielt. Das benutzte Polväthertriol hatte eine Hydroxylzahl (mg/KOH/g) von 35+1. Dieses Polyäthertriol ist in dem Firmenprospekt der deutschen Shell Chemie Gesellschaft mbH mit dem Titel Caradol 5001 näher beschrieben. Dieses besitzt ein Molekulargewicht von etwa 5000. Das Gemisch der Alkohole wurde sorgfältig-getrocknet und das Gemisch zu einem Diisocyanat mit einem Isocyanatäquivalentgewicht von 142 - 144 zugefügt. Das +organischen Gemisch der Alkohole wurde langsam unter Rühren zugefügt und zwar bei einer Temperatur von 700 C bis die Zugabe vollständig war. Das Reaktionsgemisch ließ man abkühlen und du erhaltene Präpolymere wurde vom Kontakt mit Luft ferngehalten bis es, wie nachstehend beschrieben, geprüft wurde-Beispiel 2 Das Verfahren » wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde wiederholt mit der Ausnahme daß 12 Gew.-Teile des Fettmonoalkohols anstelle von 8 Gew.-Teilen benutzt wurden.
• Beispiel 3 Das Verfahren, welches im Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 16 Gew.-Teile des Fettmonoalkohle anstelle von 8 Gew.-Teilen benutzt wurden.
• Die Polyurethanpräpolymeren, welche in den vorstehend beschriebenen Beispielen erhalten wurden wurden auf Platten mit einer Schichtdicke von etwa 6,350 mm aufgetragen und der Atmosphäre ausgesetzt. Es wurde festgestellt, daB in allen Fällen eine Haut sich über den Schichten des Präpolymeren bildete und daß die Schichten innerhalb von 5 Tagen vollständig aushärteten, ohne jedes Anschwellen oder ohne die Bildung eines welligen Produktes.
• Es wurde festgestellt, daß der Monoalkohol außerdem als ein interner Weichiacher für die Polyurethanzubereitung fungiert und dt. Weichheit des gehärteten Produktes kann durch Einstellung der Kettenlänge und der Verhältnisse am verwendeten Monoalkohol earUert werden, Es sei bemerkt, daß bei normaler Ausführung die Polyurethanpräpolymeren mit Additiven und Füllstoffmaterialien formuliert sein können, wie dies für Knetmassen, Versiegelungsmassen und Dichtungsmassen üblich ist. Zin Beispiel können trockene Weichmacher (z.B. Polyester, chloriertes Biphenyl, Kohlenteerpech), Füller.
• Pigmente und Katalysatoren in die Zubereitungen eingearbeitet trerden.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   Verfahren zur Herstellung von Polyurethanpolymeren, welche im Kontakt mit der atmosphärischen Feuchtigkeit härtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyol und-eine Monohydroxyverbindung mit einem organischen Diisocyanat umsetst und die Verhältnisse der Reaktionsteilnehmer so eingestellt werden, daß die Monohydroxyverbindung mindestens 0,5 Äquivalente an Hydroxygruppen pro Äquivalent an Hydroxygruppen die im-Polyol enthalten sind, aufweist und der erhaltene Präpolymere freie Isocyanatgruppen enthält.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyol ein Polyalkylenglykol, ein Polyäthertriol einzeln oder im Gemisch einsetzt.
3. 3z) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennseichnet, daß man als Monohydroxyverbindung einen Fettmonoalkohol mit einer Kohlenwasserstoffkettenlänge von 9 bis 20 Kohlenstoffatomen einseln oder im Gemisch einsetzt.
4. 4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das organische Diisocyanat in einer solchen Menge einsetzt, daß das Reaktionsgemisch 1,5 bis 4 Äquivalente an Isocyanatgruppen pro Äquivalent Hydroxylgruppen, vom Polyol stammend, enthält.
5. 5.> Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Monohydroxyverbindung in einer solchen Menge einsetzt, daß sie 0,5 bis 1t5 Äquivalente an Hydroxygruppen, stammend vom Polyol, enthält.
6. 6.) Verfahren nach einem oder mehreren der AnsprUche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyäthertriol mit einem Molekulargewicht von etwa 5000 und der Hydroxylzahl 35+1, einen Fettmonoalkohol mit einem Molekulargewicht von etwa 250 und ein Diisocyanat mit einem Isocyanatäquivalentgewicht von 142 bis 144 einsetzt.
7. 7.) Im Kontakt mit Luftfeuchtigkeit härtbares Polyurethanpolymeres, erhältlich nach den in den Patentansprüchen 1 bis 6 genannten Verfahren.
8. 8.) Knetmasse, Dichtungsmasse oder Versiegelungamaterial, welches ein Polymeres gemäß Anspruch 7 enthält, vermischt mit herkömmlichen Füllstoffen mit oder ohne Pigmente, Katalysatoren und anderen herkdmnlichen Zusatzstoffen.
9. 9.) Verwendung von Polyurethanpräpolymeren als durch Luftfeuchtigkeit aushärtbare Bindemittel für die Herstellung von Knetmassen, Dichtungsmassen oder Versiegelungsinitteln.