DE2423764B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren Polyurethanharnstoffen - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren PolyurethanharnstoffenInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lösungsmittelfreien Herstellung von Polyurethanharnstoffen unter
Verwendung von Kettenverlängerungsmitteln mit aliphatisch gebundenen Aminogruppen.
Polyisocyanate, bevorzugt mehr als eine freie Isocyanatgruppe enthaltende Polyurethanpräpolymere,
werden bereits in technischem Maßstab mit aromatischen Di- und/oder Polyaminen in Substanz zu
hochmolekularen Polyharnstoffen umgesetzt.
Hochmolekulare, elastomere Polyurethanharnstoffe aus flüssigen Polyisocyanaten und aliphatischen, cycloaliphatischen
und/oder araliphatischen Polyaminen konnten jedoch bisher nach den üblichen Verfahren
nicht ohne Zuhilfenahme von diesen Mitteln hergestellt
werden, da die Reaktion zwischen den aliphatischen Amino- und den Isocyanatgruppen so energisch abläuft,
daß vor der Verfestigung des Reaktionsproduktes keine homogene Mischung der Reaktionspartner mehr
möglich ist. Deshalb werden derartige Polyharnstoffe bisher immer in stark verdünnter Lösung hergestellt.
Das bedeutet, daß entweder viel Lösungsmittel von der Herstellung bis zur Verarbeitung mittransportiert
werden muß oder ein zusätzlicher, technisch aufwendiger Eindampfschritt der Herstellung des Polyhamstoffs
nachgeschaltet werden muß.
Erfolgreich verlaufende Versuche, technisch hochwertige elastomere Polyurethanharnstoffe in Substanz
aus flüssigen oder niedrigschmelzenden Polyisocyanaten, gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren
Reaktionspartnern mit mehr als einer Zerewitinoff-aktiven
Gruppe und flüssigen oder niedrigschmelzenden aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen
Diaminen (im folgenden aliphatische Diamine genannt) herzustellen, sind bisher nicht bekanntgeworden.
Zwar beschreibt eiwa die DE-OS 20 59-^70 ein
kontinuierliches Einstufenverfahren zur Herstellung thermoplastischer Polyurethane, bei welchem
a) in einer ersten Zone ein Diisocyanat, ein polymeres Diol, ein difunktioneller Kettenverlängerer und ein
Katalysator vermengt werden;
b) das Reaktionsgemisch danach durch eine zweite Zone hindurchgeführt wird, in der es unter
Einwirkung hoher Scherkräfte vermischt wird und
c) das Reaktionsgemisch schließlich kontinuierlich in eine Verformungszone übergeführt wird, in der
man es durch Strangverpressen formt,
mit dem besonderen Kennzeichen, daß man die Temperatur des Reaktionsgemisches bei seinem Durchtritt
durch die einzelnen Zonen so einregelt, daß seine Viskosität überall in den Zonen praktisch konstant im
Bereich von etwa 100 bis 1000 Pa s bleibt.
Wegen der energischen Reaktion der aliphatischen Amino- mit den Isccyanatgruppen ist es aber nicht
möglich, die Viskosität der Produktschmclze über den
gesamten Schneckenbereich praktisch konstant zwischen etwa 100 und 1000 Pas zu halten. Außerdem
zeigte sich, daß schon mit wesentlich einfacher zu verarbeitenden, verhältnismäßig langsam reagierenden
Glykolen als Kettenverlängerer gemäß DE-OS 20 59 570 keine homogenen, knölehen- und quellkörperfreien
Produkte erhalten werden.
Überraschenderweise wurde demgegenüber aber nun gefunden, daß sogar bei Verwendung reaktiver Diamine
als Kettenverlängerungsmittel von den genannten Inhomogenitäten freie, hochwertige elastomere Polyurethanharnstoffe
in der Schmelze mit Hilfe spezieller Schneckenmaschinen hergestellt werden können. Wichtig
ist dabei vor allem, daß das Gemisch der Reaktionskomponenten der Einwirkung eines großen
Geschwindigkeitsgefälles mittels intensiv mischender Knetelementc bereits in einer Reaktionsphase ausgesetzt
wird, in welcher die Viskosität noch niedrig ist (IO bis 100 Pa s. vorzugsweise 20—70 Pa s). Knetzonen in
späteren Phasen der Reaktion sind dagegen von untergeordneter Bedeutung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren Polyurethanharnstoffen
durch Umsetzung von Di- und gegebenenfalls Polyisocyanaten, aliphatischen, cycloaliphatischen
und/oder araliphatischen primären und/oder sekundären Diaminen und gegebenenfalls weiteren, im
Durchschnitt mindestens 1,8 Zerewitinoff-aktive Gruppen enthaltenden Verbindungen in selbstreinigenden
zweiwelligen Schneckenmaschinen mit im gleichen Sinne rotierenden Schneckenwellen bei Temperaturen
zwischen 110 und 28O0C und in einem Viskositätsbereich
während der Reaktion in der Schneckenmaschine von etwa 0,01—300 Pas, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß das Reaktionsgemisch im Bereich zwischen 10 und 100 Pa s in einer im vorderen Gehäuseteil liegenden
Schneckenzone mit intensiv mischenden Knetelementen bei Knetfrequenzen von I bis 20 Hertz und bei
einem Geschwindigkeilsgefälle im radialen Spiel zwischen Kamm und Gehäusewand von mehr als
2000 see1 bearbeitet wird.
Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensbedindungen
gelingt es, die Reaktion so zu führen, daß eine homogene Masse erhalten wird, welche auch frei
von qualligen Teilchen (Gelparlikeln, Knötchen) ist, wie
sie ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen stets bei 5 der Synthese von Polyurethanharnstoff-Elastomeren in
Schneckenmaschinen auftreten. Durch die bei der exothermen Reaktion auftretende Wärmetönung und
die in der Schneckenmaschine erzeugte Friktionswärme sowie durch eine Heizung des Maschinengehäuses von
außen wird der entstehende elastomere Polyharnstoff im thermoplastischen Zustand gehalten, so daß z. B. eine
gleichzeitige Formgebung des Reaktionsproduktes wie Verpressung zu Strängen am Maschinenende leicht
möglich ist.
Als Ausgargskomponenten zur Durchführung des erfindungbgemäßen Verfahrens kommen aliphatische,
cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und heterocyclische
Diisocyanate in Betracht, wie sie z. B. von W. Siefffen in Jumus Liebigs Annalen der Chemie, ~*q
562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise
Äthylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat,
1,6-Hexamethylendiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat-(],6),
I.^-Dodecandiisocyanat,
Cyclobutan-l.S-diisocyanat,Cyclohexan-1.3- und
1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,
1 -IsocyanatoO.S.S-trimethylö-isocyanato- jo
methyl-cyclohexan(DE-AS12 02 785), 2,4- und 2,6-Hcxahydrotoluylendiisocyanat sowie
beliebige Gemische dieser Isomeren.
Perhydro-2,4'- und/oder
-^'-diphenylmethan-diisocyanat, 1,3- und ιΊ
1,4-Phenylendiisocyanat, 2.4- und
2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder
-4,4'-diisc.yanat und durch Telomerisation erhaltene Diisocyanate, wie sie z. B. in der
belgischen Patentschrift 7 23 640 beschrieben sind. Die genannten Diisocyanate können zusammen mit
bis zu 15 Mol-% (bezogen auf Diisocyanat), aber höchstens soviel eines Polyisocyanats, daß ein noch
schmelzbarer bzw. thermoplastischer Polyharnstoff aus der Schneckenmaschine austritt, verwendet werden.
Eine größere Menge an höherfunktionellen Isocyanaten muß im allgemeinen durch die Mitverwendung von im
Durchschnitt weniger al:, difunktionellen Hydroxyl- bzw. Aminoverbindungen ausgeglichen werden, so daß
eine zu weitgehende chemische Vernetzung des aus der Schneckenmaschine austretenden Produktes vermieden
wird. Es ist aber selbstverständlich möglich, die Reaktion so zu führen, daß eine nachträgliche
chemische Vernetzung des Elastomeren während der M Lagerung eintritt (z. B. durch Verwendung eines
Überschusses an NCO-Gruppen enthaltenden Verbindungen). Beispiele für höherfunktionellc Isocyanate sind
etwa:
Triphenylmethan-4,4', 4"-Triisocyanat, Polyphenyl- t>o
polvmethylen-polyisocyanatc, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation
und anschließende Phosgenierung erhalten und z. B. in den britischen Patentschriften
8 74 430 und 8 48 671 beschrieben werden, perchlorierte
Arylpolyisocyanate, wie sie z. B. in der deutschen Auslegeschrift 11 57 601 b .schrieben werden, Carbodiimidgruppcn
aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der deutschen Patentschrift 10 92 007 beschrieben werden,
Diisocyanate, wie sie in der US-Patentschrift 34 92 330 beschrieben werden, Allophanatgruppen aufweisende
Polyisocyanate, wie sie z. B. in der britischen Patentschrift 9 94 890, der belgischen Patentschrift 7 61 626
und der veröffentlichten holländischen Patentanmeldung 71 02 524 beschrieben werden, Isocyanuratgruppen
aufweisende Polyisocyanate, wie sie z. B. in den deutschen Patentschriften 10 22 789, 12 22 067 und
10 27 394 sowie in den deutschen Offenlegungsschriften
19 29 034 und 20 04 048 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z. B. in der
belgischen Patentschrift 7 52 261 oder in der US-Patentschrift 33 94 164 beschrieben werden, acylierte Harnstoffgruppen
aufweisende Polyisocyanate gemäß der deutschen Patentschrift 12 30 778, Biuretgruppen aufweisende
Polyisocyanate, wie sie z. B. in der deutschen Patentschrift 11 01 394, in der britischen Patentschrift
8 89 050 und in der französischen Patentschrift 70 17 514 beschrieben werden, durch Telomeri*?tionsreaktionen
hpropqtpijt.e Po!v!socvap.iiie, wie sir* 7. B. in der
belgischen Patentschrift 7 23 640 beschrieben werden. Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z. B.
in den britischen Patentschriften 9 65 474 und 10 72 356,
in der US-Patentschrift 35 67 763 und in der deutschen Patentscnrift 12 31 688 genannt werden, sowie Umsetzungsprodukte
der obengenannten Isocyanate mit Acetalen gemäß der deutschen Patentschrift 10 72 385.
Es ist auch möglich, die bei der technischen
Isocyanatherstellung anfallenden Isocyanatgruppen aufweisenden Destiiiationsrückstände, gegebenenfalls
gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich,
beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.
Beispiele für erfindungsgemäß allein oder in Mischung als Kettenverlängerungsmittel zu verwendende
Diamine sind
Äthylendiamin. 1,4-Tetramethylcndiamin.
1,6- Hexamethylendiamin,
N^'-Diisobutyl-Ko-hexamethylendiamin.
1.1 l-Undecamethylendiamin.
1.12-Dodccamethylendiamin.
Cyclobutan-1,3-diarr.in. Cyclohexan-1,3- und
-1,4-diamin sowie deren Gemische,
l-Amino-l.S.S-trimcthyl^-aminomethylcyclohexan, 2.4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiamin sowie deren Gemische. Perhydro-2,4'- und -4,4'-diaminodiphenylmethan, p-Xylylcndiamin,
Bis-(3-aminopropyl)-methylamin, usw. Auch
1 lydrazin und substituierte Hydrazine, z. B.
Methylhydrazin. N.N'-Dimethylhydrazin und deren 1 lomologe sowie Säuredihydrazide kommen
enindungsgeniäß in Betracht, ζ B.
C'arbodihydra/id.Oxalsäuredihydrazid, d;e
Dihydrazide von Malonsäure, Bernsteinsäure,
Glutarsäure, Adipinsäure, /J-Melhyladipinsäure,
Scbazinsäure, Hydracrylsäure und
Terephthalsäur \ Semicarbazido-alkylen-hydrazide wie /. B. 'i-Semicarbazido-propionsäurehydrazid
(DF-OS 17 70 591).
1,6- Hexamethylendiamin,
N^'-Diisobutyl-Ko-hexamethylendiamin.
1.1 l-Undecamethylendiamin.
1.12-Dodccamethylendiamin.
Cyclobutan-1,3-diarr.in. Cyclohexan-1,3- und
-1,4-diamin sowie deren Gemische,
l-Amino-l.S.S-trimcthyl^-aminomethylcyclohexan, 2.4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiamin sowie deren Gemische. Perhydro-2,4'- und -4,4'-diaminodiphenylmethan, p-Xylylcndiamin,
Bis-(3-aminopropyl)-methylamin, usw. Auch
1 lydrazin und substituierte Hydrazine, z. B.
Methylhydrazin. N.N'-Dimethylhydrazin und deren 1 lomologe sowie Säuredihydrazide kommen
enindungsgeniäß in Betracht, ζ B.
C'arbodihydra/id.Oxalsäuredihydrazid, d;e
Dihydrazide von Malonsäure, Bernsteinsäure,
Glutarsäure, Adipinsäure, /J-Melhyladipinsäure,
Scbazinsäure, Hydracrylsäure und
Terephthalsäur \ Semicarbazido-alkylen-hydrazide wie /. B. 'i-Semicarbazido-propionsäurehydrazid
(DF-OS 17 70 591).
Scmicarbazido-alkylencarbazinester w;e z. B.
2-Sc mica rbazido.it hy l-carbazinester (DE-OS
19 18 504)oder auch
2-Sc mica rbazido.it hy l-carbazinester (DE-OS
19 18 504)oder auch
Amino-scmicarb;..'id-Verbindungen wie z. B.
/J-Aminoäthyl-semicarbazido-carbonat (DE-OS
19 02 931).
/J-Aminoäthyl-semicarbazido-carbonat (DE-OS
19 02 931).
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Di und gegebenenfalls Polyisocyanate bevorzugt vor oder
während der Reaktion mn den aliphatischen Diamirien
mil anderen, vorzugsweise hohermolekularen, im
Durchschnitt mindesii ns 1.8 /erewitinoff-iiktive Gruppen
pro Molekül enthaltenden Verbindungen mil
Molekulargewichten von 500 bis 10 000 umgesetzt, Unter erfindiingsgem;il.( /u verwendenden. Zcrewiiiriolf
,iktive (iruppen enthaltenden Verbindungen versieht
man neben Aminogruppen. Thiolgruppen oder Carboxy!gruppen aufweisenden Verbindungen vorzugsweise
Polyhydroxy !verbindungen, insbesondere im
Durchschnitt 1.8 bis 8 1 Ivdroxylgruppen aufweisende
Verbindungen, speziell solche vom Molekulargewicht 5(Xl bis 10 000. vorzugsweise 600 bis 6000. z.H.
mindestens zwei, in der Kegel 2 bis 8. vorzugsweise aber
2 bis 4, Hydroxylgruppen aufweisende Polyester.
Polyether. Poly thioether. Polyacetale. Polycarbonate
und Polyesteramide, wie sie für die Herstellung von Polyurethanen an sich bekannt sind.
linier den Polyihioathern seien insbesondere die
Kondensationsprodukte von Thiodiglykol mit sich selbst und oder mit anderen Glykolcn. Dicarbonsäuren.
I ormaldehyd. Aminocarbonsäuren oder Aminoalkoholen angeführt. |e nach den C o-Komponenten handelt es
sii. h bei den Produkten um Polythiomischäthcr,
Poly ünoätherester oder Polythioätherestcramide.
Weitere Beispiele für die bei der Durchführung des
erfmdnngsgemäüen Verfahrens zu verwendenden Verbindungen
sind z.B. in High Polymers. Vol. XVI. ■PoKiirethanes. Chemistry and Technology«, verfaul
•.■in S a u η d e r s — l: r 1 s c h , Intcrscience Publishers.
Nl-v. York. London. Hand I. 1962. Seiten 32-42 und
Sere·; 44-54 und Band II. lPb4. Seiten 5 — fi und
Nx.-iaq. sowie im Kunststoff-Handbuch. Band VII.
Y ! e '.'. e a - H oc h 1 I e η . (arl-Hanscr-Verlag. Miin-.
her Ι^μ\ζ. B. auf den Seilen 4) —71. beschrieben.
"•■.eK-:, den erfindungsgemäß /u verwendenden
.1.■;"''".:' *i_hei: Diaminen können auch bis zu 9 5 Mol·"/".
-α/'μολγ -Ae'iiger ,ils HO Mo!-0/,, (bezogen auf
ίκν:'ν,:"ΐ·.·η>.Ί' an KeUenverlängerungsmitteln). beson-
:·.-^ Pr. ^ZUt-! weniger .ils 50 Mol-1'-'., an niedermoleku-..rer
I): ;nd oder Poiyaikoholen (Molekulargewicht 62 r:- Viii) c:nutse'z; werden. Als niedermolekulare Di-
■.".' ' i\l·." (Ό'·. alkohole kommen z. B.
■Vr.\icnglykol. Propylenglykol-(1.2)und -(1.3).
B .'•-.ienglykol-U^und -(2.3). Hexandioi-(1.6).
<)-. 'andif)l-(1.K). Senpeniylgly kol.
'■ ν Johexandimethanol
11.4-Bis-hydro xy met hy Icy clohex an).
2-Methyl-1.3-propandiol. XyIyIeηgiykol.
H> d roch 1 no η-bis-,:/-hydroxy a lhy lather. Glycerin.
Tn methylol propan. Hexantriol-( 1.2.6).
Butaninol-( 12.4).Trirneth>loläthan und
Pentaerythrit
in Betracht.
in Betracht.
Als Beispiele für aromatische Diamine seien Bisanthranilsäureester
gemäß den deutschen Offenlegungsschriften 20 40 644 und 21 60 590. 3.5- und 2,4-Diaminobenzoesäureester
gemäß DE-OS 20 25 900, die in den deutschen Offenlegungsschriften 18 03 635, 20 40 650
und 21 60 589 beschriebenen estergruppenhaltigen Diamine, sowie SJ'-Dichlor^'-diamino-diphenylmethan.
Toluylendiamin. 4.4'-Diaminodiphenylmethan und
4.4'-Diaminodiphenyldisulfid genannt.
Die durchschnittliche Funktionalität aller für die Reaktion verwendeten Komponenten so!! nicht wesentlieh
größer als 2 sein, so daß während der Reaktion in der Schneckenmaschine noch schmelzbare bzw. thermoplastische,
elastomere Fclvurethanharnstoffe entste
Die Reihenfolge, in der die verschiedenen Reaktion·.-partner
mil dem Di- und gegebenenfalls Polyisocyanat umgesetzt werden, kann beliebig gewählt werden. Die
Umsetzung kann in Luv und Mehrstufenprozessen erfolgen. Ls ist jedoch vorteilhaft, wenn die Reaktion
mit der oder den hydmxylgruppenhaltigen Verbindungen
nicht wesentlich später, vorzugsweise jedoch vor oder während der Reaktion mit den Diaminen
durchgeführt wird. Beispielsweise können die einzelnen
Reaktionskomponenten au verschiedenen Stellen in die Schneckenmaschine eingebracht werden. In einer
besonderen Verfahrensvariante wird zunächst in einem
anderen Misch- und/oder Reaktionsgefäß, z. B. einem Kessel, aber auch einem Mischkopf, statischen Mischer
oder einer Mischdüse, aus Di- und gegebenenfalls Polyisocyanat und der oder den hohermoiekularen.
durchschnittlich mindestens 1.8 /erewitinoff-aktive
(iruppen im Molekül enthaltenden Verbindungen sowie gegebenenfalls den niedermolekularen Di- und/oder
Poiyaikoholen und/oder aromatischen Diaminen ein NCO-Ciruppen enthaltendes Voraddukt hergestellt, das
dann in der Schneckenmaschine mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Diaminen mit aliphatisch
gebundenen Aminogruppen umgesetzt wird.
I.in großer Vorteil des erfmdungsgemäßen Verfahrens gegenüber der bisher üblichen diskontinuierlichen
Arbeitsweise liegt darin, daß auch im one-shot-Verfahrcn
gearbeilel werden kann. In einem statischen Reaktionsgefäß. /.. B. einem Kessel, ist die gleichzeitige
Umsetzung von Polyisocyanaten. Polvolen und Polyaminen im allgemeinen nicht möglich, da Polyisocyanate
und Polyamine rasch zu Harnstoffen reagieren, die im
Rcaktionsgemisch unlöslich sind, ausfallen und zu
Inhomogenitäten im [Endprodukt führen.
Die gegebenenfalls mitzuverwendenden niedermolekularen
Di- und/oder Polvole und aromatischen Diamine und monofunklionellen Kettenabbrecher können
sowohl mit den höhermolekuiaren. Zerewitinoff-aktive
Gruppen enthaltenden Verbindungen als auch mit den aliphatischen Diaminen oder Polyisocyanaten
vorvermischt werden oder aber dem Reaktionsgemisch getrennt zugesetzt werden.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, von höhermolekularen, endständige, aliphatisch gebundene Aminogruppen aufweisenden
Verbindungen (sogenannten Aminopräpolymeren) auszugehen und diese in der Schnecke mit Di- und
gegebenenfalls Polyisocyanaten umzusetzen, wobei die Isocyanatkomponente als Ketienverlängerer wirkt.
Derartige Aminopräpolymere können z. B. durch Umsetzung von Di- und/oder Polyaminen mit einem
Unterschuß an Diisocyanaten oder auch durch Hydrazinolyse von Monoarylcarbonaten der oben beschriebenen Polyester bzw. Polyäther hergestellt werden. Eine
eingehende Darstellung von erfindungsgemäß brauchbaren Aminopräpolymeren findet sich z. B. in der
DE-OS 16 94 152 (US-Patent 36 25 871).
Die Umsetzung der Isocyanatgruppen mit den Reaktionspartnern kann mit den für Isocyanatreaktionen gebräuchlichen Katalysatoren in Mengen von
0,0001-5 Gew.-%. vorzugsweise 0,0005—2 Gew.-% (bezogen auf Polyurethanfeststoff) beschleunigt werden.
Geeignete Katalysatoren sind z. B.
tertiäre Amine wie Triethylamin.
1,4-Diazabicyclo-(2,22)-octan.
N1N -1 JiiTiL't h ν lbcn/viii πι ι η. 2-Meihylimida/ol usw..
organische Metallverbindungen wie /. Ii.
Zmkoeioat. Ziriii(ll)-octoai,
Dibulylzinn(IV)-dilaural. l-isenacetvlacetonat.
Titantctrabuivlat. Dioctyl/inn(IV)-diaeelat usw.. ·,
sowie Hasen wie Tctraalkylammoniumhydroxidc.
Na;· .iimhydroxyd, Nalriumphcnolat usw.
Insbesondere für die Umsetzung von aliphatischen Diamine!! mit Di- unil gegebenenfalls Polyisocyanaten ist jedoch kein Katalysator notwendig, m
Insbesondere für die Umsetzung von aliphatischen Diamine!! mit Di- unil gegebenenfalls Polyisocyanaten ist jedoch kein Katalysator notwendig, m
Hei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der Kegel etwa stöchiomctrische
Mengenverhältnisse /wischen den Isocyanatgruppcn und den /erewitinoff-aktivcn Gruppen einschließlich
der primären und sekundären aliphatischen Aminogrup- ι > pen eingehallen. Im allgemeinen wird das Verhältnis
/wischen NCO- und mit diesen reagierenden Gruppen
1.10. liegen. Abweichungen von diesem Verhältnis sind
natürlich für spezielle Anwendungszwecke prinzipiell _>o
moglieh.
Das Molverhältnis /wischen der höhcrmolckularen, Zerewitinoff aktive Gruppen !ragenden Verbindung
und den Kettenvcrlängeriingsmitteln. d. h. niedermolekularen
aliphatischen Diaminen und gegebenenfalls .>> ,iromalisehen Diaminen bzw. niedermolekularen Diolen
und/oder Polyolen. liegt im allgemeinen zwischen 10:1 und I : 20. vorzugsweise zwischen 5 : 2 und 1:15.
Das erfindungsgemäßc Verfahren kann in Gegenwart von übl; ncn Gleitmitteln. Farbstoffen. Pigmenten und )(>
anderen Zuschlagstoffen wie Rill- und Verstärkungsmitteln, /. B. auch anderen Thermoplasten durchgeführt
werden.
Die Reaklionspartncr werden bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in an sich bekannter i>
Weise. /. R. über Zahnrad-, Kolben- oder Membranpumpen,
dosiert. Sie können, wie oben beschrieben, vor dem Eintritt in die Schneckenmaschine zum Teil
vorgemischt werden.
Die Reaktionspartner werden einzeln oder teilweise vorvermischt in eine mehrwellige Schneckenmaschine
eingebracht, welche an sich bekannt und handelsüblich ist. Das sind selbstreinigende, zweiwellige Schneckenmaschinen
mit im gleichen Sinne rotierenden Schnekkenwellen (1. s. F i g. 1) und zonenweiser Beheizung bzw.
Kühlung des Gehäuses (2—6 in F i g. 1). z. B. über einen flüssigen Wärmeträger. Wenn die genannten Reaktionspartner in einwelligen oder auch in mehrwelligen
Schneckenmaschinen ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen kontinuierlich umgesetzt werden, dann
enthält die ausgestoßene Schmelze stets quallige Teilchen, im folgenden Knötchen genannt. Zu erklären
sind diese Inhomogenitäten durch ein Anhaften und längeres Verweilen von Teilen des während einer
kritischen Reaktionsphase im Viskositätsbereich während 10 und 100 Pa s sehr klebrigen Reaktionsgemisches
an den Schneckenwellen und Gehäusewänden (selbst bei mehrwelliger Bauart mit kämmenden Schnecken
innerhalb der maschinentechnisch notwendigen Spiele). Diese hinsichtlich Verweilzeit und Reaktionsgeschichte
und damit auch in den Eigenschaften anders als die Hauptmasse gearteten Teilchen werden dann später
zufallsbedingt abgelöst und in das Elastomere mit eingearbeitet. Ferner kann unzureichende Homogenisierung vor der Reaktion zur Bildung von Knötchen
führen.
Um diese Knötchenbildung zu vermeiden, wird im erfindungsgemäßen Verfahren bei verhältnismäßig
hoher Temperatur, auch am Schneckenanfang oberhalb des IErweichungspunktes des in der Schneckenmaschine
gebildeten elastomeren Polyharnstoffs, gearbeitet und schon die relativ niedrigviskose Schmelze, die sich noch
in der oben definierten kritischen Reaktionsphase (Viskosität zwischen 10 und 100 Pa s) befindet, einem
hohen Geschwindigkeitsgradienten (mehr als 2000 see ' im Spiel zwischen Schneckenkamm und
Gehiiusewand) unterworfen und gleichzeitig durch die Knelclemcnlc rhythmisch mit Frequenzen von I bis 20
Hertz, vorzugsweise 5— 15 Hertz.beansprucht.
Durch diese Maßnahmen wird die Substanz so intensiv radial gemischt, daß die Reaktion homogen
abläuft und ein Anhaften des Stoffes an den Sehneckenwellen und Gehäusewänden verhindert wird.
Die Reaktion wird in selbstreinigcnden zweiwclligen Schneckenmaschinen mit im gleichen Sinne rotierenden
S'.'hiicckenweüsrt bei Temperature" /wischer! IiO und
280"C und bei hier üblichen radialen Spielen von je nach Schneckengröße 0.05 —0.6 mm bei Schncckendrehzahlen
über 70 U/min durchgeführt. So beträgt z. B. die bei einer zweiwelligen Sehneckcnmasehine mit 53 mm
Außendurchmesser der Schnecken und einem Radialspiel von 0.2 mm mit Erfolg angewandte Drehzahl
210 U/min. Hieraus ergibt sich ein maximales Geschwindigkcitsgefälle
im gescherten Produkt von 2920 see ' zwischen Schneckenaußcndurchmesser und
Gehäuse, also im radialen Spiel gerechnet. Geeignete Knetelemente sind z. B. die in den DE-PS 8 13 154 und
DF.-PS 9 40 109 beschriebenen und in den Figuren 2 — 6 im Querschnitt dargestellten prismatischen Scheiben
verschiedener Geometrie, die sich bis auf das maschincntechnisch
notwendige kleine Spiel in jeder Stellung gegenseitig abschaben und im Zusammenwirken mit
den Gehäusegraten (18, 19) auf den zu mischenden Stoff hohe Scher- und Reibungskräfte ausüben. Mehrere
derartige Knetscheiben. auf der Welle in Umfangsrichtung jeweils versetzt angeordnet, ergeben eine Knetzone
(7,8,9 in Fi g. 1).
Da eine solche Knetzone in der Regel für die das Schneckengehäuse kontinuierlich axial durchströmende
Substanz ein Strömungshindcirnis darstellt, muß ihr —
wie in Fig.! dargesteüt — eine druckaufbauen.de
selbstreinigende Gewindeförderzone (10, 11, 12) vorgeschaltet
sein, deren Geometrie z. B. in DE-PS 8 62 668 beschrieben wird und die zur Herstellung von
Polyharnstoffen aus Isocyanaten und aliphatischen Aminen möglichst kurz sein soll, so daß die Verweilzeit
des Reaktionsgemisches in ihr vorzugsweise nur etwa 1 — 10 see beträgt. Das kritische, besonders klebrige und
dahet in den bekannten Verfahren Knötchenbildung verursachende Stadium befindet sich hier in der ersten
Knetzone (7), in der unter den genannten Bedingungen das Entstehen von Knötchen verhindert wird. Das
hochviskose Produkt der weiter fortgeschrittenen Reaktion (Endviskosität bis zu 3000 Poise) läßt sich in
den Gewindeförderzonen (10 bzw. 11, 12, 13) ohne Minderung der Qualität hantieren. Allerdings muß
durch geeignete Temperaturführung in den Gehäusezonen (2,3) und gegebenenfalls durch Zugabe reaktionsbeschieunigender Aktivatoren das kritische Reaktionsstadium in der Knetzone (7) lokalisiert werden.
Gewindeähnliche, wendeltreppenartig versetzte Knetscheiben (in Förderrichtung) am Anfang der
Schneckenweiien nach Fig./ haben sich erfindungsgemäß auch bewährt Sie haben neben der erwünschten
radialen Mischwirkung auch eine Förderwirkung in axialer Richtung, so daß die Schneckengew-ndezone
(10) und die Knet/one (7) in F i g. I crsct/t werden
können durch eine fördernde Knetzone entsprechend I ig. 7.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Förderung der reagierenden
Substanz durch die in diesem Falle schon am Maschinenanfan^ liegende Knetzone durch einen von
den Dosierpumpen der Reaktionskomponenten aufzubringenden Flüssigkeilsvordruck bewirkt. Die Flüssigkeit
wird hierzu in die geschlossene Maschine eingepumpt.
Wesentlich für die Durchführung des crfindungsgemäßen
Verfahrens ist, daß Di- bzw. Polyisocyanat und aliphatischcs Diamin sofort nach Zusammengabe in der
Schneckcnmaschine vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des aus der Maschine
austretenden Produkts intensiv gemischt werden.
Infolge der sehr rasch verlaufenden Reaktion können die Isocyanat- und die Aminokomponente im allgemeinen
nicht vorvermischt werden, sondern müssen getrennt in die Schneckenmaschine eingebracht werden,
wie dies durch die beiden Pfeile in Fig. I schematisch angedeutet wird. Wie bereits oben erwähnt,
liegt die Zeitspanne zwischen Vermischung der Reaktionskomponenten und Beginn der kritischen
Reaktionsphase in der Größenordnung von I bis 10 Sekunden. Es muß daher für eine rasche und intensive
Durchmischung der Komponenten bzw. für eine entsprechend kurze Verweilzeit des Gemisches vordem
Eintritt in die erfindungswesentliche Knetzone gesorgt werden.
Die in Fig. 1 neben der wichtigen, die Knötchenbildung
verhindernden ersten Knetzone (7) dargestellten weiteren Knetzonen (8) und (9) dienen der Homogenisierung
des ausreagierenden Stoffes. Die Knetzonen (8) und (9) sind jedoch von geringer Bedeutung; sie sind
dann wichtig, wenn dem Polyurethan noch irgendwelche Zuschlagstoffe beigemischt werden sollen. Die in
ihren Eigenschaften oben beschriebenen Knetzonen (7, 8, 9) arbeiten besonders intensiv, wenn sie durch in
Stoffflußrichtung nachgeschaltete, schmale rückwärtsfördernde Gewinde- bzw. Knetzonen (14, 15, 16) stets
mit Substanz gefüllt gehalten werden. Letztere hier als Strömungshindernis wirkende Elemente werden dann
von dem in der beschriebenen Weise (durch Schneckengewinde, fördernde Knetelemente oder Flüssigkeitsvordruck)
diktierten Stoffstrom überströmt.
Die Reaktion in der Schneckenmaschine sollte gegebenenfalls durch äußere Kühlung und/oder größeres
Schneckenspiel im hinteren Maschinenbereich (in Förderrichtung) so geführt werden, daß Überhitzungen
von Reaktionsgemisch und -produkt vermieden werden. Dazu darf die Produkttemperatur 280° C, vorzugsweise
260° C, nicht übersteigen.
Gegebenenfalls kann die Schmelze in der Schneckenmaschine auch in bekannter Weise von flüchtigen
Bestandteilen durch Entgasung befreit werden.
Nach Verweilzeiten in der Schneckenmaschine von in der Regel 0,8—4 min bei Temperaturen zwischen etwa
110 und 280°C wird die im wesentlichen ausreagierte Schmelze am Maschinenende über ein formgebendes
Werkzeug, vorzugsweise eine Lochdüse (17), ausgestoßen. Die austretenden elastomeren Polyharnstoffe
können zweckmäßig in an sich bekannter Weise mitte's Kühlwaizen, Kühlbädern oder durch Luft abgekühlt und
in handelsüblichen Granulatoren zerkleinert werden. Die Verfahrensprodukte bedürfen normalerweise keiner zusätzlichen Nachbehandlung, da sie nach dem
neuen Verfahren lait schmalem Verweil/.eitspektruni
unter dauernder Mischung bei sehr exakter Temperaturführung unter Liiflfcuchtigkeitsnusschliii! hergesiellt
werden. Sie weisen daher ein hohes F'estigkeits- und
ι Kigcnschaftsbild auf. Die Verfahrensprodtikle können
thermoplastisch oder in Lösung weiterverarbeitet werden.
Zur Herstellung eines leicht löslichen, klaren, quellkörperfreic Lösungen ergebenden Granulats kann
ίο vorteilhaft die von der Schneckenniaschinc über eine
l.ochdüse ausgcstoßcnc. ausreagierte oder fast ausreagierte
Polyharnstoffschmelze in Form von Strängen in Wasser oder mit Preßluft abgekühlt, so äußerlich
erstarrt und gegebenenfalls, nicht mehr klebend, durch innere Wiirme an Luft und gegebenenfalls Preßluft oder
Vakuum von äußerlichem llaftwasser befreit und anschließend zu Granalien geschnitten werden; der
Wassergehalt des Produkts ist hiernach kleiner als 0.05 Gew.-%. Alternativ hierzu kann die Schmelze auch am
Schneckenende beim Austritt aus einer Lochplatte unter Wasser von einem umlaufenden Messer granuliert
und dann im Wasser erstarrt werden. Die Granalien werden unmittelbar anschließend in einer Zentrifuge
bzw. in einem Trockner mittels Luft vom äußerlichen Haftwasser befreit.
Die Verfahrensprodukte finden in Substanz oder in Form von Lösungen Verwendung für elastische
Überzüge z. B. für Textilien, Leder, Spaltledcr oder Kunststoffe oder als Folien. Die Verwendungsmöglichkeiten
der Verfahrensprodukte sind an sich bekannt.
Die in den Beispielen angegebenen Zahlenwerte sind, wenn nicht anders vermerkt, als Gewichtsteile bzw.
Gewichtsprozente zu verstehen.
In den Beispielen wurde eine zweiwelligc, gleichsinnig
J5 drehende, selbstreinigende Schneckenmaschine des
Typs ZDSK 53 der Firma Werner & Pfleiderer mit den folgenden Dimensionen verwendet:
Wellendurchmesser D = 53 mm; Länge der Welle = 30 D; Länge der Knetzonen: je 240 mm; Radialspiel: ca.
Wellendurchmesser D = 53 mm; Länge der Welle = 30 D; Länge der Knetzonen: je 240 mm; Radialspiel: ca.
0,1 mm; Umdrehungszahl: 200 bis 210 (Beispiel 5; 100,
Beispiel 3:300) pro Minute; Knetfrequenz: 10 Hertz, nur
in Beispiel 3 15 Hertz bzw. in Beispiel 5 5 Hertz.
Der Wellenbesatz entsprach im wesentlichen der schematischen Darstellung in Fig. 1. Die Gewindeförderzone (10) war jedoch nur etwa halb so lang wie in Fig. 1 gezeichnet. Die Verweilzeit in der Maschine betrug durchschnittlich ca. 0,8 — 2 min.
Der Wellenbesatz entsprach im wesentlichen der schematischen Darstellung in Fig. 1. Die Gewindeförderzone (10) war jedoch nur etwa halb so lang wie in Fig. 1 gezeichnet. Die Verweilzeit in der Maschine betrug durchschnittlich ca. 0,8 — 2 min.
A) Aus 69,2 Teilen eines wasserfreien, linearen Polyesters aus Adipinsäure, Hexandiol und 2,2-Dimethylpropandiol-(13) (Neopentylglykol) vom durchschnittlichen Molekulargewicht 1700 und 20,5 Teilen
l-Isocyanato-S-isocyanatomethyl-S^^-trimethylcycIo hexan wird unter Rühren bei 80° C unter Stickstoff im
enthaltendes Voraddukt hergestellt, das bei 80° C unter
bei 80° C unter Stickstoff gelagerten Produktes nach A)
über eine Zahnradpumpe, aus einem zweiten bei 30° C gehaltenen Kessel
a) 263 Teile
b)
25,0 Teile
c) 24,2 Teile
d) 23,2 Teile
e) 22,8 Teile
1 -Amino-3-aminomeihyl-3,5,5-trimethylcyclohexan
pro Minute
über cine Kin/ylindermembranpuinpe in den Linlal.tstiil
/LM) der mil 200 I l/min gleichsinnig drehender) /weiwel·
ensclineckenmaschmc dosiert. I5;is Maschinuigehäuse
wird mit einem 1 lei/medium, bei den Versuchen .1) und
e) am (jehäuseende mit einem Kühlmedium beaufschlagt,
so daß über die gesamte Maschinenliingc Produkt temperatiiren von
a) 145-236 C
b) 205-242" C
c) 200-24311C
d) 145-242 C
e) Il0-240"C
gemessen weroen. Die niedrigsten Temperaturen werden dabei jeweils an oder kurz vor der Austrittscliisenlochplalte
festgestellt. Die aus der Maschine tretenden Produktstränge werden in einem Wasserbad
gekühlt, mit Preßluft vom anhaftenden W,i«cr hefn-it
und in einem Granulator zerkleinert. Das Reaktionsprodukt hat ku :e /.eit nach der Herstellung einen
Erweiehungsbercich von etwa 120— 130"C. Nach
I8slündiger Lagerung bei 110'1C wird das Elastomere
30°/oig in einer Mischung aus 30 Teilen Toluol. 30 Teilen Isopropanol und 10 Teilen Athylenglykolmonoäthyliither
gelöst. Es entstehen klare, schwach gelbgefärbte
Lösungen mit Viskositäten in Pa s von
a) 3.521
b) 9.17
c) 27.82
d) 56
e) 305
bei 20' C
bei 20" C
bei 20" C
bei 20 C
bei 20° C
bei 20" C
bei 20" C
bei 20 C
bei 20° C
a) 434 | bei 200C |
b) 3,59 | bei 20° C |
c) 2,5 | bei 200C |
nach IHslündigcr Lagerung bei IK) (
Lösung c) ergibt auf Glasplatten gestrichen, bei I 20" C
im Vakuum vom Lösungsmittel befreit, in Wasser von der Unterlage abgelöst und danach getrocknet, klare
Filme mit einer Zugfestigkeit von 366 kp/cm- und einer
Reißdehnung von 430%.
Es wird wie in Beispiel 1 B verfahren und pro Minute zu 260 Teilen des NCO-Voradduktes aus Beispiel 1A
a) eine Mischung aus 32,9 Teilen l-Amino-3-aminomethylO.S.S-trimethylcyclohexan
und 4.97 Teilen Ät hy lenglykolmonoä thy lather
b) eine Mischung aus 24,4 Teilen l-Amino-3-aminomethyl^.S.S-trimethylcyclohexan
und 1,22 Teilen Äthylenglykolmonoäthyläther
c) eine Mischung aus 24,2 Teilen l-Amino-3-aminomethyl-S.S.S-trimethylcyclohexan
und 0,3 Teilen Äthylenglykolmonoäthyläther
dosiert.
Die über die gesamte Maschinenlänge gemessenen
Produkttemperaturen liegen bei:
a) 170-235° C
b) 200-2500C
c) 200-240° C
a) 3.9!
b) 9.48
c) 11,12
bei 20 C
bei 20 C
bei 20" C
bei 20 C
bei 20" C
Die im in Beispiel 1B beschriebenen Lösungsmittelgemisch gelösten Produkte ergeben klare, schwach
gelbgefärbte 30%ige Lösungen mit folgenden Viskositäten (am Tag der Herstellung der Harze in der
Schneckenmaschine gemessen in Pa s)
A) Man verfährt wie im Beispiel IA beschrieben,
verwendet aber 670.25 Teile eines Adipinsäurebutandiolpolycsters mit einer OH-Zahl von 52 mgKOH/g.
30.6 Teile eines endständige Methylolgruppen enthaltenden Polydimclhylsiloxans mit einer OH-Zahl von
198 mgKOII/g und 240,6 Teile l-lsocyanato-3-isoeyana
lonietnyl-3,5,5-trimethylcyclohexan und erhält ein Voraddukt
mit einem Gehalt an freien Isocyanatgrupper von 6.28%.
B) Man verfährt wie im Beispiel IB beschncDcn,
dosiert jedoch in die Sehneckenmaschine pro Miniiip
2 30 I eile des im Beispiel 3A beschriebenen Voraddukis und
■Λ) | 32.5 Teile | 1 -Amino- 3-aminonicthy I- |
3.5,5-trimet hy lcyclohexan | ||
b) | 31.4 Teile | desgl. |
c) | 30.8 Teile | desgl. |
d) | 29.8 Teile | desgl. |
c) | 28.7 Teile | desgl. |
f) | 28.1 feile | desgl. |
Während der Reaktion werden Produkttemperaturen /wischen 130 und 25O1C gemessen. Es werden
Granulate erhalten, die, 30%ig in Toluol-Isopropanol-Äthylenglykolmonoäthyläther
(20:20:21) gelöst, am Tage der Herstellung fast klare, schwach gelbgcfärbte
Lösungen mit folgenden Viskositäten (gemessen in Pa s bei 20"C) ergeben:
a) 0.582
b) 1.535
c) 7.49
d) 2,98
e) 8
f) 2,81
Aus drei verschiedenen Vorlagebehältern werden
200,6 Teile des auf 800C erwärmten Polyesters aus
Beispiel IA,
59,4 Teile bei 30°C gehaltenes l-lsocyanato^-isocya-
59,4 Teile bei 30°C gehaltenes l-lsocyanato^-isocya-
natomethyl-S.S.S-trimethylcyclohexan und
24,2 Teile bei 30°C gehaltenes l-Amino-3-aminome-
thyl-S.S.S-trimethyicyclohexan
in der Minute in die Schneckenmaschine eindosiert. Über die gesamte Gehäuselänge werden Produkttem
peraturen zwischen 170 und 2300C gemessen. Das
zerkleinerte Reaktionsprodukt wird 20 Stunden bei 1100C gelagert und anschließend wie in Beispiel IB
beschrieben gelöst. Die klare, schwach gelbgefärbte, 3O°/oige Lösung hat bei 20° C eine Viskosität von
24,38 Pa s.
A) Man verfährt wie im Beispiel IA beschrieben, verwendet jedoch 920 Teile eines Hexandiolpolycarbonats vom durchschnittlichen Molekulargewicht 2000
und 238,6 Teile l-Isocyanato-S-isocyanatomethyl-S.S^-
trimethylcyclohexan und erhält nach 3 Stunden ein bei 800C flüssiges NCO-Voraddukt mit einem Gehalt an
freien Isocyanatpruppen von 3,9%.
B) Man verfährt wie in Beispiel IB besehrieben und
setzt in de- Minute 195 Teile des in 5A beschriebenen Voraddukts und
•\4'-Diaminodicyclohexylmethan
desgi.
desgl.
desgl.
desgl.
a) 20,0 teile
b) 19,5 Teile
c) 18,6 Teile
d) 17,8 Teile
e) 17,5 Teile
Die in der Schneckenmaschine gemessenen Produkttemperaturen liegen bei 200—250° C. Das zerkleinerte,
bei 145° erweichende Reaktionsgemisch wird 18 Stunden bei 110 C gelagert und anschließend in
Toluol-Isopropanol-Äthylenglykolmonoäthyläther
(29 :20 :21) gelöst. Es werden schwach trübe 30°/oige Lösungen mit folgenden, bei 200C gemessenen Viskositäten
erhalten (Pa s)
a) 9.48
b) 11.74
L-) 14.04
L-) 14.04
d) 32.8
e) 5.77
die klare Filme ergeben. Für den Film aus Lösung d werden eine Zugfestigkeit von 376 kp/cm2 und eine
Reißdehnung von 37O"·· gemessen.
Beispiel 6
\'i Fs werden w-e in Beispiel 1 A beschrieben
71 5 Teile des in Beispiel 5A beschriebenen Hexan-
diolpoKcarbonats
1 5.3 Teile \'-Methv!-N.N'-bis(,-f-hydroxypropyl)-amin
1 5.3 Teile \'-Methv!-N.N'-bis(,-f-hydroxypropyl)-amin
und
252.65 Teile 1 -IsoevanatoO-i.socyanatomethyl-S.S.S-tri-
252.65 Teile 1 -IsoevanatoO-i.socyanatomethyl-S.S.S-tri-
mettnl-oclohexan
miteinander umgesetzt. Nach 3stiindigem Rühren bei 8H C wird ein Voraddukt mit einem NCO-Gehalt von
5.IfI11O erhalten.
B) 284 Teile des in 6A beschriebenen Voraddukts werden wie in Beispiel IB beschrieben kontinuierlich
pro Minute mit 26.8 Teilen 1.4-Diaminocyclohexan in einer .Schneckenmaschine umgesetzt. Dabei werden
Produkttemperaturen zwischen 115 und 195CC über die
gesamte Maschinenlänge gemessen. Die trübe 30%ige Losung des 7 Tage bei Raumtemperatur gelagerten
Produkts in einer Mischung aus tertiärem Butanol.
Toluol und Äthylenglykolmonomethylatheracetai (50 : 37 :13) hai bei 20° C eine Viskosität von 198 Pa s.
Wie in Beispiel 1A beschrieben werden 36,8 Teile de:
Hexandiolpoiycarbonats aus Beispiel 5A mit 9,54 Teiler )-Isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan
umgesetzt. Es entsteht ein Voraddukt mit einem Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 4,5%. Unter den
ίο in Beispiel 1 B genannten Bedingungen werden kontinuierlich
in der Minute 260 Teile des Voradduktes und
a) 17,1 Teile 1,4-Diaminocyclohexan
b) 16,2 Teile 1,4-Diaminocyclohexan
in die Schneckenmaschine eingespeist, in der Produkttemperaturen von
a) 180-220° C
b) 150-225° C
gemessen werden. 30%ige Lösungen der 24 Stunden bei 80 C gelagerten Produkte in Isopropanol-To'uol-Aihylenglykolmonoäthyläther
(20:29:21) haben bei 20cC Viskositäten von
a) 208 Pa s
b) 160 Pas
Wie in Beispiel IA beschrieben wird aus 57,7 Teilen
des Adipinsäurepolyesters. aus Beispiel IA und 19,3
Teilen 4.4'-Diisocyanatodiphenylmeihan ein Voraddukt
hergestellt, das 4.3% freie NCO-Gruppen aufw eist.
Unter den in Beispiel IB aufgeführten Bedingungen
werden kontinuierlich Voraddukt und l-Amino-3-aminomethyl-3.5.5-trimcthylcyclohexan
im Gewichtsverhältnis 2500 zu
a) 242
b) 229
c) 222
d) 218
e) 214
f) 209
in die Schneckenmaschine eingespeist, in der Produkttemperaturen
zwischen 145 und 23O°C, bei e und I zwischen 200 und 230'C gemessen werden. Aus der
Maschine treten trübe Schmelzen aus. Die Produkte ergeben thioxotropc 30%ige Lösungen in einer
Mischung aus Toluol. Isopropanol und Äthylcnglykolmonoäthyläther(29 : 29 : 12).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren Polyurethanharnstoffen durch Umsetzung
von Di- und gegebenenfalls Polyisocyanaten, aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen
primären und/oder sekundären Diaminen und gegebenenfalls weiteren im Durchschnitt
mindestens 1,8 Zerewitinoff-aktive Gruppen enthaltenden
Verbindungen in selbstreinigenden, zweiwel- !igen Schneckenmaschinen mit im gleichen Sinne
rotierenden Schneckenwellen bei Temperaturen zwischen 110 und 2800C und in einem Viskositätsbereich
während der Reaktion in der Schneckenmaschine von etwa 0,01—300 Pas, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reaktionsgemisch im Bereich zwischen 10 und 100 Pas in einer im vorderen Gehäuseteil liegenden Schneckenzone mit
intensiv mischenden Knetelementen bei Knetfrequenzen von ΐ bis 20 Hertz und bei einem
Geschwindigkeitsgefälle im radialen Spiel zwischen Kamm- und Gehäusewand von mehr als 2000 sec~'
bearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diisocyanate Isocyanatgruppen
aufweisende Voraddukte aus monomeren Diisocyanaten mnd Polyhydroxylverbindungen vom
Molekulargewicht 500— 10 000 verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichn ',daß Di-und gegebenenfalls Polyisocyanate
und Diamin an verschiedenen Stellen in die Schneckenmas;:hine eingespeisi werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung der reagierenden
Substanz durch die am Maschinenanfang J5 liegende Knetzone durch einen von den Dosierpumpen
aufzubringenden Flüssigkeitsvordruck bewirkt wird.
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742423764 DE2423764C3 (de) | 1974-05-16 | 1974-05-16 | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren Polyurethanharnstoffen |
CA226,589A CA1063291A (en) | 1974-05-16 | 1975-05-09 | Process for the production of elastomeric polyurethane ureas |
GB2008275A GB1508317A (en) | 1974-05-16 | 1975-05-13 | Process for the production of elastomeric polyurethane ureas |
ES437684A ES437684A1 (es) | 1974-05-16 | 1975-05-14 | Procedimiento para la obtencion continua de poliuretanureas elastomeras. |
IT4958675A IT1035720B (it) | 1974-05-16 | 1975-05-14 | Procedimento ed impianto per produrre poliuretan uree |
LU72469A LU72469A1 (de) | 1974-05-16 | 1975-05-14 | |
IE108875A IE41241B1 (en) | 1974-05-16 | 1975-05-15 | Process for the production of elastomeric polyurethane ureas |
NL7505741A NL170743C (nl) | 1974-05-16 | 1975-05-15 | Werkwijze voor het continu bereiden van elastomere polyurethanen. |
DK214175A DK214175A (da) | 1974-05-16 | 1975-05-15 | Fremgangsmade til fremstilling af elastomere polyurethanurinstoffer |
BE156388A BE829120A (fr) | 1974-05-16 | 1975-05-15 | Procede continu pour la preparation de mousses de polyurethannes elastomeres |
FR7515489A FR2271247B1 (de) | 1974-05-16 | 1975-05-16 | |
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19742423764 DE2423764C3 (de) | 1974-05-16 | 1974-05-16 | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren Polyurethanharnstoffen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2423764A1 DE2423764A1 (de) | 1975-11-27 |
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DE2423764C3 DE2423764C3 (de) | 1979-10-18 |
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Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2610980B2 (de) * | 1976-03-16 | 1978-01-12 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von thermoplastischen polyurethan-elastomeren |
DE2842806A1 (de) * | 1978-09-30 | 1980-04-10 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von polyurethan-elastomeren |
DE2854386A1 (de) | 1978-12-16 | 1980-07-03 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von thermoplastischen chemiewerkstoffen |
DE2925944A1 (de) | 1979-06-27 | 1981-01-22 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von polyurethanharnstoffen |
DE3015576A1 (de) * | 1980-04-23 | 1981-10-29 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von isocyanat-polyadditionsprodukten und deren verwendung als thermoplastische pressmasse oder als reaktiver fuellstoff, insbesondere in einem verfahren zur herstellung von polyurethankunststoffen |
JPS6359531A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 | 花王株式会社 | ポリウレタン積層体の製造法 |
DE4202973A1 (de) * | 1992-02-03 | 1993-08-05 | Bayer Ag | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von polyurethan- und polyurethanharnstoff-elastomeren |
DE4428458A1 (de) * | 1994-08-11 | 1996-02-15 | Bayer Ag | Cycloaliphatische thermoplastische Polyurethanelastomere |
DE4437586A1 (de) | 1994-10-20 | 1996-04-25 | Basf Schwarzheide Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyurethanen |
DE59905379D1 (de) * | 1998-01-23 | 2003-06-12 | Kloeckner Desma Schuhmaschinen | Verwendung einer Vorrichtung zum schussweisen Mischen und Ausbringen von in der Kavität eines Formwerkzeugs einer Spritzgiessmaschine ausreagierenden und aushärtenden Mehrkomponenten-Kunststoffen |
DE10221047A1 (de) | 2002-05-10 | 2003-11-27 | Degussa | Verfahren zur lösemittelfreien,kontinuierlichen Herstellung von Polyharnstoffen |
DE102005004967A1 (de) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Basf Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer Polyurethan-Elastomere |
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