DE2440271C2

DE2440271C2 - Verfahren zur Rückenbeschichtung von Bodenbelägen mit Polyurethanen

Info

Publication number: DE2440271C2
Application number: DE2440271A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Grögler; Ernst Dr. 5090 Leverkusen Meisert; Cornelius Dr. 5090 Leverkusen Mühlausen; Klaus Dr. 5050 Porz Recker; Gerd 5000 Köln Reinecke
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-08-22
Filing date: 1974-08-22
Publication date: 1983-03-24
Also published as: FR2282497A1; ES440367A1; LU73224A1; DK377775A; ATA647375A; BE832575A; JPS5147169A; GB1520765A; DE2440271A1; US4035529A; AT357974B; FR2282497B1; IT1041278B; CA1039594A; NL7509964A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Teppichbeschichtung mit Polyurethanschäumen, durch welches eine besonders gute Fixierung der Noppen und eine verbesserte Filamenteinbindung der Textilien erzielt wird. Es ist bereits bekannt, textile Bodenbeläge mit einer festhaftenden Rückenschicht aus Polyurethanelastomeren zu versehen, indem man auf die Rückseite des Textils ein reaktives flüssiges Gemisch aus Polyurethanbildenden Komponenten aufträgt. Dieser Stand der Technik wird beispielsweise durch die Deutsche Offenlegungsschrift 22 08 995 und durch die Deutsche Offenlegungsschrlft 19 26 285 beschrieben, wobei gemäß DE-OS 26 285 nlcht-zelllge und gemäß DE-OS 22 08 995 kompakte oder geschäumte Rückenbeschichtungen erzeug! werden. Die Deutsche Offenlegungsschrift 22 62 742 betrifft die Herstellung von Bodenbelägen mit festhaftendem Schaumrücken. Nach dem Verfahren dieser Offenlegungsschrift wird ein reaktives flüssiges schaumfähiges Gemisch aus Polyisocyanaten und Polyolen auf der Rükkenseite eines textilen Bodenbelages aufgetragen, so daß ein dünner Belag aus einem flexiblen Polyurethanschaum entsteht, noch vor dessen Verfestigung eine zweite Schicht aus einem vorgefertigten flexiblen Polyurethanschaum aufgebracht wird, worauf beide Schichten miteinander verbunden werden.

Diese bisher bekannten Verfahren weisen aber entscheidende verfahrenstechnische Nachteile auf, und die so hergestellten Erzeugnisse sind nicht von ausreichender Qualität; Insbesondere Ist die Verfestigung von Noppen und Filamenten des textilen Bodenbelages unzureichend, wenn geschäumte Beschichtungen aufgebracht werden. Außerdem wird vom Verbraucher auch eine mangelhafte »Steifigkeit» des Produkts beanstandet.
Es liegt daher nahe, entweder zunächst das textile Substrat mit einem Vorstrich, der selbst hohe Festigkeit aufweist, vorzuverfestigen und nach erfolgter Vorverfestigung in einem zweiten Arbeitsgang die reaktive Schaumschicht aufzubringen oder aber eine vorgefertigte Schaumschicht durch einen dicken Klebestrich, der auch die Noppenverfestigung bewirken soll, mit dem textilen Bodenbelag zu verbinden. Ein solches Vorgehen ist jedoch umständlich und kostspielig, da verschiedene Ausgangskomponenten eingesetzt werden müssen und weil zusätzliche Verfahrensschritte erforderlich sind.

Ein besonderer Nachteil des Verfahrens gemäß der Deutschen Offenlegungsschrift 22 62 742 liegt darin, daß die Klebeschicht infolge ihrer Schaumstruktur nur geringe Festigkeit besitzt und daher die Einbindung der textilen Faser oft ebenso unzureichend ist wie wenn man den geschäumten Belag direkt auf der TextÜrücksefte erzeugt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich mit Hilfe der an sich bekannten Ausgangskomponenten für die Teppichrückenbeschichtung mit Polyurethanen in einfacher Weise eine verbesserte Fixierung der textilen Faser, eine erhöhte Steifigkeit des Teppichs unter gleichzeitiger Erhaltung der Flexibilität der Basisbeschichtung und damit eine Verbesserung des Gebrauchswertes erzielen lassen, wenn man zunächst auf den Teppich einen Vorstrich, der aus einem reaktiven Gemisch aus einem Polyol und einem großen Polyisocyanatüberschuß besteht, aufbringt und noch vor der Verfestigung dieses Vorstriches einen schaumfähigen Hauptstrich aus etwa äquivalenten Mengen an Polyol und Polyisocyanaten aufbringt und anschließend das Material In einer Heizzone aushärtet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Rückenbeschichtung von Bodenbelägen

"to mit schaumfähigen und gegebenenfalls vorgeschäumten reaktiven Gemischen aus einem oder mehreren Polyolen, einem oder mehreren di- oder höherfunktionellen organischen Isocyanaten und gegebenenfalls Füllstoffen, Treibmitteln, Aktivatoren, Stabilisatoren und Farbpigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß man a) in einer ersten Verfahrensstufe ein reaktives schaumfähiges Gemisch aus Polyolen und Polyisocyanaten als Vorstrich direkt auf den Rücken des zu beschichtenden Substrates aufbringt, wobei ein NCO/OH-Äqulvalentverhältnls zwischen 1,5 und 3,5, vorzugsweise 2,0 bis 3,0, eingehalten wird und b) in einem zweiten Schritt auf den noch freie NCO-Gruppen enthaltenden und nicht oder nur wenig geschäumten, nicht ausreagierten Vorstrich direkt oder durch Umkehrbeschichtung eine zweite schaumfähige, gegebenenfalls vorgeschäumte reaktive Schicht aus Polyolen und Polyisocyanaten als Hauptanstrich aufbringt, wobei ein NCO/OH-Verhältnls zwischen 0,95 und 1,25, vorzugsweise 1,05 bis 1,15, angewandt wird, und anschließend das Verbundmaterial aushärten läßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft so durchgeführt, daß sowohl für den Vor- als auch für den Hauptstrich dieselbe Polyolkomponente, welche gegebenenfalls auch Füllstoffe, Aktivatoren, Stabilisatoren und Farbpigmente enthalten kann, und auch dasselbe mlndestens difunktionelle organische Isocyanat verwendet werden. Dadurch wird In technisch höchst einfacher und wirtschaftlicher Weise unter Verwendung derselben Rohstoffe und Compounds eine Vervielfachung der Noppen-

einbindung, der Steifigkeit und der Filamentverfestigung erreicht, ohne daß die Weichheit und Rückstellelastizität des Hauptstriches negativ beeinflußt werden.

Als Poly öl komponente für Vor- und Hauptstrich werden in bekannter Weise bevorzugt Polyäther mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 4000, ,gegebenenfalls im Gemisch mit niedrigmolekularen Poiyolen und unter Zusatz von Aktivatoren und Treibmitteln verwendet. Den Polyolsn können auch mineralische Füllstoffe, Schaumstabilisatoren, Alterungsschutzmittel und ähnliehe in der Polyurethan-Chemie übliche Hilfsstoffe zugesetzt werden Die erfindungsgemäß in Frage kommenden Polyäther werden z. B. durch Polymerisation von Tetrahydrofuran oder Epoxiden, wie Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid oder Epichlorhydrln mit sich selbst, z. B. in Gegenwart von BF₃, oder durch Anlagerung dieser Epoxide, gegebenenfalls im Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Alkohole oder Amine, z. B. Wasser, Äthylenglykol, PropylenglykoW 1,3) oder -(1,2), Trimethylolpropan, 4,4'-Dihydrox/diphenylpropan, Anilin, Ammoniak, Äthanolamin oder Äthylendiamin hergestellt. Auch Sucrosepolyäther, wie sie z. B. in den Deutschen Auslegeschriften 1176 358 und 10 64 938 beschrieben werden, kommen erfindungsgemäß in Frage. Vielfach sind solche Polyäther bevorzugt, die überwiegend (bis zu 90 Gew.-%, bezogen auf alle vorhandenen OH-Gruppen im Polyäther) primäre OH-Gruppen aufweisen. Auch durch Vinylpolymerisate modifizierte Polyäther, wie sie z. B. durch Polymerisation von Styrol und Acrylnitril in Gegenwart von Polyäthern entstehen US-PS 33 83 351, 33 04 273, 35 23 093, 31 10 695, DE-PS 11 52 536) sind geeignet, ebenso OH-Gruppen aufweisende Polybutadiene.

Gegebenenfalls können neben der. Polyäthern im erfindungsgemäßen Verfahren auch Polyole mit einem Molekulargewicht unter 400 mitverwendet werden. Als Beispiele für derartige Verbindungen seien Äthylenglykol, Propylenglykol-(1,2) und -(1,3), Butylenglykol-0,4) und -(2,3), Hexandiol-(1,6), Octandiol-(U), Neopentylglykol, M-Bis-hydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-l,3-propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, HexantrioM 1,2,6), Butantrlol-(1,2,4), Trlmethyloläthan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit, Methylglykosid, ferner Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Polyäthylenglykole, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dlbutylenglykol und Polybutylenglykole genannt.

Anstelle der Polyäther können erfindungsgemäß, gegebenenfalls anteilsweise. Polyester, Pclythioäther, Polyacetale, Poylcarbonate und Polyesteramide vom Molekulargewicht 400 bis iOOOO, vorzugsweise 1000 bis 6000, wie sie für die Herstellung von homogenen und von zellförmlgen Polyurethanen an sich bekannt sind, eingesetzt werden.

Die in Frage kommenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester sind z. B. Umsetzungsprodukte von mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen und gegebenenfalls zusätzlich dreiwertigen Alkoholen mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen. Carbonsäuren. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niedrigen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyester verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatischer. cycloaliphatlscher. aromatischer und/oder heterocyclischer Natur sein und gegebenenfalls, z. B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt: Bernsteinsäure. Adinin-

60 säure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellinäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid. Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid. Fumarsäure, dimere und trimere Fettsäuren wie Ölsäure, gegeDenenfalls in Mischung mit monomeren Fettsäuren, Terephthalsäuredimethylester und Terephthalsäure-bisglykolester. Als mehrwertige Alkohoh kommen z. B. Äthylenglykol, Propylenglykoi-(1,2) und

-(1,3), Butylenglykol-(1,4) und -(2,3), HeAandioI-(l,6), OctandioHl,8), Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol (1 ^-Bis-hydroxymethylcyclohexan), 2-Methyl-l ,3-

propandiol. Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-(1,2,6), ButantrioK 1,2,4), Trimethyloläthan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit, Methylglykosid, ferner Diathylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Polyäthylenglykole, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Frage. Die Polyester können anteilig endständige Carboxylgruppen aufweisen. Auch Polyester aus Lactonen, z. B. e-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z. B. ß-Hydroxycapronsäure, sind einsetzbar.

Unter den Polythioälhern seien insbesondere die Kondensationsprodukte von Thiodiglykol mit sich selbst und/oder mit anderen Glykolen, Dicarbonsäuren, Formaldehyd, Aminocarbonsäuren oder Aminoalkoholen angeführt. Je nach den Cn-Komponenten handelt es sich bei den Produkten um Polythiomischäther, Polythioätheresler oder Polythioätheresteramide.

Als Polyacetale kommen z. B. die aus Glykolen, wie Diathylenglykol, Triäthylenglykol. 4,4'-Dioxäthoxy-diphenyldimethylmethan, Hexandiol und Formaldehyd herstellbaren Verbindungen in Frage. Auch durch Polymerisation cyclischer Acetale lassen sich erfindungsgemäß geeignete Polyacetale herstellen.

Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen solche der an sich bekannten Art in Betracht, die z. B. durch Umsetzung von Diolen wie Propandioi-d,3), Butandiol-(1,4) und/oder Hexandiol-0,6), Diathylenglykol, Triäthylenglykol oder Tetraäthylenglykol mit Diarylcarbonaten, z. B. Diphenylcarbonat oder Phosgen, hergestellt werden können.

Zu den Polyesteramiden und Polyamiden zählen z. B. die aus mehrwertigen gesättigten und ungesättigten Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und mehrwertigen gesättigten und ungesätligten Aminoalkoholen, Diaminen, Polyaminen und Ihren Mischungen gewonnenen, vorwiegend linearen Kondensate.

Auch bereits Urethan- oder Harnstoffgruppen enthaltende Polyhydroxylverbindungen sowie gegebenenfalls modifizierte natürliche Polyole, wie Rizinusöl, Kohlenhydrate oder Stärke, sind verwendbar. Auch Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an Phenol-Formaldehyd-Harze oder auch an Harnstoff-Formaldehydharze sind erfindungsgemäß einsetzbar.

Vertreter dieser erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sind z. B. in High Polymer?, Vol. XVI. »Polyurethanes, Chemistry and Technology«, verfaßt von Saunders-Frisch, Intersclence Publishers, New York, London, Band I. 1962. Seiten 32 his 42 und Seiten 44 bis 54, und Band 11, 1964. Seiten 5 und 6 und 198 und 199, sowie im Kunststoff-Handbuch. Band VIl. Vleweg-'löchllen. Carl-Hanser-Verlag. München. 1966. 1. B. auf tien ieiten 45 bis 71. beschrieben.

Erfinclunssgemäß können araliphatische. aromatische und heterocyclische Polvisocvanate cinaeseut werden.

beispielsweise 1,3- ^ur)d 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Napththylen-l,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4', 4"-trilsocyanat, Polyphenylpolymethylen-polyisocyanate, die durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten werden können und z. B. in den Britischen Patentschriften 8 74 430 und 8 48 671 beschrieben sind, perchlorierte Arylpolyisocyanate gemäß der Deutschen Auslegeschrift 11 57 601, Car- ίο bodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der Deutschen Patentschrift 10 92 007 beschrieben werden, die in der Amerikanischen Patentschrift 34 92 330 genannten Diisocyanate, 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 7! 02 524 beschrieben werden, isocyanatgruppep. 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 z. G. gemäß der US-Patentschrift 33 94 164, die in der Deutschen Patentschrift 12 30 778 genannten, acylierte Harnstoffgruppen aufweisenden Polyisocyanate, 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 Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate gemäß der Belgischen Patentschrift 7 23 640, Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z. B. in den Britischen Patentschriften 9 56 474 und 10 72 956, in der Amerikanischen Patentschrift 35 67 763 und in der Deutschen Patentschrift 12 32 688 genannt werden, sowie Umseizungsprodukte der oben genannten Isocyanate mit Acetalen gemäß der Deutschen Patentschrift 10 72 385.

Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung anfallenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich, beliebige Mischung der genannten Polyisocyanate zu verwenden.

Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren (»TDI«), Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellt werden ^x (»rohes MDI«) und Carbodiimidgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate (sogenannte »modifizierie Polyisocyanate«).

Erfindungsgemäß geeignete Treibmittel sind Wasser ^5d und/oder leicht flüchtige organische Substanzen. Als organische Treibmittel kommen z. B. Aceton, Äthylacetat, Methanol, Äthanol, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform, Äthylenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifiuormethan, Dichlordifiuormethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diäthyläther in Frage. Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z. B. Azoverbindungen wie Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden. Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten über die Verwendung von Treibmitteln sind Im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vleweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 108 und 109, 453 bis 455 und bis 510 beschrieben.

Erfindungsgemäß werden ferner oft Katalysatoren mitverwendet. Als mitzuverwendende Katalysatoren kommen solche der an sich bekannten Art in Frage, z. B. tertiäre Amine, wie

Triäthylamln,

Tributylamln,

N-Methyl-morpholin,

N-Äthyl-morpholin,

N-Cocomorpholin,

Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyi-äthylendlamln,

l,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan,

N-Methyl-N'-dimethyl-amlnoäthyl-piperazln,

N,N-Dimethylbenzylamin,

BiS-(N, N-d!äthy!am!noäthy!)-adipat,

Ν,Ν-Diäthylbenzylamin,

Pentamethyl-diäthylentriamin,

Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin,

N,N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butandiamln,

N,N-Dimethyl-/!-phenyläthylamin,

1,2-Dimethyllmidazol und

2-Methylimldazol.

Gut geeignet sind auch Metallchelate, bicycllsche Amidine, aber auch monocyclische Amidine, besonders in Kombination mit Mono- oder Dicarbonsäuren.

Geeignete Acyclische Amidine sind z. B. Verbindungen der allgemeinen Formel

(CH₂)

N
\

(CH₂).

mit m = 2 oder 3 und η = 3, 4 oder 5.

Als monocyclische Amidine seien z. B. die Verbindungen der allgemeinen Formel

CH₃

CH₂

60

65 N — R

CH₂

genannt, In der R ίΐίτ einen gegebenenfalls verzweigten und/oder Heteroatome enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Rest mit 1 bis 15 C-Atomen steht, beispielsweise für Methyl, Cyclohexyl, 2-Äthylhexyl, Benzyl, Cyclohexyimethyl, Äthoxyl oder einen Rest der Formel

CH₃
/C

-CH₂

-CH₂-N
CH₂

I
CH₂

Daneben können im erfindungsgemäßen Verfahren auch weitere Katalysatoren mltverwendel. werden. Beispiele hierfür sowie Einzelheilen über die Wirkungswelse der Katalysatoren sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 96 bis 102, beschrieben.

Es ist vorteilhaft, aber nicht erforderlich, im erfindungsgemäßen Verfahren oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie Emulgatoren und Schaumstahllisatoren, wie sie aus der Herstellung von geschäumten Polyurethanen wohlbekannt sind, mitzuverwenden. Silicon enthaltende Stabilisatoren sind insbesondere dann wünschenswert, wenn das reaktionsfähige Gemisch durch Einschlagen von Luft (Schlagschaumverfahren) vor dem Eintreten oder während des Eintretens der chemischen Reaktion vorgeschäumt wird.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können auch Füllstoffe enthaltende Polyole angewandt werden. Als solche Füllstoffe sind vor allem die natürlich vorkommenden Minerallen, wie Kreide, Kaolin oder Baryt, In feinverteilter Form geeignet, aber auch Alumlnlumoxidhydrate können für sich alleine, gegebenenfalls aber auch in Mischung mit anderen Füllstoffen und flammhemmenden Zusatzmitteln, verwendet werden.

Die Reaktionskomponenten werden nach an sich bekannter Weise nach dem Einstufenverfahren oder dem Prepolymerverfahren oder auch nach dem Semi-Prepolymerverfahren zur Umsetzung gebracht, wobei man sich vorteilhaft der maschinellen Einrichtungen bedient, wie sie z. B. im Kunststoff-Handbuch, Band 7, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen. Carl-Hanser-Verlag, München 1966, auf den Seiten 121 bis 205 beschrieben werden. Die für den Vorstrich und für den Hauptstrich in getrennten Mischvorrichtungen hergestellten reaktiven Mischungen können auf den zu beschichtenden Bodenbelag in bekannter Weise durch Aufsprühen oder Aufstreichen (Rakeln) nacheinander aufgebracht werden. Zur Erzielung einer besonders glätten Oberfläche der Beschichtung ist es jedoch vorteilhaft, nur den Vorstrich direkt in Mengen zwischen 50 und 500 g/m², vorzugsweise zwischen 150 und 250 g/m², auf das zu beschichtende Substrat zu streichen, während man das flüssige schaumfähige oder vorgeschäumte Gemisch des Hauptstriches auf eine trennfähig ausgerüstete Unterlage aufträgt und diese Schicht in möglichst frischem Zustand mit dem vorbeschichteten Bodenbelag »naß in naß« kombiniert (siehe Abbildung). Das NCO/OH-Verhältnls in der Reaktionsmischung für den Hauptanstrich muß wesentlich niedriger gewählt werden als für den Vorstrich, weil bei zu hohem NCO-Überschuß im Hauptstrich die Beschichtung insgesamt zu hart, zuwenig flexibel und damit brüchig ausfallen würde. Es ist nicht

Vereinigung gänzlich ausreagieren zu lassen, da hierdurch die Verbindung der beiden Schichten an Haftfestigkeit verliert. Die »naß in naß« vereinigten reaktiven Schichten werden, im allgemeinen durch Aufheizen, zur Reaktion gebracht und nach beendeter Reaktion des Hauptstriches gegebenenfalls vom Trennträger gelöst.

Die Verfestigungszeiten der Reaktionsgemische für Vor- und Hauptstrich sind abhängig von Art und Menge des Katalysators sowie der Ausheiztemperatur, im aligemeinen stellt man eine Heiztemperatur von 100° C ein und wählt die Katalysatormenge so, daß die Verfestigung des Hauptstriches zwischen 1 und 5 Minuten liegt. Zur vollständigen Verfestigung des Vorstriches bei Raumtemperatur wird aufgrund des hohen NCO-Überschusses Luftfeuchtigkeit benötigt, was naturgemäß eine längere Reaktionszeit bedingt. Die Entformungszeit des beschichteten Bodenbelages wird hierdurch jedoch nicht beeinflußt.

Anstelle des trennfähig ausgerüsteten Trägers können auch »Zweitböden« angewandt werden; diese bleiben nach beendeter Reaktion mit dem fertigen Teppich In Verbindung und erhöhen so dessen Festigkeit. Als solche Zweitböden werden in der Praxis billige Gewebe oder

ίο Vliesstoffe aus natürlichen oder künstlichen Fasern verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren für die Beschichtung von Bodenbelägen eignet sich hauptsächlich für die Ausrüstung von getufteten, gewebten und gewirkten, aber auch von gefilzten textlien Bodenbelägen, ist jedoch nicht auf solche beschränkt; es kann auch z. B. für die Beschichtung von Matten aus pflanzlichen Rohstoffen und anderen F!ächen^iTebllden Anwendun° finden

Die in den Beispielen enthaltenen Zahlenangaben sind,

M wenn nicht anders vermerkt, als Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozent zu verstehen.

Beispiel 1

Ein aktiviertes Polyolgemisch wurde durch Vermisehen der folgenden Komponenten hergestellt:

90 Teile eines trifunktionellen Polypropylenglykoläthers mit endständigen Hydroxyäthylgruppierungen (OH-Zahl 32)
10 Teile Dlpropylenglykol (techn. rein, OH-Zahl

750)

2 Teile Ölsäure (technisch rein)
0,5 Teile l,5-Diazabicyclo-(4,3,0)nonen-5
0,3 Teile Wasser

^3:> Dieses Polyolgemisch weist - unter Berücksichtigung der Säurezah! und des Wassergehaltes - eine berechnete OH-Zahl von 123 auf. In 100 Teile dieses Polyolgemisches wurden 100 Teile trockene, gepulverte Kreise eingerührt und so eine »Mischung A« mit einer OH-Zahl von 61,5 erhalten, wie er dem Stand der Technik entspricht.

1 A) Herkömmliches Verfahren (Vergleichsversuch)

100 Teile Mischung A wurden mit 16,9 Teilen (115% ^4;' der äquivalenten Menge) eines rohen 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethans (NCO-Gehalt = 31,596; Viskosität bei 25° C = 80 mPas) versetzt. Dieses reaktive, schaumfähige Gemisch wurde auf eine mit einem Trennmittel vorbehandelte Platte (»Trennträger«) in einer Menge von 1200 g/m² ausgestrichen. In das frische Gemisch wurde rasch die Rückseite eines getufteten Teppichs (»Schlingenware«) eingelegt und das Material dann 5 Minuten lang in einem Wärmeschrank bei 110⁰C ausgehärtet. Nach dem Abheben von Trennträger war der Teppich mit einem gleichmäßigen Schaum der Rohdichte 0,37 g/cm³ beschichtet. Nach 24stündiger Lagerung bei Raumtemperatur wurden die Eigenschaften geprüft (Tabelle 1 /Spalte 1 A).

1 B) Erfindungsgemäßes Verfahren

150 Gramm der »Mischung A« wurden mil 51 Gramm (23096 der äquivalenten Menge) des rohen 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethans aus 1 A vermischt und diese Masse mittels einer Rolle auf 1 m² des Rückens eines getufteten Teppichs gleichmäßig aufgetragen. Der so vorbehandelte Teppich wurde »naß in naß« in ein frisches Beschichtungsgemisch entsprechend 1 A eingelegt, wobei jedoch - um das Flächengewicht des Vorstrichs auszugleichen -

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nur 1000 g/m² angewandt wurden. Hiernach wurde wie in 1 A weiter verfahren. Die Prüfwerte sind in Tabelle 1/Spalte 1 B angegeben.

1 C) Vergleichsversuch

Es wurde eine Teilmenge (200 g/m²) des reaktiven Gemisches aus Versuch 1 A) auf den Teppich aufgetragen und der so vorbehandelte Teppich »naß in naß« in die Restmenge (Hauptstrich) des Beschichtungsgemibches eingelegt. Hiernach wurde wie in 1 A weiter verfahren. Die Prüfwerte sind in Tabelle l/Spalte 1 C angegeben.

1 D) Erfindungsgemäßes Verfahren

Es wurde wie in 1 B verfahren, jedoch der Vorstrich /iinärhsi 1 Stunde lang bei Raumtemperatur auf dem Teppich »vorreagiert«. Der Vorstrich war nach dieser Zeit deutlich viskoser und stark klebend (fadenziehend). Nach der Vereinigung mit dem Hauptstrich wurde 5 Minuten bei 110" C ausgehärtet und nach 24 Stunden £<. prüft. Die Prüfwerte sind Tabelle 1, Spalte 1 D zu entnehmen.

1 E) Erfindungsgemäßes Verfahren

Es wurde wie in 1 D gearbeitet, jedoch die Zwischenlauerung des Vorstriches durch kurzes Erwärmen unter einem Wärmestrahler ersetzt. Die Prüfwerte sind in Tabelle 1, Spalte 1 E, angegeben.

1 F) Erfindungsgemäßes Verfahren

300 g/m² »Vorstrich« aus 100 Teilen Mischung A und 26,5 Teilen (ca. 180% der äquivalenten Menge) des rohen 4,4'-Diphenylmelhandiisocyanates aus 1 A wurden auf die Rückseite des gelüfteten Teppichs aufgetragen. Der so vorbehandelte Teppich wurde »naß in naß« in

ίο die Hauptstiichmasse (0,9 kg/m²) eingelegt und durch Temperatureinwirkung ausgehärtet. Prüfwerte siehe Tabelle 1 /Spalte 1 F.

1 G) Vergleichsversuch

Auf 1 m² des gelüfteten Rohteppichs wurden 200 g eines reaktiven Gemisches aus 100 Teilen der Mischung A und 34,0 Teilen (200«.:, der äquivalenten Menge) rohem Diisocyanaiodipiiciiyiiiieihai aufgetragen und im Wärmeschrank mehrere Stunden bei 100⁰C gelagert. Nach vollständiger Aushärtung des Vorstrich-Gemisches wurden 1000 g/m² des Hauptstriches (wie in 1 A) aufgetragen und bei 110° C 5 Minuten lang getempert. Überraschenderweise sind Noppeneinbindung und Filamenteinbindung nicht so gut wie bei der »naß In naß«-Methode Außerdem ist die Bindung zwischen Vor- und Haupt strich stellenweise nicht optimal, trotzdem ist gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise gemäß 1 A eine wesentliche Verbesserung erkennbar.

Tabelle !

1 B

1 C 1 I)

1 Ii

1 Γ

1 G

Noppenfestigkeit
in N (Mittelwert
aus je
10 Messungen)

Filamentbindung
Steifigkeit
Rollstuhltest
(DiN Entwurf
54324)
Rohdichte g/cm³

26.5

73,6

genügend sehr gut
mangelhaft sehr gut
10 000 25 000

0,73

0,38

37,3

74.5

72,6

75,5

0.38

0,38

0,3 S

56.9

genügend	sehr gut	sehr gut	senr pu:	gut
mangelhaft	sehr gut	sehr gut	sehr gu;	sehr gut
12 000	25 000	25 000	28 000	27 000

0,37

Fiskusslon der Prüfergebnisse:

a) Die Noppenfestigkeit, die in einer Zugprüfmaschine, wie sie tür DIN 53504 üblich ist, gemessen wird, ist definiert als die bei einem Vorschub von 150 mm/min zum Ausreißen einer Noppe aus dem Grundgewebe nötige Kraft. Die Noppenfestigkeit wird durch die Vorbehandlung vervielfacht und erreicht Werte über 49 N.

b) Die Filamenteinbindung wurde an freigelegten und durchgeschnittenen Noppen optisch Deurteilt und daneben zusätzlich an den Abnutzungserscheinungen des Textils nach dem »Rollstuhltest« (subjektiv) bewertet.

c) Steifigkeit: Ein 10 cm bretter Teppichstreifen wurde horizontal so eingespannt, daß ein Stück von 1Ox 10 cm frei überstand. Die Steifigkeit S 1st definiert als Quotient aus Flächengewicht der Probe G (cN/m^:) und Durchbiegung f (mm): S = G/f. Zahlenwerte über 125 wurden als sehr gut beurteilt, Ziihleriwcrtc zwischen 100 bis 110 als befriedigend, Werte unter 70 als mangelhaft bzw. ungenügend, d) Der Rollsiuhllest wurde nach dem DIN-Entwurf 54 324 durchgeführt. Rollstuhlgeeignete Teppiche sollen 25 000 Umläufe ohne merkliche Beschädigung bestehen. Obwohl die verwendete Tufting-

Rohware nicht für die starke Beanspruchung vorgesehen war und daher in allen Versuchen sehr stark zerstört wurde, wird doch durch die erfindungsgemäßc Vorbehandlung eine erhebliche Verbesserung erzielt.

Beispie! 1

Eine Folyoimischung B wurde hergestellt durch Vermischen \on

„,

70 Teilen irlfunktionellem Polypropylenglykol

(OH-Zahi 32)
20 Teilen trifunktionellem Poivnropylenglykol

(OH-Zahl 370)

10 Teilen Dipropylenglykol (technisch rein)

1,7 Teilen Nickelacetonylacetonat

0,05 Teile Tetramethylbutylendiamin

0,4 Teile Wasser
150 Teilen Kreidepulver

Für die Mischung ergibt sich eine OH-Zahl von 78,5. 100 Gewichtstelle der Mischung B sind somit theoretisch einer Menge von 18,7 Gewichtsteilen rohem 4,4'-Diisocyanatodlphenylmethan (31,5 Gew.-% NCO, Viskosität bei 25° C = 80 mPa ■ s) äquivalent.

2 A) Erfindungsgemäßes Verfahren

Auf die Rückseite eines getulteten Rohteppichs wurde ein Gemisch aus 100 Teilen der Mischung B und 37 Teilen (200% der äquivalenten Menge) rohem 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan in einer Menge von 400 g/m² aufgetragen. Sofort anschließend wurden als Hauptstrich 1000 g/rr² eines Gemisches aus 100 Teilen der Mischung B und 20,5 Teilen (110% der äquivalenten Menge) rohem 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan aufgestrichen und der beschichtete Teppich 15 Minuten lang auf 120⁰C erwärmt.

Die Noppenfestigkeit des Produktes beträgt 83,4 N. Beim Rollstuhltest werden erst nach 24 000 Zyklen Zerstörungen in der Beschichtung festgestellt. Die Filamenteinbindung ist als sehr gut zu beurteilen. Die Rohdichte der Schaumschicht beträgt 0,34 g/cm'.

2 B) Vergleichsversuch

Mit einer Mischung aus 100 Teilen der Mischung B und 20,5 Teilen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat wurde der Rohteppich direkt beschichtet (Auftragsmenge: 1500 g/m²) und 15 Minuten lang bei 120° C verfestigt. Die Prüfung auf Rollstuhleignung mußte nach 9000 Umdrehungen wegen Zerstörung des Materials abgebrochen werden. Die Filamenteinbindung ist als »ungenügend« zu bewerten, die Noppenausreißfestigkeit beträgt nur 26,2 N die Steifigkeit S = 85 bis 90. Rohdichte der Schaumschicht: 0,35 g/cm^!

2 C) Erfindungsgemäßes Verfahren

In 250 Teile der Mischung B wurden zusätzlich 70 Teile Kreide eingerührt. Die so erhaltene »Vorstrichmischung« weist eine rechnerische OH-Zahl von ca. 61,5 auf, wobei der Feuchtigkeitsgehall der zusätzlichen Kreidemenge nicht berücksichtigt ist. Es wurden daher auf 100 Teile der »Vorstrichmischung« 44 Teile (ca. 300% der äquivalenten Menge) des rohen 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethans eingesetzt. Auf 600 g/m² des Vorstriches wurden 1000 g/m² des Deckstrichs gebracht und durch Erwärmen ausgehärtet. Der so hergestellte beschichtete Teppich hat eine hohe Steifigkeit (S = 130). übersteht im Rollstuhltest mehr als 25 000 Zyklen und weist eine sehr gute Fasereinbindung auf.

3eispie! 3
Polyolmischung C besteht aus einer Mischung aus

70 Teilen

8 Teilen
30 Teilen

2 Teilen
0,4 Teile
150 Teilen

eines linearen, mit Äthylenoxid modilizlerten Polypropylenglykoläthers
(OH-Zahl 28)
Dipropylenglykol
(technisch rein, OH-Zahl 750)
eines trlfunktionellen Polypropylenglykoläthers (OH-Zahl 345)
Ricinolsäure (rechnerische OH-Zahl 376) 2,3-Dlmethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin Kreidepulver

Mischung C besitzt bei Berücksichtigung des Feuchtigkeitsgehaltes des Füllstoffes (ca. 0,\%) eine OH-Zahl von

3 A) Vergleichsversuch (ohne Vorbeschichtung)

Die Beschichtung erfolgt mittels einer Anlage gemäß der Figur (Beschichiungsgeschwindigkeit = 3 m/min. Arbeitsbreite 2 m, Leistung 6m²/min). Einer mit hoher Scherkraft ausgestatteten Mischvorrichtung (Eur-omatic) wurden mitteis einer Dosiervorrichtung pro Minute 6000 g der Mischung C und 1200 g eines rohen Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanates (rohes MDl) mit einem NCO-Gehalt von 30,6% zugeführt, wobei gleichzeitig über eine weitere - in der Abbildung nicht dargestellte - kleine Dosierpumpe pro Minute 150 g eines Siliconslabilisators sowie Druckluft (unter ca. 7 bar) eingespeist wurden. Aus dem Schlauch des Mischers tritt eine mechanisch vorgeschäumte reaktive Masse aus, die mittels einer Rakelvorrichtung auf dem Trennträger (mit Siliconkautschuk beschichtetes Gewebe) gleichmäßig verteilt und dann mit der getufteten Teppichrohware kombiniert wurde. In einem Wärmeofen (Verweilzeit: 3 Minuten bei 100° C) wurde das Gemisch ausgehärtet.

Die Beschichtung weist eine Rohdichte von 0,30 g/cm¹ auf. Die Noppenfestigkeit beträgt 16,7 bis 21,6 N. Der Rollstuhltest wurde nach 6000 Zyklen abgebrochen, da die Tuftingschlingen teilweise aus dem Basismaterial gezogen und Filamente ausgerissen waren.

3 B) Erfindungsgemäßes Verfahren

Während wie in 3 A pro Minute 5 kg des mechanisch vorgeschäumten Hauptstrich-Gemisches hergestellt und auf dem Trennträger vorgelegt wurden, erfolgte in einer kleinen NebenschluP-uosier- und Mischvorrichtung die Herstellung einer Vorstrichmischung aus 1000 g der Polyolmischung C und 400 g des Polyisocyanates pro Minute, und zwar ohne Vorschäumung durch Einrühren von Luft und ohne Zusatz von Silicon. Die Vorstrichmasse wurde mittels einer Walze auf den Rücken des Rohtuftings in einer Menge von ca. 230 g/m² aufgetragen. Vorstrich und Hauptstrich wurden danach vereinigt und in der Heizzone ausgehärtet.

Die so hergestellte Teppichware übersteht im Rollstuhltest mehr als 35 000 Umdrehungen. Die Noppenfestigkeit beträgt 69,6 N. Die Steifigkeit S= 120; die Filamenteinbindung ist als »ausgezeichnet« zu bewerten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Rückenbeschichtung von Bodenbelägen mit schaumfähigen und gegebenenfalls vorgeschäumten reaktiven Gemischen aus einem oder mehreren Polyolen, einem oder mehreren di- oder höherfunktionellen organischen Isocyanaten und gegebenenfalls Füllstoffen, Treibmitteln, Aktivatoren, Stabilisatoren und Farbpigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß man a) in einer ersten Verfahrensstufe ein reaktives schaumfähiges Gemisch aus Polyolen und Polyisocyanaten als Vorstrich direkt auf den Rücken des zu beschichtenden Substrates aufbringt, wobei ein NCO/OH-Äquivalentverhältnis zwischen 1,5 und 3,5 eingehalten wird und b) in einem zweiten Schritt auf den noch freie NCO-Gruppen enthaltenden und nicht oder nur wenig geschäumten, nicht ausreagierten Vorstrich direkt oder durch Umkehrbeschichtung eine zweite schaumfähige, gegebenenfalls vorgeschäumte reaktive Schicht aus Polyolen und Polyisocyanaten als Hauptstrich aufbringt, wobei ein NCO/OH-Verhältnis zwischen 0,95 und 1,25 angewandt wird und anschließend c) das Verbundmaterial aushärten läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für den Vor- und Hauptstrich die gleiche Polyolkomponente und dasselbe mindestens difunktionelle organische Isocyanat einsetzt, wobei im Vorstrich die Bildung eines beständigen Schaums durch den hohen NCO-Überschuß unterdrückt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vor- und Hauptstrich nach der Vereinigung in einer beheizten Zone aushärtet.