DE2635400A1 - Verfahren zur herstellung von polyurethankunststoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polyurethankunststoffen

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DE2635400A1 DE19762635400 DE2635400A DE2635400A1 DE 2635400 A1 DE2635400 A1 DE 2635400A1 DE 19762635400 DE19762635400 DE 19762635400 DE 2635400 A DE2635400 A DE 2635400A DE 2635400 A1 DE2635400 A1 DE 2635400A1
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aromatic
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diamines
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Holger Dr Meyborg
Juergen Dr Schwindt
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Bayer AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Polyurethankunststoffen
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein technisch vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von - vorzugsweise nicht zellulären - Polyurethanharnstoffen-Elastomeren.
  • Das Kennzeichen des Verfahrens besteht darin, daß hochschmelzende, in fester Phase vorliegende aromatische Diamine mit flüssigen Polyisocyanaten bzw. Isocyanat-Präpolymeren in heterogener Reaktion umgesetzt werden.
  • Die Herstellung von Polyurethanharnstoffelastomeren aus Polyisocyanaten, höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen und aromatischen Diaminen ist bekannt. Um angemessene Verarbeitungszeiten für Reaktivsysteme aus den genannten Ausgangskomponenten zu gewährleisten, setzt man die technisch meistverwendeten reaktionsfähigen aromatischen Isocyanate zweckmäßigerweise mit träge reagierenden Diaminen um. Als Diamine haben sich in diesem Zusammenhang in der Praxis vor allem solche aromatischen Diamine bewährt, deren Basizität und damit auch Reaktivität gegenüber Isocyanaten durch Einführung von EIalogen- oder Carboxy-Substituenten herabgesetzt ist.
  • Als Beispiel sei das bisher am meisten verwendete 3,3'-Dichlor-4,4'-diaminodiphenylmethan (MOCA) genannt.
  • In der US-Patentschrift 3 891 606 wird die Vernetzung von NCO-Präpolymeren aus Polyhydroxylverbindungen und einem Überschuß an Polyisocyanaten mit aromatischen Diaminen beschrieben, deren Reaktivität gegenüber Isocyanatgruppen durch Komplexbildung mit gewissen Alkalimetallsalzen herabgesetzt ist. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es auf zwei spezielle aromatische Diamine beschränkt ist. Darüberhinaus muß der Komplex zwischen dem aromatischen Diamin und dem Alkalimetallsalz in einem gesonderten Verfahrensschritt hergestellt werden.
  • Eine weitere Möglichkeit der Steuerung der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Polyisocyanaten und aromatischen Diaminen besteht darin, die Reaktion in einem organischen Lösungsmittel auszuführen. Verfahren dieser Art werden beispielsweise in US-Patent 3 926 922 und in der japanischen Offenlegungsschrift 9195/70 beschrieben. Der Nachteil einer Mitverwendung von organischen Lösungsmitteln liegt auf der Hand: Einerseits wird die Feuer- und Explosionsgefahr erhöht und andererseits ist aus ökonomischen und ökologischen Gründen eine technisch aufwendige Rückgewinnung des Lösungsmittels erforderlich.
  • Die Herstellung von Polyurethanharnstoffen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit aromatischen Diaminen in heterogener Phase ist bisher nicht bekannt geworden. Die technisch im allgemeinen besonders interessanten aromatischen Diamine mit höherem Schmelzpunkt werden gemäß Stand der Technik entweder in gelöster Form angewandt, was mit den eben beschriebenen Nachteilen verbunden ist, oder aber in der Schmelze mit Polyisocyanaten umgesetzt. Die Verarbeitung von aromatischen Diaminen in der Schmelze wird beispielsweise in der schon oben erwähnten US-Patentschrift 3 926 922 oder in der Deutschen Auslegeschrift 1 122 699 beschrieben. Gegenstand der DAS 1 122 699 ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanelastomeren durch Vernetzung von flüssigen Isocyanat-Präpolymeren durch Umsetzung mit Gemischen aus primären Diaminen und mehrere Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen unter Formgebung, in welchem eine Dispersion eines pulverförmigen kristallinen Diamins in einem flüssigen, mehrere Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester, Polyäther oder in Rizinusöl in das Präpolymere bei einer unter dem Schmelzpunkt des Diamins liegenden Temperatur eingebracht und die Masse bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Diamins in der Mischung in an sich bekannter Weise ausgehärtet wird. Die eigentliche "Aminvernetzung" findet also auch bei diesem Verfahren in flüssiger, homogener Phase statt. Nachteilig sind bei dem Verfahren der DAS 1 122 699 insbesondere die bei der Verarbeitung hochschmelzender Diamine, wie z.B.
  • 1,5-Naphthylendiamin (m.p. = 189°C) oder 4,4'-Diaminodiphenyläther (m.p. = 1860C),erforderlichen hohen Temperaturen, da hierbei erfahrungsgemäß bereits in merklichemUmfang Zersetzungsreaktionen im Polyurethan auftreten, die die mechanischen Eigenschaften der Verf ahrensprodukte in unkontrollierbarer Weise verändern.
  • Überraschenderweise wurde nun jedoch gefunden, daß auch bei einer heterogenen Reaktion (bei verhältnismäßig niedrigen Reaktionstemperaturen) zwischen pulverförmigem aromatischem Diamin und flüssigem Polyisocyanat bzw.
  • Isocyanat-Präpolymerem mechanisch hochwertige, homogene Polyurethanharnstoffelastomere erhalten werden. Die Vorteile dieser Arbeitsweise liegen darin, daß einerseits keine Lösungsmittel erforderlich sind, andererseits bei relativ niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann und trotzdem viele aromatische Diamine eingesetzt werden können, die nach den bisher bekannten Verfahren sehr schlecht zu verarbeiten waren, und daß schließlich die Topfzeit der Reaktivsysteme erheblich erhöht ist.
  • Überraschend ist insbesondere die Homogenität der Verfahrensprodukte, da erwartet werden mußte, daß bei der Verwendung von pulverförmigen Reaktionspartnern, also bei heterogener Reaktionsführung, unbrauchbare, Gelpartikel enthaltende Elastomere entstehen würden.
  • Erfindungsgemäß werden bevorzugt aromatische Diamine mit einem Schmelzpunkt von mehr als 1300C eingesetzt. Diese Diamine aden im allgemeinen zunächst fein gemahlen, was z.B. in einer Kugelmühle geschehen kann, bis. sie eine durchschnittliche Korngröße von 1 bis 50 /um, vorzugsweise 3 bis 10 /um, besitzen. Die erhaltenen Pulver werden dann in der verwendeten Polyhydroxylverbindung suspendiert. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Suspension direkt durch Vermahlen des aromatischen Diamins in dor Polyhydroxylverbindung nach an sich bekannten Methoden herzustellen. Die so erhaltenen Dispersionen werden dann mit einem Polyisocyanat bzw. einem Isocyanatgruppen aufweisenden Präpolymeren umgesetzt. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, die aromatischen Diamine direkt als trockenes Pulver mit der oben beschriebenen Korngröße in ein Isocyanatgruppen aufweisendes Präpolymeres einzurühren. Man erhält in jedem Fall Reaktionsgemische mit langer Topfzeit, die vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 80 und 1200C, besonders bevorzugt 100 bis 1 100C, in jedem Falle aber unterhalb des Schmelzpunktes des aromatischen Diamins, in an sich bekannter Weise zu Polyurethanharnstoffelastomeren ausgehärtet werden. Für die Reaktionsgeschwindigkeit ist dabei die Reaktivität der jeweiligen Amine gegenüber Isocyanaten von untergeordneter Bedeutung; im wesentlichen hängt die Vernetzungsgeschwindigkeit vielmehr von der Tendenz des Amins ab, sich in der Reaktionsmischung aufzulösen.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein ein- oder mehrstufiges lösungsmittelfreies Verfahren zur Herstellung von Polyurethanharnstoff-Elastomeren aus 1. Polyisocyanaten, 2. höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen, gegebenenfalls 3. niedermolekularen Polyhydroxylverbindungen sowie 4. aromatischen Diaminen als Kettenverlängerungsmittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polyisocyanate mit einer Suspension der Diamine in den Komponenten 2 und gegebenenfalls 3 bzw. Isocyanat-Präpolymere aus den Komponenten 1 bis 3 mit den in Pulverform vorliegenden aromatischen Diaminen in heterogener Phase bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der aromatischen Diamine umsetzt.
  • Im folgenden sind einige der erfindungsgemäß zu verwendenden Diamine beispielhaft aufgeführt: Diamin Schmelzpunkt (°C) Äthylenglykol-bis- (p-aminobenzoesäureester) 210 2,2'-Diaminoazobenzol 134 3,3 1-Diaminoazobenzol 156 4,4 -Diaminoazobenzol 241-243 2,3-Diaminobenzoesäure 190-191 2,4-Diaminobenzoesäure 140 2,5-Diaminobenzoesäure 200 3 , 4-Di aminobenzoesäure 210 3, 5-Diaminobenzoesäure 240 2,2'-Diaminobenzophenon 134-135 4,4' -Diaminobenzophenon (bevorzugt) 239-241 4,41 -Diaminodiphenylamin 158 3,4-Diaminophenol 167-168 4,4'-Diaminostilben 227-228 2,2'-Diaminostiben 176 4,4' -Diaminotriphenylmethan 139 Naphtylendiamin-1,5(bevorzugt) 189,5 Naphthylendiamin-2,6 (bevorzugt) 217-218 Naphthylendiamin-2,7 (bevorzugt) 160 p-Phenylendiamin (bevorzugt) 139-141 1,2-Diaminoanthrachinon 289-291 1, 5-Diaminoanthrachinon 312-313 1,4-Diaminoanthrachinon 265-268 2, 6-Diaminoanthrachinon 325 3, 6-Diaminoacridin 267-270 4,5-Diaminoacenaphten 140-145 4,4' -Diaminodiphenyläther (bevorzugt) 188-190 3,3' -Diaminodiphenylsulfon 150-153 3,3'-Dimethoxybenzidin .136-137 4,4'-Diaminodiphenylsulfon 174-176 Diamin Schmelzpunkt (°C) 2,3-Diaminofluoren 192-195 2,5-Diaminofluoren 174-176 2 ,7-Diaminofluoren 165 r 5-167 9,1 0-Diaminophenanthren 164-166 3,6-Diaminodurol 151-154 IrXylylen-bis (o-aminothiophenyl) äther 136-138 p,p' -Diaiinobenzanilid (bevorzugt) 206-208 4,3' -DiEnninobenzanilid (bevorzugt) 170-172 3,4. -Dianinobenzanllid (bevorzugt) 153-156 4,3'-Diamino-4'-chlorbenzanilid 205-209 4,2'-Diamino-4'-chlorobenzanilid 175-177 4-Chlor-3,5-diaminobenzoesäureäthylester(bevorzugt) 137 4-Chlor-3-aminobenzoesäure-(4-chlor-3amino-phenylester) 147-148 4-Chlor-3-aminobenzoesäure-(3-chlor-4amino-phenylester) 145-146 4-Aminobenzoesäure-(3-chlor-4-amino-phenylester) 138-140 Bernsteinsäure-di-( 3-chlor-4-amino-) -phenylester 196-198 Äthylenglykol-bis- (4-chlor-3-amino-) -benzoesäureester 171 3,3'-Dichlor-4,4'-diaminodiphenylcarbonat 166-168 4,4'-Dichlor-3,3'-diaminodiphenylcarbonat 192-193 4-Methyl-3,5-diaminobenzoesäureäthylester (bevorzugt) 142-144 3, 5-Diaminobenzoesäurmethylester 133-135 4,4'-Diamino-diphenylmethan-3,3'-dicarbonsäuredimethyl(bevorzugt) 146 1 ,4-Bis-(sulfanilyl) -piperazin 331-332 4,4'-Diamino-diphenylmethan-3,3'-dicarbonsäure 245 N,N'-Di(p-aminobenzolsulfonyl)-diaminoäthan 200-205 p,p'-Diaminobenzolsulfonanilid (bevorzugt) 137-138 N,N'-Di (2-anilino) -harnstoff (bevorzugt) 305 N,N'-Di (ß-anilinoäthyl) -harnstoff 130-135 Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Polyhydroxylverbindungen haben ein Molekulargewicht von etwa 400 bis 10 000, vorzugsweise 600 - 6000. Es handelt sich dabei um mindestens zwei, vorzugsweise 2 bis 4, Hydroxylgruppen aufweisende Polyester, Polyäther, Polythioäther, Polyacetale, Polycarbonate undPolyesteramide,wie sie für die Herstellung von homogenen und von zellförmigen Polyurethanen an sich bekannt sind.
  • 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, cycloaliphatischer, aromatischer und/oder heterocyclischer Natur sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfiir seien genannt: Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellitsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, EndomethylentetrahydrophthalsOureanhydrid, Clutarsäureanhydrid, Maleinsäure, EtaleinsäureankUrdrid , Fumarsäure, dimere und trimere Fettsäuren wie Ölsäure, gegebenenfalls in Mischung mit monomeren Fettsäuren, Terephthalsäuredimethylester und Terephthalsäure-bis-glykolester. Als mehrwertige Alkohole kommen z.B. Äthylenglykol, Propylenglykol-(1,2) und -(1,3), Butylenglykol-(1,4) und -(2,3), Hexandiol-(1,6), Octandiol-(1,8), Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol (1,4-Bis-hydroxymethylcyclohexan), 2-Methyl-1,3-propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-(1,2,6), Butantriol-(1,2,4), Trimethyloläthan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit, Methylglykosid, ferner Diäthylenglykol, Triäthylenglycol, Tetraäthylenglycol, Polyäthylenglykola Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Frage. Die Polyester können anteilig endständige Carboxylgruppen aufweisen. Auch Polyester aus Iactonen, z.B. £-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z.B.
  • #-Hydroxycapronsäure, dind einsetzbar.
  • Auch die erfindungsgemäß in Frage kommenden, mindestens zwei, in der Regel zwei bis acht, vorzugsweise zwei bis drei, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäther sind solche der an sich bekannten Art und werden z.B. durch Polymerisation von Epoxiden wie Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin 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 Wasser, Alkohole oder Amine, z.B. Äthylenglykol,Propylenglykol-(¢,3) oder -(1,2), Trimethylolpropan, 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan, Anilin, Ammoniak, Äthanolamin oder Äthylendiamin hergestellt. Auch Sucrosepolyäther, wie sie z.B. in den deutschen Auslegeschriften 1 176 358 und 1 064 938 beschrieben werden, kommen erfindungsgeaäß in Frage. Vielfach sind solche Polyäther bevorzugt, die überwiegend (bis zu 90 Gew.-, bezogen auf alle vorhandenen OH-Gruppen im Poäther) primäre OH-Gruppen aufweisen. Auch durch vinylpoly merisate modifizierte Polyäther, wie sie .B. durch Polymerisation von Styrolund Acrylnitril in Gegenwart von Polyäthern entstehen (amerikanische Patentschriften 3.383.351, 3.304.273, 3.523.093, 3.110.695, deutsche Patentschrift 1.152.536), sind geeignet, ebenso OH-Gruppen aufweisende Polybutadiene.
  • Unter den Polythioäthern seien insbesondere die Kondensationsprodukte von Thiodiglykol mit sich selbst und/oder mit anderen Glykolen, Dicarbonsäuren, Formaldehyd, Aminocarbonsäuren oder Aminoalkoholen angefwirt. Je nach den Co-Komponenten handelt es sich bei den Produkten um Polythiomischäther, Polythioätherester oder Polythioätheresteramide.
  • Als Polyacetale kommen z.B. die aus Glykolen, wie Diäthylenglykol, 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 Propandiol-(1,3), Butandiol-(1,4) und/oder Hexandiol- (1,6), Diäthylenglykol, Triäthylenglykol oder Tetraäthylenglykol mit Diarylcarbonaten, z.B. Diphenylcarbonat, oder mit Phosgen hergestellt werden können.
  • Zu den Polyestereaiden und Polyamiden sählen z.B. die aus mehrwertigen gesättigten und ungesättigten Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und mehzwertigen g.sättigten und ungesättigten Ainoalkoholen, Diaminen, Polyaminen und ihren Mischungen gewonnenen, vorwiegend linearen Kondensate.
  • Auch bereit Urethan- oder Harnstoffgruppen enthaltende Polyhydroxylver oindungen sowie gegebenenfalls modifizierte natUrliche Polyole, wie Rizinusöl, Kohlenhydrate oder Stärke,-sind verwendb.r. Auch Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an Phenol-Formaldehyd-Harze bzw. an -Harnstoff-Formaldehydharze können im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
  • Vertreter dieser erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sind z.B. in High Polymers, Vol. XVI, "Polyurethanes, Chemistry and Technology", verfaßt von Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York, London, Band I, 1962, Seiten 32 - 42 und Seiten 44 - 54 und Band II, 1964, Seiten 5 - 6 und 198 -199, sowie im Kunststoff-Handbuch, Band VII, Vieweg-Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München, 1966, z.B. auf den Seiten 45 bis 71, beschrieben.
  • Selbstverständlich können Mischungen der oben genannten Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit einem Molekulargewicht von 400-10.000, z.B. Mischungen von Polyäthern und Polyestern, eingesetzt werden.
  • Als erfindungsgemäß gegebenenfalls einzusetzende Ausgangskomponenten kommen auch Verbindungen mit mindestens zwei Hydroxylgruppen von einem Molekulargewicht 32-400 in Frage.
  • Als Beispiele für derartige Verbindungen seien genannt: Äthylenglykol, Propylenglykol-(1,2) und -(1,3), Butylenglykol-(1,4) und -(2,3), Pentandiol-(1,5), Hexandiol-(1,6), Octandiol-(1,8), Neopentylglykol, 1,4-Bishydroxymethyl-cyclohexan, , 2-Methyl-1,3-propandiol, Glyzerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-(1,2,6), Trimethyloläthan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Polyäthylenglykole mit einem Molekulargewicht bis 400, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole mit einem Molekulargewicht bis 400, Dibutylenglykol, Polybutylenglykole mit einem Molekulargewicht bis 400, 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan, Di-hydroxymethyl-hydrochinon, Äthanolamin, Diäthanolamin und Triäthanolamin.
  • Auch in diesem Fall können Mischungen von verschiedenen Verbindungen mit mindestens zwei Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht von 32-400 verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß können jedoch auch Polyhydroxylverbindungen eingesetzt werden, in welchen hochmolekulare Polyaddukte bzw. Polykondensate in feindisperser oder gelöster Form enthalten sind. Derartige modifizierte Polyhydroxylverbindungen werden erhalten, wenn man Polyadditionsreaktionen (z.B. Umsetzungen zwischen Polyisocyanaten und aminofunktionellen Verbindungen) bzw. Polykondensationsreaktionen (z.B. zwischen Formaldehyd und Phenolen und/oder Aminen) direkt in situ in den oben genannten, Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen ablaufen läßt. Derartige Verfahren sind beispielsweise in den Deutschen Auslegeschriften 1 168 075 und 1 260 142, sowie den Deutschen Offenlegungsschriften 2 324 134, 2 423 984, 2 512 385, 2 513 815, 2 550 796, 2 550 797, 2 550 833 und 2 550 862 beschrieben. Es ist aber auch möglich, gemäß US-Påtent 3 869 413 bzw.
  • Deutscher Offenlegungsschrift 2 550 860 eine fertige wäßrige Polymerdispersion mit einer Polyhydroxylverbindung zu vermischen und anschließend aus dem Gemisch das Wasser zu entfernen.
  • Bei der Verwendung von modifizierten Polyhydroxylverbindungen der oben genannten Art als Ausgangskomponente im Polyisocyanat-Polyadditionsverfahren entstehen in vielen Fällen Polyurethankunststoffe mit wesentlich verbesserten mechanischen Eigenschaften.
  • Als erfindungsgemäß einzusetzende Ausgangskomponenten kommen weiter aliphatische,cycloaliphatische,araliphatischewaromatische und heterocyclische Polyisocyanate in Betracht, wie sie z. B. von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise Äthylen-diisocyanst, 1 , 4-Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (DAS 1 202 785), 2,4-und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1 3- und/oder ,4-phenylen-diisocyanat, Perhydro-2,4'- und/oder -4, 4'-diphenylmethan-diiso cyanat, 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,G-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, Polyphenyl-polymetbylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z.B. in den britischen Patentschriften 874 430 und 848 671 beschrieben werden, perchlorierte Arylpolyisocyanate, wie sie z.B. in der deutschen Auslegeschrift 1 157 601 beschrieben werden, Carbodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der deutschen Patentschrift 1 092 007 beschrieben werden, Diisocyanate, wie sie in der amerikanischen Patentschrift 3 492 330 beschrieben werden, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift 994 890, der belgischen Patentschrift 761 626 und der veröffentlichten holländischen Patentanmeldung 7 102 524 beschrieben werden, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in den deutschen Patentschriften 1 022 789, 1 222 067 und 1 027 394 sowie in den deutschen Offenlegungsschriften 1 929 034 und 2 004 048 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B.
  • in der belgischen Patentschrift 752 261 oder in der ameriksnischen Patentschrift 3 394 164 beschrieben werden, acylierte Harnstoffgruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß der deutschen Patentschrift 1 230 778, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie s.B. in der deutschen Patentschrift 1 101 394, in der britischen Patentschrift 889 050 und in der französischen Patentschrift 7 017 514 beschrieben werden, durch Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate, wie sie z.B. in der belgischen Patentschrift 723 640 beschrieben werden, Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in den britischen Patentschriften 965 474 und 1 072 956, in der amerikanischen Patentschrift 3 567 763 und in der deutschen Patentschrift 1 231 6B8 genannt werden, sowie Umsetzungsprodukte der obengenannten Isocyanate mit Acetalin gemäß der deutschenPatentschrjft l-072 385.
  • 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 Mischungen dieser 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 ("rohes MDI") und Carbodiimidgruppen, Urethangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoiigruppen ader Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate (modifizierte Polyisocyanate.
  • Die Polyisocyanate bzw. die aus den genannten Polyisocyanaten und den oben erwähnten höher- und/oder niedermolekularen Polyoien hergestellten Isocyanat-Präpolymeren sollen bei der Reaktion mit dem gepulverten bzw. suspendierten aromatischen Diamin in flüssiger Form vorliegen.
  • Sollen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Polyurethanschäume hergestellt werden, dann werden Wasser und/oder leicht flüchtige organische Substanzen als Treibmittel mitverwendet.
  • Als organische Treibmittel kommen z.B. Aceton, Äthylacetat, Methanol, Äthanol, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform, Äthylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diäthyläther in Frage.
  • Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei höheren Temperaturen unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z.B. Azoverbindungen wie Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden.
  • Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten ueber die Verwendung von Treibmitteln sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 108 und 109, 453 und 455 und 507 bis 510 beschrieben Erfindungsgemäß werden ferner oft Katalysatoren mitverwendet. Als mitzuverwendende Katalysatoren kommen solche der an sich bekannten Art infrage, z.B. tertiäre Amine, wie Triäthylamin, Tributylamin, N-Methyl-morpholin, N-Äthyl-morpholin, N-Cocomorpholin , N,N,N',N'-Tetramethyl-äthylendiamin, 1,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan, N-Methyl-N-'-dimethylaminoäthyl-piperazin, N,N-Dimethylbenzylamin, Bis-(N,N-diäthylaminoäthyl)-adipat, N,N-Diäthylbenzylamin, Pentamethyldiäthylentriamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-B-phenyläthylamin, 1,2-Dimethylimidazol und 2--Methylimidazol.
  • Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine sind z.B. Triäthanolamin, Triisopropanolamin,- N-Methyl-diäthanolamin, N-Äthyl-diäthanolamin, N,N-Dimethyl-äthanolamin, sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxid und/oder Äthylenoxid.
  • Als Katalysatoren kommen ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 229 290 beschrieben sind, in Frage, z.B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und 1,3-Diäthylaminomethyltetramethyl-disiloxan.
  • Als Katalysatoren kommen auch stickstoffhaltige Basen wie Tetraalkylammoniumhydroxide, ferner Alkalihydroxide wie Natriumhydroxid, Alkaliphenolate wie Natriumphenolat oder Alkalialkoholate wie Natriummethylat in Betracht. Auch Hexahydrotriazine können als Katalysatoren eingesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen,als Katalysatoren verwendet werden.
  • Als organische Zinnverbindungen kommen vorzugsweise Zinn(II)-salze von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-äthylhexoat und Zinn(II)-laurat und die Dialkylzinnsalze von Carbonsäuren, wie z.B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutylzinn-dilaurat, Dibutylzinn-maleat oder Dioctylzinndiacetat in Betracht.
  • Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren sowie Einzelheiten huber die Wirkungsweise 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.
  • Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa 0,001 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Polyhydroxyl-Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 400 bis 10 000> eingesetzt.
  • Erfindungsgemäß können auch oberflächenaktive Zusatzstoffe (Emulgatoren und Schaumstabilisatoren) mitverwendet werden.
  • Als Emulgatoren kommen z.B. die Natriwisalze von Ricinusölsulfonaten oder auch von Fettsäuren oder Salze von Fettsäuren mit Aminen wie ölsaures Diäthylamin oder stearinsaures Diäthanolamin infrage. Auch Alkali-oder Ammoniumsalze von Sulfonsäuren wie etwa von Dodecylbenzolsu1fonsäre oder Dinaphthylmethandisulfonsäure oder auch von Fettsäuren wie Ricinolsäure oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverwendet werden.
  • Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem wasserlösliche Polyäthersiloxane infrage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copolymerisat aus Äthylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisatoren sind z.B. in der amerikanischen Patentschrift 2 764 565 beschrieben.
  • Erfindungsgemäß können ferner auch Reaktionsverzögerer, z.B. sauerfeagierende Stoffe wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide, ferner Zellregler der an sich bekannten Art wie Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich bekannten Art, z.B. Tris-chloräthylphosphat oder Ammoniumphosphat und-Polyphosphat, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen, Füllstoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlamm kreide mitverwendet werden.
  • Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und FUllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im tunststoff-Handbuch, Band VI, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, Manchen 1966, z.B. auf den Seiten 103 bis 113 beschrieben.
  • Die Reaktionskomponenten werden erfindungsgemäß nach dem an sich bekannten Einstufenverfahren, dem Prepolymerverfahren oder dem Semiprepolymerverfahren zur Umsetzung gebracht, w.bei man sich oft maschineller Einrichtungen bedient, z.B. solcher, die in der amerikanischen Patentschrift 2 764 565 beschrieben werden. Einzelheiten über Verarbeitungseinrichtungen, die auch erfindungsgemäß infrage kommen, werden im Kunststoff-Handbuch, Band VI, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B.
  • auf den Seiten 121 bis 205 beschrieben.
  • Die Mengen an Reaktionskomponenten werden im erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel so gewählt, daß das Molverhältnis von Polyisocyanaten zu Kettenverlängerer plus Verbindungen mit reaktionsfähigen OH-Gruppen - abhängig vom jeweils angewendeten Verarbeitungsverfahren - in der Regel zwischen 0,7 und 1,5 liegt, vorzugsweise zwischen 0,90 und 1,15. Der Prozentgehalt an NCO im Prepolymer, falls über die Prepolymerstufe gearbeitet wird, kann 1,8 bis 6 Gew.-t betragen. Das Molverhältnis von reaktionsfähigem Wasserstoff des Kettenverlängerers zu reaktionsfähigen OH-Gruppen kann in weiten Grenzen variieren, vorzugsweise soll es zwischen 0,4 und 1,5 liegen, wobei weiche bis harte Polyurethan-Typen resultieren.
  • Neben den erfindungsgemäß zu verwendenden Diaminen können als Kettenverlängerer anteilsweise auch weitere Diamine oder auch Diole eingesetzt werden, z.B. solche, wie sie oben bei der Herstellung der Polyhydroxylverbindungen genannt wurden.
  • Der Molenbruch des erfindungsgemäßen Amins im Kettenverlängerer soll aber zwischen 1 und 0,5 liegen, vorzugsweise zwischen 1 und 0,8.
  • Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann man z.B. die Verbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 400 - 10 000 mit einem Uberschuß an Diisocyanat zur Reaktion bringen und nach der Zugabe des Kettenverlängerungsmittels die he w heterogene Mischung in Formen gießen. Nach rrehrstündigem Nachheizen ist ein hochwertiger elastischer Polyurethankunststoff entstanden.
  • Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß man die höhermolekulare Verbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen im Gemisch mit dem Kettenverlängerungsmittel in einem Uberschuß an Diisocyanat umsetzt und das Reaktionsprodukt nach der Granulierung in der Hitze unter Druck verformt. Je nach den angewendeten Mengenverhältnissen der Reaktionsteilnehmer können hierbei Polyurethankunststoffe mit verschiedenartigen Härten und verschiedenartige Elastizität erhalten werden.
  • Man kann auf diese Weise auch Kunststoffe herstellen, die sich wie Thermoplaste verarbeiten lassen. Eine weitere AusfUhrungsform besteht darin, daß man die höhermolekulare Verbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen im Gemisch mit dem erfindungsgemäß zu verwendenden Kettenverlängerungsmittel mit einem Unterschuß an Diisocyanat umsetzt, wobei ein walzbares Fell erhalten wird, das anschließend z.B. durch Vernetzung mit weiterem Diisocyanat, in einen kautschukelastischen Polyurethankunststoff übergefUhrt werden kann.
  • Erfindungsgemäß hergestellte Elastomere finden vielseitige Anwendung, z.B. für mechanisch stark beanspruchte Formkörper, wie Reifen, Rollen, Keilriemen oder Dichtungen, die thermisch oder chemisch stark beansprucht werden, für Heißwasserrohre oder Motoren oder zur Herstellung von Folien, Textilbeschichtungen und Polyurethanpulvern.
  • Die Kettenverlängerung kann auch in Gegenwart der oben beschriebenen Treibmittel und Zusatzstoffe, bevorzugt in geschlossenen Formen, ausgeführt werden, wobei Schäume mit zelligem Kern und kompakter Oberfläche gebildet werden.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen elastischen und halbelastischen Schaumstoffe werden beispielsweise als Polstermaterialien, Matratzen, Verpackungsmaterial und wegen ihrer Flammfestigkeit auch in jenen Bereichen verwendet, wo diese Eigenschaften besonders wichtig sind, wie z.B. im Automobil- und Flugzeugbau und im allgemeinem Verkehrswesen.
  • Die Schaumstoffe können dabei entweder nach dem Formschäumungsverfahren hergestellt werden oder durch Konfektionierung aus blockgeschäumtem Material erhalten werden.
  • Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Wo nicht anders vermerkt, sind Zahlenwerte als Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente zu verstehen.
  • Beispiel 1 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren mit einem NCO-Gehalt von 3,6 % aus Toluylendiisocyanat (65 % 2,4- und 35 % 2,6-Isomeres) und einem Polyester auf Basis Adipinsäure und Äthylenglykol/Butandiol-1,4 (Molverhältnis 7:3) mit der OH-Zahl 56 werden bei 800C mit 13,7 Gew.-Teilen pulverisiertem p-Xylylen-bis(o-aminothiophenyl)äther versetzt (NCO:NH2 = 1,1). Innerhalb von 30 Sekunden wird das Reaktionsgemisch verrührt und in eine auf 1100C vorgewärmte Form vergossen. Die Gießzeit beträgt 700 Sekunden.
  • Der Gießling kann nach 2,5 Minuten entformt werden und weist nach einer Temperzeit von 24 Stunden bei 1100C folgende mechanische Werte auf: Zugfestigkeit (DIN 53504) 33,9 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 570 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 295 N Shore-Härte A (DIN 53605) 86 Elastizität (DIN 53512) 35 % Beispiel 2 100 Gew. -Teile eines Präpolymeren mit einem NCO-Gehalt von 3,4 % aus 2,4-Toluylendiisocyanat, einer Polyhydrazodicarbonamiddispersion (PHD) mit 43 Gew.-% Feststoffanteil, welche nach dem Verfahren der DOS 2 550 796 durch in situ-Umsetzung von Hydrazin und Toluylendiisocyanat (20 % 2,6-und 80 % 2,4-Isomeres) in einem linearen Polypropylenoxid mit einem Molekulargewicht von 2000 hergestellt wurde, und dem obigen Polypropylenoxid (Gewichtsverhältnis PHD-Dispersion : Polypropylenoxid£1:2) werden bei 300C mit 16,6 Gew.-Teilen einer Suspension von 1,4-Diamino-3,6-dimethoxybenzol in dem oben beschriebenen Polypropylenoxid (Gewichtsverhältnis Diamin : Polyäther = 1:2) innerhalb von 30 Sekunden verrührt. Der Reaktionsansatz, dessen Gießzeit bei 300C 60 Minuten beträgt, wird in eine auf 1100C vorgewärmte Form gegossen. Der Gießling kann nach 2,5 Minuten entformt werden. Nach einer Temperzeit von 24 Stunden bei 110°C weist er die folgenden mechanischen Werte auf: Zugfestigkeit (DIN 53504) 11,9 MPa Bruchdehnung DIN 53504) 470 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 284 N Shore-Härte A (DIN 53505) 82 Elastizität (DIN 53512) 58 % Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) 100 Gew.-Teile des in Beispiel 2 beschriebenen Präpolymeren (NCO-Gehalt 3,4 %) werden durch Zusatz des linearen Polypropylenoxids mit der OH-Zahl 56 auf einen NCO-Gehalt von 2,4 % eingestellt und mit 5 Gew.-Teilen eines flüssigen Diamin-Isomeren-Gemisches, wie es technisch bei der Äthylierung von Toluylendiamin mit 20 % 2,6- und 80 % 2,4-Anteil anfällt, umgesetzt (NCO:NH2 = 1,1). Das Reaktionsgemisch wird innerhalb von 30 Sekunden verrührt und wie unter Beispiel 2 beschrieben zu einem Gießling verarbeitet, der folgende mechanische Werte aufweist: Zugfestigkeit (DIN 53504) 13 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 400 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 144 N Shore-Härte A (DIN 53505) 80 Elastizität (DIN 53512) 49 % Das Reaktionsgemisch hat eine Gießzeit von nur wenigen Minuten.
  • Beispiel 4 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren mit einem NCO-Gehalt von 3,5 %, hergestellt aus einem linearen Polypropylenglycoläther (OH-Zahl 56) und Toluylendiisocyanat (80 % 2,4- und 20% 2,6-Isomeres) werden bei 35°C mit 15,5 Gew.-Teilen einer Suspension von 1,5-Diaminonaphthalin in einem linearen Polypropylenglykoläther (OH-Zahl 28) versetzt (NCO:NH2 = 1,1). Die Gießzeit des Reaktionsansatzes beträgt bei 35°C 10-15 Minuten, Er wird in eine auf 80°C von ewärmte Form gegossen. Nach 10-15 Minuten kann der Gießling entformt werden. Nach einer Temperzeit von 24 Stunden bei 1100C weist das völlig homogene Elastomere folgende mechanische Werte auf: Zugfestigkeit (DIN 53504) 10,7 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 720 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 306 N Shore-Härte A (DIN 53505) 85 Elastizität (DIN 53512) 63 % Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) 100 Gew.-Teile des in Beispiel 4 beschriebenen Präpolymeren (NCO-Gehalt 3,5 %) werden mit 6,15 g pulverisiertem 1,5-Naphthylendiamin bei 300C 2 Minuten verrührt (NCO:NH2 = 1,1). Das Reaktionsgemisch wird in eine Form gegossen und am Schmelzpunkt des Diamins (189,50C) ausgeheizt.
  • Nach einer Temperzeit von 24 Stunden wird ein brüchiges, polymeres Material mit schlechten mechanischen Werten erhalten.
  • Beispiel 6 100 Gew.-Teile des in Beispiel 4 beschriebenen Präpolymeren werden mit 13,5 Gew.-Teilen einer Suspension, bestehend aus 200 Gew.-Teilen 4-Aminobenzoesäure-(4-aminoanilid) und 350 Gew.-Teilen eines linearen Polypropylenglykoläthers (OH-Zahl 28) bei Raumtemperatur vermischt (NCO:NH2 = 1,10). Nach einer Gießzeit von ca. 10-15 Minuten und einer Verfestigungszeit von 20 Minuten bei 1000C wird der Formling 24 Stunden bei 100-1100C getempert, wonach untenstehende mechanische Werte gemessen wurden.
  • Zugfestigkeit (DIN 53504) 10,5 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 360 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 300 N Shore-Härte A (DIN 53505) 78 Elastizität (DIN 53512) 55 % Beispiel 7 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren aus einem Adipinsäure/ Äthylenglykol-Polyester (OH-Zahl 56) und 2,4-Toluylendiisocyanat (NCO-Gehalt = 3,5 %) werden bei 800C mit 20,4 Gew.-Teilen einer Suspension, bestehend aus 250 Gew.-Teilen 4-Aminobenzoesäure-(4-aminoanilid), 250 Gew.-Teilen eines Polypropylenglykoläthers (OH-Zahl 56) und 125 Gew.-Teilen eines linearen Polypropylenglykoläthers (OH-Zahl 28) vermischt die Mischung bleibt ca. 5 Minuten gießbar und kann nach weiteren 10 Minuten aus der auf 80-100°C erwärmten Form entformt werden. Nach 24-stündiger Temperzeit bei 1100C zeigt das Elastomere folgende mechanische Werte: Zugfestigkeit (DIN 53504) 25,0 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 550 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 440 N Shore-Härte A (DIN 53505) 81 Elastizität (DIN 53512) 45 % Beispiel 8 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren aus einem linearen Polypropylenglykoläther (MG 2000) und 2,4-Toluylendiisocyanat (NCO-Gehalt 3,5 %) werden mit 31,7 Gew.-Teilen einer Suspension aus 300 g 4,4'-Diamino-3,3'-dicarboxymethyl-diphenylmethan und 600 g eines linearen Propylenglykoläthers (OH-Zahl 28) bei 50-600C vermischt.
  • Die Verfestigung des Reaktionsansatzes erfolgt bei 50-600C erst nach einigen Stunden. Nach 24-stündiger Temperung bei 1100C erhält man ein Elastomeresmit folgenden mechanischen Eigenschaften: Zugfestigkeit (DIN 53504) 7,5 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 800 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 170 N Shore-Härte A (DIN 53505) 73 Elastizität (DiN 53512) 45 % Beispiel 9 Werden 100 Gew.-Teile des in Beispiel 8 beschriebenen NCO-Präpolymeren (NCO-Gehalt 3,5 %) mit 39,6 Gew.-Teilen einer Suspension, bestehend aus 100 g N,N'-Bis-(ß-3-aminophenyläthyl)-oxamid und 300 g eines linearen Polypropylenglykoläthers (OH-Zahl 28) bei 40-50°C vermischt, so erhält man nach 24-stündigem Tempern bei 1100C einen elastischen Formling mit folgenden mechanischen Eigenschaften: Zugfestigkeit (DIN 53504) 6,0 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 400 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 235 N Shore-Härte A (DIN 53505) 71 Elastizität (DIN 53512) 55 % Beispiel 10 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren aus einem Adipinsäure/ Äthylenglykol-Polyester (OH-Zahl 56) und 1,6-Diisocyanatohexan (NCO-Gehalt 3,1 %) werden bei 650C mit 16,8 Gew.-Teilen einer Suspension gemäß Beispiel 7 innerhalb von 30 Sekunden verrührt. Die Gießzeit der Mischung beträgt 3-4 Minuten. Nach der Entformung des Elastomeren wird noch 24 Stunden bei 1100C nachgetempert. Folgende mechanische Werte werden gemessen: Zugfestigkeit (DIN 53504) 27,8 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 80 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 450 N Shore-Härte A (DIN 53505) 75 Elastizität (DIN 53512) 53 % Beispiel 11 100 Gew.-Teile des in Beispiel 4 beschriebenen NCO-Präpolymeren werden mit 22,3 Gew.-Teilen einer Suspension, bestehend aus 400 g 3-Aminobenzoesäure-(3'-aminoanilid) und 600 g eines linearen Polypropylenglykoläthers (OH-Zahl 28) innerhalb von 30 Sekunden vermischt. Der Reaktionsansatz hat bei Raumtemperatur eine Topfzeit von mehreren Stunden und läßt sich bei 800C bereits nach ca. 5 Minuten verfestigen. Nach 24-stündigem Tempern bei 100-1100C erhält man die folgenden mechanischen Werte: Zugfestigkeit (DIN 53504) 9,5 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 570 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 230 N Shore-Härte A (DIN 53505) 61 Elastizität (DIN 53512) 40 % Beispiel 12 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren aus Polytetrahydrofuran vom mittleren Molekulargewicht 2000 und 2,4-Toluylendiisocyanat (NCO-Gehahlt 5,0 %) werden bei 80°C mit 29,5 Gew.-Teilen der in Beispiel 11 beschriebenen Suspension vernetzt. Nach ca. 10 Minuten bei 80°C kann das Elastomere entformt werden und zeigt nach 24-stündigem Ausheizen bei 1100C die folgenden physikalischen Werte: Zugfestigkeit (DIN 53504) 14,5 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 407 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 320 N Shore-Härte A (DIN 53505) 76 Elastizität (DIN 53512) 30 % Beispiel 13 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren mit einem NCO-Gehalt von 3,5 %, aus der Polyhydrazodicarbonamiddispersion von Beispiel 2 (43 z Feststoff in einem Polyäther der OH-Zahl 56 auf Basis Propylenglykol-Propylenoxid), dem obengenannten Polyäther mit der OH-Zahl 56 (Gew.-Verhältnis 1:1) und Toluylendiisocyanat (20% 2,6- und 80 % 2,4-Isomerenanteil), werden bei 30°C mit 11,5 Gew.-Teilen einer Suspension, bestehend aus 1,5-Diaminonaphthalin und einem Polyäther aus Propylenglykol, Propylenoxid und Äthylenoxid (OH-Zahl 28) im Verhältnis 1:1, vermischt (NCO:NH2 = 1,1). Das Reaktionsgemisch wird innerhalb von 30 Sekunden verrührt und in eine auf 110°C vorgewärmte Form gegossen. Die Gießzeit beträgt 10 Minuten. Der Gießling kann nach 90 Sekunden entformt werden. Nachd einer Temperzeit von 24 Stunden bei 110°C werden folgende mechanische Werte erreicht: Zugfestigkeit (DIN 53504) 19 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 300 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 150 N Shore-Härte A (DIN 53505) 88 Elastizität (DIN 53512) 55 % Beispiel 14 100 Gew.-Teile eines Präpolymeren mit einem NCO-Gehalt von 3,2 % aus 2,4-Toluylendiisocyanat und einem linearen Polypropylenoxid (OH-Zahl 56) werden bei 360C mit 10,24 Gew.-Teilen einer Paste aus Äthylenglykol-bis-(p-aminobenzoesäureester) und einem Polyäther aus Propylenglykol, Propylenoxid und Äthylenoxid (OH-Zahl 28) vermischt.
  • Innerhalb von 30 Sekunden wird das Gemisch verrührt und in eine auf 1100C vorgewärmte Form gegeben. Die Gießzeit beträgt 120 Minuten. Der Gießling läßt sich innerhalb von 30 Minuten entformen. Nach einer Temperzeit von 24 Stunden bei 1100C werden folgende mechanische Werte gemessen: Zugfestigkeit (DIN 53504) 8 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 720 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 15,3 N Shore-Härte A (DIN 53505) 64 Elastizität (DIN 53512) 35 % Beispiel 15 100 Gew.-Teile des Präpolymeren aus Beispiel 14 werden bei 30°C mit feingepulvertem N,N'-ß-(m-aminophenyl)äthylharnstoff, verrührt (NCO:NH2 = 1,1). Das Reaktionsgemisch wird in eine auf 110°C vorgewärmte Form gegossen. Die Gießzeit beträgt 120 Minuten. Der Gießling kann nach 45 Sekunden entformt werden. Nach einer Temperzeit von 24 Stunden bei 110°C werden folgende mechanische Werte gemessen: Zugfestigkeit (DIN 53504) 25 MPa Bruchdehnung (DIN 53504) 390 % Weiterreißwiderstand (DIN 53515) 300 N Shore-Härte A (DIN 53505) 88 Elastizität (DIN 53512) 51 %

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1) Verfahren zur Herstellung von Polyurethanharnstoff-Elastomeren durch ein- oder mehrstufige, lösungsmittelfreie Umsetzung von 1. Polyisocyanaten, 2. höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen, gegebenenfalls 3. niedermolekularen Polyhydroxylverbindungen sowie 4. aromatischen Diaminen als Kettenverlängerungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polyisocyanate mit einer Suspension der Diamine in den Komponenten 2 und gegebenenfalls 3 bzw. Isocyanat-Präpolymere aus den Komponenten 1 bis 3 mit den in Pulverform vorliegenden aromatischen Diaminen in heterogener Phase bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der aromatischen Diamine umsetzt.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aromatische Diamine mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 130°C eingesetzt werden.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatischen Diamine in Form eines Pulvers mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1 bis 50 /u eingesetzt werden.
  4. 4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatischen Diamine in Form eines Pulvers mit einer durchschnittlichen Korngröße von 3 bis 10 /u eingesetzt werden.
  5. 5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in heterogener Phase erfolgende Umsetzung zwischen Polyisocyanaten und aromatischen Diaminen in einem Temperaturbereich zwischen 80 und 1200C stattfindet.
  6. 6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in heterogener Phase erfolgende Umsetzung zwischen Polyisocyanaten und aromatischen Diaminen in einem Temperaturbereich zwischen 100 und 11OOC abläuft.
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