DE3133426A1 - "verfahren zur herstellung von polyurethan-elastomeren - Google Patents

"verfahren zur herstellung von polyurethan-elastomeren

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DE3133426A1 DE19813133426 DE3133426A DE3133426A1 DE 3133426 A1 DE3133426 A1 DE 3133426A1 DE 19813133426 DE19813133426 DE 19813133426 DE 3133426 A DE3133426 A DE 3133426A DE 3133426 A1 DE3133426 A1 DE 3133426A1
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Richard Joseph Gilbert 78759 Austin Tex. Dominguez
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Description

a OO
Müller, Schupfner § Gauger Karlstraße 5
Patentanwälte 2110 Buchholz/Nordheide
22. August 1981
T-015 81 DE S/KB D 75S797-F (3LB)
TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION
WESTCHESTER AVENUE
WHITE PLAINS, N. Y. 106S>0
Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren
·· y
Müller, Schupfner & Gauger f Texaco Development Corp. Patentanwälte * T-015 81 DE S/KB
D 75S797-F (3LB)
Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren
Die vorliegende Erfindung "betrifft die Herstellung von Polyurethanen nach dem Spritzgußverfahren»
Das Reaktions-Spritzgußverfahren (Reaction Injection Molding = RIM) ist ein Verfahren zum schnellen Mischen und Formgiessen von großen, schnell härtenden Polyurethanteilen. RIM-Polyurethane werden zur Herstellung einer Vielzahl von Karosserieteilen für Kraftfahrzeuge eingesetzt, wo ihr geringes Gewicht zur Energieeinsparung beiträgt. RIM-Teile werden im allgemeinen hergestellt, indem man aktiven Wasserstoff enthaltende Materialien und Polyisocyanat mischt und das Gemisch in eine Form gießt, in der dann die Umsetzung stattfindet. Diese aktiven Wasserstoff enthaltenden Materialien bestehen aus einem Polyhydroxypolyäther mit hohem Molekulargewicht und einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht. Nach der Umsetzung und dem Herausnehmen aus der Form können die Teile einer weiteren Härtung unterzogen werden, wobei sie im allgemeii
oder höher ausgesetzt werden.
werden, wobei sie im allgemeinen einer Temperatur von 121 C
Gewöhnlich werden alle Komponenten bis auf das Isocyanat (B-Komponente genannt) in ein Gefäß und das Isocyanat (A-Komponente genannt) in ein anderes Gefäß gegeben. Dann werden die A- und B-Komponenten im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis in der oben beschriebenen Form gemischt. H.Peebles, Jr., vergleicht in Macromolecules 9 (Ο» S. 58-61 die Molekulargewichtsverteilung im harten Teil einer einstufigen Thermoplast-Polyurethan-Synthese mit der in einer zweistufigen Synthese. RIM wird jedoch nicht erwähnt.
Viele aus konventionellen Polyolen hergestellte RIM-Elastomere besitzen Nachteile in einer oder mehreren Eigenschaften» So besitzen solche Elastomere a.Bo nicht die gewünschten Wärmeverformungs- und Reißfestigkeitseigenschaften. In anderen Fällen erfüllen die Elastomere nicht die gewünschten Anforderung gen an die Schlagzähigkeit. Besonders für die Kraftfahrzeugindustrie ist es wichtig, daß die RIM-Elastomere ausgezeichnete Wärmeverfαrmungseigenschaften besitzen, sodaß geformte Teile auf dem Fließband zusammengebaut und lackiert werden können. Solche Elastomere werden gewöhnlich bei Temperaturen über etwa 930C, bzw, über etwa 1210C naohgehärtet. Die Nachhärtung erfolgt gewöhnlich bei Temperaturen von etwa 121°C bis etwa 177°Ce
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein verbessertes Polyurethan-RIM-Elastomer mit ausgezeichneten Wärmeverformungs- und Reißfestigkeitseigenschaften und besonders verbesserten Wärmebiegungs- und Schlagzähigkeitseigen·= schäften bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reaktionsspritzguß-Polyurethanen mit verbesserten Eigenschaften. Das Verfahren liefert im allgemeinen Polyurethan-Elastomere mit erheblich verbesserten Eigenschaften der Wärmeverformung und Reißfestigkeit und besteht darin5 ein aromatisches Polyisocyanate ein hochmolekulares Polyol und einen Kettenverlängerer, bestehend aus einer niedrigmolekularen aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung mit einer Funktionalität von wenigstens zwei,durch eine RIM-Maschine in eine Form mit den gewünschten Abmessungen zu injiziiereno Dann, läßt man das gesamte Gemisch in d©r Form reagieren,
ö *
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Verbesserung besteht in der Anwendung eines Poly-(oxybutylenoxy.äthylen)-glykols mit einem Molekülargewicttffc von etwa 2ooo -βοοο als Polyolquelle.
Zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren wird eine Vielzahl von Polyolen angewendet. Die Auswahl des Polyols ist jedoch sehr wichtig, da es großen Einfluß auf viele Eigenschaften des endgültigen Polyurethan-Elastomers hat. Viele zur Herstellung von konventionellen Polyurethan-Elastomeren geeignete Polyole sind für die Herstellung von Elastomeren nach dem Reaktionsspritzguß nicht besonders geeignet. Es ist besonders wichtig, ein Polyol einzusetzen, das dem endgültigen RIM-Elastomer gute Wärmeverformungs- und Reißfestigkeitseigenschaften verleiht. Andere Eigenschaften wie Schlagzähigkeit und Brüchigkeit sind bei der Herstellung von geformten Karosserieteilen wie z.B. für Kraftfahrzeuge, ebenfalls besonders wichtig.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Polyole, die den daraus hergestellten RIM-Elastomeren vor allem ausgezeichnete Wärmeverformungs- und Reißfestigkeitseigenschaften verleihen, sind Poly-(oxybutylenoxyäthylen)-glykole mit einem Molekulargewicht von etwa 2ooo-6ooo.
Diese Glykole werden im allgemeinen hergestellt, indem ein Glykol wie z.B. Äthylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol usw. mit einem Alkylenoxid umgesetzt wird, bis ein Diolstarter mit einem Molekulargewicht von etwa 4oo bis etwa 1ooo entstanden ist. Der bevorzugteste Starter wird hergestellt, indem ein Glykol wie Propylenglykol mit Butylenoxid oder einem Gemisch aus Butylenoxid und Äthylenoxid bis zur Erreichung des benötigten Molekulargewichtes umgesetzt wird.
Der oben beschriebenen Diolstarter wird dann weiter mit einem Gemisch aus Butylenoxid und Äthylenoxid umgesetzt» Das Gemisch besteht gewöhnlich aus 5o-9o Mol.fo Butylenoxid und 1o-5o Molo% Äthylenoxide Zur Erhaltung eines Polyols mit mehr als 85 °/o an primären Hydroxylgruppen wird das Molekül abschließend mit Äthylenoxid umgesetzt. Gewöhnlich wird hierbei das Äthylenoxid in einer Meng© von 2o-35 GeW0^5 bezogen auf das Gewicht der Polyol-Vorstufe, eingesetzt,, um so das endgültige Polyol mit dem richtigen Gehalt an primären Hydroxylgruppen zu erhalten. Meistens hat das endgültige Polyol einen Gehalt an primären Hydroxylgruppen von mehr als 9o 0/o0
Zur Herstellung der Basismischung für die Polyurethan-RIM-Elastomere werden dem oben beschriebenen Polyol ein Kettenver-» längerer und ein aromatisches Polyisocyanat zugesetzt.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Kettenverlängerer sind bevorzugt difunktionell. Gemische von di- und trifunktionellen Kettenverlängerern sind ebenfalls für die vorliegendö Erfindung gooignet. DIo für dio vorlLoyomion Kt-findung geeigneten Kettenverlängerer sind Diole9 Aminoalkohole;, Diamine oder Gemische derselben. Niedermolekulare lineare Diole9 wie z.B. 1,4-Butandiol und Äthylenglykol sind für die vorliegende Erfindung ebenfalls geeignet. Besonders bevorzugt ist Äthylenglykol. Andere Kettenverlängerer, z.B. cyclische Diole wie z.B. 1,4-Cyclohexandiolj Ringe enthaltende Diole wie z.B. Bishydroxyäthy!hydrochinon, Amid oder Ester enthaltende Diole, Aminoalkohole, aromatische Diamine und aliphatic sehe Amine sind in der Praxis der Erfindung ebenfalls als Eettenverlängerer geeignete
Es kann eine VielizaSil von aromatischen Polyisocyanaten angewendet werden. Typische aromatische Polyisocyanate sind Z0B0 p-Phenylendiisocyanatj, Polymethylenpolyphenylisocyanat9 Toluol-2,6-diisocyanat, Dianisidindiisocyanats Bitolyldiisocyanatj, Naphthalin-1,4-diisocyanats Bis-(4~isocyanatophenyl)=·
• β *
- r-
methan, Bis-(3-methyl-3"-isocyanatophenyl)-methan, Bis-(3-methyl-4-isocyanatophenyl)-methan und 4,4'-Diphenylpropandiisocyanat.
Andere für die Praxis der vorliegenden Erfindung geeignete aromatische Polyisocyanate sind Methylen vernetzte Polyphenyl-Polyisocyanat-Gemische mit einer Funktionalität von 2 bis Die letztgenannten Isocyanatverbindungen werden im allgemeinen durch Umsetzung der nach konventioneller Art durch Reaktion von Formaldehyd mit primären aromatischen Aminen, wie z.B. Anilin, in Gegenwart von Salzsäure und /oder anderen Säurekatalysatoren hergestellten entsprechenden Methylen vernetzten Polyphenylpolyamine mit Phosgen hergestellt. Bekannte Verfahren zur Herstellung von Polyaminen und der entsprechenden Methylen vernetzten Polyphenylpolyisocyanate sind in der Literatur und z.B. in den US-Patentschriften 2 683 73o, 2 95o 263, 3 0I2 008, 3 344 162 und 3 362 979 beschrieben.
Gewöhnlich enthalten Methylen vernetzte Polyphenylpolyisocyanat-Gemische 2o bis I00 Gew. fo Methylendiphenyldiisocyanat-Isomere; der Rest sind Polymethylenpolyphenyldiisocyanate mit höheren Funktionalitäten und höheren Molekulargewichten. Typische Vertreter sind Polyphenylpolyisocyanatgemische mit 2o bis I00 Gew.°/o Methylendiphenyldiisocyanat-Isomeren, von denen 2o bis· 95 Gew.°/o das 4,4'-IsOmOr ist; der Rest sind Polymethylenpolyphenylpolyisocyanate mit höheren Molekulargewichten und einer durchschnittlichen Funktionalität von etwa. 2,1 bis 3,5. Diese Isocyanatgemische sind bekannte, im Handel erhältliche Materialien und können nach dem in US-PS 3 362 979 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Das bevorzugteste aromatische. Polyisocyanat ist Methylen-bis-(4-phenylisocyanat) oder MDI, in Form von z.B. reinem MDI, Quasi-Vorpolymerem von MDI, modifiziertem reinem MDI, usw. Materialien dieses Typs können zur Herstellung geeigneter RIM-Elastomere angewendet werden. Da reines MDI fest und
3133425
somit oft unbequem in der Handhabung ist, werden häufig flüssige auf MDI basierende Produkte eingesetzt, diese sind hier in den Ausdrucken MDI oder Methylen-bis-(4-phenylisocyanat) eingeschlossen. In US PS 3 39^ 164 wird die Anwendung eines flüssigen MDI-Produktes beschrieben,, Uretoniminmodifiziertes reines MDI ist ebenfalls eingeschlossen«, Dieses Produkt wird durch Erhitzen von reinem destilliertem MDI in Gegenwart eines Katalysators hergestellt» Das flüssige Produkt ist ein Gemisch aus reinem MDI und modifiziertem MDI g
2[0CN
{3~NcoJ
Katalysator
OCN
=NCO ψ CO,
Carfoodiimid
OCN
■NGO
OCN Λ
-N-C=N
■-ΤΛ
CH
NGO
O=C-N
NCO
Uretonimin
Beispiele für kommerzielle Materialien dieses Typs sind I SONATE® 125 M (rsines MDl) und ISONAT^ i'i-3L (flüssiges MDl) von Upjohn. Bevorzugt wird eine Menge Isocyanat eingesetzt^ die der stöchiometrischen Menge bezogen auf alle Bestandteile der Zusammensetzimg entspricht oder etwas größer als diese ist.
Die RIM-Zusammsns&tsung beinhaltet ein© Vielsahl von weiteren bekannten Bestandteilen, wie a.B. zusätzliche Vemetsungsmit·= tel, Katalysatoren, Kettenverlängerer und Treibmittel» Treibmittel sind z.B0 Sialogenierte niedrig siedende Kohlenwasserstoffe,, wie seB. TrIQhIorfluormethan raad Methylenchlorid^
313342ο
β ο · ·
t AW · « ·
/Io
Kohlenstoffdioxid, Stickstoff usw. können ebenfalls angewendet werden.
Katalysatoren wie z.B. tertiäre Amine, eine organische Zinnverbindung oder andere Polyurethankatalysatoren können eingesetzt ,werden. Die organische Zinnverbindung kann z.B. eine Zinn-(ll)- oder Zinn-(iv)-Verbindung wie z.B. ein Zinn-(il)-salz einer Carbonsäure, ein Trialkylzinnoxid, ein Dialkylzinndihalogenid oder ein Dialkylzinnoxid sein, worin die organischen Gruppen der Zinnverbindung Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sind. So können z.B. Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Diäthylzinndiacetat, Dihexylzinndiacetat, Di-2-äthylzinnoxid, Dioctylzinndioxid, Zinn-(ll)-octoat, Zinn-(ll)-oleat, oder ein Gemisch derselben eingesetzt werden.
Tertiäre Aminkatalysatoren sind Trialkylamine (z.B. Trimethylamin und Triäthylamin), heterocyclische Amine, wie z.B. N-Alkylmorpholihe (z.B. N-Methylmorpholin, N-Ath.ylmorph.olin oder Dimethyldiaminodiäthyläther), 1,4-Dimethylpiperazin, Triäthylendiamin und aliphatische Polyamine, wie z.B. N, N, N', N' -Te trame thyl-1,3-butandiamin.
Es können auch weitere konventionelle Ingredienzen eingesetzt werden, wie z.B. Schaumstabilisatoren, auch bekannt als Siliconöle oder Emulgatoren. Der Schaumstabilisator kann ein organisches. Silan oder Siloxan sein. Es können z.B. Verbindungen mit folgender Formel eingesetzt werden :
RSi [θ-(R2SiO )n-( oxyalkyl en )m^
worin R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, η 4 bis 8 und m 2o bis 4o ist, und die Oxyalkylengruppen von Propylenoxid oder Äthylenoxid abgeleitet sind. Siehe z.B. US-PS 3 194 773.
313342G
Obwohl es für die Praxis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, können auchj, soweit gewünscht;, bekannte Additive, die die Farbe oder die Eigenschaften des Polyurethan-Elastomers verstärken, eingesetzt Xirerden. So sind z„B„ gehackte oder gemahlene Glasfasern, gehackte oder gemahlene Kohl ©ns to ff as em und/oder andere Mineralfasern geeignet.
Die zur Herstellung der RIM-ΕΙ as tomexe angewendeten oben beschriebenen Polyurethan-Bestandteile und »Zusammensetzungen werden nach konventioneller Art hergestellt. Bai Anwendung der besonders beschriebenen Polyole werdsn RIM-Elastomere erhalten,, die, wie aus den nachfolgenden Beispielen deutlich wird,. gegenüber den mit Polyolen nach dem Stand der Technik hergestellten Elastomeren stark verbesserte Eigenschaften der Wärmebiegungg der Izod-Schlagzahigkeit und der Reißfestigkeit auf weis en«,
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung«, Eine Zusammenfassung der in den nachfolgenden Beispielen verwendeten Abkürzungen und Materialien folgt nach den Beispielen.
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines typischen Starters der zur Herstellung der in der vorliegenden Erfindung angewendeten Poly-(oxybutylenoxyäthylen)-glykole eingesetzt wirdo
2927 kg Propylenglykol wurden in einen 38 !-Reaktor gegeben«, Der Reaktor wurde evakuiert^ mit gereinigtem Stickstoff gespült -und auf 75°C erhitzt«, Dann wurden. 68 g Kaliumhydroxid
zugegeben und das Gemisch, gerührt, bis alles gelöst war. Ein Gemisch aus 13» 4 kg Butylenoxid(BuO) und 8,2 kg Äthylenoxid (EU) wurde dann bei 1io-115°C · mit dem Glyköl
umgesetzt. Nach 2 h war der Gleichgewichtsdruck erreicht und der alkalische Starter wurde aus dem Gefäß in einen mit Stickstoff gefüllten T9 1-Behälter abgelassen. Der alkalische Starter hatte folgende" Eigenschaften :
Alkalitat, mg KOH/g 2,52
Hydroxylzahl, korr., mg KOH/g 153 Wasser, Gew.% ο,οΐ
Farbe, Pt-Co 25o
Peroxid, ppm 3,3
Dolspiol 2
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines für die vorliegende Erfindung geeigneten BuO/EO-Diols mit einem Molekulargewicht von 4ooo.
In ein 38 1-Gefäß wurden 5»*K5 kg des Starters aus Beispiel 1 und 33o S ^5 °/o±ges wäßriges Kaliumhydroxid gegeben. Der Reaktor wurde evakuiert und mit gereinigtem Stickstoff gespült. Der alkalische Starter wurde dann durch Vakuumtrocknung und ein halbstündiges Abziehen unter Stickstoff auf einen ¥assergehalt von 0,03 Gew.% gebracht. Dann wurde ein Gemisch aus 12,85 kg BuO und 5,58 kg EO bei 115-12o°C und 3,74 bar mit dem Starter umgesetzt. Für die Reaktion des Oxidgemisches wurden etwa 5 k benötigt. Nachdem sich, ein Gleichgewichtsdruck eingestellt hatte, wurde das alkalische Zwischenprodukt unter Vakuum und Stickstoff abgezogen. Das so erhaltene Produkt wurde dann mit 6,54 kg Äthylenoxid eine halbe Stunde bei 115-12o°C und 3,o5 bar umgesetzt. Nachdem sich ein Gleichgewichtsdruck eingestellt hatte, wurde das Endprodukt neutralisiert, danach im Vakuum und unter
Stickstoff abgezogen und bei 11o-12o°C filtrierte Die nach der oben beschriebenen Methode hergestellten Produkte hatten folgende Eigenschaften s
Versuch-Nr.
Säure zahl „ mg KOH/g Hydroxylzahlf mg KOH/g fässer. Gew.°/o Ungesättigt » mäqu/g pH=¥ert in 1os6 Xsopropanol:Wasser Farbe j, Pt-Co Natrium0 ppm Kalium, ppm Pero2cid9 ppm
Viskosität, C9 e.s. 25°C 37,8°C
Flammpunkt, PM9 °C primäre Hydroxylgruppen, °/o
Beispiel 3
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von BuO/EO-Diolen bei der Herstellung von HIM-Elastomeren. Es zeigt weiterhin die verbesserten Eigenschaften des Elastomers, besonders hinsichtlich der Izod-Schlagzähigkeit und der Reißfestigkeit, durch die Anwendung dieses Polyols gegenüber den Polyolen nach dem Stand der Technik. Die geformten Platten (38,1 χ 3S9I χ o936cm) wurden unter Verwendung einer typischen KEM-Maschine hergestellt. Die Platten wurden ύοτ dem Testen eine Stunde bei 121°C gehärtetο
Die Zusammensetzungen,, Einzelheiten der Herstellung und Eigenschaften der Elastomere sind in der folgenden__ Tabelle dargestellt.
2A 0 9 oo4
O9 007 26,9
27,8 o9o3
o,o1 oso2
Oj,o2 8pO
7,6 50-75
5o~75 o,5
o,4 1,5
1.3 197
1,8 956
495
924
483		 —„_
2oi97 93
92
Versu.ch.-Nr. 3Α.
Zusammensetzung, Gewichtsteile B-Komponente 3B 3C 3D
(Kontrolle)
Polyol nach dem Stand der.
Technik BuO/EO-Diol Mol.Gew. 4ooo Äthylenglykol L-5430 Silicon Dimorpholindiäthyläther Fomrez XIL-29 Dibutylzinndilaurat
A-Komponente
Quasi-Vorpolymer^ Isonate IkJL NCO/OH
Verfahrensdaten ■
Härtungstemperatur.°C (h) Entformzeit, s Form/Raumtemperatur, C NCO/Polyoltemperatur, C Mischzeit, s Startzeit, s Steigzeit, s Gelzeit, s
Eigenschaften
Shorehärte Zugfestigkeit, b Zerreißdehnung, Reißfestigkeit, Wärmebiegung, cm 1o,i6 cm Überhang 60 min bei 1210C Elastizitätsmodul, bar
23,9°C 700C
-28,9 C Elastizitätsmodul—Verhältnis
(-28,9/65,60C) Izod-SchiagzMhigkeit,
ft. Ib/i32)
12,o —
6,44 0,2 o,25 0,025
0,015
121(1,0)
45 63/22
27/49
3,1
6,5
35
7,5
3,1
6,5
42
7,5
82/78
312
7o
131
85/80
317
77
129
1o28o
573ο
19620
3,42 ,5/4,82 I0315
5723
1977ο
3,45
12,o
»- 6,44 *- 0,2 ^0,25 »-0,025 *- 0,015
5,36 5,48 5,59 5,24^ 27,77 28,33 28,9 3ο,ο6 ο,96 Ι,ο 1,ο2 1,ο5
63/25 63/26 63/19
3,1 6,5 50 7,5
3,2 8,0
24 8,5
84/79 85/80
33o 37o
67 12o
13o 122
o,1o2 o,i4o 0,165 o,o51
1o84o 5537
19570
1214o
7150
2o48o
3,53 2,86
6,46/3,62 5,28/2,95 2,84/
1,44
OO *
1 ) Polyol nach dem Stand der Technik (EO/PO-Äddiikt von Glyzerin, Molekulargewicht 55<>ö)
2) Hergestellt durch Umsetzung von 1 Gewichtsteil Polyol aus Beispiel 2 und 1 Gewichts teil Iscsnata 143 L
3) ASTM-D~412
4) ASTM-D-624
5) ASTM-D-79O
6) ASTM-D-256
7) Hergestellt du^ch Umsetzung von 1 Gewichtsteil Polyol nach dem Stand der Technik und 1 G©x-n.chtsteil PAPI 9o1»
Beispiel h
Dieses Beispiel beschreibt ebenfalls die Verwendung von BuO/EO-Diolen aus Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung von RIM-Slastomeren. Es zeigt weiterhin die verbesserte Wärmebiegung und Reißfestigkeit dieser Elastomere gegenüber den aus Polyolen nach dem Stand der Technik hergestellten Elastomeren« Die geformten Platten (38,1 χ 38,1 χ ο, 36 cm) wurden mit einer typischen RIM-Maschine hergestellte Die Platten wurden vor dem Testen'eine halbe Stunde bei 163°C gehärtet.
Ver such-Nr. 4a te 4c 4d
(Kontrolle)
Zusammensetzung, Gewichtsteile
B-Komponente
Polyol nach dem Stand der
Technik — — - —. 12 ^o
BuO/EO-Diol
Mol.-Gew. 4ooq 12,ο · ■ - &=·■ —-
Äthyl englykol 6,44 —— ■ ■ -s> 6,44
L-5430 ο „2 -— — E> 0,2
Dimorpholindiäthyläther 0,25 ———— -ΐ> ο,
Fomrez UL-29 o„o25 ——-——— =— => oso25
Dibutylzinndilaurat o,o15 ——— —————S=- oso15
""
II*
Α-Komponente
Quasi-Vorpolymer Isonate 143L NCO/OH
Verfahrensdaten
Härtungstemp., C(h) Entformzeit, s Form/Raumtemp,, C NCO/Polyoltemp.,°C Mischzeit, s Startzeit, s Steigzeit, s Gelzeit, s
Eigenschaften
Shorehärte Zugfestigkeit, bar Zerreißdehnung, °/o Reißfestigkeit, kg/cm Wärmebiegung, cm 1o,16 cm Überhang
3ό min bei 1630C Elastizitätsmodul, bar 23,9°C 7o°Cn
- 28,9 C Elastizitätsmodul-Verhältnis
(-28,9/7o°C) 2,79 2,7o
Izod-Schlagzähigkeit,
ft lb/in 9,51/6,13 8,19/6,2
4c
4D
5,36 5,48 5,59 5,24
27,77 28,33 28,9 3o,o6
0,96 1,0 1,o2 ' 1,05
163/0,5 163/0,5 i63/o,5 163/0,5
45 45 45 45
63/22 63/25 63/26 63/19
27/49 27/49 27/49 27/49
.3,1 3,1 3,1 3,2
6,5 6,5 6,5 8,0
35 42 5o 24
7,5 7,5 7,5 8,5
83/78 84/8o 83/79 85/80
308 310 317 382
133 12o 86,7 130
127 130 127 117
o,o51 o,l4o 0, 14o
0,254
9580 974o 997o 11690
6o3o 6200 687o 7450
I684o 16730 17280 19330
2,51 2,59
7,31/5,56 8,7/4,33
Zusammenfassung der Abkürzungen und Materialien
RIM - Reaktions Spritzguß (Reaction Injection Mol ding) Polyol - Eine hochmolekulare Verbindung basierend auf Äthergruppen wie z.B. Äthylen-, Propylen- und Buylenoxid, usw. mit 2 oder mehr endständigen OH-Gruppen. MDI - 4,4I-Diphenylmethandiisocyanat
ISONATEV i43L - Reines MDI-Isοcyanat, das so modifiziert ist,
daß es bei Temperaturen, bei denen MDI kristallisiert, noch flüssig ist. - Hersteller: Upjohn Co.
j ο
O Q Οθ
ο β β ο <
PAPI 9ο1 - Rohes MDI mit etwa 3© °/ο Isocyanaten höherer Funktionalität und anderen Verunreinigungen. Hersteller j Upjohn Co0
L-5430 Siliconöl - Ein Siliconglykol-Copolymer Oberflächen-
mittel» Hersteller : Union Carbide
F0AMRE2F UL-29 - Ein Zinn-(iv)-diester einer Thiolsäure0 Die
genaue Zusammensetzung ist unbekannte Hersteller 1 Whiteo Chemical Co.
FLUOROCARBON 11-B - Ein stabilisiertes Trxchlorfluormethano BuO - Butylenoxid
EO - Äthylenoxid
Aus den Beispielen 3 und h wird ersichtlich,, daß die hier beschriebenen Polyole im Vergleich zu einem typischen Polyol mit vergleichbarem Molekulargewicht nach dem Stand der Technik Elastomere liefern, die gegenüber einem mit dem Polyol nach dem Stand der Technik hergestellten Elastomer verbesserte Wärmebiegungs- und Reißfestigkeitseigenschaften und in den meisten Fällen auch eine verbesserte Izod-Schlagzähigkeit oder zumindest gleichwertige Schlagzähigkeitseigenschaften dieser Art aufweisen. Die Verbesserungen der oben erwähnten Eigenschaften wurden ohne Beeinträchtigung irgendwelcher anderer wichtiger Eigenschaften, die zur problemlosen Herstellung von Polyurethan-Elastomeren und zur Erzielung gewünschter Produktstandards nötig sind9 erreicht„

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren, indem ein aromatisches Polyisocyanat, insbesondere A-,A-'-Diphenylmethandiisocyanat, ein hochmolekulares Polyol und ein Kettenverlängerer bestehend aus oder enthaltend eine niedermolekulare, aktiven Wasserstoff aufweisende Verbindung mit mindestens einer Funktionalität von 2 in eine Form injiziert, reagieren gelassen und gegebenenfalls durch Erhitzen nachgehärtet werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Polyol ein Poly-(oxybutylenoxyäthylen)-glykol mit einem Molekulargewicht von etwa 2000 bis 6000 eingesetzt wird.
    .2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyol eingesetzt wird, das durch Umsetzung eines Diol-Starters mit einem Molekulargewicht von 400 bis 1000 zunächst mit einem Gemisch von Butylenoxid und Ethylenoxid und dann mit Äthylen-. oxid hergestellt wurde.
    3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyoi eingesetzt wird, das durch Umsetzung des Diol-Starters zunächst, mit einem Gemisch von
    50 bis 90 Μο1·.-% Butylenoxid und 10 bis 50 Mol-% Äthylenoxid und dann mit Äthylenoxid hergestellt wurde.
    Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyol eingesetzt wird, bei dessen Herstellung soviel Äthylenoxid zugefügt wird, daß als Endprodukt ein Polyol mit mehr als 85 % primären Hydroxylgruppen erhalten wurde.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyol eingesetzt wird, das durch Umsetzung eines Diol-Starters erhalten wurde, der durch Reaktion eines Glykols mit Butylenoxid oder einem Gemisch von Butylenoxid/Äthylenoxid unter Einstellung des erforderlichen Molekulargewichtes erhalten wurde.
    Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyol eingesetzt wird, das dadurch erhalten wurde, daß das Umsetzungsprodukt von Diol-Starter und Butylenoxid/Äthylenoxid abschließend mit 20 bis 35 Gew.-% Äthylenoxid bezogen auf das Gewicht des Polyols umgesetzt wurde.
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