DE3134491A1 - "METHOD FOR PRODUCING POLYURETHANE ELASTOMERS" - Google Patents
"METHOD FOR PRODUCING POLYURETHANE ELASTOMERS"Info
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Description
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Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren Process for the production of polyurethane elastomers
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Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-ElastomerenProcess for the production of polyurethane elastomers
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von verstärkten Polyurethanen nach dem Spritzgußverfahren.The present invention relates to the production of reinforced polyurethanes by injection molding.
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 .Die aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht sind Äthylenglycol, 1,4-Butandiol oder ähnliche Materialien, die dem Fachmann bekannt sind. Gewöhnlich werden die aktiven Wasserstoff enthaltenden Materialien, sowohl mit hohem, als auch mit niedrigem Molekulargewicht,mit einem Kata-The reaction injection molding process = RIM) is a process for the rapid mixing and molding of large, fast-curing polyurethane parts. RIM polyurethanes are used to manufacture a wide variety of body panels for motor vehicles used where their low weight helps to save energy. RIM parts are generally made by Mixes active hydrogen-containing materials and polyisocyanate and pours the mixture into a mold, in which then the implementation takes place. These active hydrogen containing materials consist of a polyhydroxy polyether high molecular weight and an active hydrogen-containing low molecular weight compound The low molecular weight compounds containing active hydrogen are ethylene glycol, 1,4-butanediol or similar materials that comply with the Are known to those skilled in the art. Usually the active hydrogen containing materials, both high, as well as with low molecular weight, with a cat-
lysator und anderen beliebigen Materialien in einem Behälter gemischt, während sich das Polyisocyanat in einem anderen Behälter befindet. Werden diese beiden Komponenten in einer Form zusammengeführt, so wird eine Reaktion erzielt und · so das RIM-Produkt hergestellt. Oft wird zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften ein verstärkendes Material, z.B. gehackte oder gemahlene Glas- oder andere Mineralfasern in die RIM-Formulierung eingearbeitet, indem das inerte Füllmaterial in die nicht umgesetzten Komponenten eingegeben wird. Früher wurde das Füllmaterial in die Komponente gegeben, die das aktiven V/asserstoff enthaltende Material enthält, das heißt in den Polyol-Teil bzw. teils in die Polyol-Komponente, teils in die Polyisocyanat-Komponente bevor Polyol- und Polyisocyanat-Komponenten miteinander vermischt werden.lysator and any other material mixed in one container, while the polyisocyanate is in one another container is located. If these two components are brought together in one form, it becomes a reaction achieved and thus manufactured the RIM product. A reinforcing one is often used to improve strength properties Material, e.g. chopped or ground glass or other mineral fibers incorporated into the RIM formulation, by adding the inert filler material to the unreacted components. It used to be the filler material placed in the component containing the active hydrogen-containing material, i.e. in the polyol part or partly in the polyol component, partly in the polyisocyanate component before the polyol and polyisocyanate components are mixed together.
Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß die Eigenschaften erheblich verbessert werden, wenn das gesamte inerte Füllmaterial vor der Umsetzung in den Isocyanat-Teil eingegeben wird.Surprisingly, it has now been found that the properties can be significantly improved if all of the inert filler material is converted into the isocyanate part is entered.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung bestimmter physikalischer Eigenschaften inertfaserverstärkter RIM-Polyurethan- Elastomeren nach dem Spritzgußverfahren mittels Umsetzung zweier Ströme, von denen der eine Polyisocyanat, der ander aktiven Wasserstoff enthaltende Materialien enthält«,The present invention relates to a method for Improvement of certain physical properties of inert fiber reinforced RIM polyurethane elastomers according to the Injection molding process by means of the reaction of two streams, one of which is a polyisocyanate, the other of which is active Contains hydrogen containing materials «,
-Γ--Γ-
Das Verfahren betrifft die Eingabe das gesamten inerten Füllmaterials in den Isocyanat enthaltenden Strom vor Mischung und Reaktion mit dem aktiven Wasserstoff enthaltenden Strom und die anschließende Umsetzung der Ströme auf herkömmliche Art und Weise.The procedure affects the input of the entire inert Filler material in the isocyanate-containing stream prior to mixing and reaction with the active hydrogen-containing Electricity and the subsequent conversion of the currents in a conventional manner.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten PoIyole sind Polyätherpolyole und Polesterdiole, -triole, -tetrole usw. mit einem Äquivalentgewicht von etwa 1000 bis etwa 3000. Besonders bevorzugt sind auf Trihydroxy-Starterverbindungen basierende Polyätherpolyole, die eine Hydroxylzahl von etwa 56 bis etwa 2f aufweisen. Die PoIyäther können aus niederen Alkylenoxiden, wie Äthylenoxid,Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemischen aus Propylenoxid,Butylenoxid und/oder Ä'thylenoxid hergestellt werden. Um die schnelle Umsetzung zu erreichen, die zur Formung von RIM-Polyurethan-Elastomeren normalerweise nötig ist, wird, das Polyol bevorzugt noch mit einer zur Erhöhung der Umsetzungsgeschwindigkeit des Polyurethangemisches genügenden Menge Äthylenoxid versetzt. Bevorzugt sind normalerweise wenigstens 50% primäre Hydroxylgruppen, obwohl auch geringere Mengen an primären Hydroxylgruppen akzeptabel sind, wenn die Umsetzungsgeschwindigkeit für die industrielle Anwendung groß genug ist.The polyols suitable for the process according to the invention are polyether polyols and polyester diols, triols, tetrols, etc. with an equivalent weight of about 1000 to about 3000. Polyether polyols based on trihydroxy starter compounds which have a Have hydroxyl numbers from about 56 to about 2f. The polyethers can be made from lower alkylene oxides, such as ethylene oxide, propylene oxide, Butylene oxide or mixtures of propylene oxide, butylene oxide and / or Ethylene oxide are produced. To achieve the rapid implementation required for molding RIM polyurethane elastomers is normally necessary, the polyol is preferably still at a rate to increase the rate of reaction of the polyurethane mixture is added a sufficient amount of ethylene oxide. Usually at least 50% are primary Hydroxyl groups, although lesser amounts of primary hydroxyl groups are acceptable if the rate of reaction is low is large enough for industrial use.
-M--M-
Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Kettenverlängerer sind bevorzugt difunktionell. Gemische von di- und trifunktionellen Kettenverlängerern sind ebenfalls für die vorliegende Erfindung geeignet. Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Kettenverlängerer sind Diole, Aminoalkohole, Diamine oder Gemische derselben. Niedermolekulare lineare Diole, 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 ζ . B. 1 ,^--Cyclohexandiol, Ringe enthaltende Diole, wie z. B. Bishydroxyäthylhydrochinon, Amid oder Ester enthaltende Diole, Aminoalkohole, aromatische Diamine und aliphatische Amine sind in der Praxis der Erfindung ebenfalls als Kettenverlängerer geeignet.The chain extenders suitable for the process according to the invention are preferably difunctional. Mixtures of di- and tri-functional chain extenders are also available suitable for the present invention. The chain extenders suitable for the present invention are diols, amino alcohols, diamines or mixtures thereof. Low molecular weight linear diols, such as. B. 1,4-butanediol and ethylene glycol are for the present Invention also suitable. Ethylene glycol is particularly preferred. Other chain extenders, e.g. B. cyclic. Diols, such as ζ. B. 1, ^ - Cyclohexanediol, containing rings Diols such as B. Bishydroxyäthylhydroquinon, amide or Ester-containing diols, amino alcohols, aromatic diamines and aliphatic amines are in the practice of the invention also suitable as a chain extender.
Es kann eine Vielzahl von aromatischen Polyisocyanaten angewendet werden. Typische aromatische Polyisocyanate sind z. B. p-Phenylendiisocyanat, Polymethylenpolyphenylisocyanat, Toluol-2,6-diisocyanat, Dianisidindiisocyanat, Bitolyldiisocyanat, Naphthalin-1,^-diisocyanat, Bis-(4-isocyanatophenyl)-methan, Bis-(3-methy1-3-isocyanatophenyl) methan , Bis- (3-methyl-4--isocyanatophenyl)-methan und 4,4·' -Diphenylpropandiisocyanat.A wide variety of aromatic polyisocyanates can be used. Typical aromatic polyisocyanates are z. B. p-phenylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, Toluene-2,6-diisocyanate, dianisidine diisocyanate, Bitolyl diisocyanate, naphthalene-1, ^ - diisocyanate, bis (4-isocyanatophenyl) methane, Bis (3-methy1-3-isocyanatophenyl) methane, bis (3-methyl-4 - isocyanatophenyl) methane and 4,4 · '-Diphenylpropane diisocyanate.
Andere für die Praxis der vorliegenden Erfindung geeignete aromatische Polyisocyanate sind methylen-vernetzte Polyphenyl- polyisocyanat-Gemische mit einer Funktionalität von etwaOther aromatic polyisocyanates suitable for the practice of the present invention are methylene crosslinked polyphenyl polyisocyanate mixtures with a functionality of about
-Sr--Sr-
Z bis etwa 4.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 o12 oo8, 3 3hh 162 und 3 362 979 beschrieben. Z to about 4. The latter isocyanate compounds are generally by. Implementation of the corresponding methylene-crosslinked polyphenyl polyamines prepared in the conventional manner by reacting formaldehyde with primary aromatic amines, such as aniline, in the presence of hydrochloric acid and / or other acid catalysts, with phosgene. Known processes for preparing polyamines and corresponding methylene-crosslinked polyphenyl polyisocyanates are described in the literature and for example in US Patents 2 683 73o, 95o 2 263, 3 o12 oo8, 3 3hh 162 and 3,362,979.
Gewöhnlich enthalten methylen-vernetzte Polyphenylpolyisocyanat-Gemische 2o bis I00 Gew.°/o 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'-Isomer sind, der Rest sind Polymethylenpolyphenylpolyisocyanate mit höheren Molekulargewichten und einer durchschnittlichen Funktionalität von etwa 2,1 bis etwa 3,5.Diese Isocyanatgemische sind bekannte, im Handel erhältliche Materialien und können nach dem in US-PS 3 362 979 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.Usually contain methylene-crosslinked polyphenyl polyisocyanate mixtures 2o to I00 wt. ° / o methylene diphenyl diisocyanate isomers, the rest being polymethylene having higher functionalities and higher molecular weights. Typical representatives are polyphenyl polyisocyanate mixtures with 2o to I00 wt. ° / o methylene diphenyl diisocyanate isomers, of which 2o to 95 wt. ° / o the 4,4'-isomer, the remainder being polymethylene polyphenyl polyisocyanates of higher molecular weight and an average functionality of about 2 .1 to about 3.5. These isocyanate mixtures are known, commercially available materials and can be prepared by the process described in U.S. Patent 3,362,979.
Das bevorzugteste aromatische Polyisocyanat ist Methylen-bis-(4-phenylisocyanat) oder MDI, in Form von z.B. reinem MDI, Quasi-Vorpolymeren von MDI, modifiziertem reinem MDI, usw. Materialien dieses Typs können zur Herstellung geeigneter RIM-Elastomere angewendet werden. Da reines MDI fest und somit oft unbequem in der Handhabung ist, werden häufig flüssige, auf MDI basierende Produkte eingesetzt. Diese sind hier in den Ausdrücken MDI oder Methylen-bis-(4-phenylisocyanat) eingeschlossen. In US-PS 3 394 i6k wird die Anwendung eines flüssigen MDI-Produktes beschrieben. Uretonimin-The most preferred aromatic polyisocyanate is methylene bis (4-phenyl isocyanate) or MDI, in the form of, for example, pure MDI, quasi-prepolymers of MDI, modified pure MDI, etc. Materials of this type can be used to make suitable RIM elastomers. Since pure MDI is solid and therefore often inconvenient to use, liquid products based on MDI are often used. These are included here in the terms MDI or methylene bis (4-phenyl isocyanate). US Pat. No. 3,394,16k describes the use of a liquid MDI product. Uretonimine
313A491313A491
modifiziertes reines MDI ist ebenfalls eingeschlossen. Dieses Produkt wird durch Erhitzen von reinem destillierten MDI in Gegenwart eines Katalysators hergestellt. Das flüssige Produkt ist ein Gemisch aus reinem MDI und modifiziertem MDI :modified pure MDI is also included. This Product is made by heating pure distilled MDI in the presence of a catalyst. The liquid product is a mixture of pure MDI and modified MDI:
2 OCN2 OCN
Katalysatorcatalyst
-NCO]-NCO]
-NCO + CO,-NCO + CO,
CH,CH,
CarbodiimidCarbodiimide
-N-C=N-N-C = N
CH.CH.
NCONCO
UretoniminUretonimine
Beispiele für kommerzielle Materialien dieses Typs sind ISONATE ® J25M (reines MDI) und ISOHATE® ÜA3L (flüssiges MDI) von Upjohn. Bevorzugt wird eine Menge Isocyanat eingesetzt, die der stöchiometrischen Menge bezogen auf alle Bestandteile der Zusammensetzung entspricht oder größer als diese ist.Examples of commercial materials of this type are ISONATE ® J25M (pure MDI) and ISOHATE® ÜA3L (liquid MDI) by Upjohn. An amount of isocyanate is preferably used which corresponds to the stoichiometric amount based on all constituents corresponds to the composition or is greater than this.
Nach- einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Polyisocyanat nicht vorreagieren gelassen mit jeglichen aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen, wie z.B. Polyolen, bevor der Polyisocyanat-Strom mit den Polyol-Strömen vermischt wird, wobei der RIM-Teil hergestellt wird.According to one embodiment of the invention, the polyisocyanate not allowed to pre-react with any active hydrogen containing compounds such as polyols, before the polyisocyanate stream with the polyol streams is mixed, producing the RIM part.
-r--r-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der PoIy-According to a further embodiment of the invention, the poly-
isocyanat-Strom ein Quasi-Vorpolymer enthalten. EinIsocyanate stream contain a quasi-prepolymer. A
Quasi-Vorpolymer ist das Reaktionsprodukt einer Polyols mit mehr als der stöchiometrischen Menge Polyisocyanat.Quasi-prepolymer is the reaction product of a polyol with more than the stoichiometric amount of polyisocyanate.
Katalysatoren können anwesend sein, um die UmsetzungCatalysts can be present to aid the implementation
zu beschleunigen. Unter diesen auf diesem Gebiet meistens verwendeten Katalysatoren sind die Amin-Katalysatoren und organisch-metallische Verbindungen, wie *·ΰ· Trimethylamin, N-Methylmorpholin, N,N,N',N'-tetramethyl, 1,3-Butandiamin, 1,4—Diazabicyclo [*Z,2,1 J octan, Dibutylzinndilaurat, Zinn-(II)-Octoate , Dioctylzinn- diacetat, Bleioctoat, Bleinaphthenat, Bleioleat, u. s. w. Ebenso können auch andere bekannte Katalysatoren, wie z. B. tertiäre Phosphine, Alkali- und Erdalkalihydroxide oder Alkoxide, "saure Metallsalze starker Säuren, Salze verschiedener Metalle, u. s. w. verwendet werden, Diese Katalysatoren sind auf diesem Gebiet gut bekannt und werden in katalytischen Mengen, z.B. von 0,001% bis etwa 5% , bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches, eingesetzt.to accelerate. Among these catalysts mostly used in this field are the amine catalysts and organometallic compounds, such as * · ΰ · trimethylamine, N-methylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethyl, 1,3-butanediamine, 1, 4 — Diazabicyclo [* Z, 2.1 J octane, dibutyltin dilaurate, tin (II) octoate, dioctyltin diacetate, lead octoate, lead naphthenate, lead oleate, etc. Other known catalysts, such as e.g. Tertiary phosphines, alkali and alkaline earth hydroxides or alkoxides, acidic metal salts of strong acids, salts of various metals, etc. These catalysts are well known in the art and are supplied in catalytic amounts, e.g. from 0.001% to about 5% based on the weight of the reaction mixture.
Die RIM-Zusammensetzung beinhaltet eine Vielzahl von weiteren bekannten Bestandteilen, wie z.B. zusätzliche Vernetzer, Katalysatoren, Kettenverlängerer und Treibmittel. Treibmittel sind z.B. halogenierte niedrig siedende Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Trichlorfluormethan und Methylenchlorid.The RIM composition includes a number of others known components, such as additional crosslinkers, catalysts, chain extenders and blowing agents. Propellants are e.g. halogenated low-boiling hydrocarbons, such as trichlorofluoromethane and methylene chloride.
31344313134431
Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, u. s. w. können ebenfalls angewendet werden.Carbon dioxide, nitrogen, and the like can also be applied.
Es können auch weitere konventionelle Zusatzstoffe 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:Other conventional additives can also be used, such as foam stabilizers, also known as silicone oils or emulsifiers. The foam stabilizer can be an organic silane or siloxane. It can e.g. B. Compounds with the following formula can be used:
0-(R2SiO)n -(oxyalkylen)mR0- (R 2 SiO) n - (oxyalkylene) m R
worin R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, η 4 bis 8 und m 20 bis 40 ist, und die Oxyalkylengruppen von Propylenoxid oder Äthylenoxid abgeleitet sind. Siehe z. B. US-Patentschrift 3 194 773.where R is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, η 4 to 8 and m 20 to 40, and the oxyalkylene groups are derived from propylene oxide or ethylene oxide. See e.g. B. U.S. Patent 3,194,773.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten verstärkenden Materialien sind diejenigen, die dem Fachmann bekannt sind und geeignet erscheinen, z. B. gehackte oder gemahlene Glasfasern, gehackte oder gemahlenen Textilfasern und/oder andere Mineralfasern. Die Erfin-' dung liegt hierbei nicht darin, welche inerte Faser geeignet ist, sondern in dem Verfahren ihrer Eingabe in das Reaktionsmedium . Die Erfindung sieht die Zugabe der Gesamtmenge der inerten Fasern oder Füllmaterialien in den Isocyanat-Teil. vor, und zwar vor der Reaktion mit dem aktiven Wasserstoff enthaltenden Teil. ....The reinforcing materials suitable for the method of the invention are those known to those skilled in the art are known and appear suitable, e.g. B. chopped or ground glass fibers, chopped or ground Textile fibers and / or other mineral fibers. The inven- ' This depends not on which inert fiber is suitable, but on the method of entering it in the reaction medium. The invention contemplates adding the total amount of inert fibers or fillers to the isocyanate portion. before, before the reaction with the active hydrogen-containing part. ....
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden ein Polyätherpolyol mit einem Molekulargewicht von 5500 bezogen auf eine Trihydroxy-Starterverbindung mit einer Hydroxylzahl von etwa 33, Äthylenglycol, flüssiges Silicon und Katalysatoren gemischt, die den Polyol-Strom ausmachen.· Der Polyisocyanat-Strom enthält ein Quasi-Vorpolymer des Polyols mit einem Molekulargewicht von 5500 wie oben beschrieben und flüssiges MDI. Glasfasern werden in den Polyisocyanat-Strom eingebracht. Der Polyol-Strom und der Polyisocyanat-Strom werden vermischt und in einer Spritzguß-(RIM-) Maschine zur Reaktion gebracht, was zur Entstehung eines RIM-Elastomeren führt, der ca. 30 min bei 121,110C gehärtet wird.According to a particularly preferred embodiment of the invention, a polyether polyol with a molecular weight of 5500 based on a trihydroxy starter compound with a hydroxyl number of about 33, ethylene glycol, liquid silicone and catalysts are mixed which make up the polyol stream Quasi-prepolymer of the polyol with a molecular weight of 5500 as described above and liquid MDI. Glass fibers are introduced into the polyisocyanate stream. The polyol stream and the polyisocyanate stream, and introduced into an injection molding (RIM) machine for the reaction, resulting in the formation of a RIM elastomer which is cured for about 30 minutes at 0 C 121.11.
Die folgenden Beispiele erläutern die Verbesserungen,die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden.The following examples illustrate the improvements that can be achieved by the method according to the invention.
THANOL ® SF-5505 A'thylenglycol L-5430 Silicon-Fluid FOMREZ (R) UL-29 DibutylzinndilauratTHANOL® SF-5505 Ethylene Glycol L-5430 Silicone Fluid FOMREZ (R) UL-29 Dibutyltin Dilaurate
16,0 Gewichtsteile16.0 parts by weight
6,44 Gewichtsteile6.44 parts by weight
0,20 Gewichtsteile0.20 parts by weight
0,025 Gewichtsteile0.025 parts by weight
0,015 Gewichtsteile0.015 parts by weight
wurden vorgemischt und in den Polyol-Komponenten-Arbeits-Behälter einer Accuratio VR-IOO Spritzguß-(RIM)-Maschine eingegeben.were premixed and placed in the polyol component work container of an Accuratio VR-100 Injection Molding (RIM) machine entered.
ISONATE ® 143L L 55-0 Quasi Vorpolymer Owens/Corning Fiberglas P 117B 1/16" gemahlene GlasfasernISONATE ® 143L L 55-0 quasi prepolymer Owens / Corning fiberglass P 117B 1/16 " ground glass fibers
29,66 Gewichtsteile 5,75 Gewichtsteile29.66 parts by weight 5.75 parts by weight
JA,6 GewichtsteileYES, 6 parts by weight
wurden vorgemischt und in den Isocyanat-Komponenten-Arbeits-Behälter der Maschine eingegeben. Der Anteil des in der Isocyanat-Komponente verteilten Glases betrug 20% des entstehenden Elastomeren. Die Isocyanat-Komponente wurde auf 32,2° C und die Polyol-Komponente auf 4-8,9" 0C eingestellt. Die Maschine wurde so eingestellt, daß das Gewichtsverhältnis von Isocyanat zu Polyol 2,18 bei einem gesamten Ausstoß von 27,216 kg/min betrug .were premixed and added to the machine's isocyanate component work container. The proportion of the glass distributed in the isocyanate component was 20% of the resulting elastomer. The isocyanate component was adjusted to 32.2 ° C and the polyol component of from 4 to 8.9 "C 0. The machine was set so that the weight ratio of isocyanate to polyol 2.18 at a total output of 27.216 kg / min.
Unter den obengenannten Bedingungen wurden die Komponenten durch eine Prallmischdüse in eine auf 71 C vorgeheizte · Stahlform (45,7*45,7x0,32 cm) injiziert.Under the above conditions, the components were passed through an impact mixing nozzle into a pre-heated to 71 ° C. Steel mold (45.7 * 45.7x0.32 cm) injected.
Die Teile wurden in 1 min entformt . Einige der Proben
erhielten keine Nachhärtung } während andere 30 min
lang bei 121.C ,, und wieder andere bei 1630C nachgehärtet
wurden. Das Ausmaß der unter diesen drei Bedingungen nachbehandelten Teile wurde genauestens gemessen und verglichen
mit den Ausmaßen der Form.The parts were demolded in 1 minute. Some of the samples received no post cure } while others received 30 minutes
at 121.C ,, and others were cured at 163 0 C again. The dimensions of the parts post-treated under these three conditions were precisely measured and compared with the dimensions of the mold.
Dann, nach einwöchiger Konditionierung wurden mechanische Eigenschaften erreicht , sowohl parallel ,als auch senkrecht zum Strom der mit Glasfasern verstärkten Komponenten in die Form.Then after a week of conditioning they became mechanical Properties achieved, both in parallel, as also perpendicular to the flow of the components reinforced with glass fibers into the mold.
Beispiel 2 - Vergleich -Example 2 - comparison -
Die Formulierung des ersten Beispiels wurde wiederholt,
abgesehen davon, daß in diesem Fall 20 Gew.% OCF P 117B 1/1611
gemahlenes Glas jeder Komponente zugefügt wurde
(5,73 Gewichtsteile in die Polyol-Komponente und 8,85 Gewichtsteile in die Isocyanat-Komponente).The formulation of the first example was repeated,
except that in this case 20% by weight of OCF P 117B 1/16 11 ground glass was added to each component
(5.73 parts by weight in the polyol component and 8.85 parts by weight in the isocyanate component).
Die verstärkten Plaketten wurden unter genau denselben
Bedingungen geformt, wie in Beispiel 1, wobei lediglich in diesem Fall das Gewichtsverhältnis von Isocyanatzu
Polyol-Komponente 1,544 betrug . Diese wurden entsprechendThe reinforced plaques were under exactly the same
Conditions molded as in Example 1, in which case only the weight ratio of isocyanate to polyol component was 1.544. These were made accordingly
den im ersten Beispiel ausgeführten Bedingungen gehärtet und überprüft.hardened under the conditions set out in the first example and checked.
Beispiel3 - Vergleich -Example 3 - comparison -
Die Formulierung des ersten Beipieles wurde wiederholt, wobei in diesem Fall sämtliche gemahlenen Glasfasern (14,6 Gewichtsteile) in der Polyol-Komponente verteilt wurden. Die verstärkten Plaketten wurden unter genau denselben Bedingungen geformt, wie in Beispiel 1, wobei in diesem Falle das Gewichtsverhältnis von Isocyanat- zu Polyol-Komponente 0,94-4- betrug. Diese wurden entsprechend den in Beispiel 1 ausgeführten Bedingungen gehärtet und überprüft.The formulation of the first example was repeated, in this case all being milled Glass fibers (14.6 parts by weight) in the polyol component were distributed. The reinforced plaques were molded under exactly the same conditions as in Example 1, in this case the weight ratio of isocyanate to polyol component was 0.94-4-. These were cured and tested according to the conditions set out in Example 1.
Daher ist die Zusammensetzung der drei in den Beispielen 1, 2 und 3 beschriebenen Elastomeren genau die gleiche Der einzige Unterschied zwischen ihnen ist, in welcher Komponente bzw. in welchen Komponenten das Glas vor der Umsetzung verteilt wurde.Therefore, the composition of the three elastomers described in Examples 1, 2 and 3 is exactly the same The only difference between them is in which component or components the glass is in front of Implementation was distributed.
; ■ : ;· ; 313U91 ζ ; ■:; ·; 313U91 ζ
-VS--VS-
Tabelle I zeigt die Eigenschaften der drei Elastomeren β Hierbei ist zu beachten, daß das Elastomere des Beispiels 1 die besten Eigenschaften aufweist, wo nämlich das gesamte Glas in der Isocyanat-Komponente verteilt ist.Table I shows the properties of the three elastomers β. It should be noted here that the elastomer of Example 1 has the best properties, namely where all of the glass is distributed in the isocyanate component.
Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße VerfahrenIn particular, the method according to the invention
die Zug/-Reißfestigkeit verbessert. In Tabelle II werden diethe tensile / tear strength improves. In Table II the
Schrumpfungs- bzw. Ausdehnungseigenschaften der dreiShrinkage and expansion properties of the three
Elastomere als eine Funktion der Temperaturbehandlung dargestellt. Hierbei ist zu beachten, daß das Elastomere des Beispieles 1 am wenigsten von der Temperatur beeinträchtigt wird. Beispiel 3, wo das gesamte Glas in der' Polyol-Kompo-Elastomers as a function of temperature treatment shown. It should be noted that the elastomer of Example 1 is least affected by the temperature. Example 3, where all of the glass in the 'polyol compo-
nente verteilt ist, zeigt die größte Empfindlichkeitnente is distributed shows the greatest sensitivity
gegenüber- Temperatur. Wird dieses Elastomere 1/2 Stunde bei 163°C behandelt (Tabelle II), dehnt es sich entgegen denversus temperature. This elastomer is used for 1/2 hour Treated 163 ° C (Table II), it expands against the
Ausmaßen der Form aus. Da es sehr wünschenswert ist, daß RIM-Elastomere unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen sind, ist es klar, daß das Elastomere des Beispieles 1 das beste ist.Dimensions of the shape. As it is very desirable that RIM elastomers insensitive to temperature fluctuations it is clear that the elastomer of Example 1 is the best.
TABELLE ITABLE I.
Eigenschaften als Funktion der Verteilung von Glasfasern in der Polyol- und in der Isocyanat-KomponenteProperties as a function of the distribution of glass fibers in the polyol and isocyanate components
StrömungsrichtungDirection of flow
Zug-/Reißfestigkeit
barTensile / tear strength
bar
Zerreißdehnung % Elongation at break %
Bei spielExample
1©1 ©
Parallel SenkrechtParallel perpendicular
352 42352 42
310310
4848
Beispiel 2 ^ Beispiel 3 Example 2 ^ Example 3 ®®
Parallel Senkrecht Parallel SenkrechtParallel perpendicular parallel perpendicular
303303
6464
279279
3030th
262262
6565
Biegemodul barBending module bar
bei 25°C 16890at 25 ° C 16890
Wärmebiegung,cmHeat deflection, cm
1/2 h bei 1630C 0,5388 15,24 cm Überhang1/2 h at 163 0 C 0.5388 15.24 cm overhang
1069010690
0,78740.7874
1620016200
1034010340
1,37161.3716
1586015860
0,99060.9906
1034010340
0,91440.9144
© Isocyanatindex = 1,02, alle Teile 1/2 h bei 163°C behandelt.© Isocyanate index = 1.02, all parts treated at 163 ° C for 1/2 hour.
313U9T313U9T
Schrumpfung /Ausdehnung^ als eine Funktion derShrinkage / expansion ^ as a function of
der Verteilung von Glas in den Polyol- und Isocyanat-the distribution of glass in the polyol and isocyanate
KomponentenComponents
behandlungNo temperature
treatment
1/2 h bei 121°C.Temperature treatment
1/2 h at 121 ° C.
1/2 h bei 1630CTemperature treatment
1/2 h at 163 ° C
©Schrumpfung ist dargestellt als ein Minus-% (-) und Ausdehnung ist gezeigt als ein Positiv-% (+) gegen die Kalt-StahX-form-Ausmaße . Die Werte sind dargestellt in der Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung, da hier Unterschiede am meisten hervortreten.© Shrinkage is shown as a minus% (-) and expansion is shown as a positive% (+) versus cold steel X-form dimensions . The values are shown in the direction perpendicular to the direction of flow, as there are differences on the most stand out.
Zusammenfassung der Abkürzungen und MaterialienSummary of abbreviations and materials
THANOLTHANOL
SF-5505SF-5505
L5430 SiliconölL5430 silicone oil
THANCAT (R) DMDEE FOMREZ (R) UL-29THANCAT (R) DMDEE FOMREZ (R) UL-29
ISONATE (R) 143L Ein Polyäthertriol mit einem Molekulargewicht von 5500, das etwa 80% primäre Hydroxylgruppen enthältISONATE (R) 143L A polyether triol with a molecular weight of 5500, which contains about 80% primary hydroxyl groups
Ein SiIi con g Iy co 1-Co poly me r-Ten sid mit reaktiven Hydroxylgruppen Hersteller: Union CarbideA SiIi con g Iy co 1-Co poly me r-Ten sid with reactive hydroxyl groups Manufacturer: Union Carbide
DimorpholindiäthylätherDimorpholine diethyl ether
Ein Zinn-(IV)diester einer Thiolsäure. Die genaue Zusammensetzung ist unbekannt.
Hersteller: Whitco Chemical Co.A tin (IV) diester of a thiol acid. The exact composition is unknown.
Manufacturer: Whitco Chemical Co.
Reines MDI-Isocyanat, das so modifiziert ist, daß es bei Temperaturen, bei denen MDI kristallisiert, noch flüssig ist. Hersteller: Upjohn Co.Pure MDI isocyanate modified in this way is that it is still liquid at temperatures at which MDI crystallizes. Manufacturer: Upjohn Co.
Quasi-Vorpolymer L-55-0 Ein Quasi-Vorpolymer hergestellt durch die Umsetzung gleicher Mengen ISONATE φ 143L und THANOL ® SF-5505Quasi-prepolymer L-55-0 A quasi-prepolymer produced by reacting equal amounts of ISONATE φ 143L and THANOL ® SF-5505
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet, daß als aktiven Wasserstoff enthaltende Materialien Po-ly-ole eingesetzt werden.2. The method according to claim 1,
characterized in that poly-ols are used as active hydrogen-containing materials.
dadurch gekennzeichnet, daß als Polyole auf Trihydroxy-Starterverbindungen basie rende Polyätherpolyole mit einer Hydroxylzahl im Bereich von etwa 56 bis etwa 24- eingesetzt werden, die vorzugsweise ein Molekulargewicht von etwa 5500 aufweisen.3. The method according to claim 2,
characterized in that polyether polyols which are based on trihydroxy starter compounds and have a hydroxyl number in the range from about 56 to about 24 and preferably have a molecular weight of about 5500 are used as polyols.
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