DE3219039A1 - Verfahren zur herstellung eines licht- und farbechten urethan- und/oder isocyanurat-gruppen aufweisenden zellfoermigen kunststoff-verbundteils - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines licht- und farbechten urethan- und/oder isocyanurat-gruppen aufweisenden zellfoermigen kunststoff-verbundteilsInfo
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Description
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, Bayerwerk
Zentralbere ich
Patente, Marken und Lizenzen GM/bc/c
Verfahren zur Herstellung eines licht- und farbechten Urethan- und/oder Isocyanurat-Gruppen aufweisenden
zellförmigen Kunststoff-Verbündteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines witterungsstabilen, licht- und farbechten ürethan-
und/oder Isocyanurat-Gruppen aufweisenden zellförmigen Kunststoff-Verbundteils durch zeitlich aufeinander folgendes
Einbringen von mehreren zum Kunststoff-Verbundteil
führenden Reaktionsgemischen in eine geschlossene Form mit unveränderlichem Hohlraum unter schichtbildender
Festlegung der ausreagierten Reaktionsgemische. Hierbei kann auf aufwendige Nachbehandlungsmaßnahmen
wie Trennmittelentfernung durch Lösungsmitteldampfbad und anschließende Lackierung verzichtet werden.
Ein vorhergehendes Lackieren in der Form entfällt ebenfalls.
Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Verbündteilen
2.B. mit zelligem Kern und massiver Deckschicht sind bereits bekannt.
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In der DE-AS 2 127 582 wird ein Verfahren beschrieben, das durch zeitlich aufeinander folgendes Einbringen von
mehreren Ausgangssubstanzen in eine geschlossene Form mit unveränderlichem Hohlraum zu zellförmigen Verbundteilen
mit kompakten störungsfreien Oberflächen führen soll. Dabei wird mindestens eine erste schäumfähige und
eine zweite schäumbare oder nicht-schäumbare Kunststofffüllung verwendet, wobei die zweite Füllung unter Kompression
der ersten die Oberfläche bildet. Die zeitliehe Aufeinanderfolge wird so gewählt, daß die zweite
Füllung die erste nicht mehr durchschlägt, sondern unter Bildung eines guten chemo-physikalischen Stoffgefüges
mit der ersten die erste Füllung entsprechend ihrer Masse oder ihres Volumens komprimiert.
Hierdurch ist das Einschlagen eines Treibmittel-haltigen Kunststoffs in einen Treibmittel-freien Kunststoff
ebenso wie die Formnesterweiterung durch mögliches "Atmen" des Werkzeugs (DE-AS 2 442 227) zur Erzeugung
eines Kunststoff-Verbundgegenstandes nicht mehr erforderlich. In der DE-AS 2 127 582 werden in drei Ausführungsbeispielen
neben Kombinationen von Polyurethan-Kunststoffen mit Polymerisations- und Polykondensationskunststoffen
insbesondere Kombinationen von Polyurethan-Kunststoffen unterschiedlicher Struktur
und Härte untereinander beschrieben. Die Ausführungsbeispiele beschränken sich auf die Beschreibung des
Füllvorgangs des Werkzeughohlraumes, wobei die Zahl und die Position der verwendeten Mischköpfe zueinander
unterschiedlich sein kann.
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In der sehr detaillierten Beschreibung der bekannten Verfahren fehlen Angaben zur Entformung des Kunststoff-Verbundteils,
speziell bei Verwendung solcher i.a. reaktionsträger Polyurethan-Rohstoffe, die zu lichtechten
bzw. farbechten zellförmigen Kunststoff-Verbundteilen
führen. Es wird nur ausgeführt, daß das Verbundteil aus erster und zweiter Füllung die Form
und Abmessung des Werkzeughohlraumes besitzt und daß das Verbundteil nach der Formgebung dem Werkzeug entnommen
wird.
Es hat sich nun aber gezeigt, daß beim Herstellen von zellförmigen, lichtechten, farbechten, witterungsstabilen
Kunststoff-Verbündte ilen durch Kombination von Polyurethan-Kunststoffen nach der Lehre der
DE-AS 2 127 582 die Entformung des Verbundteils nur unter Beschädigung des Verbundteils möglich war, da
Haftung zwischen Hohlraum- und Verbundteiloberfläche auftrat.
So konnten Verbundteile aus einer ersten Füllung aus einem schäumfähigen Polyurethan-Integralschaumstoff,
der aufgrund seiner Härte die Entformung .vereinfachen sollte, und einer zweiten Füllung aus einem schäumbaren
oder nicht-schäumbaren, lichtechten, farbechten, witterungsstabilen Polyurethan-Kunststoff aus dem
Werkzeughohlraum nicht ohne Beschädigung des Verbundteils
entnommen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines lichtechten, farbechten,
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witterungsstabilen Urethan- und/oder Isocyanurat-Gruppen
aufweisenden zellförmigen Kunststoff-Verbundteils zur Verfügung zu stellen, bei dem keine Entformungsschwierigkeiten
auftreten. Diese Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines licht- und farbechten Urethan-
und/oder Isocyanurat-Gruppen aufweisenden, zellförmigen Kunststoff-Verbundteils durch zeitlich aufeinanderfolgendes
Einbringen von mehreren zum Kunststoff-Verbundteil führenden Reaktionsgemischen in eine geschlossene Form
mit unveränderlichem Hohlraum unter schichtbildender Festlegung der ausreagierten Reaktionsgemische, wobei
mindestens eine Schicht aufgeschäumt wird, indem nach dem Einbringen einer ersten Füllung aus einem schäumfähigen
Reaktionsgemisch eine zweite und gegebenenfalls eine dritte Füllung aus einem gegebenenfalls
schäumfähigen Reaktionsgemisch dann unter Kompression der ersten Füllung und schichtbildender Festlegung auf
dieser in die Form eingebracht wird, wenn die erste Füllung zumindest einen bereits durchschlagfesten,
aber noch kompressiblen Zustand erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß
1. als Reaktionsgemisch der ersten Füllung ein Reaktionsgemisch
aus a) aromatischen Polyisocyanaten mit einem NCO-Gehalt von 5 bis 50 Gew.-%, b) Verbindungen
mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen vom Molekulargewicht
32 bis 10 000 bei einem Äquivalentverhältnis von a) zu b) =0,8 bis 5 und c) gege-
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benenfalls an sich üblichen Hilfs- und Zusatzmitteln
verwendet wird, dem als Treibmittel eine CO2-liefernde
Verbindung in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% (bezogen auf das Reaktionsgemisch) bei Anwesenheit
eines inneren und/oder äußeren Trennmittels zugesetzt wurde, und
2. als Reaktionsgemisch der zweiten und gegebenenfalls dritten Füllung ein solches aus a) aliphatischen
und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit eiram
NCO-Gehalt von 10 bis 50 Gew.-%, b) Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen
Wasserstoffatomen vom Molekulargewicht 32 bis 10 000 bei einem Äquivalentverhältnis von a) zu
b) =0,8 bis 5 und c) gegebenenfalls an sich übliehen Hilfs- und Zusatzmitteln und gegebenenfalls
Treibmitteln verwendet wird, dem ein inneres Trennmittel, welches aus Polysiloxanen, Hydroxypolysiloxanen
oder Salzen von Aminogruppen aufweisenden Polysiloxanen mit langkettigen Fettsäuren besteht,
20 zugesetzt wurde.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren bevorzugt, das darin
besteht, daß das Reaktionsgemisch der ersten Füllung als Treibmittel Wasser in einer Menge von 0,1 bis 10
Gew.-% (bezogen auf das Reaktionsgemisch) enthält.
Bevorzugt ist ferner, daß dem Reaktionsgemisch der zweiten und gegebenenfalls dritten Füllung ein Trocknungsmittel
aus der Stoffklasse der Zeolithe zugesetzt wird.
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Das Reaktionsgemisch der ersten Füllung enthält als Treibmittel eine CO2 liefernde Verbindung und gegebenenfalls
ein inneres Trennmittel, das mit einem äußeren Trennmittel kombiniert oder durch ein äußeres Trennmittel
ersetzt werden kann.
Durch das beim ersten Füllvorgang entstehende CO~ wird
die Oberflächenporösität des Kerns so reguliert, daß der Teil des beim ersten Füllvorgang gegebenenfalls
verwendeten äußeren Trennmittels, der auf die Kernoberfläche gelangt, in das Kerninnere eindringen kann,
damit optimale Haftung zwischen Kern und Deckschicht gewährleistet ist. Der Rest des äußeren Trennmittels,
der auf der Oberfläche des Werkzeughohlraumes verbleibt, unterstützt die Entformung des Verbundteiles.
Das Reaktionsgemisch der folgenden Füllung(en) enthält
oft ein spezielles Trocknungsmittel wie Natriumalumosilikat, Kaliumalumosilikat, Natrium-Kaiiumalumosilikat,
das gegebenenfalls angeteigt in Rizinusöl zu einer 50 %igen Paste zugesetzt wird.
Als Komponenten für die erfindungsgemäß zu verwendenden
Reaktionsgemische werden eingesetzt:
1. Für das Reaktionsgemisch der ersten Füllung aromatische
Polyisocyanate, wie sie z.B. von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562,
Seiten 75-136, beschrieben werden, beispielsweise solche der Formel
Q(NCO)n in der
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η 2 bis 4, vorzugsweise 2, und
Q einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15, vorzugsweise 6 bis 13, C-Atomen bedeuten,
z.B. solche, wie sie in der DE-OS 2 737 951, Seiten •if 5 24 bis 26, beschrieben werden.
I Besonders bevorzugt werden für die erste Füllung
I in der Regel die technischen leicht zugänglichen
I Polyisocyanate, z.B. das 2,4- und 2,6-Toluylendi-
I isocyanat, sowie beliebige Gemische dieser Isome-
M 10 ren ("TDI"), Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate,
H wie sie durch Anilinformaldehydkondensation und
I anschließende Phosgenierung hergestellt werden
f, ("rohes MDI") und Carbodiimidgruppen, Urethangrup-
h pen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harn-
% 15 stoffgruppen oder Biuretgruppen aufweisenden PoIy-
(\ isocyanate ("modifizierte Isocyanate"), insbeson-
:j, dere solche modifizierten Polyisocyanate, die sich
'·', vom 2,4- oder/und 2,6-Toluylendiisocyanat bzw.
% vom 4,4'- und/oder 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat
'; 20 ableiten.
',:.. Für die zweite und gegebenenfalls dritte Füllung
* werden aliphatische und cycloaliphatische und/oder
':· gemischt-aliphatisch-cycloaliphatische Polyisocyanate
eingesetzt, wie sie z.B. von W. Siefken 25 in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 56 2, Sei-
; ten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise
solche der Formel
Q(NCO)n in der
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η 2 bis 4, vorzugsweise 2, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 18, vorzugsweise 6 bis 10, C-Atomen, oder
einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10, C-Atomen
bedeuten,
z.B. Ethylen-diisocyanat, 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
(DE-Auslegeschrift 1 202 785, US-Patentschrift 3 401 190), 2,4- und
2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder
-1,4-phenylendiisocyanat, Perhydro-2,4'- und/oder
-4,4'-diphenylmethan-diisocyanat.
2. Als Komponenten für die erfindungsgemäß zu verwendenden
Reaktionsgemische ferner Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen
Wasserstoffatomen von einem Molekulargewicht in der Regel von 400 bis 10 000. Hierunter
versteht man neben Aminogruppen, Thiolgruppen oder Carboxylgruppen aufweisenden Verbindungen
vorzugsweise Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen, insbesondere 2 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisende
Verbindungen, speziell solche vom Molekulargewicht von 1000 bis 10 000, vorzugsweise
2000 bis 6000, z.B. mindestens 2, in der Regel
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2 bis 8, vorzugsweise aber 2 bis 4, Hydroxylgruppen aufweisende Polyester, Polyether, Polythioether,
Polyacetale, Polycarbonate und Polyesteramide, wis sie für die Herstellung von homogenen und zellförmigen
Polyurethanen an sich bekannt sind.
Die in Frage kommenden Verbindungen werden z.B. in der
DE-OS 2 737 951, Seiten 26 bis 29, beschrieben.
Die in Frage kommenden Polyhydroxy!verbindungen können
vor ihrer Verwendung in Polyisocyanat-Polyadditionsverfahren noch in der verschiedensten Weise modifiziert
werden: So läßt sich gemäß DE-OS 2 210 839 (US-Patentschrift 3 849 515) und DE-OS 2 544 195 ein Gemisch aus
verschiedenen Polyhydroxyverbindungen (z.B. aus einem. Polyether und einem Polyesterpolyol) durch Veretherung
in Gegenwart einer starken Säure zu einem höhermolekularen Polyol kondensieren, welches aus über Etherbrükken
verbundenen verschiedenen Segmenten aufgebaut ist. Es ist auch möglich, z.B. gemäß DE-OS 2 559 372, in die
Polyhydroxyverbindungen Amidgruppen oder gemäß DE-OS 2 620 487 durch Umsetzung mit polyfunktionellen
Cyansäureestern Triazingruppen einzuführen. Durch Umsetzung eines Polyols mit einer weniger als äquivalenten
Menge eines Diisocyanatocarbodiimids und anschließende Reaktion der Carbodiimidgruppe mit einem Amin»
Amid, Phosphit oder einer Carbonäsure erhält man Guanidin-, Phosphonformamidin- bzw. Acrylharnstoffgruppen
aufweisende Polyhydroxy!verbindungen (DE-OS 2 714 289,
2 714 292 und 2 714 293).
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Von besonderem Interesse ist es in manchen Fällen, die höhermolekularen Polyhydroxyverbindungen durch Reaktion
mit Isatosäureanhydrid vollständig oder teilweise in die entsprechenden Anthranilsäureester überzuführen, wie es
in den DE-OS 2 019 432 und 2 619 840 bzw. den US-Patentschriften 3 808 250, 3 975 428 und 4 016 143 beschrieben
ist. Man erhält auf diese Weise höhermolekulare Verbindungen mit enständigen aromatischen Aminogruppen.
Durch Umsetzung von NCO-Prepolymeren mit Hydroxylgruppen
aufweisenden Enaminen, Aldiminen und Ketiminen und anschließende Hydrolyse erhält man gemäß DE-OS 2 546 536
bzw. US-Patentschrift 3 865 791 höhermolekulare, endständige Aminogruppen aufweisende Verbindungen. Weitere
Herstellungsverfahren für höhermolekulare Verbindungen
mit endständigen Aminogruppen oder Hydrazidgruppen werden in der DE-OS 1 694 152 (US-Patentschrift
3 625 871) beschrieben.
Erfindungsgemäß können gegebenenfalls auch Polyhydroxylverbindungen
eingesetzt werden, in welchen hochmolekulare Polyaddukte bzw. Polykondensate oder Polymerisate
in feindisperser oder gelöster Form enthalten sind (vgl. z.B. DE-OS 2 737 951, Seite 31).
Auch durch Vinylpolymerisate modifizierte Polyhydroxylverbindungen,
wie sie z.B. durch Polymerisation von Styrol und Acrylnitril in Gegenwart von Polyethern
(US-Patentschriften 3 383 351, 3 304 273, 3 523 093, 3 110 695; DE-Auslegeschrift 1 152 536) oder Polycarbonatpolyolen
(DE-Patentschrift 1 769 795;
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US-Patentschrift 3 637 909) erhalten werden, sind für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Bei Verwendung
von Polyetherpolyolen, welche gemäß den DE-OS 2 442 101, 2 644 922 und 2 646 141 durch Pfropf-5
polymerisation mit Vinylphosphonsäureestern sowie gegebenenfalls (Meth)acrylnitril, (Meth)acrylamid oder
OH-funktionellen ((Meth)acrylsäureestern modifiziert
wurden, erhält man Kunststoffe von besonderer Flammwidrigkeit. Polyhydroxy!verbindungen, in welche durch
10 radikalische Pfropfpolymerisation mittels ungesättig- ; ter Carbonsäuren sowie gegebenenfalls weiterer ole-
":" finisch ungesättigter monomerer Carboxylgruppen ein-
;] geführt wurden (DE-Offenlegungsschriften 2 714 291,
i 2 739 6 20 und 2 6 54 746) können mit besonderem Vorteil
1 15 in Kombination mit mineralischen Füllstoffen eingej
setzt werden.
;! Vertreter der genannten erfindungsgemäß zu verwendenden
I Verbindungen sind z.B. in High Polymers, Vol. XVI,
) "Polyurethanes, Chemistry and Technology", verfaßt
■ 20 von Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York,
'; London, Band I, 1962, Seiten 32 bis 42 und Seiten 44
bis 54 und Band II, 1964, Seiten 5 und 6 und 198 und
199, sowie im Kunststoff-Handbuch, Band VII, Vieweg-
; Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag München, 1966, z.B. auf
'!; 25 den Seiten 45 bis 71, beschrieben. Selbstverständlich
ii können Mischungen der o.g. Verbindungen mit mindestens
ä zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wässerig
I Stoffatomen mit einem Molekulargewicht von 400 bis
I Stoffatomen mit einem Molekulargewicht von 400 bis
;] 10 000, z.B. Mischungen von Polyethern und Polyestern,
§ 30 eingesetzt werden.
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Von besonderem Vorteil ist es dabei in manchen Fällen, niedrigschmelzende und hochschmelzende Polyhydroxylverbindungen
miteinander zu kombinieren (DE-OS 2 706 297)
3. Als Komponenten ferner Verbindungen mit mindestens
zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoff atomen und einem Molekulargewicht von 32 bis
400. Auch in diesem Fall versteht man hierunter Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen und/oder Thiolgruppen
und/oder Carboxylgruppen aufweisende Verbindungen, vorzugsweise Hydroxylgruppen und/oder
Aminogruppen aufweisende Verbindungen, die als Kettenverlängerungsmittel oder Vernetzungsmittel
dienen. Diese Verbindungen weisen in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 4, gegenüber Isocyanaten
reaktionsfähige Wasserstoffatome auf.
Auch in diesem Fall können Mischungen von verschiedenen Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber
Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit einem Molekulargewicht von 32 bis 400 verwendet
werden.
Als Beispiele für derartige Verbindungen kommen die in der DE-OS 2 737 951 auf Seite 30 genannten Verbindungen
in Frage.
Als niedermolekulare Polyole kommen erfindungsgemäß auch die Gemische von Hydroxylaldehyden und Hydroxyketonen
("Formose") bzw. die hieraus durch Reduktion erhaltenen mehrwertigen Alkohole ("Formit") in Frage,
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wie sie bei der Selbstkondensation von Formaldehydhydrat
in Gegenwart von Metallverbindungen als Katalysator und von zur Endiolbildung befähigten Verbindungen
als Co-Katalysator entstehen (DE-Offenlegungsschriften
2 639 084, 2 714 084, 2 714 104, 2 721 186, 2 738 154 und 2 738 512). Um Kunststoffe mit verbesserter Flammwidrigkeit
zu erhalten, setzt man diese Formosen mit Vorteil in Kombination mit Aminoplastbildnern und/oder
Phosphiten ein (DE-Offenlegungsschriften 2 738 513 und
2 738 532). Auch Lösungen von Polyisocyanatpolyadditionsprodukten, insbesondere von ionische Gruppen aufweisenden
Polyurethanharnstoffen und/oder von PoIyhydrazodicarbonamiden,
in niedermolekularen, mehrwertigen Alkoholen, kommen erfindungsgemäß als Polyolkomponente
in Betracht (DE-Offenlegungsschrift 2 638 759).
Als Kettenverlängerungsmittel können erfindungsgemäß
auch Verbindungen wie 1-Mercapto-3-aminopropan, gegebenenfalls substituierte Aminosäuren, z.B. Glycin,
Alanin, Valin, Serin und Lysin sowie gegebenenfalls substituierte Dicarbonsäuren, beispielsweise Bernsteinsäure,
Adipinsäure, Phthalsäure, 4-Hydroxyphthalsäure und 4-Aminophthtalsäure, verwendet werden.
Ferner können gegenüber Isocyanaten monofunktionelle Verbindungen in Anteilen von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen
auf Polyurethanfeststoff, als sogenannte Kettenabbrecher mitverwendet werden. Derartige monofunktionelle
Verbindungen sind z.B. Monoamine wie Butyl-
und Dibutylamin, Octylamin, Stearylamin, N-Methylstearylamin,
Pyrrolidin, Piperidin und Cyclohexylamin,
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Monoalkohole wie Butanol, 2-Ethylhexanol, Octanol, Dodecanol,
die verschiedenen Amylalkohole, Cyclohexanol, Ethylenglykolmonoethylether.
Als gegebenenfalls für die Reaktionsmischung der zweiten
und gegebenenfalls dritten Füllung mitzuverwendende Treibmittel seien z.B. genannt:
Wasser und/oder leicht flüchtige anorganische oder organische Substanzen als Treibmittel. Als organische
Treibmittel kommen z.B. Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform,
Ethylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan,
Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, ferner Butan, Kexan, Heptan oder Diethylether, als anorganische
Treibmittel z.B. Luft, CO- oder N-O, in Frage.
Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von
Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z.B. Azoverbindungen wie Azodicarbonamid
oder Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden.
Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten über 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 bis 455 und 507 bis
25 510 beschrieben.
Den erfindungsgemäß zu verwendenden Reaktionsgemischen
können die in der Polyurethanchemie an sich üblichen Hilfs- und Zusatzmittel hinzugefügt werden; als solche
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kommen z.B. in Frage: Urethan- und/oder Isocyanurat-Katalysatoren
der an sich bekannten Art, z.B. solche, wie in der DE-OS 2 737 951 (Seiten 32 und 33) beschrieben
werden.
Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden
Katalysatoren sowie Einzelheiten über 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
Gesamtmenge an Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen,
eingesetzt.
Oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie Emulgatoren und
Schaumstabilisatoren, Reaktionsverzögerer und weitere Zusatzstoffe (vgl. zu allen diesen Zusatzmitteln
DE-OS 2 373 951, Seite 34) können ebenfalls mitverwendet werden.
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß
mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern,
Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch
und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungs-
Le A 21 701
- 16 -
weise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch,
Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser -Verlag München, 1966, z.B. auf den Seiten 103
bis 113, beschrieben.
Die Reaktionsgemische wurden in zeitlichen Abständen, wie bereits beschrieben, in eine geschlossene Form
eingebracht. Dem Reaktionsgemisch der ersten Füllung wird dabei in der Regel ein an sich bekanntes inneres
und/oder äußeres Trennmittel zugesetzt (vgl. z.B. US-Patentschriften 3 726 952, 4 024 090, 4 033 912,
4 058 492, 4 098 731, 4 588 537, DE-OS 2 307 589, GB-PS 1 365 215).
Dem Reaktionsgemisch der zweiten und gegebenenfalls dritten Füllung wird ein inneres Trennmittel der angegebenen
speziellen Art hinzugefügt.
Die Verfahrensprodukte finden z.B. als Konstruktionsteile im Fahrzeug-, Möbel- Elektronikgeräte- und Phonosektor
Verwendung.
Le A 21 701
Die Reaktionsgemische werden mit einer Hochdruck-Dosieranlage nacheinander (im zeitlichen Abstand von ca. 1 Minute)
in ein Metallwerkzeug von 16 50 cm Inhalt eingebracht und verfestigen dort unter folgenden Bedingungen:
Rohstofftemperatur: 20-500C
Werkzeugtemperatur: 55-750C Druck (bei Vermischung): 100-250 bar
In das offene Werzeug wird ein äußeres Trennmittel (öle,
Fette, Wachse /aufgelöst in geeigneten Lösungsmitteln wie Halogenalkane?) vor dem Einbringen der reaktiven,
schäumbaren Kunststoffüllungen gesprüht.
Die Formzeit beträgt 2-4 min. 1. Reaktionsgemische der ersten Füllung
15 Polyol-Komponente 1
4 3 % Ethylendiamin-gestarteter Propylenoxid-Polyether
(OH-Zahl 630)
8,5 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt (OH-Zahl
930)
27 % Trimethylolpropan-gestarteter Propylenoxid-/
Ethylenoxid-Polyether (OH-Zahl 35)
Le A 21 701
.11 · ■
ι ■ ■ · *
17,5 % Polyester aus Adipinsäure, Phthalsäureanhydrid, ölsäure, Trimethylolpropan (OH-Zahl 385)
1,7% Oleat aus 1 Mol ölsäure und 1 Mol Amin-aniid
(1 Mol ölsäure + 1 Mol 3-Dimethylamino-propylamin-1)
2,3 % Polysiloxan-polyalkylenoxid-copolymerisat
OH-Zahl 427
Viskosität bei 250C 60000 mPa.s
28,8 % Trimethylolpropan-Ethylenoxid-Addukt (OH-Zahl
550)
6,9 % Adipinsäure/Phthalsäure-Trimethylolpropan-
6,9 % Adipinsäure/Phthalsäure-Trimethylolpropan-
Polyester (OH-Zahl 385)
2,1 % Polyester aus 6 Mol ölsäure, 1 Mol Adipinsäure,
2,5 Mol Pentraerythrit (OH-Zahl 45)
0,4 % Amin Aktivator
0,6 % Polysiloxan-Polyalkylenoxid-copolymerisat 51,2 % Aluminiumhydroxid (Al (OH)3)
10,0 % Ammoniumpolyphosphat
20 OH-Zahl 186
Viskosität bei 25°C 23000 mPa.s
4 3,1 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt
(OH-Zahl 650)
-c 26,0 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt
-c 26,0 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt
(OH-Zahl 380)
2,8 % Trimethylolpropan-gestarteter Propylenoxid-/
Ethylenoxid-Polyether (OH-Zahl 35)
Le A 21 701
19,3 % Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat
4,3 % Oleat aus 1 Mol ölsäure und 1 Mol Amin-Amid (1 Mol ölsäure und 1 Mol 3-Dimethylaminopropylamin-1)
1,6% Amin-Aktivator
1,6% Amin-Aktivator
2,9 % Polysiloxan-polyalkylenoxid-copolymerisat
OH-Zahl 380
Viskosität bei 250C 5600 mPa.s
ο Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat
Isocyanatgehalt 31 %
Viskosität bei 250C 130 mPa.s
Viskosität bei 250C 130 mPa.s
39,5 % Isocyanat-Komponente 1
50,5 % Aluminiumhydroxid
9,5 % Ammoniumpolyphosphat
0,5 % Natriumalumosilikat
Isocyanatgehalt 12,24 % Viskosität bei 25°C 18 000 mPa.s
2. Treibmittel der ersten Füllung
0,6, 1/2 und 3 % Wasser (bezogen auf Polyol-Komponente)
oder
Le A 21 701
1 % Pyrokohlensäurediethyl- oder dimethylester (bezogen auf Isocyanat-Komponente)
oder
10 % Isophthalsäure-bis-kohlensäureethylester-anhy
drid (bezogen auf Isocyanat-Komponente)
Rezeptur 1:
100 Gew.-TIe. Polyol-Konponente 1
1,2 " " Wasser
134 Gew.-TIe, Isocyanat-Komponente
Rezeptur 2:
100 Gew.-TIe. Polyol-Komponente 1 114 " " Isocyanat-Komponente
1,2" " Pyrokohlensäuredimethylester
Rezeptur 3:
100 Gew.-TIe. Polyol-Komponente 1
0,6 " " Wasser
124 Gew.-Tie. Isocyanat-Komponente 1 13 " " Isophthalsäure-bis-
kohlensäureethylester-
anhydrid.
Die folgenden Rezepturen 4 und 5 zeichnen sich weiterhin dadurch aus, daß beim fertigen Kunststoff-Formteil
keine Tendenz zum Verzur besteht.
Le A 21 701
- 21 -
Rezeptur 4: 100 Gew.-Tie. Polyo!.komponente 2
1,2 " " Wasser
175 " " Isocyanat-Komponente 2
Rezeptur 5: 100 Gew.-Tie. Polyol-Komponente 3
1,2 " " Wasser
120 Gew.-TIe. Isocyanat-Komponente .
3. Reaktionsgemische der zweiten Füllung Polyp!komponente 4 (Vergleich)
OH-Zahl 606
-IO Viskosität bei 250C 2000 mPa.s
bestehend aus
78,4 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt
(OH-Zahl 550) 13,8 % Diethanolamin
0,9 % Polysiloxan Polyalkylenoxid-Copolymerisat
0,9 % Polyalkyl-Zinn-Polycarboxylat
6,0 % Braun-Pigment, angeteigt in Trimethylol-Ethylenoxid-Addukt (OH-Zahl 460)
50 % trimerisiertes Hexamethylendiisocyanat
(NCO-Gehalt: 21,5 %)
50 % Isophorondiisocyanat (NCO-Gehalt: 37,8 %)
50 % Isophorondiisocyanat (NCO-Gehalt: 37,8 %)
Le A 21 701
Rezeptur | 3219039 | Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt | .-TIe. Polyol-Komponente 5 | |
100 Gew. | - 22 - | (OH-Zahl 850) | 11 Isocyanat-Komponente 3 | |
168 " | 6 (Vergleichsrezeptor) | Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt | zwischen Kunststoff-Verbundteil und Werk- | |
Haftung | -TIe. Polyol-Komponente 4 | (OH-Zahl 550) | zeug-Hohlraum-Wandung. | |
" Isocyanat-Komponente 3 | Polysiloxan-Polyalkylenoxid-Copolymeri- | Le A 21 701 | ||
zwischen Kunststoff-Verbundteil und Werk- | sat | |||
zeug-Hohlraum-Wandung. | Polyalkyl-Zinn-Polycarboxylat | |||
Polyol-Komponente 5 (Vergleich) | Braun Pigment angeteigt in Trimethylol- | |||
5 | 44,8 % | propan-Ethylenoxid-Addukt (OH-Zahl 460) | ||
655 | ||||
44,8 % | Viskosität bei 250C 4000 mPa.s | |||
Rezeptur 7 (Vergleichsrezeptur) | ||||
1 ,8 % | 100 Gew | |||
10 | 182 " | |||
2,8 % | Haftung | |||
5,8 % | ||||
OH-Zahl | ||||
15 | ||||
20 | ||||
• *
• ·
• · I ·
- 23 -
I 39,5 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt
I (OH-Zahl 850)
I 39,5 % Trimethylolpropan-Propylenoxid-Addukt
1 5 (OH-Zahl 550)
J Hydroxy-Polysiloxan (OH-Zahl 100)
polysiloxan-Polyalkylenoxid-copolymerisat
Natriumalumosilikat; 50 %ig in Rizinusöl
(OH-Zahl 90)
I 10 2,4 % Polyalkyl-zinn-Polycarboxylat
I Braun-Pigment angeteigt in Trimethylol-propan-
Ethylenoxid-Addukt (OH-Zahl 460)
OH-Zahl 588
Viskosität bei 250C 3800 mPa.s
7,9 | % |
1,6 | % |
4,0 | % |
2,4 | % |
5,1 | % |
15 Rezeptur 8: 100 Gew.-Tie. Polyol-Komponente
ν 163 Gew.-Tie. Isocyanat-Komponente
I Die Versuchsergebnisse werden in der Tabelle beschrie
1^ ben.
Le A 21 701
> Bei- fo spiel |
3 | 1. Füllung (Kern) |
2. Füllung (Deckschicht) |
Gesamtdichte (g/cm3) |
Entfernung | Il | Il | Oberflächen härte (Shore D) |
Il | η | Oberflächenqualität | Besonderhei ten |
Γ |
° Vgl. 1 | 4 | Rezeptur 1 594 g |
Rezeptur 6 396 g |
0,6 | Haftung, Verbundteil zerstörung |
Il | η | verzugsfrei bei einsei tiger Unmante lung |
|||||
1 | 5 | Rezp. 1 594 g |
Rez. 8 396 g |
0,6 | einwandfrei | Haftung, Verbundteil zerstörung |
81-82 | η | lichtechte, farb echte, witterungs stabile Deckschicht1 |
||||
2 | Vgl. 2 | Rez. 4 594 g |
Rez. 8 396 g |
0,8 | H | Il | Il | ||||||
tez. 2 594 g |
Rez. 8 396 g |
0,6 | Il | ||||||||||
Rez. 3 594 g |
Rez. 8 396 g |
0,6 | Il | ||||||||||
Rez. 5 594 g |
Rez. 8 396 g |
0,6 | Il | ||||||||||
Bez. 1 | Rez. 7 | 0,6 |
I I I ι I I
I · I ·
- 25 -
Tabelle (Fortsetzung)
* Westherometer: nach 2000 h 98 % Restglanz nach Gardner
Xenotest: 500 h Xeno-Test 1200 keine Farbabweichungen, Glanz unverändert.
Le A 21 701
Claims (3)
1. als Reaktionsgemisch der ersten Füllung ein Reaktionsgemisch aus a) aromatischen Polyisocyanaten
mit einem NCO-Gehalt von 5 bis 50 Gew.-%, b) Verbindungen mit mindestens zwei
gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Was-
serstoffatomen vom Molekulargewicht 32 bis
10 000 bei einem Äquivalentverhältnis von a) zu b) = 0,8 bis 5 und c) gegebenenfalls
an sich üblichen Hilfs- und Zusatzmitteln
Le A 21 701
■ · · ■
- 27 -
verwendet wird, dem als Treibmittel eine CO2
liefernde Verbindung in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% (bezogen auf das Reaktionsgemisch)
bei Anwesenheit eines inneren und/oder äußeren Trennmittels zugesetzt wurde, und
2. als Reaktionsgemisch der zweiten und gegebenenfalls dritten Füllung ein solches aus a) aliphatischen
und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit einem NCO-Gehalt von 10 bis 50
IQ Gew.-%, b) Verbindungen mit mindestens zwei ge
genüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen
vom Molekulargewicht 32 bis 10 000 bei einem fiquivalentverhältnis von a) zu b) =
0,8 bis 5 und c) gegebenenfalls an sich üb-
T5 liehen Hilfs- und Zusatzmitteln und gegebenen
falls Treibmitteln verwendet wird, dem ein inneres Trennmittel, welches aus Polysiloxanen,
Hydroxypolysiloxanen oder Salzen von Aminogruppen aufweisenden Polysiloxanen mit
langkettigen Fettsäuren, besteht, zugesetzt
wurde.
2) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reaktionsgemisch der ersten Füllung als Treibmittel Wasser in einer Menge von 0,1 bis 10
Gew.-% (bezogen auf das Reaktionsgemisch) enthält.
Le A 21 701
I III
lit '
• · · ■
- 28 -
3) Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgemisch der zweiten
und gegebenenfalls dritten Füllung ein Trocknungsmittel aus der Stoffklasse der Zeolithe zugesetzt
wird.
Le A 21 701
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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