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Die vorliegende Erfindung betrifft eine gereifte formbare
Plattenformmasse (Harzmatte), und behandelt die Entwicklung
eines dualen funktionellen Additivsystems für Wärme-härtbare
Polyesterharze, das eine verbesserte Glasfaserstruktur,
erhöhte Pigmentierbarkeit und bessere niedrige
Schrumpfeigenschaften gegenüber dem Stand der Technik verleiht,
wodurch eine insgesamt verbesserte Oberflächenbeschaffenheit
mit Klasse A-Qualität für wärmehärtbare Polyesterharzprodukte
erhalten wird. Das duale funktionelle Additiv ist ferner mit
anderen konventionellen Additiven für eine geringe
Schrumpfung, die dem wärmehärtbaren Polyesterharz zugegeben
werden können, kompatibel, und kann mit Ihnen verwendet oder
nicht verwendet werden, wodurch eine beträchtliche
Verbesserung der dynamischen Schlagfestigkeitseigenschaften
gegenüber denen des Standes der Technik erhalten werden.
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Das duale funktionelle Additivsystem umfaßt ein duales
Verdickungssystem aus Metalloxiden und Hydroxiden von Calcium
oder Magnesium, wie in der US-A-4067845 beschrieben, und ein
zusätzliches Isocyanat-terminiertes Urethanprepolymer mit
einem NCO/OH-Verhältnis im Bereich von 1.2/1 bis 5/1, und
vorzugsweise mit NCO/OH zwischen 1.8 und 3.
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Das duale funktionelle Additivsystem bewirkt, daß das
Isocyanat-terminierte Urethan-Prepolymer kovalent an die
wärmehärtbare Harzmatrix des Polyesterharzproduktes gebunden
wird. Es ist zu betonen, daß, soweit bekannt, keines der
konventionellen Niedrigschrumpf-Additive des Standes der
Technik kovalente Bindungen mit dem wärmehärtbare
Polyesterharz enthielt. Aufgrund der kovalenten Bindung an das
wärmehärtbaren Polyesterharz verleiht das neue Additiv dem
wärmehärtbaren Polyesterharzprodukt verbesserte dynamische
Schlagfestigkeitseigenschaften.
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Dieses neue Isocyanat-terminierte Urethan-Additiv dient, wenn
es im Zusammenhang mit der Lehre der US-A-4067845 verwendet
wird, dem weiteren Zweck als Niedrigschrumpf-Additiv, um eine
größere Vorhersagbarkeit der sogenannten "Schrumpfung" während
der Bildung der Produkte aus dem wärmehärtbaren Polyesterharz
zu erlauben, und unterstützt den Verdickungsprozeß während
der Reifung.
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Niedrigschrumpf-Additive aus einem Polyisocyanat und einem
Polyetherpolyol zur Verwendung in wärmehärtbaren
Polyesterharzprodukten zur Verringerung der Schrumpfung des
wärmehärtbaren Polyesterharzproduktes während der Endhärtung
sind aus dem Stand der Technik lange und allgemein bekannt.
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Das duale funktionelle Additiv zur erfindungsgemäßen
Verwendung in wärmehärtbaren Polyesterharzprodukten mit dem
dualen Verdickungssystem der US-A-4067845 umfaßt ein
Isocyanat-terminiertes Urethan-Prepolymeradditiv auf der Basis
eines Isocyanates und eines Polyether- oder Polyesterpolyols,
und vorzugsweise eines Polyetherpolyols, das zusammen mit NCO
wirkt, um das System zu verdicken und der Polyestermatrix, wie
in der US-A-4067845 dargestellt, einen verbesserten
Viskositätsindex zu verleihen, und verleiht gleichzeitig eine
verbesserte Vorhersagbarkeit der Dimensionsveränderung des
wärmehärtbaren Polyesterharzproduktes während der Endhärtung,
als sie durch Verwendung des dualen Verdickungssystems der US-
A-4067845 erhältlich ist.
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Auf Grund der Tatsache, daß das duale funktionelle Additiv an
den wärmehärtbaren Polyester kovalent bindet, besitzt das
resultierende Produkt bessere dynamische
Schlagfestigkeitseigenschaften als die, die bei Verwendung
irgendeines der konventionellen Niedrischrumpf-Additive des
Standes der Technik allein zu erwarten wären, sowie bessere
Hochtemperatureigenschaften.
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Das Isocyanat-terminierte Urethan-Prepolymer wird in einem
einstufigen Verfahren hergestellt und besitzt ein NCO/OH-
Verhältnis von 1.2/1 bis 5/1, und vorzugsweise ein NCO/OH-
Verhältnis von 1.8 bis 3, und wird hergestellt durch
Kombination eines Equivalents eines Polyols, vorzugsweise
eines Polyetherpolyols mit einem Molekulargewicht von 600 bis
4000 und einer Funktionalität von 2 bis 6, und vorzugsweise
von 2, mit 2 Equivalenten eines Polyisocyanats, und
vorzugsweise eines Diisocyanats, und 0 bis 1% eines
konventionellen Urethankatalysators, wie z. B. Zinn(II)-octoat,
Dibutylzinndilaurat (und dergleichen), wobei die Menge
entsprechend dem Molekulargewicht des Urethans variiert.
Dieses duale funktionelle Additiv kann oder kann nicht gelöst
sein in einem ethylenisch ungesättigten Monomer, wie z. B.
Styrol.
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Wie vorstehend erwähnt, wird angenommen, daß dieses duale
funktionelle Additiv zur Verwendung mit dem dualen
Verdickungssystem der US-A-4067845 den Verdickungsprozeß
unterstützt und den Viskositätsindex verbessert, und dank der
Tatsache, daß das Additiv Isocyanat-terminiert ist, wird die
kovalente Bindung an das wärmehärtbare Polyesterharz
erleichtert, wodurch die dynamischen
Schlagfestigkeitseigenschaften des wärmehärtbaren
Polyesterharzes erhöht werden. Schließlich erlaubt die
Verwendung dieses Additives eine größere Vorhersagbarkeit der
für das wärmehärtbare Polyesterprodukt während der Endhärtung
zu erwartenden Dimensionsänderungen, als dies mit irgendeinem
der bisher bekannten konventionellen Niedrigschrumpf-Additive
des Standes der Technik möglich ist.
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Die US-A-4067845 beschreibt ein duales Verdickungssystem zur
Verwendung bei der Herstellung einer formbaren wärmehärtbaren
Polyesterharzzusammensetzung. Dieses duale Verdickungssystem
ist ein Oxid oder Hydroxid von Calcium oder Magnesium, und
vorzugsweise von Magnesium, und wird in Verbindung mit einem
Polyisocyanat verwendet, um dem wärmehärtbaren Polyesterharz
verbesserte Formeigenschaften zu verleihen, wie sie sonst nur
unter Verwendung von Oxiden und/oder Hydroxiden von Calcium
und Magnesium erhalten werden.
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Dies unterscheidet sich von der vorliegenden Erfindung
dadurch, daß das Polyisocyanat kein Isocyanat-terminiertes
Urethan-Prepolymer auf der Basis eines Polyesterpolyols oder
eines Polyetherpolyols oder einer Mischung davon und eines
Polyisocyanats enthält. Das erfindungsgemäß verwendete duale
funktionelle Additivsystem ersetzt das organische
Polyisocyanat des dualen Verdickungssystems durch ein
Isocyanat-terminiertes Urethan-Prepolymer auf der Basis eines
Polyetherpolyols und eines Polyesterpolyols oder einer
Mischung davon, um eine bessere geringe Schrumpfung zu
ergeben, als sie unter Verwendung des in der US-A-4067845
beschriebenen Systems allein zu erwarten wäre, wobei sie
gleichzeitig als Verdickungsmittel für verbesserte
Formgebungseigenschaften dient. Durch die Verwendung von
Isonat 123L gemäß der US-A-4067845 werden keine solchen
verbesserten Schrumpfeigenschaften verliehen.
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Die GB-A-2045259 beschreibt ein Urethan-dominiertes
Niedrigschrumpf-Additiv zur Verwendung in wärmehärtbaren
Polyesterharzprodukten. Das Niedrigschrumpf-Additiv basiert
auf einem Polyester oder Polyetherpolyol oder einer Mischung
davon, und vorzugsweise auf einem Polyetherpolyol, einem
Polyisocyanat, und einem Isocyanat-reaktiven ungesättigten
Monomer, vorzugsweise Hydroxyalkylacrylat, wobei die OH-
Gruppen des Monomers mit den NCO-Gruppen des intermediären
Prepolymers auf der Basis von Polyetherpolyisocyanat
reagieren, wodurch die NCO-Gruppen "abgekappt" ("capping off")
werden und für die nachfolgende Reaktion eine Doppelbindung
freigesetzt wird.
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Das Niedrigschrumpf-Urethanadditiv der GB-A-2045259 wird in
einem Zweistufen-Verfahren hergestellt. Spezifischerweise wird
ein Isocyanat-terminiertes Prepolymer auf der Basis von
entweder einem Polyetherpolyol oder einem Polyesterpolyol, wie
vorstehend skizziert, und einem Polyisocyanat hergestellt,
wodurch ein Isocyanat-terminiertes Prepolymer mit einem
NCO/OH-Verhältnis von ca. 1.02/1 bis ca. 1.6/1, und
vorzugsweise 1.1/1 bis 1.4/1 gebildet wird. Die
Isocyanatgruppen werden dann mit einem Isocyanat-reaktiven
ungesättigten Monomer umgesetzt, das ausgewählt ist aus
geeigneten Estern, Amiden oder Alkoholen, und vorzugsweise mit
Hydroxyethylacrylat. Diese Umsetzung sollte einen Endgehalt an
freien NCO-Gruppen im Bereich von vorzugsweise 0 bis 1%, und
insbesondere im Bereich von 0 bis 0.5% freien NCO-Gruppen
ergeben. Die vorstehend beschriebene Umsetzung des
Isocyanatterminierten Prepolymers mit dem ungesättigten Monomer ergibt
ein Oligomer mit kontrolliertem Molekulargewicht und
terminaler Ungesättigtheit. Das Additiv der GB-A-2045259 ist
ein Niedrigschrumpf-Additiv und nimmt, im krassen Gegensatz
zur vorliegenden Erfindung, nicht am Verdickungsprozeß unter
Verwendung des in der US-A-4067845 beschriebenen dualen
Verdickungssystemsteil.
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Darüberhinaus ergibt das erfindungsgemäße duale funktionelle
Isocyanat-terminierte Urethanpolymer-Additiv keine terminale
Ungesättigtheit, wie sie aus dem Niedrigschrumpf-Additiv der
GB-A-2045259 resultiert.
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Das erfindungsgemäße duale funktionelle Additiv ist vielmehr
durch NCO-Gruppen terminiert, die mit den terminalen
OH-Gruppen eines wärmehärtbaren Polyesterharzes reagieren und
daran anbinden, um vorteilhafte Niedrigschrumpf-Eigenschaften
und bessere Schlagfestigkeitseigenschaften zu ergeben, wie
dies hier beschrieben wird, und wirkt in Verbindung mit dem
dualen Verdickungssystem der US-A-4067845
als Verdickungsmittel für das wärmehärtbare Polyesterharz, um
verbesserte Formgebungseigenschaften zu ergeben. Das in der
GB-A-2045259 beschriebene Niedrigschrumpf-Additiv ist zur
Verleihung von Niedrigschrumpf-Eigenschaften von der Reaktion
mit der terminalen reaktiven Ungesättigtheit des Prepolymers
abhängig. Darüberhinaus wird erfindungsgemäß ein NCO/OH-
Verhältnis von 1.2/1 bis 5/1, und vorzugsweise ein NCO/OH-
Verhältnis zwischen 1.8 und 3, bereitgestellt. Der Mechanismus
der Reaktion der entsprechenden Niedrigschrumpf-Additive ist
deshalb stark verschieden.
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EP-A-0074746 betrifft eine wärmehärtbare
Polyesterharzzusammensetzung, die ein ausgewähltes
Polyurethanoligomer enthält, um die
Schlagfestigkeitseigenschaften und Oberflächeneigenschaften
der wärmehärtbaren Polyesterharzzusammensetzung zu verbessern.
Diese in der EP-A-0074746 beschriebenen Polyesterharzsysteme
verleihen dem Polyesterharzsystem erhöhte
Schlagfestigkeitseigenschaften sowie Niedrigschrumpf-
Eigenschaften.
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Die Art und Weise, wie dies erreicht wird, unterscheidet sich
jedoch von der vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird das
in der EP-A-0074746 verwendete Polyurethan-System durch
Umsetzung eines Hydroxyl-terminierten Prepolymers mit
Dicarbonsäureanhydriden gebildet. Erfindungsgemäß werden keine
Dicarbonsäureanhydride zur Bildung des Prepolymers verwendet.
Darüberhinaus ist das NCO/OH-Verhältnis des
Polyurethanoligomers der EP-A-0074746 ca. 0.3/1 bis ca.
0.99/1, während das NCO/OH-Verhältnis erfindungsgemäß zwischen
1.2/1 und 5/1 liegt, und vorzugsweise 1.8/1 bis 3/1 beträgt.
Das in der EP-A-0074746 definierte System würde Probleme in
der Faserstruktur geben, die erfindungsgemäß gelöst werden
können.
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Zusätzlich unterstreicht die EP-A-0074746 die Verwendung von
Kettenverlängerern um das Prepolymer dieser Erfindung zu
verlängern. Das durchschnittliche Molekulargewicht des
verwendeten Polyols beträgt ca. 300 bis ca. 10000, was
verschieden ist von der vorliegenden Erfindung, worin der
Bereich von 600 bis 4000 bevorzugt ist. Darüberhinaus wird
nach der EP-A-0074746 ein Polyesterpolyol bevorzugt, während
erfindungsgemäße Polyetherpolyole die bevorzugten Polyol-
Reaktanten sind. Das Polyurethan-Oligomer, das gemäß der EP-A-
0074746 verwendet wird, ist außerdem ein Hydroxy-terminiertes
Prepolymer, während erfindungsgemäß das Prepolymer
Isocyanatthermiert ist. Das Polyurethan-Oligomer der EP-A-0074746 wird
außerdem mit einer Dicarbonsäure umgesetzt, während dies
erfindungsgemäß nicht der Fall ist.
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Schließlich wird erfindungsgemäß das duale Verdickungssystem
der US-A-4067845 verwendet, um als Verdickungsmittel sowie als
Niedrigschrumpf-Additiv zu wirken, um ein wärmehärtbares
Polyesterharzprodukt zu bilden, das gute Niedrigschrumpf-
Eigenschaften und dynamische Schlagfestigkeitseigenschaften
besitzt. Aufgrund der Hydroxy-Terminierung des im System der
US-A-4067845 verwendeten Prepolymers unterscheidet sich die
vorliegende Erfindung von der EP-A-0074746.
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Die US-A-4424333 betrifft eine modifizierte flüssige
Polyurethan-Polymerzusammensetzung aus einem Polyurethan-
Oligomer, das eine terminale ethylenische Ungesättigtheit
enthält. Das vorgeschlagene Polyurethan-Oligomer wird
hergestellt durch Umsetzung eines organischen Polyisocyanats
und eines Polyether-Polyols, um ein Oligomer zu bilden, und
dieses Produkt wird dann mit einer Isocyanat-reaktiven Gruppe
umgesetzt, die ein ungesättigtes Monomer enthält, das
ausgewählt ist aus geeigneten Acrylaten und Acrylamiden oder
Mischungen davon, und das vorzugsweise Hydroxyethylacrylat
ist, um die terminale Ungesättigtheit zu erzeugen.
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Das verwendete Polyol sollte ein durchschnittliches
Molekulargewicht von ca. 75 bis ca. 500 besitzen, und
vorzugsweise von 100 bis 200, und eine Funktionalität von
mindestens 3, und vorzugsweise von 3 bis 8, und insbesondere
von 4 bis 6. Das NCO/OH-Verhältnis im Polyurethan-Oligomer der
US-A-4424333 beträgt ca. 0.8/1 bis ca. 2/1, und vorzugsweise
1/1 bis 1.2/1. Es wird angenommen, daß, abgesehen von den
Unterschieden im Molekulargewicht und dem NCO/OH-Verhältnis,
das Polyurethan-Oligomer der US-A-4424333 nicht in dem dualen
Verdickungssystem der US-A-4067845 verwendet werden kann.
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Die WO 85/00175 betrifft bei niedriger Temperatur lagerstabile
flüssige Mischungen von (1) Isocyanat-enthaltenden
Prepolymeren, die durch Umsetzung von Polyolen und einem
Polyisocyanat erhalten werden, und (2) einem keine Hydroxyl-
Gruppen enthaltenden Fließmodifikationsmittel, das mit dem
Prepolymer kompatibel ist; die US-A-4115429 betrifft ebenfalls
eine bei niedrigen Temperaturen lagerstabile flüssige
Diisocyanatverbindung. Beide Arbeiten beschreiben nicht eine
Diisocyanatverbindung als Komponente einer
Harzmattenzusammensetzung.
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Die US-A-4439577 betrifft eine wärmehärtbare, flüssige
Polymerzusammensetzung, die ein modifiziertes
Polyurethanoligomer umfaßt, das eine terminale ethylenische
Ungesättigtheit enthält, und einen freie Radikale bildenden
Katalysator.
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Die US-A-4062826 beschreibt polymere Formkörper aus einem Gel-
Polymerisat einer homogenen Mischung aus (a) 5 bis 95 Gew.-%
Polyurethan-Vorläufer, die mindestens eine polyfunktionelle
Verbindung und mindestens ein Diisocyanat umfassen, wobei
diese Vorläufer dazu fähig sind, ein vernetztes Polyurethan zu
bilden, das eine Glas-Kautschuk-Übergangstemperatur von
mindestens 25ºC besitzt, und (b) 95 bis 5 Gew.-% gehärtete
Polyesterharz-Vorläufer, die (i) mindestens einen ethylenisch
ungesättigten Polyester und (ii) mindestens ein Vinylmonomer
umfassen.
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Wie vorstehend angegeben, betrifft die vorliegende Erfindung
ein duales funktionelles Additiv, das das duale
Verdickungssystem der US-A-4067845 unterstützt und kovalent an
das wärmehärtbare Polyesterharz eines solchen Produktes
bindet, um eine Vorhersagbarkeit der Dimensionsänderungen
eines solchen Produktes während der Endhärtung zu ergeben, wie
sie unter alleiniger Verwendung des bekannten Systems nicht zu
erwarten war. Die US-A-4424333 kann aufgrund ihrer
ethylenischen terminalen Ungesättigtheit nicht das duale
Verdickungssystem der US-A-4067845 unterstützen. Das zur
erfindungsgemäßen Verwendung vorgesehene Polyetherpolyol
besitzt ferner ein Molekulargewicht von 600 bis 4000, eine
Funktionalität von 2 bis 3, und vorzugsweise von 2, und ein
NCO/OH-Verhältnis zur Bildung des erfindungsgemäßen
Isocyanatterminierten Urethan-Prepolymers von 1.2/1 bis 5/1, und
vorzugsweise ein NCO/OH-Verhältnis zwischen 1.8 und 3. Die
vorliegende Erfindung unterscheidet sich deshalb vom Stand der
Technik.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine
gereifte formbare Plattenformmasse (Harzmasse) gemäß Anspruch
1; bevorzugte weitere Entwicklungen dieser Zusammensetzung
sind in den Ansprüchen 2 bis 5 spezifiziert.
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Das erfindungsgemäße Isocyanat-terminierte Urethan-Prepolymer
basiert auf einem Polyetherpolyol und einem Diisocyanat oder
Polyisocyanat. Das Polyol ist vorzugsweise ein Diol oder Triol
mit einem Molekulargewicht von 600 bis 4000, und insbesondere
von ca. 2000, wie es z. B. durch Fluracol P-2010 der BASF
dargestellt wird, und mit einer Funktionalität von 2 bis 6,
und vorzugsweise von 2 bis 3, und insbesondere von 2. Das
erfindungsgemäße duale funktionelle Additiv wird in einer
Einstufen-Additionsreaktion zwischen einem Equivalent des
vorstehend beschriebenen Polyols und 2 Equivalenten des
Polyisocyanats in Gegenwart von 0 bis 1% eines
konventionellen Polyurethankatalysators, wie z. B.
Zinn(II)octoat, Dibutylzinndilaurat und dergleichen, wobei die Menge
eines solchen Katalysators vom Gesamtgewicht des Urethans
bestimmt wird, gebildet.
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Das so gebildete Isocyanat-terminierte Urethanadditiv sollte
ein Isocyanat/Hydroxyl-Verhältnis NCO/OH von 1.2/1 bis 5/1,
und vorzugsweise bin NCO/OH-Verhältnis zwischen 1.8 bis 3, und
insbesondere von 2, besitzen.
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Das erfindungsgemäße duale funktionelle Additiv ist zur
Verwendung mit wärmehärtbaren Polyesterharzprodukten
vorgesehen, an die es kovalent gebunden wird, um verbesserte
dynamische Schlagfestigkeitseigenschaften zu ergeben, die,
soweit bisher bekannt, mit irgendeinem Niedrigschrumpf-Additiv
des Standes der Technik nicht zu erwarten waren. Zusätzlich
verleiht dieses Additiv eine größere "Niedrigschrumpf"-
Vorhersagbarkeit, die mit einem der konventionellen
Niedrigschrumpf-Additive des Standes der Technik nicht zu
erwarten war. Durch Ersatz des organischen Polyisocyanats der
US-A-4067845 durch das erfindungsgemäße Isocyanat-terminierte
Urethan-Prepolymer wirkt das Additiv außerdem als
Verdickungsmittel für das wärmehärtbare Polyesterharz, dem es
zugegeben wird, wodurch der gereiften Paste verbesserte
Formgebungseigenschaften verliehen werden.
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Das Isocyanat-terminierte Urethan-Prepolymer wird hergestellt,
indem man zuerst ein organisches Polyisocyanat, und
vorzugsweise ein Diisocyanat, mit einem Polyol unter
Verwendung von Standardverfahren umsetzt, um ein
Isocyanatterminiertes Prepolymer mit einem kontrollierten
Molekulargewicht und mit einem NCO/OH-Verhältnis von 1.2/1 bis
5/1 und vorzugsweise einem NCO/OH-Verhältnis zwischen 1.8 bis
3, und insbesondere von 2, zu ergeben.
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Das erfindungsgemäß zur Bildung verwendete Polyisocyanat
umfaßt Toluoldiisocyanat, wie z. B. die 80 : 20- oder 65 : 35-
Isomerenmischung der 2,4- und 2,6-isomeren Formen,
Ethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Meta- und
Paraphenyldiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI)
oder einer Mischung von MDI und seinen trifunktionellen
cyklischen Additionsprodukten, die Carbodiimidbindungen
enthalten, 1,5-Napthalindiisocyanat, Para- und Meta-
Xyloldiisocyanate, Tetramethylendiisocyanat und
Hexamethylendiisocyanat. Die genaue Art des verwendeten
Polyisocyanats ist nicht kritisch, aber Diisocyanate sind
bevorzugt, und von diesen sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
(MDI) oder einer Mischung aus MDI und seinen trifunktionellen
cyklischen Addukten, die Carbodiimidbindungen enthalten,
bevorzugt. Es ist auch anzumerken, daß durch Verwendung
verschiedener Polyisocyanate verschiedene Ergebnisse im
Hinblick auf die Niederschrumpf-Additive erhalten werden, und
es ist zu betonen, daß Diisocyanat bevorzugt sind.
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Die in dem dualen funktionellen Additiv verwendete Polyol-
Reaktionskomponente ist ein Polyetherpolyol oder Mischungen
von zwei oder mehreren solcher Polyetherpolyolverbindungen.
Die verwendete Polyol-Reaktionskomponente, oder deren
Mischungen, besitzen ein durchschnittliches Equivalentgewicht
von zwischen 600 bis 4000, und eine Funktionalität zwischen 2
und 6, und vorzugsweise von 2 bis 3, und insbesondere von 2.
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Als geeignete Polyetherpolyole können Polyoxyalkylenpolyole
und Mischungen davon verwendet werden. Diese können gemäß
allgemein bekannter Verfahren hergestellt werden durch
Kondensation eines Alkylenoxids, oder Mischungen von durch
statistische oder stufenweise Addition erhaltenen
Alkylenoxiden, mit einem mehrwertigen Initiator oder einer
Mischung von mehrwertigen Initiatoren.
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Die zur Verwendung vorgesehenen Alkylenoxide umfassen
Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxide, Amylenoxid,
Aralkylenoxide, wie z. B. Trichlorbutylenoxid und dergleichen,
und das am meisten bevorzugte Alkylenoxid ist Propylenoxid
oder eine durch statistische oder stufenweise Oxyalkylierung
erhaltene Mischung von Propylenoxid und Ethylenoxid.
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Zur Herstellung der Polyetherpolyol-Reaktionskomponente
verwendete mehrwertige Initiatoren umfassen (a) aliphatische
Diole, wie z. B. Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,2-
Propylenglykol, Butylenglykole, Butandiole, Pentandiole und
dergleichen, (b) die aliphatischen Triole, wie z. B. Glycerin,
Trimethylolpropan, Triethylolpropan, Trimethylolhexan und
dergleichen, (c) die Polyamine, wie z. B. Tetraethylendiamin
und (d) die Alkanolamine, wie z. B. Diethanolamin,
Triethanolamin und dergleichen. Vorzugsweise sind die
mehrwertigen Initiatoren der Wahl zur Verwendung zur
Herstellung der Polyetherpolyolreaktionskomponente ein
aliphatisches Diol oder Triol, wie z. B. Ethylenglykol,
Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan und dergleichen.
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Wenn im Vergleich dazu ein Polyesterpolyol zur Verwendung als
Polyol-Reaktionskomponente für das erfindungsgemäße duale
funktionelle Additiv ausgewählt wird, wird ein solches Polyol
normalerweise durch Umsetzung einer Polycarbonsäure mit einem
mehrwertigen Initiator, wie z. B. einem Diol oder Triol,
gebildet. Die Polycarbonsäuren umfassen Oxalsäure, Malonsäure,
Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure,
Suberinsäure, Azelainsäure und dergleichen. Illustrative
mehrwertige Alkohole umfassen verschiedene Diole und Triole
und höher funktionelle Alkohole, wie z. B. Ethylenglykol, 1,3-
Propylenglykol, 1,2-Propylenglykol, Butylenglykole,
Butandiole, Pentandiole, Glycerin, Trimethylolpropan,
Trimethylolhexan, Hexan-1,2,6-triol und dergleichen.
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Wenn eine Polyetherpolyol-Reaktionskomponente durch Umsetzung
mit dem mehrwertigen Alkylenoxid-Initiator hergestellt werden
soll, wird normalerweise, wie dies aus dem Stand der Technik
allgemein bekannt ist, ein Katalysator, wie z. B. KOH,
zugegeben, um die Umsetzung zu beschleunigen. Das
resultierende Polyetherpolyol sollte ein durchschnittliches
Molekulargewicht von 600 bis 4000 haben. Nach der Umsetzung
wird der Katalysator vorzugsweise entfernt, und hinterläßt ein
Polyetherpolyol, das zur Umsetzung mit den wie vorstehend
angegebenen Polyisocyanat-Reaktionskomponenten geeignet ist,
um das erfindungsgemäße Isocyanat-terminierte Urethan-Polymer
zu bilden.
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Zur Bildung des erfindungsgemäßen Isocyanat-terminierten
Urethan-Prepolymers wird ein Equivalent der vorstehend
definierten Polyol-Reaktionskomponente mit 1,2 bis 5, und
vorzugsweise 2 Equivalenten eines wie vorstehend definierten
Polyisocyanats in Gegenwart eines konventionellen
Urethankatalysators, wie z. B. Zinn(II)-octoat und
Dibutylzinndilaurat und dergleichen, umgesetzt, wobei die
Isocyanatgruppen an die terminalen Enden des Prepolymers
plaziert werden, wodurch sich das erfindungsgemäße
Isocyanatterminierte Urethan-Prepolymer ergibt. Es ist anzumerken, daß
das Prepolymer in Gegenwart eines ethylenisch ungesättigten
Monomers, wie z. B. Styrol hergestellt werden kann, oder daß
ein Monomer nach dessen Herstellung zugegeben werden kann,
ohne daß seine Funktion als Additiv zur Verleihung der
erfindungsgemäß erzielbaren Fortschritte gegenteilig
beeinflußt wird.
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Das erfindungsgemäße Isocyanat-terminierte Urethan-Prepolymer-
Additiv kann oder kann nicht verwendet werden mit irgendeinem
der konventionellen Niedrigschrumpf-Additive des Standes der
Technik, wie z. B. Polyvinylacetat und Polymethylmethacrylat
oder einer Mischung davon oder mit irgendeinem anderen
linearen Oligomer mit einem Molekulargewicht im Bereich von
10000 bis 90000.
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Unabhängig davon, ob das erfindungsgemäße Prepolymer mit einem
konventionellen Niedrigschrumpf-Additiv verwendet wird oder
nicht, sollte das Verhältnis der Gesamtmenge an Prepolymer zu
Polyesterharz optimalerweise im Bereich von 10 Gewichtsteilen
Prepolymer/90 Gewichtsteilen Polyesterharz bis 60
Gewichtsteilen Prepolymer/40 Gewichtsteilen Polyesterharz
liegen.
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Das zur erfindungsgemäßen Verwendung vorgesehene SMC setzt
sich im wesentlichen aus den folgenden Bestandteilen zusammen:
(a) einem ungesättigten Polyesterharz mit (1) einem Verhältnis
von Hydroxylgruppen/Carboxylgruppen von zwischen 5.7 und 8.2,
und (2) einer Säurezahl von mindestens 14 und (3) einem
durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen 800 und 5000; (b)
einem dualen Verdickungssystem aus dem erfindungsgemäßen
Diisocyanat-terminierten Urethan-Prepolymer in einer Menge die
ausreicht, um mit mindestens 10%, aber nicht mehr als 105%
der vorhandenen Hydroxylgruppen zu reagieren, und ein
Metalloxid oder Hydroxid, ausgewählt aus der Gruppe IIA des
periodischen Systems der Elemente, und bestehend aus Calcium-
und Magnesiumoxiden oder Hydroxiden in einer Menge, um mit
mindestens 30%, aber nicht mehr als 75% der vorhandenen
Carboxylgruppen zu reagieren; (c) einem ethylenisch
ungesättigten Monomer und einem radikalischen
Polymerisationskatalysator; (d) einem inerten Füllstoff; (e)
einem faserförmigen Verstärkungsmaterial; (f) einem
Formtrennmittel.
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Wenn das erfindungsgemäße Isocyanat-terminierte Urethan-
Prepolymer in einem wie vorstehend definierten SMC verwendet
wird, kann das Prepolymer in Styrol gelöst werden und dann wie
irgendein anderes Niedrigschrumpf-Additiv verwendet werden,
und wird in einer Menge eingesetzt, die ausreicht um mit
mindestens 10%, aber nicht mehr als 105% der in der Reaktion
vorhandenen Hydroxylgruppen zu reagieren.
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Das in dem dualen Verdickungssystem verwendete Metalloxid oder
-hydroxid ist im wesentlichen ein Metalloxid oder -hydroxid
aus der Gruppe IIA des periodischen Systems der Elemente, und
umfaßt Calcium oder Magnesium. Obwohl Calcium in Form seiner
verschiedenen Oxide und Hydroxide verwendet werden kann, ist
Magnesium insofern bevorzugt, weil bei der Verwendung von
Magnesium bessere Ergebnisse erreicht werden. Obwohl die
vorliegende Erfindung allein verwendet werden kann, kann sie
auch zusammen mit einem Monomer aus der Gruppe Styrol,
Vinyltolol und Vinylacetat und irgendeinem anderen ethylenisch
ungesättigten Monomer verwendet werden, und wenn dies der Fall
ist, wird sie normalerweise so verwendet, daß 0.5 bis 2.5 Mol
monomere Ungesättigtheit pro Mol Ungesättigtheit in dem
ungesättigten Polyesterharz erhalten werden. Styrol und
Vinyltoluol sind bevorzugte Monomere, obwohl auch andere
verwendet werden können.
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Erfindungsgemäß wird auch ein radikalischer
Polymerisationskatalysator verwendet. Der Katalysator ist
vorzugsweise in einer Menge von 0.1 Teilen pro 100 Teile des
gesamten Harzes und Monomers vorhanden, wobei sich die Teile
auf Gewichtsteile beziehen. Der radikalische
Polymerisationskatalysator wird zu der ungehärteten
Zusammensetzung so zugegeben, daß beim Erhitzen auf die
Aktivierungstemperatur die Vernetzungspolymerisationsreaktion
vom Additiv-Typ zwischen dem polymerisierbaren Monomer und dem
ungesättigten Polyesterharz beginnt, um die vorstehend
beschriebene Matrix auszubilden. Der Katalysator wird
normalerweise in einer Menge im Bereich von 0.1 bis 3.0 Teilen
pro 100 Teilen des gesamten Monomers und Harzes verwendet, und
ist üblicherweise ein Peroxid.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene Formtrennmittel kann
irgendeines der im Stand der Technik verwendeten sein, wie
z. B. Zinkstearat, Calciumstearat, Magnesiumstearat, organische
Phosphatester und andere organische flüssige interne
Formtrennmittel.
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Für die Harzmattenzusammensetzungen sind die
Verstärkungsfasern normalerweise in einer Menge von 10 bis 70
Gew.-% vorhanden, und sind vorzugsweise Glasfasern. Der
bevorzugte Bereich dieser Verstärkungsfasern beträgt zur
Verwendung für wärmehärtbare Polyesterharz-Applikationen, wie
z. B. für ein SMC, 15 bis 70 Gew.-%.
-
Nicht verstärkende Füllstoffe können zu der Zusammensetzung
zugegeben werden, um die Gesamtmaterialkosten zu verringern,
ohne dadurch die gewünschten physikalischen Eigenschaften des
Endproduktes bedeutsam zu verringern, oder sie können
zugegeben werden, um der ungehärteten Zusammensetzung
spezifische Eigenschaften zu verleihen. In wärmehärtbares
Polyesterharz-Applikationen, wie z. B. als SMC, können die
Füllstoffe in einer Menge im Bereich von 20 bis 1000
Gewichtsteilen pro 100 Teilen des reinen Polyesterharzes
verwendet werden.
-
Die Erfindung kann, wie vorstehend angegeben, ein
Niederschrumpf-Additiv umfassen, das normalerweise im gleichen
Typ des ethylenisch ungesättigten Monomers, in dem das
Polyesterharz gelöst wird, gelöst wird.
-
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen dualen funktionellen
Additivs mit wärmehärtbaren Polyesterharzprodukten, wie in
Epel et al. definiert, und insbesondere mit
Harzmattenzusammensetzungen (SMC), wird das ungesättigte
Polyesterharz, wie in US-A-4067845 beschrieben, in einem
Monomer, wie z. B. Styrol, Vinylacetat oder Vinyltoluol,
gelöst. Das duale Verdickungssystem der US-A-4067845 wird
durch Ersatz des darin definierten organischen Polyisocyanats
durch das erfindungsgemäße duale funktionelle Additiv
modifiziert. Ein radikalischer Katalysator, der durch Hitze
aktiviert wird, wie z. B. organische Peroxide, Hydroperoxide
oder Azoverbindungen, und normalerweise ein Peroxid, wird zu
dem Polyesterharz zugegeben. Inerte Füllstoffe können
zugegeben werden, um die Gesamtkosten des SMC zu verringern,
ohne die wesentlichen Eigenschaften des SMC zu verschlechtern.
Dann wird das modifizierte duale Verdickungssystem zum
Polyesterharz zusammen mit einer zusätzlichen Menge des
erfindungsgemäßen Isocyanat-terminierten Urethanprepolymers in
einer Menge zugegeben, das die Gesamtmenge des
Prepolymers/Polyesterharz im Bereich von 10 Gewichtsteilen
Prepolymer/ 90 Gewichtsteile Polyesterharz bis 60
Gewichtsteilen Prepolymer/40 Gewichtsteile Polyesterharz
liegt.
-
Verstärkungsfasern, wie z. B. Glasfasern, werden zum SMC auf
übliche Weise zugegeben. Wenn die Fasern mit der
Zusammensetzung sorgfältig vermischt sind, wird das SMC durch
Alterung bei 32.2 bis 40.0ºC (90 bis 104ºF) während 3 bis 5
Tagen in den B-Zustand mit verformbarer Konsistenz gebracht.
Nach Überführung des Materials in den B-Zustand kann es bei
137.9 bis 157.3ºC (280 bis 315ºF) in 1 bis 2 Minuten,
abhängig von der spezifischen Konfiguration, d. h. der Dicke,
des zu formenden Teils, verformt werden. Nach Auftreten des
B-Zustandes kann das SMC während eines langen Zeitraums gelagert
werden, ohne seine Handhabbarkeit oder Verarbeitbarkeit zu
beeinträchtigen.
-
Schließlich verleiht das neue Additiv aufgrund der Tatsache,
daß es kovalent an die Polyesterharzmatrix des SMC gebunden
ist, der SMC-Infrastruktur hervorragende
Temperaturbeständigkeitseigenschaften, die, soweit wie jetzt
bekannt, gemäß dem Stand der Technik nicht zu erreichen sind.
-
Die Verwendung des erfindungsgemäßen dualen funktionellen
Additivs in der vorstehend beschriebenen Weise ergibt eine
SMC, die im Vergleich zum Stand der Technik einen
hervorragenden Viskositätsindex aufweist, sowie verbesserte
dynamische Schlagfestigkeitseigenschaften,
Hochtemperatursbeständigkeitseigenschaften und
Pigmentierbarkeit.
Beispiele A bis F
-
Die Beispiele A bis F werden angegeben, um das Verfahren zur
Herstellung des Prepolymers aus einem Polyether oder einem
Polyester zu zeigen.
-
Das Polyol, entweder ein Polyetherpolyol oder ein
Polyesterpolyol, wird in Styrol gelöst, bis eine klare
homogene Lösung erhalten wird. Das Isocyanat befindet sich in
einem Reaktionskessel und die Polyollösung wird mit einer
Geschwindigkeit von 1.67 Gew.-% pro Minute dazu zugegeben.
Während der Zugabe des Polyols werden die Reaktionskomponenten
bei einer Temperatur von ca. 37.8ºC (100ºF) gehalten.
-
Nach der Zugabe des Polyols wird zur Reaktionsmasse ein
Katalysator zugegeben und die Reaktionskomponenten werden 30
Minuten lang einer exothermen Reaktion überlassen. Nachdem
sich die Reaktionstemperatur stabilisiert hat, was
normalerweise innerhalb von 30 Minuten der exothermen Reaktion
der Fall ist, wird die Zusammensetzung auf 68.4ºC (155ºF)
aufgeheizt und bei dieser Temperatur weitere 30 Minuten lang
gehalten. Die Vervollständigung der Reaktion wird durch
Messung des freien Isocyanatgehaltes des Reaktionsproduktes
verfolgt.
-
Die folgenden Beispiele A bis F werden auch angegeben, um das
unter Verwendung eines Polyetherpolyols (erfindungsgemäß) oder
eines Polyesterpolyols (Vergleich) gebildete Prepolymer zu
zeigen:
Beispiel A: Prepolymer
-
NCO/OH = 2/1
-
Polyetherpolyol; EW (Equivalentgewicht) = 1000
MDI
-
75% Feststoffe, 25% Styrol
Beispiel B (Vergleich): Prepolymer
-
NCO/OH = 2/1
-
Polyesterpolyol; EW = 1000
MDI
-
75% Feststoffe, 25% Styrol
Beispiel C: Prepolymer
-
NCO/OH = 5/1
-
Polyetherpolyol; EW = 1000
MDI
-
75% Feststoffe, 25% Styrol
Beispiel D: Prepolymer
-
NCO/OH = 1.5/1
-
Polyetherpolyol; EW = 1000
MDI
-
35% Feststoffe, 65% Styrol
Beispiel E (Vergleich): Prepolymer
-
NCO/OH = 1.5/1
-
Polyesterpolyol; EW = 1000
-
35% Feststoffe, 65% Styrol
Beispiel F: Prepolymer
-
NCO/OH = 2/1
-
Polyetherpolyol; EW = 500
MDI
-
75% Feststoffe, 25% Styrol
Ausführungsbeispiel 1 und Vergleichsausführungsbeispiel
1 und 2
-
Diese Beispiele werden angegeben, um die Verbesserung in der
Schrumpfung und Verformbarkeit zu zeigen, die unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Prepolymerblend in einer Matrix für eine
Plattenformmasse erhalten werden.
Vergleichsausführungsbeispiel 1, das kein Prepolymer und kein
Isocyanat enthält, dient als Kontrolle, während das
Ausführungsbeispiel 1 die Ergebnisse unter Verwendung eines
Isocyanat-terminierten Urethan-Prepolymers auf Polyetherbasis
zeigt, und Vergleichsausführungsbeispiel 2 die Ergebnisse
unter Verwendung eines Isocyanat-terminierten Urethan-
Prepolymers auf der Basis eines Polyesterpolyols zeigt. Die
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Prepolymers
erwarteten Vorteile umfassen verbesserte Schrumpfeigenschaften
sowie Formgebungseigenschaften gegenüber der Kontrollblend. In
jedem der angeführten Beispiele wird der Σ-Wert definiert als
-
Σ = η80ºC/η30º + η90ºC/η30º + η100ºC/η30º
-
worin η die Verformbarkeit der Paste bei der entsprechenden
Temperatur ist.
Vergleichsausführungsbeispiel 1
-
Polyesterharz 67
-
Acrylsyrup 33
-
Urethanprepolymer -
Styrol -
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 1
-
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 29000 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 20 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 3.6 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.065
-
Viskositätszahl 30
Ausführungsbeispiel 1
-
Polyesterharz 67
-
Acrylsyrup 16.5
-
Urethanprepolymer (Beisp. A) 7.7
-
Styrol 8.8
-
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 1
-
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0,223
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 36800 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 29 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 3.5 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.133
-
Viskositätszahl 150
Vergleichsbeispiel 2
-
Polyesterharz 67
-
Acrylsyrup 16.5
-
Urethanprepolymer (Beisp. B) 7.7
-
Styrol -
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmitte 1 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 1
-
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0,223
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 20000 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 26 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 8.8 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.159
-
Viskositätszahl 107
Vergleichsausführungsbeispiele 3 und 4 und
Ausführungsbeispiele 2 und 3
-
Diese Beispiele werden angegeben um den Effekt der
verschiedenen spezifischen Verhältnisse von Isocyanat zu
Hydroxylgruppen in den Polyester und/oder Polyesterharzsystem
in einem Matrix oder einer Plattenformmasse im Hinblick auf
die Schrumpfeigenschaften und die Verformbarkeit zu zeigen.
Das Vergleichsausführungsbeispiel 3, das kein
Isocyanatterminiertes Urethan-Prepolymer aufweist, und ein
Polyesterharz auf der Basis von Polymethylmethacrylat und
Styrol, das ähnliche Eigenschaften wie das
Vergleichsausführungsbeispiel 1 zeigt, nämlich schlechte
Schrumpfeigenschaften und schlechte Verformbarkeit, dient als
Kontrolle.
-
Das Ausführungsbeispiel 2 zeigt die Effekte des
Isocyanattherminierten Urethan-Prepolymerprodukts des Beispiels C, das
eine Styrolmischung aufweist und ein NCO/OH-Verhältnis von
5 : 1,
auf ein Polyesterharzprodukt. Das Prepolymer gemäß
Ausführungsbeispiel 2 zeigt eine geringfügig höhere
Schrumpfung als die Kontrolle des
Vergleichsausführungsbeispiels 3, die aber immer noch
innerhalb der normal akzeptierbaren Parameter liegt. Das
Ausführungsbeispiel 2 zeigt außerdem eine verbesserte
Verformbarkeit im Vergleich zur Kontrolle des
Vergleichsausführungsbeispiels 3.
-
Das Ausführungsbeispiel 3 zeigt die Wirkung eines
Isocyanatterminierten Urethan-Prepolymers auf der Basis eines
Polyetherpolyols aus einer Styrolblend mit einem NCO/OH-
Verhältnis von 1.5/1. Das Beispiel wird angegeben um die
Wirkung verschiedener Verhältnisse von NCO/OH im Hinblick auf
die Schrumpfung und Verformbarkeit zu zeigen, die in diesem
Beispiel im Vergleich zur Kontrolle des
Vergleichsausführungsbeispiels 3 viel besser sind.
-
Das Vergleichsausführungsbeispiel 4 wird angegeben, um die zu
erwartenden Ergebnisse im Hinblick auf die Schrumpfung und
Verformbarkeit zu zeigen, wenn ein Diisocyanat-terminiertes
Prepolymer auf der Basis eines Polyesterpolyols in einer
Styrolblend unter Bildung des Polyesterharzes des Beispiels
verwendet wird.
-
Wie das Vergleichsausführungsbeispiel 4 zeigt, wird ein
NCO/OH-Verhältnis von 1.5/1 in dem Prepolymer auf Basis
Polyester verwendet.
Vergleichsausführungsbeispiel 3
-
Polyesterharz 70
-
Acrylsyrup 30
-
Urethanprepolymer -
Styrol
-Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel -
Magnesiumoxid 0.6
-
Magnesiumhydroxid -
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 28000 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 20 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 4 · 10&supmin;&sup6;
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.067
-
Viskositätszahl 335
Ausführungsbeispiel 2
-
Polyesterharz 70
-
Acrylsyrup -
Urethanprepolymer (Beisp. C) 13.5
-
Styrol 16
-
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid 0.6
-
Magnesiumhydroxid -
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0.761
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 34000 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 40 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 6.0 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.229
-
Viskositätszahl 58.3
Ausführungsbeispiel 3
-
Polyesterharz 70
-
Acrylsyrup -
Urethanprepolymer (Beisp. D) 30
-
Styrol -
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid 0.6
-
Magnesiumhydroxid -
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0.134
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100 ºF) 104000 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 65 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 2.1 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.226
-
Viskositätszahl 45.3
Vergleichsbeispiel 4
-
Polyesterharz 70
-
Acrylsyrup -
Urethanprepolymer (Beisp. E) 30
-
Styrol -
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid 0.6
-
Magnesiumhydroxid -
Calciumcarbonat 200
-
NCO/OH 0.134
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 31200 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 60 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 7.8 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert 0.571
-
Viskositätszahl 11.1
Ausführungsbeispiele 4 und 5
-
Diese Beispiele werden angegeben um die
Schrumpfungseigenschaften des erfindungsgemäßen Prepolymers im
Gegensatz zu den beobachteten Schrumpfungen unter Verwendung
eines Polyetherpolyols mit einem Equivalentgewicht (EW) von
1000 und 500 zu zeigen, das den Polyolen, die allgemein als
BASF Pz010 und bzw. BASF P1010 bekannt sind, entspricht. In
beiden Beispielen beträgt NCO/OH 2/1, was innerhalb der
erfindungsgemäß bevorzugten Bereiche liegt.
Ausführungsbeispiel 4
-
Polyesterharz 50
-
Acrylsyrup 27.8
-
Urethanprepolymer (Beisp. A) 11.75
-
Styrol 8.4
-
Polyetherpolyol 2.9
-
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 2
-
Calciumcarbonat 219
-
NCO/OH 0.272
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 56000 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 30 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm
(inch/inch)
-Ausdehnung cm/cm (inch/inch) 2.5 · 10&supmin;³
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert -
Viskositätszahl -
Ausführungsbeispiel 5
-
Polyesterharz 50
-
Acrylsyrup 27.8
-
Urethanprepolymer (Beisp. F) 11.75
-
Styrol 8.4
-
Polyetherpolyol 2.9
-
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 2
-
Calciumcarbonat 219
-
NCO/OH 0.466
-
Anfangsviskosität bei 37.8ºC (100ºF) 51200 cps
-
Viskosität des B-Zustands bei Raumtemp. 51 · 10&sup6; cps
-
Schrumpfung, cm/cm (inch/inch) 0.4 · 10&supmin;³
-
Ausdehnung cm/cm (inch/inch) -
Formgebungseigenschaften:
-
Σ-Wert -
Viskositätszahl -
Vergleichsausführungsbeispiel I und Beispiel I
-
Diese Beispiele werden angegeben, um die dynamischen
Schlagfestigkeitseigenschaften von konventionellen SMC des
Standes der Technik denen der erfindungsgemäß gebildeten SMC
gegenüberzustellen.
Vergleichsausführungsbeispiel 1
-
Polyesterharz 57
-
Acrylsyrup 43
-
Urethanprepolymer -
Styrol -
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 2
-
Calciumcarbonat 190
-
1'' Glasroving 115
-
Biegefestigkeit (ASTM D-790-70) 179·10&sup6;Pa (26000psi)
-
Biegemodul (ASTM D-790-70) 11.7·10&sup9;Pa (1.7·10&sup6;psi)
-
Zugfestigkeit (ASTM D-683-68) 72·10&sup6;Pa (10500psi)
-
Dynamische Schlagfestigkeit, bei Anfangsradius bei 6mph,
0.3 cm (0.120'') Dicke bei 23.9ºC (75ºF):
-
Absorbierte Energie 6.78 J (5.0 ft lbs)
-
Maximale Belastung 249.48 kg (550 lbs)
Beispiel I
-
Polyesterharz 57
-
Acrylsyrup 25.1
-
Urethanprepolymer (Beisp. A) 11.6
-
Styrol 6.3
-
Radikalischer Katalysator 1
-
Formtrennmittel 3
-
Magnesiumoxid -
Magnesiumhydroxid 2
-
Calciumcarbonat 190
-
1'' Glasroving 115
-
Biegefestigkeit (ASTM D-790-70) 179·10&sup6;Pa (26000psi)
-
Biegemodul (ASTM D-790-70) 12.05·10&sup9;Pa (1.75·10&sup6;psi)
-
Zugfestigkeit (ASTM D-683-68) 72xl0&sup6;Pa (10500psi)
-
Dynamische Schlagfestigkeit, bei Anfangsradius bei 6mph,
0.3 cm (0.120'') Dicke bei 23.9ºC (75ºF):
-
Absorbierte Energie 10.57 J (7.8 ft lbs)
-
Maximale Belastung 362.9 kg (800 lbs)