DE3733756A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern oder folien - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formkoerpern oder folien

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern oder von Folien auf Basis von Harnstoffgruppen und gegebenenfalls Urethangruppen aufweisenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch thermoplastische Formgebung, wobei als Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte solche auf Basis von höherfunk­ tionellen Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mit einem hohen Harn­ stoffgehalt verwendet werden.
Thermoplastische Polyurethanelastomere sind bekannt (vgl. z. B. Becker/Braun, Kunststoffhandbuch, Band 7, "Polyurethane", Carl Hanser Verlag, München/Wien (1983), Seiten 428 ff.). Bei den bislang bekannt gewordenen, thermoplastisch verarbeitbaren Polyurethanelastomeren handelt es sich um solche auf Basis von Diisocyanaten, höhermolekularen Dihydroxyverbindungen, insbesondere höhermolekularen Polyesterdiolen und niedermolekularen Diolen als Kettenverlängerungsmittel, wobei die Poly­ urethane möglichst linear aufgebaut, d. h. keine Ver­ netzungs- bzw. Verzweigungsstellen im Molekül aufweisen sollten. Auch von der Mitverwendung von Diaminen als Kettenverlängerungsmittel bei der Herstellung von thermoplastisch verarbeitbaren Polyurethanelastomeren hat man bislang abgeraten (vgl. das oben zitierte Hand­ buch, Seite 428, Absatz 8.2.1) da durch die Mitverwen­ dung von Diamin-Kettenverlängerungsmittel Harnstoff­ gruppen in das Molekül eingebaut werden, die als Hart­ segmente angesehen werden, die einer thermoplastischen Verarbeitbarkeit entgegenstehen.
Jetzt wurde jedoch überraschend gefunden, daß auch Harn­ stoffgruppen aufweisende Polyisocyanat-Polyadditions­ produkte, in denen die Anzahl der Harnstoffgruppen die Anzahl der Urethangruppen übersteigt, und die zudem unter Mitverwendung von verzweigten, höhermolekularen Aufbaukomponenten mit gegenüber Isocyanatgruppen reak­ tionsfähigen Gruppen hergestellt worden sind, thermo­ plastisch verarbeitbar sind. Außerdem wurde gefunden, daß die guten mechanischen Eigenschaften dieser Poly­ isocyanat-Polyadditionsprodukte durch die thermoplasti­ sche Formgebung nicht negativ beeinflußt werden und zwar weitgehend unabhängig davon, ob die Polyisocyanat-Poly­ additionsprodukte Füll- und/oder Verstärkungsstoffe ent­ halten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel­ lung von Formkörpern oder Folien auf Basis von Poly­ isocyanat-Polyadditionsprodukte einer Dichte von mindestens 0,8 g/cm³ durch thermoplastische Formgebung bei bei mindestens 50°C liegenden Temperaturen und min­ destens 5 bar liegenden Drücken, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte solche verwendet, die durch Umsetzung von
  • a) aromatischen Polyisocyanaten,
  • b) Verbindungen mit einem Molekulargewicht zwischen 1800 und 12 000 welche im statistischen Mittel mindestens 2,5 gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähige Gruppen aufweisen,
gegebenenfalls
  • c) Diaminen mit zwei primären und/oder sekundären, aro­ matisch gebundenen Aminogruppen des Molekularge­ wichtsbereichs 108 bis 400,
sowie gegebenenfalls
  • d) gegebenenfalls Ethergruppen aufweisenden (Cyclo) alkanpolyolen oder (Cyclo)alkanpolyaminen des Mole­ kulargewichtsbereichs 60 bis 1799
sowie gegebenenfalls unter Mitverwendung von
  • e) den aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Hilfs- und Zusatzmitteln
unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von 60 bis 140 im Ein- oder Mehrstufenverfahren hergestellt worden sind, mit der Maßgabe, daß mindestens eine der Komponen­ ten c) oder d) in einer solchen Menge mitverwendet wird, daß die Gesamtmenge der Komponenten c) und d) mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente b) be­ trägt.
Bei den beiden erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten handelt es sich um Elastomere des bevorzugten Dichtebereichs von 0,8 bis 1,4 g/cm³. Der besonders bevorzugte Dichtebereich liegt bei 1,0 bis 1,3 g/cm³. Derartige Elastomere sind an sich bekannt, sie wurden bislang im allgemeinen nach der Reaktionsspritzgußtechnik in geschlossenen Formen her­ gestellt (vgl. z. B. DE-AS 26 22 951, DE-OS 31 33 859, US-PS 40 65 410, US-PS 42 18 543 oder EP-B-00 81 701).
Bislang ging man davon aus, daß die nach der Reaktions­ spritzgußtechnik hergestellten Formkörper wegen der Mit­ verwendung von höherfunktionellen, höhermolekularen Ver­ bindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktions­ fähigen Wasserstoffatomen und insbesondere bei Vorliegen von eingebauten Harnstoffgruppen in hoher Konzentration nicht thermoplastisch weiterverarbeitbar sein würden. Aus diesem Grund wurden bislang zur Herstellung der Elastomeren geschlossene Formen verwendet, deren Formgestaltung dem angestrebten Endprodukt (z. B. Auto­ mobilstoßstangen-Form) entspricht.
Mit Hilfe des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, elasto­ mere Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, die den ge­ nannten Produkten des Standes der Technik in chemischer Hinsicht entsprechen, thermoplastisch zu verformen, so daß man auf die Formgebung während der Herstellung, d. h. auf die Verwendung von Formen, die dem angestrebten End­ produkt entsprechen, nicht mehr angewiesen ist.
Bei den gemäß erfindungsgemäßen Verfahren unter thermo­ plastischer Formgebung zu verarbeitenden Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten handelt es sich um Umsetzungspro­ dukte der obengenannten Ausgangsmaterialien.
Geeignete aromatische Polyisocyanate a) sind insbeson­ dere die in EP-B-00 81 701, Kolonne 3, Zeile 30 bis Kolonne 4, Zeile 25 genannten Verbindungen, wobei die dort als bevorzugt herausgestellten Polyisocyanate auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind.
Bei der Komponente b) handelt es sich um Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen des Molekulargewichtsbereichs 1800 bis 12 000, vorzugs­ weise 3000 bis 7000 oder um Gemische derartiger Verbin­ dungen, wobei die Komponente b) im Sinne der Isocyanat- Additionsreaktion eine über 2,5 liegende (mittlere) Funktionalität aufweist. Vorzugsweise liegt die (mittlere) Funktionalität der Komponente b) bei 2,5 bis 3,0, insbesondere bei 2,8 bis 3,0. Besonders gut als Komponente b) geeignete Verbindungen sind, diesen Aus­ führungen entsprechende, Polyetherpolyole bzw. Gemische von Polyetherpolyolen wie sie in DE-AS 26 22 951, Kolonne 6, Zeile 65 - Kolonne 7, Zeile 47 offenbart sind, wobei auch erfindungsgemäß solche Polyetherpolyole bevorzugt sind, deren Hydroxylgruppen zumindest zu 50%, vorzugsweise zumindest zu 80% aus primären Hydroxyl­ gruppen bestehen. Auch die in DE-AS 26 22 951 beispiel­ haft offenbarten, Hydroxylgruppen aufweisenden Poly­ ester, Polythioether, Polyacetale, Polycarbonate oder Polyesteramide sind im Prinzip als erfindungsgemäße Komponente b) geeignet, sofern sie den obengemachten Ausführungen entsprechen, jedoch gegenüber den Poly­ etherpolyolen weniger bevorzugt.
Als Ausgangskomponente b) ebenfalls gut geeignet sind, obigen Ausführungen entsprechende, Aminopolyether oder Gemische von Aminopolyethern, d. h. Polyether mit gegen­ über Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen, die zu­ mindest zu 50 Äquivalent-%, vorzugsweise zumindest zu 80 Äquivalent-% aus primären und/oder sekundären, aro­ matisch oder aliphatisch, vorzugsweise aromatisch gebun­ denen Aminogruppen und zum Rest aus primären und/oder sekundären, aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen zu­ sammensetzen. Geeignete derartige Aminopolyether sind beispielsweise die in EP-B-00 81 701, Kolonne 4, Zeile 26 bis Kolonne 5, Zeile 40 genannten Verbindungen.
Als Komponente b) können selbstverständlich auch belie­ bige Gemische der beispielhaft genannten Polyhydroxyl­ verbindungen mit den beispielhaft genannten Aminopoly­ ethern verwendet werden.
Bei der gegebenenfalls mitzuverwendenden Komponente c) handelt es sich um aromatische Diamine der in EP-B- 00 81 701, Kolonne 5, Zeile 58 bis Kolonne 6, Zeile 34 beispielhaft genannten Art, wobei auch erfindungsgemäß die dort als bevorzugt herausgestellten Diamine bevor­ zugt sind.
Bei den gegebenenfalls als weitere Aufbaukomponenten mitzuverwendenden Polyolen oder Polyaminen handelt es sich um beliebige nicht-aromatische Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktions­ fähigen Gruppen des Molekulargewichtsbereichs 60 bis 1799, vorzugsweise 62 bis 500, insbesondere 62 bis 400. In Betracht kommen beispielsweise mehrwertige Alkohole wie sie in EP-B-00 81 701, Kolonne 9, Zeilen 32 bis 50 offenbart sind. Ferner in Betracht kommen beispielsweise auch Ethergruppen aufweisende aliphatische Polyamine, beispielsweise endständige primäre Aminogruppen aufwei­ sende Polypropylenoxide des genannten Molekulargewichts­ bereichs. In Betracht kommen auch cycloaliphatische Ringe aufweisende Polyole wie beispielsweise 1,4-Di­ hydroxy-cyclohexan oder 1,4-Bis-hydroxymethyl-cyclo­ hexan.
Es ist ein wesentlicher Punkt, daß bei der Herstellung der Elastomeren mindestens eine der Komponenten c) oder d) zur Anwendung gelangt und zwar in solchen Mengen, daß der Gewichtsanteil der Komponenten c) und/oder d), be­ zogen auf das Gewicht der Komponente b) mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-% beträgt. Be­ sonders bevorzugt werden die Elastomeren unter alleini­ ger Verwendung von aromatischen Diaminen der unter c) beispielhaft genannten Art hergestellt, wobei deren Menge und die Menge der in der Komponente b) gegebenen­ falls vorliegenden Aminogruppen so bemessen wird, daß in den Elastomeren das Molverhältnis von Harnstoff­ gruppen zu Urethangruppen bei mindestens 2 : 1 liegt.
Bei den bei der Herstellung der Polyisocyanat-Polyaddi­ tionsprodukte gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs- und Zusatzmitteln e) handelt es sich beispielsweise um innere Formtrennmittel, Katalysatoren für die Polyiso­ cyanat-Polyadditionsreaktion, Treibmittel, oberflächen­ aktive Zusatzstoffe, Zellregler, Pigmente, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Weichmacher oder fungistatisch bzw. bakteriostatisch wirkende Substanzen, wie sie beispielsweise in EP-B-00 81 701, Kolonne 6, Zeile 40 bis Kolonne 9, Zeile 31 beispielhaft beschrie­ ben sind.
Zu den bevorzugten, gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs- und Zusatzstoffen gehören die an sich bekannten Füll- und/oder Verstärkungsstoffe wie beispielsweise Bariumsulfat, Kieselgur, Schlämmkreide, Mica oder ins­ besondere Glasfasern, LC-Fasern, Glasflakes, Glaskugeln oder Kohlefasern, wobei diese Füll- und/oder Ver­ stärkungsstoffe in Mengen von bis zu 80 Gew.-%, vor­ zugsweise bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt­ gewicht der gefüllten bzw. verstärkten Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte mitverwendet werden können.
Die Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erfolgt vorzugsweise nach dem Einstufen-Verfahren derge­ stalt, daß man die Polyisocyanatkomponente a) mit einem Gemisch der Komponenten b) bis e) unter Verwendung ge­ eigneter Mischapparaturen vermischt und zur Reaktion bringt. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Polyiso­ cyanat-Polyadditionsprodukte nach einem "modifizierten Einstufenverfahren" umzusetzen, gemäß welchem die Poly­ isocyanat-Komponente a) mit einem Teil der Komponente b) und gegebenenfalls der Komponente d) unter Bildung von NCO-Semipräpolymeren umsetzt, welche anschließend einstufig mit dem Gemisch der restlichen Komponenten zur Reaktion gebracht werden. Auch die Herstellung der Elastomeren nach dem klassischen Präpolymerverfahren ist prinzipiell denkbar. In allen Fällen liegt die NCO-Kenn­ zahl (Anzahl der NCO-Gruppen dividiert durch die Anzahl an NCO-reaktiven Gruppen, multipliziert mit 100) bei 60 bis 140, vorzugsweise bei 80 bis 120, insbesondere 95 bis 115.
Wie bereits oben ausgeführt, wird vorzugsweise die Kom­ ponente c) (unter Einbeziehung der gegebenenfalls in der Komponente b) vorliegenden Aminogruppen) so bemessen, daß in den Elastomeren das Molverhältnis von Harnstoff­ gruppen zu Urethangruppen bei mindestens 2 : 1 liegt. Be­ sonders bevorzugt liegt dieses Verhältnis bei mindestens 5 : 1. In der Praxis bedeutet dies, daß vorzugsweise die Komponente c) in einer Menge von 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente b) eingesetzt wird.
Die Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann, wie beispielsweise in DE-AS 26 22 951, US-PS 42 18 543 oder EP-B-00 81 701 beschrieben, nach dem Ver­ fahren der Reaktionsspritzgrußtechnik in geschlossenen Formen erfolgen, jedoch ist es auch möglich, die Poly­ isocyanat-Polyadditionsprodukte ohne Mitverwendung von Formen herzustellen, beispielsweise dergestalt, daß man das die Mischapparatur verlassende Reaktionsgemisch auf geeignete Unterlagen, beispielsweise Bleche aufträgt und dort ausreagieren läßt.
Die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte weisen vorzugs­ weise eine Dichte von 0,8 bis 1,4, insbesondere 1,0 bis 1,3 g/cm³ auf, dies bedeutet, daß die Mitverwendung von Treibmitteln allenfalls in geringen Mengen erfolgt, um eine gewisse mikroporöse Struktur zu erhalten, oder um die Verarbeitbarkeit der Reaktionsgemische zu erleich­ tern (verbesserte Fließfähigkeit).
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. die thermoplastische Verarbeitung der Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte kann unter Verwendung beliebiger, hierfür geeigneter, bekannter Apparaturen wie beispiels­ weise Extrudern oder Pressen erfolgen.
Zur erfindungsgemäßen thermoplastischen Formgebung sind die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte in der unter­ schiedlichsten Ausgangsform geeignet. So ist es bei­ spielsweise möglich, Platten, die nach dem Prinzip der Reaktionsspritzgußtechnik in geschlossenen Plattenformen hergestellt worden sind, in Tiefziehpressen weiter zu verformen oder in zerkleinerter Form (Granulate oder Pulver) thermoplastisch zu neuen Formkörpern zu ver­ arbeiten. Dies gilt selbstverständlich auch für die ohne Verwendung von Formen hergestellten Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte. Ebenfalls können plattenförmig vorliegende Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte zu Folien beliebiger Dicke weiterverarbeitet werden.
Die erfindungsgemäß aufgefundene Möglichkeit, die ge­ nannten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte thermo­ plastisch zu verformen gestattet insbesondere auch die Herstellung von Formkörpern aus Granulaten, Schnipseln und/oder anderen Klein- und Kleinstteilen, wie sie beispielsweise bei der bislang erfolgten Herstellung und Verwendung von Formkörpern auf Basis der Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte als Nebenprodukte bzw. Abfall an­ fielen und bislang verbrannt wurden.
Die thermoplastische Verarbeitung der Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte erfolgt im allgemeinen bei einem Druck von mindestens 5 bar, vorzugsweise innerhalb des Druckbereichs von 50 bis 400 bar, insbesondere 100 bis 200 bar bei einer Temperatur von mindestens 50°C, vor­ zugsweise 100 bis 200°C und insbesondere 130 bis 170°C, wobei die Verformungszeiten bei 1 Sekunde bis 10 Minuten liegen können. Selbstverständlich müssen bei ein und demselben Elastomeren bei niederen Drucken innerhalb der genannten Bereiche höhere Temperaturen innerhalb der ge­ nannten Bereiche und umgekehrt zur Anwendung gelangen.
Durch die erfindungsgemäße Verformung werden die ausge­ zeichneten mechanischen Eigenschaften der Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte nicht nur nicht nachteilhaft be­ einflußt, vielmehr kann oftmals eine Verbesserung er­ reicht werden.
Beispiel 1 (Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten) A-Komponente:
77 Gew.-Teile eines Polyethertriols der OH-Zahl 28, her­ gestellt durch Propoxylierung von Trimethylolpropan und anschließende Ethoxylierung des Propoxylierungsprodukts (PO : EO-Gewichtsverhältnis=83 : 17),
23 Gew.-Teile eines Gemischs aus 65 Gew.-Teilen 1- Methyl-3,5-diethyl-2,4-diaminobenzol und 35 Gew.-Teilen 1-Methyl-3,5-diethyl-2,6-diaminobenzol (DETDA),
0,3 Gew.-Teile Triethylendiamin und
0,1 Gew.-Teile eines handelsüblichen Zinnkatalysators (UL 28 der Firma Witco Co.)
wurden zu einer A-Komponente vereinigt.
B-Komponente:
Ein modifiziertes Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 24,5%, hergestellt durch Umsetzung von 4,4′-Diiso­ cyanatodiphenylmethan mit einer unterschüssigen Menge an Tripropylenglykol.
Herstellung von Formteilen
  • a) Zur Herstellung von Formteilen wurde eine Einkolben- Hochdruckdosieranlage mit MQ-Mischkopf (Maschinen­ fabrik Hennecke, Sankt Augustin) und Zwangssteuerung verwendet.
    100 Gew.-Teile der A-Komponente und 51 Gew.-Teile der B-Komponente (NCO-Kennzahl=100) wurden jeweils unter Verwendung der genannten Mischapparatur innig miteinander vermischt und nach dem Prinzip der Reak­ tionsspritzgußtechnik in einer geschlossenen Platten­ form zu Platten der Abmessung 300×200×4 mm ver­ arbeitet. Die Rohstofftemperatur betrug hierbei 35 bis 40°C, die Formtemperatur lag bei 60°C. Vor Be­ füllen der Form wurden deren Innenwände jeweils mit einem handelsüblichen äußeren Trennmittel auf Wachs­ basis (®Acmos-Fluoricon 36/34 der Firma Acmos) be­ schichtet. Die Einfüllzeit betrug 1,25 Sekunden, die Formstandzeit lag bei 30 Sekunden.
    Auf diese Weise wurden plattenförmige Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte einer Dichte von 1,1 g/cm³ er­ halten.
  • b) Die unter a) beschriebene Herstellungsweise wurde durch Veränderung der Isocyanatkennzahl modifiziert. Es wurden 56,5 Gew.-Teile der B-Komponente (Kennzahl =100) pro 100 Gew.-Teilen der A-Komponente verwen­ det. Auf diese Weise wurden plattenförmige Polyiso­ cyanat-Polyadditionsprodukte einer Dichte von 1,1 g/cm³ erhalten.
  • c) Die unter a) beschriebene Arbeitsweise wurde erneut durch Veränderung der NCO-Kennzahl variiert. Es wurden 62 Gew.-Teile der B-Komponente (Kennzahl= 120) pro 100 Gew.-Teilen der A-Komponente eingesetzt. Auf diese Weise wurden plattenförmige Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte der Dichte 1,1 g/cm³ erhalten.
Beispiele 2 und 3 (allgemeine Verfahrensbedingungen)
In den nachfolgenden Beispielen 2 und 3 wird ebenfalls die Herstellung von Formteilen von Polyisocyanat-Poly­ additionsprodukten beschrieben, wobei die nachstehend genannten Rezepturen wie folgt verarbeitet wurden:
Maschine: Laborkolbendosiergerät;
Form: Plattenform aus Stahl der inneren Abmessung 300×200×4 mm;
Mischkopf: MQ 8 der Firma Hennecke, Sankt Augustin;
Arbeitsdruck: 180 bar;
Einfüllzeit: 1 Sekunde;
Rohstoff-Temperaturen: 65°C (A-Komponente) bzw. 50°C (B- Komponente);
Formtemperatur: 70°C;
Formstandzeit: 30 Sekunden;
äußeres Formtrennmittel: RCTW 2006 der Firma Chemtrend.
Beispiel 2 A-Komponente
58,6 Gew.-Teile eines aromatischen Aminopolyethers der NH-Zahl 44, hergestellt durch Hydrolyse eines NCO-Pre­ polymeren bei 90°C unter Verwendung eines Gemischs aus 3,5 Gew.-Teilen Dimethylformamid, 0,1 Gew.-Teilen Natriumhydroxid und 100 Gew.-Teilen Wasser pro 1000 Gew.-Teilen des Prepolymeren und anschließender destil­ lativer Entfernung der flüchtigen Bestandteile. Das NCO- Prepolymer wies einen NCO-Gehalt von 3,4% auf und wurde durch Umsetzung von 2,4-Diisocyanatotoluol mit einer unterschüssigen Menge eines Polyethergemischs erhalten. Das Polyethergemisch bestand zu gleichen Gewichtsteilen aus (i) dem Propoxylierungsprodukt der OH-Zahl 56 und der OH-Funktionalität 2,4 eines Gemischs aus Wasser und Trimethylolpropan und (ii) einem Polyetherpolyol der OH- Zahl 35, hergestellt durch Propoxylierung von Glycerin und anschließender Ethoxylierung des Propoxylierungs­ produkts (Gewichtsverhältnis PO : EO=87 : 13);
28,8 Gew.-Teile DETDA;
0,9 Gew.-Teilen eines handelsüblichen Stabilisators auf Basis eines Polyetherpolysiloxans (L 5430 der Firma Union Carbide);
5,6 Gew.-Teile eines Gemischs aus gleichen Gewichts­ teilen (i) Zinkstearat und (ii) dem Anlagerungsprodukt von 5 Mol Propylenoxid an 1 Mol Ethylendiamin (inneres Formtrennmittel);
6,1 Gew.-Teile einer hochmolekularen Polyrizinolsäure mit einer Säurezahl von unter 5 (inneres Formtrenn­ mittel).
B-Komponente
®Desmodur M 53 (Polyester-modifiziertes 4,4′-Diiso­ cyanatodiphenylmethan mit einem NCO-Gehalt von 19 Gew.-%, Handelsprodukt der Bayer AG).
Die genannten Komponenten wurden entsprechend den oben gemachten Angaben bezüglich der Verarbeitungsbedingungen unter Einhaltung einer NCO-Kennzahl von 100 (Beispiel 2a) und 110 (Beispiel 2b) zu Elastomer-Platten der Dichte 1,15 g/cm³ verarbeitet.
Beispiel 3
Beispiel 2a (Kennzahl=100) wurde wiederholt mit dem einzigen Unterschied, daß der A-Komponente 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der füllstoff-freien A-Kompo­ nente, an handelsüblichen Glasflakes (Glasflakes 1/64 der Firma Owens-Corning) zugemischt wurden.
Es resultieren Elastomer-Platten einer Dichte von 1,29 g/cm³.
Beispiele 4 bis 13 (erfindungsgemäßes Verfahren)
In den nachfolgenden Beispielen 4 bis 13 wird das er­ findungsgemäße Verfahren erläutert. Bei der Durchführung dieser Versuche wurden die Prüfkörper in die auf die Preßtemperatur T vortemperierte hydraulische Presse (Modell 200 T der Firma Schwabenthan) eingelegt und so­ fort mit dem Preßdruck P beaufschlagt. Nach der Preßzeit von 2 Minuten wurden die Preßlinge in der, mit einer Durchflußwasserkühlung ausgerüsteten Presse unter Preß­ druck während eines Zeitraums von 3 Minuten abgekühlt.
Beispiel 4
Ausgehend von einer Platte gemäß Beispiel 1b (Kennzahl =100, Dicke=4 mm) wurden unter einem Druck von 200 bar bei einer Temperatur von 150°C Platten der Dicke 1 mm erhalten. Die Dicke wurde dabei über einen Ab­ standshalter in der Presse definiert.
Die nachfolgende Tabelle 1 enthält einige mechanische Daten des Materials vor und nach der erfindungsgemäßen thermoplastischen Verformung.
Tabelle 1
Beispiel 5
Aus einer Platte gemäß Beispiel 1a (Kennzahl=100, Dicke=4 mm) wurde ein Teil der Abmessung 20×30×4 mm herausgeschnitten. Dieser Prüfling wurde dann in einer Kastenform der Abmessungen 20×50×10 mm mit Versteifungsrippen und außen befindlichen, zylin­ drischen Eckverstärkern gepreßt; die Wanddicke des resultierenden Kastens betrug ca. 1 mm. Das übrig­ bleibende Material bildete eine an der Oberseite des Kastens anhängende Platte der gleichen Dicke (1 mm); dieses Material wurde abgeschnitten.
Beispiel 6
Beispiel 5 wurde unter Verwendung eines entsprechenden Prüflings auf Basis des gemäß Beispiel 2a hergestellten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukts wiederholt. Es resultierte ebenfalls ein Kasten der in Beispiel 5 ge­ nannten Abmessungen.
Beispiel 7
Beispiel 5 wird wiederholt, jedoch unter Verwendung eines Prüflings auf Basis der gemäß Beispiel 3 herge­ stellten Platte. Außerdem wurde die Preßtemperatur auf 165°C erhöht. Es resultiert ebenfalls ein Kasten der in Beispiel 5 genannten Abmessungen.
Beispiel 8
Ausgehend von einem Teilstück der Platte gemäß Beispiel 1a (Kennzahl=100, Dicke=4 mm) wurde bei 150°C und einem Druck von 300 bar eine Folie der Dicke 0,1 mm her­ gestellt.
Beispiel 9
Ausgehend von Rundscheiben des Durchmessers 2 mm und der Dicke 4 mm aus der Platte gemäß Beispiel 1a wurden Rundscheiben kleinerer Dicke und größeren Durchmessers gepreßt. Die Dicke der Preßlinge in Abhängigkeit von den Preßbedingungen wird in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 10
Es wurde entsprechend Beispiel 9 verfahren, jedoch unter Verwendung von Rundscheiben auf Basis der Platte gemäß Beispiel 1c. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 mitge­ teilt.
Beispiel 11
Es wird entsprechend Beispiel 9 verfahren, jedoch unter Verwendung von Rundscheiben auf Basis der Platte gemäß Beispiel 2a. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 mitge­ teilt.
Beispiel 12
Es wird entsprechend Beispiel 9 verfahren, jedoch unter Verwendung von Rundscheiben aus der Platte gemäß Bei­ spiel 2b. Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 mitge­ teilt.
Beispiel 13
Aus faserförmigen (Länge: 1 bis 10 mm, Dicke: ca. 0,5 mm) Sägeschnipseln auf Basis des Materials gemäß Beispiel 1a, die bei der Probenpräparation anfielen, wurden bei einer Temperatur von 150°C und einem Druck von 250 bar homogene Folien der Dicke 0,5 mm erhalten.
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern oder Folien auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditions­ produkten einer Dichte von mindestens 0,8 g/cm³ durch thermoplastische Formgebung bei bei min­ destens 50°C liegenden Temperaturen und mindestens 5 bar liegenden Drücken, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte solche verwendet, die durch Umsetzung von
  • a) aromatischen Polyisocyanaten,
  • b) Verbindungen mit einem Molekulargewicht zwischen 1800 und 12 000 welche im statistischen Mittel mindestens 2,5 gegenüber Isocyanatgruppen reak­ tionsfähige Gruppen aufweisen,
gegebenenfalls
  • c) Diaminen mit zwei primären und/oder sekundären, aromatisch gebundenen Aminogruppen des Mole­ kulargewichtsbereichs 108 bis 400,
sowie gegebenenfalls
  • d) gegebenenfalls Ethergruppen aufweisenden (Cyclo)alkanpolyolen oder (Cyclo)alkanpolyaminen des Molekulargewichtsbereichs 60 bis 1799
sowie gegebenenfalls unter Mitverwendung von
  • e) den aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Hilfs- und Zusatzmitteln
unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von 60 bis 140 im Ein- oder Mehrstufenverfahren hergestellt worden sind, mit der Maßgabe, daß mindestens eine der Komponenten c) oder d) in einer solchen Menge mitverwendet wird, daß die Gesamtmenge der Kompo­ nenten c) und d) mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente b) beträgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte solche verwendet, bei denen das Molverhältnis von eingebauten Harnstoffgruppen zu eingebauten Urethangruppen bei mindestens 2 : 1 liegt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die der thermoplastischen Formgebung zuzuführenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte Füll- und/oder Verstärkungsstoffe in einer Menge von bis zu 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, enthalten.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die der thermoplastischen Formgebung zuzuführenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte in Form von Granulaten, Schnipseln und/oder anderen Klein- und Kleinstteilen vorliegen.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die der thermoplastischen Formgebung zuzuführenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte in Form von Platten vorliegen, die durch Umsetzung der Ausgangsmaterialien in geschlossenen Formen nach dem Reaktionsspritzgußverfahren hergestellt worden sind.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Formgebung durch Tief­ ziehen der Platten erfolgt.
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