DE4333106A1 - Mischungen höhermolekularer Polyole, feinteiligen Polyurethanpulvers und nichtflüchtiger Viskositätserniedriger, daraus erhältliche Polyurethane sowie spezielle Viskositätserniedriger - Google Patents
Mischungen höhermolekularer Polyole, feinteiligen Polyurethanpulvers und nichtflüchtiger Viskositätserniedriger, daraus erhältliche Polyurethane sowie spezielle ViskositätserniedrigerInfo
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Description
Auch für Polyurethankunststoffe wird in neuerer Zeit gefordert, daß mindestens
ein Teil des als Produktions- oder Gebrauchsabfall anfallenden Altmaterials wieder
zur Herstellung von Neumaterial verwendet wird. Ein Weg zur Erfüllung der ge
forderten Recyclingquoten besteht in der Verwendung eines nach dem in DE-OS
42 00 443 beschriebenen Verfahren aus Altmaterial hergestellten, feinteiligen
Polyurethanpulvers als Füllstoff. Um das pulverisierte Altmaterial wieder einsetzen
zu können, ist es erforderlich, zunächst eine Dispersion des Pulvers in den zur
Herstellung von Polyurethanen üblichen Polyolen herzustellen, wobei ein mög
lichst hoher Füllstoffgehalt anzustreben ist. Dabei ist jedoch eine mit dem Gehalt
steil ansteigende Viskosität der Mischung zu beobachten, die einerseits die maxi
mal einsetzbare Pulvermenge begrenzt, andererseits die Verarbeitbarkeit solcher
Dispersionen in den üblicherweise verwendeten Aggregaten (Pumpen, Mischköpfe
etc.) erschwert. Nach US-PS 4 692 470 ist es möglich, die Viskosität solcher
Mischungen durch Zusatz von leichtflüchtigen, organischen Treibmitteln zu ernie
drigen. Nachteil dieses Verfahrens sind jedoch die bei der Verarbeitung austre
tenden gegebenenfalls brennbaren, gesundheitsgefährdenden oder ökologisch be
denklichen Dämpfe, die besondere technische Schutzmaßnahmen erfordern bzw.
nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen. Darüber hinaus ist die Verwen
dung von Treibmitteln als Viskositätserniedriger auf die Herstellung von Poly
urethanschaumstoffen beschränkt.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich die Viskosität von füllstoff
haltigen Polyolen durch spezielle, nichtflüchtige, höhermolekulare Zusätze deutlich
reduzieren läßt.
Gegenstand der Erfindung sind daher Mischungen aus Verbindungen mit minde
stens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem
Molekulargewicht von 400 bis 10 000 (Polyol-Komponente) und feinteiligem
Polyurethanpulver als Füllstoffe dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen 0,5
bis 25 Gew.-% (bezogen auf den Füllstoff) nicht flüchtige Viskositätserniedriger
der allgemeinen Formel (I)
enthalten, wobei
D für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
E für einen ein- bis dreiwertigen, gegebenenfalls Harnstoffgruppen enthalten de Wiederholungseinheiten bildenden, aromatischen Rest mit 6 bis 20 C- Atomen,
X für H und/oder CH₃ steht
und m und n ganze Zahlen bedeuten, wobei n entsprechend der Wertigkeit des Restes E für die Zahlen 1 bis 3 steht und m Werte zwischen 1 und 100 annimmt.
D für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
E für einen ein- bis dreiwertigen, gegebenenfalls Harnstoffgruppen enthalten de Wiederholungseinheiten bildenden, aromatischen Rest mit 6 bis 20 C- Atomen,
X für H und/oder CH₃ steht
und m und n ganze Zahlen bedeuten, wobei n entsprechend der Wertigkeit des Restes E für die Zahlen 1 bis 3 steht und m Werte zwischen 1 und 100 annimmt.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Mischungen aus Verbindungen mit
mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und
einem Molekulargewicht von 400 bis 10 000 (Polyol-Komponente) und fein
teiligem Polyurethanpulver als Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischungen 0,5 bis 25 Gew.-% (bezogen auf den Füllstoff) nichtflüchtige
Viskositätserniedriger der allgemeinen Formel (II)
enthalten, wobei
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur
-CO-NH-Ar-(NH-CO-NH-Ar)p-NH-CO
steht,
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe enthalten der Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe enthalten der Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft Mischungen aus
höhermolekularen Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten
reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht von 400 bis
10 000 (Polyol-Komponente) und feinteiligem Polyurethanpulver als Füllstoffe
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen 1 bis 15 Gew.-Teile (bezogen auf
den Füllstoff) nichtflüchtige Viskositätserniedriger der allgemeinen Formel (1)
und/oder (II) enthalten.
Vorzugsweise wird das feinteilige Polyurethanpulver durch Mahlen von
Polyurethanschaumstoffen erhalten.
Des weiteren sind Gegenstand der Erfindung nichtflüchtige Viskositätserniedriger
der allgemeinen Formel (II)
wobei
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur
-CO-NH-Ar-(NH-CO-NH-Ar)p-NH-CO
steht,
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe enthalten der Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe enthalten der Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von ge
gebenenfalls zelligen Kunststoffen nach dem Polyisocyanatpolyadditionsverfahren
durch Umsetzung von
- a) Polyisocyanaten mit
- b) höhermolekularen Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Iso cyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht von 400 bis 10 000 (Polyol-Komponente), gegebenenfalls in Gegenwart von
- c) Wasser und/oder organischen Treibmitteln und gegebenenfalls in Gegen wart von
- d) mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweisende Verbindungen vom Molekulargewicht 32 bis 399 sowie ge gebenenfalls in Gegenwart von
- e) an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) die obengenannten erfindungsge
mäßen Mischungen verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Viskositätserniedriger sind durch zwei unterschiedliche
Molekülteile charakterisiert, einen Polyetherteil sowie einen aromatischen Rest.
Die Bindung zwischen den beiden Teilen sowie der Aufbau des aromatischen
Rests können unterschiedlich sein. Die erfindungsgemaßen Viskositätserniedriger
stammen dabei aus zwei Gruppen. Die eine Gruppe, repräsentiert durch Formel (I),
wird aus handelsüblichen Emulgatoren aus ethoxylierten bzw. propoxylierten
Phenolen gebildet, z. B. ethoxyliertem Phenol, Kresol, Nonylphenyl oder Dodecyl
phenol. Die Verbindungen nach Formel (II) stammen aus der Gruppe der Poly
etherpolyharnstoffe, die durch Umsetzung von bekannten, auf einwertigen Alko
holen gestarteten Polyethylen- bzw. Polypropylenglykolen mit einem Überschuß an
ebenfalls bekannten und in der Polyurethanchemie üblichen, aromatischen Diiso
cyanaten und anschließender Hydrolyse der verbleibenden Isocyanatgruppen zu
Harnstoffgruppen herstellbar sind.
Als Polyetherkomponenten kommen z. B. auf n-Butanol gestartete Polyethylen
bzw. Polypropylenglykole mit Molgewichten zwischen 100 und 3000, als Diiso
cyanatkomponenten z. B. Toluylendiisocyanat oder Bis-(4-isocyanato-phenyl)
methan in Frage.
Die Viskositätserniedriger können während oder vor dem Mischen des Füllstoff
pulvers mit dem Polyol zugegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungs
form wird der Viskositätserniedriger zunächst mit dem Pulver vermischt, was
bereits bei der Pulverherstellung erfolgen kann. Dabei genügen 0,5 bis 25 Gew.-
Teile Viskositätserniedriger auf 100 Gew.-Teile Pulver. Geringere Anteile führen
zu einer unzureichenden Viskositätserniedrigung, während höhere Dosierungen
sich störend auf die Polyadditionsreaktion auswirken können. Bevorzugt werden 1
bis 15 Gew.-Teile eingesetzt.
Die aktive Wasserstoffatome besitzenden Verbindungen, welche bei den erfin
dungsgemäßen Mischungen verwendet werden, sind solche, welche bei den be
kannten Verfahren zur Polyurethan-Herstellung verwendet werden und wie sie z. B.
im Kunststoffhandbuch Band VII, Polyurethane, Carl Hanser Verlag, München
1983, oder im Houben-Weyl, Makromolekulare Stoffe, Band E20, beschrieben
werden. Der viskositätserniedrigende Effekt ist aber auch in Wasser zu beob
achten, wobei hier zusätzlich die Benetzbarkeit verbessert wird.
Feinteilige Polyurethanpulver sind insbesondere nach dem in DE-OS 42 00 443
beschriebenen Verfahren aus Polyurethanen herstellbar, gegebenenfalls können
aber auch andere, ebenfalls aus in DE-OS 42 00 443 beschriebenen Kunststoffen
hergestellte Pulver mit mittleren Partikelgrößen zwischen 10 und 300 µm ver
wendet werden. Es können jedoch auch auf anderen Wegen, z. B. durch cryogenes
Mahlen oder auf Mahlextrudern hergestellte Kunststoffpulver eingesetzt werden.
Für die Herstellung der gegebenenfalls zelligen Kunststoffe nach dem Polyisocya
natadditionsverfahren werden als Ausgangskomponente eingesetzt:
- a) Aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und hetero
cyclische Polyisocyanate, wie sie z. B. von W. Siefken in Justus Liebigs
Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, bei
spielsweise solche der Formel
Q(NCO)nin der
n 2 bis 4, vorzugsweise 2, und
Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 1 8, vorzugs weise 6 bis 10 C-Atomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasser stoffrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 C-Atomen, einen aro matischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15, vorzugsweise 6 bis 13 C-Atomen oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 15, vorzugsweise 8 bis 13 C-Atomen, bedeuten, z. B. solche Polyisocyanate, wie sie in der DE-OS 28 32 253, Seiten 10 bis 11, beschrieben werden.
Besonders bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phos genierung hergestellt werden ("rohes MDI") und Carbodiimidgruppen, Ure thangruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate ("modifizierte Polyiso cyanate"), insbesondere solche modifizierten Polyisocyanate, die sich vom 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat bzw. vom 4,4′- und/oder 2,4′-Di phenylmethandisocyanat ableiten. - b) Ausgangskomponenten sind ferner die obengenannten erfindungsgemäßen
Mischungen. Unter Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber
Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Mole
kulargewicht in der Regel von 400 bis 10 000 ("Polyolkomponente")
versteht man neben Aminogruppen, Thiolgruppen oder Carboxylgruppen
aufweisenden Verbindungen vorzugsweise Hydroxylgruppen aufweisende
Verbindungen, vorzugsweise Polyether, Polyester, Polycarbonate, Poly
lactone und Polyamide, insbesondere 2 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisende
Verbindungen, speziell solche vom Molekulargewicht 1000 bis 8000,
vorzugsweise 2000 bis 4000, z. B. derartige, mindestens 2, in der Regel 2
bis 8, vorzugsweise 2 bis 4, Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen,
wie sie für die Herstellung von homogenen und von zellförmigen Poly
urethanen an sich bekannt sind und wie sie z. B. in der DE-OS 28 32 253,
Seiten 11 bis 18, beschrieben werden. Auch Gemische verschiedener
derartiger Verbindungen kommen erfindungsgemäß in Frage.
Erfindungsgemäß werden diese Verbindungen im Gemisch mit nichtflüchti gen Viskositätserniedrigern gemäß Formel (I) und/oder Formel (II) verwen det. Gewöhnlich werden 0,5 bis 25 Gew.-Teile des nichtflüchtigen Viskosi tätserniedrigers, bezogen auf den Füllstoff, eingesetzt, in einer besonderen Ausführungsform 1 bis 15%, bezogen auf den Füllstoff.
Diese Mischungen enthalten feinteilige Polyurethanpulver, die hinsichtlich Herstellung und Eigenschaften bereits oben beschrieben wurden. Bevorzugt sind durch Mahlen von Polyurethanschaumstoffen erhaltene Polyurethan pulver. - c) Als Treibmittel wird gegebenenfalls Wasser, in der Regel in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente b), verwendet. Es können auch organische Treibmittel, gegebenenfalls im Gemisch mit Wasser, eingesetzt werden. Geeignet sind Flüssigkeiten, welche gegenüber den organischen Polyisocyanaten a) inert sind und Siede punkte unter 100°C, vorzugsweise unter 50°C, insbesondere zwischen -50 und 30°C bei Atmosphärendruck aufweisen, so daß sie unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Beispiele derartiger, vorzugsweise verwendbarer Flüssigkeiten sind Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Cyclopentan, n- und iso-Butan und Propan, Ether wie Dimethyl ether und Diethylether, Ketone wie Aceton und Methylethylketon, Ethyl acetat und halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylchlorid, Trichlor fluormethan, Hexafluorbutan, Difluorethan und 1,1,2-Trichlor-1,2,2-tri fluorethan. Auch Gemische dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten können verwendet werden.
- d) Ausgangskomponenten sind ferner gegebenenfalls Verbindungen mit min destens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht von 32 bis 399. Auch in diesem Fall versteht man hierunter Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen und/oder Thiolgruppen und/oder Carboxylgruppen aufweisende Verbindungen, vor zugsweise Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen aufweisende Verbin dungen, die als Vernetzungsmittel dienen. Diese Verbindungen weisen in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 4, gegenüber Isocyanaten reaktions fähige Wasserstoffatome auf. Beispiele hierfür werden in der DE-OS 28 32 252, Seiten 19 bis 20, beschrieben.
- e) Gegebenenfalls mitverwendet werden an sich bekannte Hilfs- und Zusatz
stoffe, wie Emulgatoren und Schaumstabilisatoren. Als Emulgatoren sind
solche auf Basis alkoxylierter Fettsäuren und höherer Alkohole bevorzugt.
Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem Polyethersiloxane, speziell wasserlösliche Vertreter in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copolymerisat aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisa toren sind z. B. in den US-PS 2 834 748, 2 917 480 und 3 629 308 be schrieben. Auch die aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Kataly satoren wie tert.-Amine und/oder metallorganische Verbindungen können mitverwendet werden.
Auch Reaktionsverzögerer, z. B. sauer reagierende Stoffe wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide, feiner Zellregler der an sich bekannten Art wie Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethylpolysiloxane sowie Pig mente oder Farbstoffe, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witte rungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wir kende Substanzen sowie Füllstoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlämmkreide können mitverwendet werden.
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zell reglern, Reaktionsverzögern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwen dungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Hand buch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchtlen, Carl Hanser Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 103 bis 113, beschrieben.
Als Flammschutzmittel werden an sich bekannte Flammschutzmittel, vor zugsweise bei 20°C flüssige Produkte, verwendet.
Die Reaktionskomponenten werden erfindungsgemäß nach dem an sich bekannten
Einstufenverfahren, dem Prepolymerverfahren oder dem Semiprepolymerverfahren,
zur Umsetzung gebracht, wobei man sich oft maschineller Einrichtungen bedient,
z. B. solcher, die in der US-PS 2 764 565 beschrieben werden. Einzelheiten über
Verarbeitungseinrichtungen, die auch erfindungsgemäß in Frage kommen, werden
im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg und Höchflen,
Carl Hanser Verlag, München 1966, z. B. auf den Seiten 121 bis 205, beschrieben.
Im allgemeinen wird die Umsetzung bei Kennzahlen von 80 bis 130, vorzugsweise
von 90 bis 120, durchgeführt.
Bei der Schaumstoffherstellung kann erfindungsgemäß die Verschäumung auch in
geschlossenen Formen durchgeführt werden. Dabei wird das Reaktionsgemisch in
eine Form eingetragen. Als Formmaterial kommt Metall, z. B. Aluminium oder
Kunststoffe z. B. Epoxidharz, in Frage. In der Form schäumt das schaumfähige
Reaktionsgemisch auf und bildet den Formkörper. Die Formverschäumung kann
dabei so durchgeführt werden, daß das Formteil an seiner Oberfläche Zellstruktur
aufweist. Sie kann aber auch so durchgeführt werden, daß das Formteil eine kom
pakte Haut und einen zelligen Kern aufweist. Erfindungsgemäß kann man in
diesem Zusammenhang so vorgehen, daß man in die Form so viel schaumfähiges
Reaktionsgemisch einträgt, daß der gebildete Schaumstoff die Form gerade aus
füllt. Man kann aber auch so arbeiten, daß man mehr schaumfähiges Reaktions
gemisch in die Form einträgt, als zur Ausfüllung des Forminneren mit Schaum
stoff notwendig ist. Im letztgenannten Fall wird somit unter "overcharging" ge
arbeitet; eine derartige Verfahrensweise ist z. B. aus den US-PS 3 178 490 und
3 182 104 bekannt.
Bei der Formverschäumung werden vielfach an sich bekannte "äußere Trenn
mittel", wie Silikonöle, mitverwendet. Man kann aber auch sogenannte "innere
Trennmittel", gegebenenfalls im Gemisch mit äußeren Trennmitteln, verwenden,
wie sie z. B. aus den DE-OS 21 21 670 und 23 07 589 bekannt geworden sind.
Selbstverständlich können aber auch Schaumstoffe durch Blockverschäumung her
gestellt werden.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Polyurethane und Polyurethanschaumstoffe
finden z. B. in der Schuh- und Sportartikelindustrie, Möbelindustrie, bei der Auto
mobilherstellung und im Bauwesen Anwendung.
500 g eines Polyethers, hergestellt durch Umsetzung von n-Butanol mit Ethylen
oxid (EO) und Propylenoxid (PO) und anschließende Umsetzung mit Ethylenoxid
mit einem EO : PO-Verhältnis von 48 : 52 und einer mittleren OH-Zahl von 40 mg
KOH/g wird mit 63 g einer Mischung aus 2,4-Toluylendiisocyanat und 2,6-Tolu
ylendiisocyanat im Verhältnis 80 : 20 versetzt und 2 Stunden bei 80°C gerührt.
Dann wird mit 2 l Toluol und 25 ml Wasser versetzt und bis zum Verschwinden
der Isocyanatbande im IR-Spektrum bei 80°C gerührt. Anschließend wird das
Toluol im Vakuum vollständig entfernt.
Komponente A: Polyetherpolyol hergestellt durch Umsetzung von Trimethylol
propan mit Propylenoxid (PO) und anschließender Umsetzung mit Ethylenoxid
(EO) mit einem EO : PO-Verhältnis von 17,5 : 82,5 und einer mittleren OH-Zahl von
35 mg KOH/g.
Komponente B: Ein durch das in DE-OS 42 00 443 beschriebenen Verfahren her
gestelltes Pulver aus einem Polyuretlian-Weichformschaum (Dichte etwa 50 kg/m³)
mit einer mittleren Partikelgröße von 125 µm.
Für die Weichschaum-Herstellung diente folgende Rezeptur:
100 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 28, hergestellt durch
Propoxylierung von Trimethylolpropan und anschließende
Ethoxylierung des Propoxylierungsprodukts (PO : EO-
Gewichtsverhältnis = 87 : 13)
3 Gew.-Teile Wasser
0,12 Gew.-Teile Bis-dimethylaminoethyl-ether
0,5 Gew.-Teile einer 33 gew.-%igen Lösung von Triethylendiamin in Dipropylenglykol
0,6 Gew.-Teile eines Gemischs aliphatischer Amine ("Vernetzer 56", Handelsprodukt der Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile eines handelsüblichen Polysiloxan-Stabilisators (Stabili sator KS 43 der Bayer AG)
3 Gew.-Teile Wasser
0,12 Gew.-Teile Bis-dimethylaminoethyl-ether
0,5 Gew.-Teile einer 33 gew.-%igen Lösung von Triethylendiamin in Dipropylenglykol
0,6 Gew.-Teile eines Gemischs aliphatischer Amine ("Vernetzer 56", Handelsprodukt der Bayer AG)
0,4 Gew.-Teile eines handelsüblichen Polysiloxan-Stabilisators (Stabili sator KS 43 der Bayer AG)
50,7 Gew.-Teile eines Polyisocyanatgemischs der Diphenylmethanreihe
mit einem Gehalt an Diisocyanatodiphenylmethaniso
meren von 85 Gew.-%, die sich ihrerseits im wesent
lichen aus 25 Gew.-% 2,4′- und zum Rest aus 4,4′-Di
isocyanato-diphenyl-methan zusammensetzen.
Die Polyolkomponente wird auf einer Hochdruckmaschine mit der Isocyanatkom
ponente vermischt und das Reaktionsgemisch in eine 40-l-Kastenform eingetragen,
die auf 50°C erwärmt ist. Die Form wird geschlossen und das Formteil nach etwa
6 Minuten aus der Form genommen. Das Füllgewicht beträgt 2,38 kg.
Mechanische Daten: | |
Rohdichte nach DIN 53 420 | 55 kg/m³ |
Stauchhärte nach DIN 53 577 | 6,4 kPa |
Zugfestigkeit nach DIN 53 571 | 158 kPa |
Bruchdehnung nach DIN 53 571 | 132% |
Druckverformungsrest nach DIN 53 572, 50% Ct-Wert | 6,7% |
Der Mahlvorgang erfolgte auf einem Labor-Walzwerk des Typs SK 6612 der
Firma Berstorff, Hannover. Der Durchmesser der Walzen betrug 200 mm, die
Drehzahlen 20 (Walze 1) und 10 U/min (Walze 2), der Walzenspalt wurde auf
100 µm eingestellt. Das Material wurde 3 mal durch den Walzenspalt gegeben.
Komponente B wird mit einer Lösung der entsprechenden, aus der folgenden
Tabelle zu entnehmenden Menge der Komponente C in Toluol vermischt und das
Lösemittel anschließend vollständig im Vakuum bei 50°C entfernt. Die so homo
gen vermischten Komponenten B und C werden dann in Komponenten A einge
rührt, 10 s entgast und die Viskosität der Mischung in einem Rotations
viskosimeter (VT 181 der Fa. Haake) gemessen.
Analog zum Beispiel 1 werden zwei weitere Polyether mit dem Gemisch aus 2,4-
Toluylendiisocyanat und 2,6-Toluylendiisocyanat im Verhältnis 80 : 20 und an
schließend mit Wasser umgesetzt:
Produkt D: hergestellt nach Beispiel 1 aus 100 g eines Polyethers, hergestellt
durch Umsetzung von n-Butanol mit Ethylenoxid (EO) und Propylenoxid (PO) und
anschließende Umsetzung mit Ethylenoxid mit einem EO : PO-Verhältnis von 85 : 15
und einer mittleren OH-Zahl von 25 mg KOH/g, 8 g des Diisocyanats und 5 ml
Wasser.
Produkt E: hergestellt nach Beispiel 1 aus 100 g eines Polyethers, hergestellt durch
Umsetzung von n-Butanol mit Ethylenoxid (EO) und Propylenoxid (PO) mit einem
EO : PO-Verhältnis von 48 : 52 und einer mittleren OH-Zahl von 75 mg KOH/g,
23,3 g des Diisocyanats und 10 ml Wasser.
Komponente A: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente D: Viskositätserniedriger aus Beispiel 6, Produkt D
Komponente E: Viskositätserniedriger aus Beispiel 6, Produkt E
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente D: Viskositätserniedriger aus Beispiel 6, Produkt D
Komponente E: Viskositätserniedriger aus Beispiel 6, Produkt E
Komponente B wird mit einer Lösung der entsprechenden, aus der folgenden
Tabelle zu entnehmenden Menge der Komponente D oder E in Toluol vermischt
und das Lösemittel anschließend vollständig im Vakuum bei 50°C entfernt. Die so
homogen vermischten Komponenten B und D bzw. E werden dann in Komponente
A eingerührt, 10 s entgast und die Viskosität der Mischung in einem Rota
tionsviskosimeter (VT 181 der Fa. Haake) gemessen.
Komponente A: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente C: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente C: aus Beispiel 2-5
Komponente C wird in einem Feststoffmischer (Typ M 5 G der Fa. Loedige) mit
der Komponente B trocken vermischt und anschließend wie in Beispiel 2-5 be
schrieben zur Komponente A gegeben.
Komponente A: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente C: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente C: aus Beispiel 2-5
Komponente C wird während des im Beispiel 2-5 beschriebenen Mahlvorgangs im
zweiten Durchgang durch den Walzenspalt mit der Komponente trocken vermischt
und anschließend wie in Beispiel 2-5 beschrieben zur Komponente A gegeben.
Viskositätserniedrigung durch ethoxylierte Phenole:
Komponente A: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente F: Emulgator, hergestellt durch Umsetzung von Nonylphenol mit Ethylenoxid (Emulgator NO der Bayer AG).
Komponente A: aus Beispiel 2-5
Komponente B: aus Beispiel 2-5
Komponente F: Emulgator, hergestellt durch Umsetzung von Nonylphenol mit Ethylenoxid (Emulgator NO der Bayer AG).
Komponente F wird gemeinsam mit Komponente B in Komponente A eingerührt
und die Mischung anschließend 10 s entgast.
Komponente G (Polyol-Formulierung):
90 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 28, hergestellt durch Propoxylierung von Trimethylolpropan und anschließende Ethoxylierung
10 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 56, hergestellt durch Propoxylierung von Propylenglykol, anschließende Misch polymerisation mit Propylen- und Ethylenoxid sowie end ständige Ethoxylierung
3 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 100, hergestellt durch Propoxylierung von Sorbit und anschließende Ethoxylierung
3,5 Gew.-Teile Wasser
0,2 Gew.-Teile Bis(dimethylaminoethyl)ether
0,3 Gew.-Teile einer 33-%igen Lösung von Diazobicyclo(2,2,2)-octan in Dipropylenglykol
0,5 Gew.-Teile Diethanolamin
0,15 Gew.-Teile 2-Ethylhexansäure
1,0 Gew.-Teile eines handelsüblichen Silikon-Stabilisators (Tegostab® 4617 der Goldschmidt AG)
90 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 28, hergestellt durch Propoxylierung von Trimethylolpropan und anschließende Ethoxylierung
10 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 56, hergestellt durch Propoxylierung von Propylenglykol, anschließende Misch polymerisation mit Propylen- und Ethylenoxid sowie end ständige Ethoxylierung
3 Gew.-Teile eines Polyetherpolyols der OH-Zahl 100, hergestellt durch Propoxylierung von Sorbit und anschließende Ethoxylierung
3,5 Gew.-Teile Wasser
0,2 Gew.-Teile Bis(dimethylaminoethyl)ether
0,3 Gew.-Teile einer 33-%igen Lösung von Diazobicyclo(2,2,2)-octan in Dipropylenglykol
0,5 Gew.-Teile Diethanolamin
0,15 Gew.-Teile 2-Ethylhexansäure
1,0 Gew.-Teile eines handelsüblichen Silikon-Stabilisators (Tegostab® 4617 der Goldschmidt AG)
1,25 Teile Komponente C aus Beispiel 2-5 werden analog zu Beispiel 13 während
des Mahlvorganges mit 25 Teilen Komponente B vermischt.
54,9 Gew.-Teile eines Diisocyanatodiphenylmethans folgender Zusammensetzung:
60 Gew.-% 4,4′-Diphenylmethan-diisocyanat
23 Gew. -% 2,4′-Diphenylmethan-diisocyanat
2 Gew. -% 2,2′-Diphenylmethan-diisocyanat
15 Gew.-% Polyphenyl-polymethan-polyisocyanate.
60 Gew.-% 4,4′-Diphenylmethan-diisocyanat
23 Gew. -% 2,4′-Diphenylmethan-diisocyanat
2 Gew. -% 2,2′-Diphenylmethan-diisocyanat
15 Gew.-% Polyphenyl-polymethan-polyisocyanate.
Komponente G und H werden bei 4200 min-1 mit einem Laborrührer 30 s intensiv
vermischt. Anschießend wird Komponente 1 zugesetzt und 5 s gerührt. Das Reak
tionsgemisch wird in eine 4-l-Kastenform eingetragen, die auf etwa 50°C ange
wärmt ist. Die Form wird geschlossen und das Formteil nach etwa 6 min aus der
Form genommen. Das Füllgewicht beträgt 245 g. Es ergeben sich folgende Eigen
schaftswerte bei der mechanischen Prüfung des erhaltenen Weichschaumstoffes:
Claims (7)
1. Mischungen aus Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten
reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht von 400
bis 10 000 (Polyol-Komponente) und feinteiligem Polyurethanpulver als
Füllstoffe dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen 0,5 bis 25 Gew.-%
(bezogen auf den Füllstoff) nichtflüchtige Viskositätserniedriger der all
gemeinen Formel (I)
enthalten, wobei
D für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
E für einen ein- bis dreiwertigen, gegebenenfalls Harnstoffgruppen enthaltende Wiederholungseinheiten bildenden, aromatischen Rest mit 6 bis 20 C-Atomen,
X für H und/oder CH₃ steht
und m und n ganze Zahlen bedeuten, wobei n entsprechend der Wertigkeit des Restes E für die Zahlen 1 bis 3 steht und m Werte zwischen 1 und 100 annimmt.
D für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
E für einen ein- bis dreiwertigen, gegebenenfalls Harnstoffgruppen enthaltende Wiederholungseinheiten bildenden, aromatischen Rest mit 6 bis 20 C-Atomen,
X für H und/oder CH₃ steht
und m und n ganze Zahlen bedeuten, wobei n entsprechend der Wertigkeit des Restes E für die Zahlen 1 bis 3 steht und m Werte zwischen 1 und 100 annimmt.
2. Mischungen aus Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten
reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht von 400
bis 10 000 (Polyol-Komponente) und feinteiligem Polyurethanpulver als
Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen 0,5 bis 25 Gew.-%
(bezogen auf den Füllstoff) nichtflüchtige Viskositätserniedriger der
allgemeinen Formel (II)
enthalten, wobei
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur-CO-NH-Ar-(NH-CO-NH-Ar)p-NH-COsteht,
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe ent haltender Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur-CO-NH-Ar-(NH-CO-NH-Ar)p-NH-COsteht,
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe ent haltender Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
3. Mischungen gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1
bis 15 Gew.-% (bezogen auf den Füllstoff) nichtflüchtige Viskositätser
niedriger enthalten.
4. Mischungen gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
feinteilige Füllstoff durch Mahlen von Polyurethanschaumstoffen erhalten
wurde.
5. Nichtflüchtige Viskositätserniedriger der allgemeinen Formel (II)
wobei
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur-CO-NH-Ar-(NH-CO-NH-Ar)p-NH-COsteht,
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe ent haltender Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
F für einen Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen,
G für einen zweiwertigen Rest der Struktur-CO-NH-Ar-(NH-CO-NH-Ar)p-NH-COsteht,
in dem Ar ein zweiwertiger, einen oder zwei aromatische Ringe ent haltender Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 16 C-Atomen ist,
X für H und/oder CH₃ steht,
und m Werte zwischen 1 und 100, bevorzugt Werte zwischen 10 und 50, und p Werte zwischen 1 und 10 annimmt.
6. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls zelligen Polyurethan-
Kunststoffen durch Umsetzung von
- a) Polyisocyanaten mit
- b) Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reak tionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewicht von 400 bis 10 000, gegebenenfalls in Gegenwart von
- c) Wasser und/oder organischen Treibmitteln und gegebenenfalls in Gegenwart von
- d) mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähige Wasserstoff atome aufweisende Verbindungen vom Molekulargewicht 32 bis 399 als Vernetzer sowie gegebenenfalls in Gegenwart von
- e) an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) die Mischungen gemäß
Anspruch 1 bis 4 verwendet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934333106 DE4333106A1 (de) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Mischungen höhermolekularer Polyole, feinteiligen Polyurethanpulvers und nichtflüchtiger Viskositätserniedriger, daraus erhältliche Polyurethane sowie spezielle Viskositätserniedriger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934333106 DE4333106A1 (de) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Mischungen höhermolekularer Polyole, feinteiligen Polyurethanpulvers und nichtflüchtiger Viskositätserniedriger, daraus erhältliche Polyurethane sowie spezielle Viskositätserniedriger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4333106A1 true DE4333106A1 (de) | 1995-03-30 |
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ID=6498917
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4333106A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0825229A1 (de) * | 1996-08-19 | 1998-02-25 | Bayer Ag | Verdickungsmittel-Zubereitungen auf Polyurethanbasis und Verwendung zur Verdickung wässriger Systeme |
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CN1858115B (zh) * | 2006-04-05 | 2010-05-26 | 张正杰 | 一种热压高週波泡绵制作方法 |
WO2012037709A1 (en) * | 2010-09-25 | 2012-03-29 | Nike International Ltd. | Regrlnd polyurethane with glycol or polyol additive |
CN110628205A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-31 | 浙江温州轻工研究院 | 一种聚氨酯鞋底材料及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4028313A (en) * | 1975-06-25 | 1977-06-07 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of water-dispersible polyhydroxyl compounds |
US4863994A (en) * | 1988-06-24 | 1989-09-05 | The Dow Chemical Company | Use of monohydric alcohols in molded polyurethane resins |
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1993
- 1993-09-29 DE DE19934333106 patent/DE4333106A1/de not_active Withdrawn
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