DE878856C

DE878856C - Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Produkte

Info

Publication number: DE878856C
Application number: DEF2649D
Authority: DE
Inventors: Herbert Barth; August Dr Hoechtlen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1943-03-05
Filing date: 1943-03-05
Publication date: 1953-06-08

Description

Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Produkte Vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in der Umsetzung zwischen Polyisocyanaten und hydroxylgruppenhaltigen Polyestern. Unter letzteren werden die Ester aus einem Überschuß mehrwertiger Alkohole, wie Trimethylolpropan oder Glycerin, und einem unterhalb der stöchiometrischen Menge liegenden Anteil an mehrbasischen Säuren, wie Adipinsäure, verstanden. Die zwischen den Polyisocvanaten und den Polvestern eintretende Reaktion, welche zu sehr hochmolekularen Produkten führt, wird u. a. für die Herstellung von Einbrennlacken, Klebungen, Dichtungen, geformten Massen, Schaumstoffen u. dgl. ausgenutzt. Je nach dem gewünschten Verwendungszweck werden die Ausgangsmaterialien entweder als Anstrich auf eine Unterlage aufgebracht oder in Gegenwart von Füllstoffen und bzw. oder Treibmitteln u. dgl. mit oder ohne Formgebung verarbeitet. Die Umsetzung der Komponenten tritt bereits bei gewöhnlicher Temperatur ein und kann durch Anwendung höherer Temperaturen beschleunigt und vervollständigt werden. Der besondere Wert der nach diesem Prinzip aufgebauten hochmolekularen Produkte liegt bei allen geformten Massen, inklusive Schaumstoffen, in den hohen mechanischen Festigkeiten, während bei Einbrennlacken der wesentlichste Vorteil in der hohen Beständigkeit gegen Wasser und Lösungsmittel zu suchen ist, und schließlich im Fall von Klebungen und Dichtungen auch wieder die guten mechanischen Eigenschaften neben der Wasser- bzw. Lösungsmittelfestigkeit eine ausschlaggebende Rolle spielen.
Es wurde riun gefunden, daß die Eigenschaften von hochmolekularen Kunststoffen der genannten Art, besonders ihr Verhalten in der Wärme, dadurch verbessert werden können, daß man ihre Herstellung in Gegenwart von drei- oder höhenwertigen, niedrigmolekularen Alkoholen durchführt. Das Wort niedrigmolekular soll in diesem Zusammenhang eine Trennungslinie gegenüber den durch Polykondensation entstandenen hydroxylgruppenhaltigen Polyestern bedeuten, welche bei dieser Reaktion sowieso angewandt werden. Geeignete drei- und höhenwertige Alkohole im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol, Erythrit, Pentaerythrit, Mannit und Sorbit, gegebenenfalls noch höhenwertige Alkohole. Die Zahl der Isocyanatgruppen wird man zweckmäßig der Zahl der Hydroxylgruppen, welche in. dem hydroxylgruppenhaltigen Polyester und in dem gemäß vorliegender Erfindung anzuwendenden mehrwertigen Alkohol bzw. einem Gemisch mehrwertiger Alkohole enthalten sind, anpassen. Im übrigen empfiehlt es sich, die mehrwertigen Alkohole gemäß Erfindung mengenmäßig die hydroxylgruppenhaltigen Polyester nicht überwiegen zu lassen. Je nach der Natur der Polyoxyverbindungen können diese bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur einverleibt werden. Falls in Anbetracht eines höheren Schmelzpunktes eine höhere Temperatur erforderlich ist, empfiehlt es sich, sie zunächst den hydroxylgruppenhaltigen Polyestern einzuverleiben und dann erst die Polyisocyanate zuzugeben. Bei höhenwertigen Alkoholen mit höherem Schmelzpunkt besteht außerdem die Möglichkeit, sie in einem flüssigen, niedrigerwertigen Alkohol zu lösen und in dieser Form anzuwenden.
Als Polyisocyanate kommen zunächst Düsocyanate, wie i, 2, 4-Toluylendüsocyanat oder Hexandiisocyanat, ferner Triisocyanate, wie das Diphenyl-2, 4, 4'-triisocyanat inFrage: Ferner seien solche Polyisocyanate genannt, welche ausmehrwertigenAlkoholen,wie Glykolen oder Hexantriol, durch Umsetzung mit Diisocyanaten in solchen Mengen erhältlich sind, daß auf jede Hydroxylgruppe ein Diisocyanat kommt.. Schließlich seien Dimerisationsprodukte genannt, wie sie aus Verbindungen, wie Toluylendiisocyanat, erhältlich sind. Beispiel i ioo Teile eines Kondensationsproduktes aus Adipin-_säure -f- Phthalsäure + Hexantriol mit der Säurezahl 28' und 2o Teile wasserfreies Hexantriol oder Trimethylolpropan werden mit 15 Teilen Bimsstaub in einem Rührwerk vermischt, dann mit zig Teilen i, 2, 4-Toluylendiisocyanat sehr gut verrührt. Die Mischung wird in Formen gegossen und darin bei Zimmertemperatur stehengelassen.
Es entsteht ein fester Leichtstoff mit gleichmäßig verteilten Poren, der ein Raumgewicht von o,igo g/cm3 hat und eine Druckfestigkeit von 27 kg/cmz besitzt. Die Wärmestandfestigkeit ist besser als die eines Leichtstoffes ohne Zusatz von Hexantriol, und zwar beträgt die Durchbiegung am Normalstab bei ioo g Belastung und einer Temperatur von ioo° o bis i mm gegenüber 3 mm ohne Hexantriol- bzw. Trimethylolpropanzugabe.

Beispiel 2 Ein Kondensationsprodukt aus 3 Mol Adipinsäure mit 4 Mol Trimethylolpropan vermischt man auf einer geeigneten Maschine, z. B. einem Kneten oder einer Mischwalze mit einem dimeren Toluylendiisocyanat, den verschiedenen Alkoholen, Holzmehl und den übrigen Füllstoffen in den unten angegebenen Mengenverhältnissen bei etwa ioo°. Die so hergestellten Mischungen werden dann bei 17o° zum fertigen Preßteil in einer Presse verformt. Die Zusammensetzung der Preßmassen und ihre Wärmefestigkeit nach Martens gehen aus der folgenden Tabelle hervor, worin die über dem Strich stehenden Zahlen Gewichtsteile bedeuten und unter Bindemittel. das zu Beginn dieses Beispiels erwähnte Kondensationsprodukt zu verstehen ist:

Bindemittel ...................... 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86

Duneres Toluylendiisocyanat ....... 52 86 78 7o 87. 78 75 104 78 104

I,3-Butylenglykol ................ - 18 - - - - - - - -

Hexantriol ...................:... - - 13,5 - - - - - - -

Pentaerythrit .................... - - - 7 14 - - - - -

Trimethylolpropan ................ - - - - - 13,5 - - - -

Mannit .......................... - - - - - - g 18 - -

Sorbit .....................:..... - - - - - - - - g 18

Holzmehl ........................ 138 190 177 163 187 177 173 2o8 173 208

Zinkstearat ...................... 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Magnesiumoxyd .................. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Wärmefestigkeit nach Martens .... 74° 75° 86° g2° g5° 1o1° 115° 131° 136° i38°

Beispiel 3 Zu 'einem Leim, bestehend aus dem Gemisch von 2 Teilen eines Kondensationsproduktes aus 3 Mol Adipinsäute mit 4 Mol Trimethylolpropan, gelöst in i Teil Methylenchlorid und 2,4 Teilen Toluylendüsocyanat, gibt man o,6 Teile Trimethylolpropan, verdünnt nochmals mit 3 Teilen Methylenchlorid und bestreicht mit dem so angefertigten Leim die zu verklebenden Teile.

Bei einer mit diesem Leim hergestellten Metall-Holz-Klebung ergab die Scherfestigkeitsprüfung sowohl bei 2o° als auch ioo° Holzbrüche, während bei dem gleichen Ansatz, jedoch ohne Zugabe von Trimethylolpropan, bei ioo° Leimbrüche auftraten.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Produkte durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart von drei- oder höhenwertigen, niedrigmolekularen Alkoholen gearbeitet wird.