DE951887C - Verfahren zur Herstellung vernetzter hochelastischer Produkte aus im wesentlichen linearen hydroxylgruppenhaltigen Polyestern und Diisocyanaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung vernetzter hochelastischer Produkte aus im wesentlichen linearen hydroxylgruppenhaltigen Polyestern und DiisocyanatenInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM 8. NOVEMBER 1956
und Diisocyanaten
In letzter Zeit sind Verfahren bekanntgeworden, lineare:, gesättigte, insbesondere hydrocxylgruppenhaltige
Polyester durch Reaktion mit Diisocyanaten auf verschiedenartigste Weise in vernetzte gummielastische
Produkte überzuführen. Besonders hochwertige gumm'ielastische Materialien können durch
Polyaddition dadurch erzeugt werden, daß hydroxylgruppeinhaltige lineare gesättigt© Polyester
zunächst mit einem Überschuß an. Diisocyanaten verlängert
werden. Die nunmehr entstandenen diisocyanatgruppenhaltigen Polyester werden anschließend
mit Wasser, Glytkolen, Diaminen nachbehandelt, so daß auf diesem Wege zunächst eine Verlängerung
der Polyester und daran anschließend eine Vernetzung über Urethan- oder Harnstoffgruppen
erfolgt. Derartige Produkte besitzen außergewöhnlich gute mechanische Eigenschaften.
Bei der Durchführung dieser Reaktionen mit schwach ungesättigten Polyestern, die reaktionsfähige
Doppelbindungen enthalten und die in be- ao
kannter Weise durch Mitverwendung von Maleinsäure als Veresterungskomponente erhältlich sind,
werden im Gegensatz zu den obenerwähnten gesättigten, linearen Polyestern nur Materialien mit
geringen mechanischen Eigenschaften erhalten.
Der Erfindung liegt nun die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß man Produkte von hochwertigen
mechanischen Eigenschaften dann erhält,
wenn ungesättigte Polyester in Mischung mit gesättigten
Polyestern mit einem Überschuß über die sich auf die Endgruppen der Polyestermischung
berechnenden Mengen, eines Diisocyanates um-S gesetzt und die so erhaltenen isocyanatgruppenhaltigen
Polyester in üblicher Weise mit Verbindungen, die mindestens zwei mit Isocyanatgruppen
reagierende Wasserstoffatome enthalten, zur Reaktion gebracht werden. Die Mengenverhältnisse
ίο dieser in zweiter Phase zugesetzten Verbindungen sind so gewählt, daß nach ihrem Zugeben immer
noch freie Isocyanatgruppen vorliegen, die die anschließende Vernetzung über Urethan- oder Harnstoffgruppen
bewirken. Gleichzeitig tritt eine· zusätzliche Vernetzung durch Wärmepolymerisation
der Doppelbindungen enthaltenden· Polyester ein. Bei der Herstellung der Mischungen von
linearen hydroxy lgruppenhailtigen gesättigten und ungesättigten Polyestern ist es von Vorteil, den
Anteil des ungesättigten Esters zum gesättigten kleiner zu halten, da sonst bei größeren Zusätzen
ein Abfallen der mechanischen Werte eintreten kann. Als gesättigte Ester verwendet man in der
Hauptsache solche, die aliphatisch^ Komponenten, wie Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glykol, Diglykol,
enthalten. Als ungesättigte, Hydroxylgruppen aufweisende Polyester haben sich ebenfalls solche bewährt,
die aus aliphatischen Komponenten zusammengesetzt sind und die durch thermische Veresterung
von Dicarbonsäuren wie Adipinsäure' mit Maleinsäure und. Glykolen 'herstellbar sind. Sehr
gute Resultate werden erzielt, wenn als Verlängerungsmittel Diisocyanate verwendet werden, die
der aromatischen Reihe angehören. Erwähnt seien i, S-Naphthalindiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat,
Diphenylmethandiisocyianat, Toluylendiisocyanat. Verbindungen, die zwei mit Isocyanatgruppen
reagierende Wasserstoffatome besitzen, sind Glykole, wie Butylenglykol, Ätherglykole wie Dioxäthyl-i,
5-naphthalinäther, Diamine wie 3,3-D1-chlorbenzidin,
Aminoalkohole wie Amino-äthanol. Die Herstellung der neuen 'Materialien kann wie
folgt vorgenommen werden:
Das Gemisch aus gesättigten und ungesättigten Polyestern wird nach der Vakuumentwässerung
bei erhöhter Temperatur mit einer den O H-Zahlen überschüssigen Menge eines Diisocyanats versetzt
und nach kurzer Reaktionsdauer solche Mengen der obengenannten Glykole oder Diamine zugegeben,
daß noch nach der eingetretenen Verlängerungsreaktion freie Isocyanatgruppen vorhanden
sind.^Man gießt alsbald in Formen und heizt noch i2.Ms 15 Stunden bei etwa 100° nach.
Die so erhaltenen hochelastischen Materialien besitzen vorzügliche mechanische Eigenschaften,
die im allgemeinen den eingangs erwähnten Produkten entsprechen. Darüber hinaus zeichnen sich'
die Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine sehr geringe bleibende Dehnung aus
βο und zeigen keine Neigung, bei Raumlagerung in
den verhärteten Zustand überzugehen.
Ein derartiges Verhalten der Endprodukte war nicht zu erwarten, da bei Verwendung von schwach
ungesättigten Polyestern allein, die durch thermische Kondensation von Adipinsäure-Maleinsäure
und Glykolen herstellbar sind, hochelastische Produkte mit schlechten mechanischen Eigenschaften
entstehen, auch dann, wenn der ungesättigte Polyester den gleichen Prozentsatz an Doppelbindungen
enthält, wie die nach dem neuen Verfahren erhaltenen Mischungen aus gesättigten und ungesättigten
Polyestern insgesamt besitzen.
Beispiele A. Herstellung des gesättigten Polyesters
146 Teile Adipinsäure und 68 Teile Glykol werden unter Überleiten von Stickstoff allmählich auf
2io° erhitzt. Ab 1300 tritt Veresterung unter
Wasserabspaltung ein. Fällt die Temperatur des Übergangsthermometers unter 8o°, legt man allmählich
Vakuum an. Nach etwa weiteren 8 Stunden bei 13 mm und 200 bis 2100 unterbricht man die
Vakuumveresterung. Die Säurezahl des Polyesters beträgt 1,8 und die OH-Zahl 56. .Während der
gesamten Veresterung wird gut gerührt.
B. Herstellung eines ungesättigten Polyesters
740 Teile Adipinsäure, 98 Teile Maleinsäureanhydrid und 415 Teile Glykol werden unter gutem
Rühren und Überleiten von Stickstoff allmählich auf 2io° erhitzt. Ab etwa 1400 setzt die Veresterung
ein, und es destilliert Wasser .über. Ist die Übergangstemperatur auf 8o° gefallen, legt
man vorsichtig Vakuum an, bis 14 mm erreicht sind. Wenn die Säurezahl auf 2 gefallen ist, unterbricht
man die Veresterung. Die O Η-Zahl beträgt dann 56. Der Ester erstarrt nach einiger Zeit zu
einem hellgelben Wachs.
200 Teile des gesättigten Polyesters A und
40 Teile des ungesättigten Polyesters B werden 30 Minuten bei 1300 im Vakuum entwässert. Bei
dieser Temperatur fügt man dann 38,5 Teile i, 5-Naphthylendiisocyanat zu, laßt die Wärmetönung
abklingen und rührt sehr gut 4,4 Teile i, 4-ButyIenglykol unter. Alsbald gießt man in
Formen und läßt 12 Stunden bei ioo° stehen. Der Gieß ling ist hochelastisch und besitzt folgende
mechanischen Werte:
Stärke 0,57 cm
Zerreißfestigkeit 279 kg/cm2
Bruchdehnung 655 °/o
Belastung bei 300% 57 kg/cm2
Ringstruktur 43 kg abs.
Shore-Härte bei 200 74
Elastizität bei 200 51
bleibende Dehnung nach 1 Minute 9%
nach ι Stunde 9%
200 Teile des gesättigten Polyesters A und Teile des ungesättigten Polyesters B werden bei
1300 im Vakuum entwässert und dann mit 38,5 g
p-Phenylendiisocyanat versetzt. Nach Abklingen
der Wärmetönung rührt man 8,6 Teile i, 4-Butylenglykol
unter und gießt in Formen. Es wird Stunden auf ioo° geheizt. Die mechanischen
Werte des Gießlings sind:
Stärke 0,5 cm
Zerreißfestigkeit 228 kg/cm2
Bruchdehnung 605 °/o
Belastung bei joo°/o 61 kg/cm2
Ringstruktur 39 kg abs.
Shore-Härte 76
Elastizität 52
bleibende Dehnung nach 1 Minute i6°/o
nach ι Stunde· 13%
200 Teile des gesättigten Polyesters A und TeiJe des. ungesättigten Polyesters B werden, wie
im Beispiel 2 beschrieben, entwässert und dann mit 38,5 Teilen p-Phenylendiisocyanat versetzt. Nach
dem Abklingen der Reaktion rührt man bei 1300 Teile 1, 4-Butylenglykol zu und gießt in Formen.
Der Gießling besitzt folgende mechanischen Eigenschaften
:
Stärke 0,58 cm
Zerreißfestigkeit 251 kg/cm2
Bruchdehnung 6Z
Belastung bei 300 °/o 70 kg/cm2
Ringstruktur 40 kg abs.
Shore-Härte 80
Elastizität 47
bleibende Dehnung nach 1 Minute 2i°/o
nach ι Stunde i6°/o
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung vernetzter hochelastischer
Produkte aus im wesentlichen linearen hydroxylgruppenhaltigen Polyestern und Diisocyanaten im Überschuß über die
Hydroxylgruppen des Polyesters unter anschließender Vernetzung mit Hilfe von Verbindungen,
die mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reagierende Wasserstoffatome besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen gesättigter
uinid ungesättigter, kn wesentlichen linear aufgebauter hydroxylgruppenhaltiger
Polyester verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 5<>
kennzeichnet, daß Mischungen verwendet werden, die einen Überschuß an gesättigtem Polyester
aufweisen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»Angewandte Chemie« 1950, S. 61.
»Angewandte Chemie« 1950, S. 61.
© 609 506/318 4.56 (609 677 11. 56)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1126602B (de) * | 1960-05-11 | 1962-03-29 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern, UEberzuegen und Kittstellen durch Aushaerten von Loesungen ungesaettigter Polyesterurethane in Styrol |
-
1953
- 1953-10-01 DE DEF12916A patent/DE951887C/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
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| DE1126602B (de) * | 1960-05-11 | 1962-03-29 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern, UEberzuegen und Kittstellen durch Aushaerten von Loesungen ungesaettigter Polyesterurethane in Styrol |
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