EP3781617A1 - Foams based on thermoplastic elastomers - Google Patents

Foams based on thermoplastic elastomers

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Publication number
EP3781617A1
EP3781617A1 EP19717938.5A EP19717938A EP3781617A1 EP 3781617 A1 EP3781617 A1 EP 3781617A1 EP 19717938 A EP19717938 A EP 19717938A EP 3781617 A1 EP3781617 A1 EP 3781617A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shoe
shaped body
weight
components
shoes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19717938.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Elmar Poeselt
Peter Gutmann
Florian Tobias RAPP
Frank Prissok
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
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Pending legal-status Critical Current

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    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
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    • C08J2375/04Polyurethanes
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    • C08J2425/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2425/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2425/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2425/06Polystyrene

Definitions

  • Particle foams or particle foams, particle foam
  • shaped articles based thereon on the basis of thermoplastic polyurethane or other elastomers are known (for example WO 94/20568, WO 2007/082838 A1, WO2017030835, WO 2013/153190 A1
  • Particle foam or particle foam in the sense of the present invention denotes a foam in the form of a particle, wherein the average diameter of the particle foam is between 0.2 to 20, preferably 0.5 to 15 and in particular between 1 to 12 mm.
  • non-spherical, e.g. elongated or cylindrical particle foam is meant by diameter the longest dimension.
  • Sufficient bonding or welding of the particle foams is essential in order to obtain advantageous mechanical properties of the molded part produced from the particle foam.
  • its properties can not be used to their full extent, as a result of which the overall mechanical properties of the molded part obtained are adversely affected.
  • the mechanical properties at the weakened sites are unfavorable with the same result as mentioned above.
  • the application which is of primary importance for the subject of the present invention is the use in the shoe sector, wherein the particle foams can be used for shaped bodies for components of the shoe in which cushioning and / or padding is relevant, such as e.g. Midsoles and inserts.
  • a shaped particle of foam with low compression properties fundamentally a higher density and thus more material than a molded body of foam particles with high compression properties in order to genrieren at the end similar properties.
  • the applicability of a particle foam for specific applications is also given by this connection.
  • particle foams are advantageous in which the compression properties of the molded articles produced from the particle foams are rather low with little force, and in the region in which the shoe is worn have a deformation which is sufficient for the wearer.
  • a further problem is that in the case of large-scale production of particle foam via extrusion, the highest possible throughput of material is desirable in order to produce the required quantities in as short a time as possible.
  • too fast processing of the material into inferior material leads to instability and / or collapse of the obtained particle foams. Accordingly, there is still a need to provide particle foams in which the production time is as low as possible.
  • thermoplastic polyurethane as component I
  • the shaped body is a midsole for shoes, is an insert for shoes or is a padding element for shoes.
  • thermoplastic polyurethanes used as component I are well known.
  • the preparation is carried out by reacting (a) isocyanates with (b) isocyanate-reactive compounds, for example polyols, having a number average molecular weight of 500 g / mol to 100,000 g / mol (b1) and optionally chain extenders having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol (b2), if appropriate in the presence of (c) catalysts and / or (d) customary auxiliaries and / or additives.
  • isocyanates for example polyols, having a number average molecular weight of 500 g / mol to 100,000 g / mol (b1) and optionally chain extenders having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol (b2)
  • thermoplastic polyurethanes are obtainable by reacting (a) isocyanates with (b) compounds which are reactive toward isocyanates, for example polyols (b1) having a number-average molecular weight of from 500 g / mol to 100 000 g / mol and one Chain extender (b2) having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol, if appropriate in the presence of (c) catalysts and / or (d) customary auxiliaries and / or additives.
  • the components (a) isocyanate, (b) isocyanate-reactive compounds, for example polyol (b1), and optionally chain extenders (b2) are mentioned individually or together as synthesis components.
  • the synthesis components including the catalyst and / or the customary auxiliaries and / or additives are also called feedstocks.
  • the amounts used of the synthesis components (b) can be varied in their molar ratios, the hardness and the melt viscosity increasing with increasing content of chain extender in the component (b), while Melt index decreases with a constant molecular weight of the TPU.
  • thermoplastic polyurethanes To prepare the thermoplastic polyurethanes, the synthesis components (a), (b), where (b) in a preferred embodiment also contains chain extenders, in the presence of a catalyst (c) and optionally auxiliaries and / or additives in such quantities Reaction that the equivalence ratio of NCO groups of the diisocyanates (a) to the sum of the hydroxyl groups of component (b) in the range of 1 to 0.8 to 1 to 1.3.
  • the index is defined by the ratio of the total of the isocyanate groups used in the reaction to the isocyanate-reactive groups, ie in particular the reactive groups of the polyol component and the chain extender. With a figure of 1000, an isocyanate group has an active hydrogen atom. For ratios above 1000, more isocyanate groups exist than isocyanate-reactive groups.
  • the ratio in the reaction of the abovementioned components is in the range from 965 to 1110, preferably in the range from 970 to 110, more preferably in the range from 980 to 1030 and very particularly preferably in the range from 985 to 1010 particularly preferred.
  • thermoplastic polyurethanes are preferably prepared in which the thermoplastic polyurethane has a weight-average molecular weight (M w ) of at least 60,000 g / mol, preferably of at least 80,000 g / mol and in particular greater than 100,000 g / mol.
  • M w weight-average molecular weight
  • the upper limit for the weight-average molecular weight of the thermoplastic polyurethanes is generally determined by the processability as well as the desired property spectrum.
  • the number-average molecular weight of the ther- thermoplastic polyurethanes between 80,000 and 300,000 g / mol.
  • the average molecular weights stated above for the thermoplastic polyurethane as well as for the synthesis components (a) and (b) are the weight average determined by means of gel permeation chromatography (eg according to DIN 55672-1, March 2016 or analogous).
  • organic isocyanates (a) it is possible to use aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatic isocyanates.
  • the aliphatic diisocyanates used are customary aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates, for example tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- and / or octamethylene diisocyanate, 2-methylpentamethylene-1,5-diisocyanate, 2-ethyltetramethylene 1, 4-diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate (HDI), pentamethylene-1,5-diisocyanate, butylene-1,4-diisocyanate, trimethylhexamethylene-1,6-diisocyanate, 1-isocyanato 3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 1, 4- and / or 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (HXDI), 1, 4-cyclohe
  • Suitable aromatic diisocyanates are, in particular, 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate (TDI), S'-dimethyl ⁇ '- diisocyanato-diphenyl (TODI), p-phenylene diisocyanate (PDI ), Diphenylethane-4,4'-diisoyanate (EDI), methylene diphenyl diisocyanate (MDI), the term MDI being understood to mean 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3, 3'-dimethyl-diphenyl-diisocyanate, 1, 2-diphenylethane diisocyanate and / or phenylene diisocyanate or H12MDI (4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate).
  • NDI 1,5-na
  • mixtures can also be used.
  • examples of mixtures are mixtures which contain, in addition to 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate and at least one further methylene diphenyl diisocyanate.
  • methylene diphenyl diisocyanate denotes 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate or a mixture of two or three isomers.
  • the polyisocyanate composition may also contain further, the above-mentioned polyisocyanates.
  • mixtures are containing polyisocyanate compositions
  • the polyisocyanate composition contains 4,4'-MDI in an amount of 2 to 50% based on the total polyisocyanate composition and the other isocyanate in an amount of 3 to 20% based on the total polyisocyanate composition.
  • crosslinkers for example the above-mentioned higher-functional polyisocyanates or polyols, or also other higher-functional molecules having a plurality of isocyanate-reactive functional groups. It is likewise possible within the scope of the present invention to achieve cross-linking of the products by an excess of the isocyanate groups used in relation to the hydroxyl groups.
  • isocyanates examples include triisocyanates, e.g. B. triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyant and isocyanurates, furthermore the cyanurates of the aforementioned diisocyanates, as well as the oligomers obtainable by partial reaction of diisocyanates with water, eg the biurets of the aforementioned diisocyanates, furthermore oligomers obtained by targeted implementation of semiblocked diisocyanates with polyols having an average of more than two and preferably three or more hydroxy groups are available.
  • the polyisocyanate composition may also contain one or more solvents.
  • Suitable solvents are known to the person skilled in the art. Suitable examples are non-reactive solvents such as ethyl acetate, methyl ethyl ketone and hydrocarbons.
  • Preferred isocyanate-reactive compounds (b1) are those having a molecular weight between 500 g / mol and 8000 g / mol, more preferably 500 g / mol to 5000 g / mol, in particular 500 g / mol to 3000 g / mol.
  • the isocyanate-reactive compound (b) has on statistical average at least 1, 8 and at most 2.2, preferably 2, Zerewitinow active hydrogen atoms, this number is also referred to as functionality of the isocyanate-reactive compound (b) and gives the amount of a substance theoretically reduced to a molecule amount of the isocyanate-reactive groups of the molecule.
  • the isocyanate-reactive compound is preferably substantially linear and is an isocyanate-reactive substance or a mixture of various substances, in which case the mixture satisfies the said requirement.
  • the ratio of components (b1) and (b2) is varied so as to obtain the desired hard segment content, which can be calculated according to the formula disclosed in PCT / EP2017 / 079049.
  • a Hartsegementanteil is less than 60%, preferably less than 40%, more preferably less than 25% suitable.
  • the isocyanate-reactive compound (b1) preferably has a reactive group selected from the hydroxyl group, the amino group, the mercapto group or the carboxylic acid. acid group. It is preferably the hydroxyl group and very particularly preferably primary hydroxyl groups.
  • the isocyanate-reactive compound (b) is particularly preferably selected from the group of the polyester oil, the polyether oil or the polycarbonate diols, which are also combined under the term "polyols".
  • homopolymers such as, for example, polyether oxide are suitable, polyester oxide, polycarbonate (diol) s, polysiloxane diols, polybutadiene diols, but also block copolymers and hybrid polyols, such as e.g. Poly (ester / amide).
  • preferred polyetheroils are polyethylene glycols, polypropylene glycols, polytetramethylene glycol (PTHF), polytrimethylene glycol.
  • Preferred polyester polyols are polyadipates, polysuccinic acid esters and polycaprolactones.
  • the present invention also relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein the polyol composition contains a polyol selected from the group consisting of polyether oils, polyester oils, polycaprolactones and polycarbonates.
  • Suitable block copolymers are, for example, those which have ethers and ester blocks, for example polycaprolactone with polyethylene oxide or polypropylene oxide end blocks or polyethers with polycaprolactone end blocks.
  • Polyetheroic preferred are polyethyleneglycols according to the invention, polypropylene glycols, polytetramethylene glycol (PTHF) and Polytri methylenglykol. Further preferred is polycaprolactone.
  • the polyol used has a molecular weight Mn in the range from 500 g / mol to 4000 g / mol, preferably in the range from 500 g / mol to 3000 g / mol.
  • the present invention relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein at least one polyol contained in the polyol composition has a molecular weight Mn in the range of 500 g / mol to 4000 g / mol.
  • At least one polyol composition containing at least polytetrahydrofuran is used to prepare the thermoplastic polyurethane.
  • the polyol composition in addition to polytetrahydrofuran also contain other polyols.
  • polyethers are suitable as further polyols, for example, but also polyesters, block copolymers and hybrid polyols such as poly (ester / amide).
  • Suitable block copolymers are, for example, those which have ethers and ester blocks, for example polycaprolactone with polyethylene oxide or polypropylene oxide end blocks or also polyethers with Polycaprolactonendblöcken.
  • Preferred polyetheroie are according to the invention polyethylene eneglycols, polypropylene glycols. Further preferred polycaprolactone is another polyol.
  • Suitable polyols are, for example, polyethers, such as polytrimethylene oxide or polytetramethylene oxide.
  • the present invention according to another embodiment relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein the polyol composition at least one polytetrahydrofuran and at least one further polyol selected from the group consisting of a further polytetramethylene oxide (PTHF), polyethylene glycol, polypropylene glycol and Contains polycaprolactone.
  • PTHF polytetramethylene oxide
  • the polytetrahydrofuran has a number average molecular weight Mn in the range of 500 g / mol to 5000 g / mol, more preferably in the range of 550 to 2500 g / mol, particularly preferably in the range of 650 to 2000 g / mol and most preferably in the range of 650 to 1400 g / mol.
  • the composition of the polyol composition can vary widely within the scope of the present invention.
  • the content of the first polyol, preferably polytetrahydrofuran can be in the range of 15% to 85%, preferably in the range of 20% to 80%, more preferably in the range of 25% to 75%.
  • the polyol composition may also contain a solvent. Suitable solvents are known per se to the person skilled in the art.
  • the number average molecular weight Mn of the polytetrahydrofuran is, for example, in the range from 500 g / mol to 5000 g / mol, preferably in the range from 500 to 3000 g / mol. More preferably, the number average molecular weight Mn of the polytetrahydrofuran is in the range of 500 to 1400 g / mol.
  • the number-average molecular weight Mn can be determined via gel permeation chromatography as mentioned above.
  • the present invention also relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein the polyol composition selected from the group consisting of polytetrahydrofurans having a number average molecular weight Mn in the range of 500 g / mol to 5000 g / contains mol.
  • chain extenders (b2) are preferably aliphatic, araliphatic, aromatic and / or cycloaliphatic compounds having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol, preferably with 2 isocyanate-reactive compounds, which are also referred to as functional groups.
  • Preferred chain extenders are diamines and / or alkanediols, more preferably alkanediols having 2 to 10 carbon atoms, preferably having 3 to 8 carbon atoms in the alkylene radical, which more preferably have only primary hydroxyl groups.
  • chain extenders (c) are used, these are preferably aliphatic, araliphatic, aromatic and / or cycloaliphatic compounds having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol, preferably with 2 isocyanate-reactive groups, which are also functional groups be designated.
  • the chain extender is at least one chain extender selected from the group consisting of 1, 2-ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, 2,3-butanediol, 1, 5-pentanediol, 1 , 6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1, 4-cyclohexanediol, 1, 4-dimethanolcyclohexane, neopentyl glycol and hydroquinone bis (beta-hydroxyethyl) ether (HQEE).
  • chain extenders selected from the group consisting of 1, 2-ethanediol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol and 1, 6-hexanediol and mixtures of the above-mentioned chain extenders.
  • Examples of specific chain extenders and mixtures are disclosed inter alia in PCT / EP2017 / 079049
  • catalysts (c) are used with the synthesis components. These are in particular catalysts which accelerate the reaction between the NCO groups of the isocyanates (a) and the hydroxyl groups of the isocyanate-reactive compound (b) and, when used, the chain extender.
  • Suitable catalysts are, for example, organic metal compounds selected from the group consisting of tin, titanium, zirconium, hafnium, bismuth, zinc, aluminum and iron organyls, such as tin organyl compounds, preferably tin dialkyls such as dimethyltin or diethyltin or tin organyl compounds of aliphatic carboxylic acids, preferably tin diacetate, tin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, bismuth compounds such as bismuth-alkyl compounds or the like, or iron compounds, preferably iron (MI) acetylacetonate or the metal salts of the carboxylic acids such as Tin isooctoate, tin dioctoate, titanic acid ester or bismuth (III) neodecanoate.
  • organyls such as tin organyl compounds, preferably tin dialkyls such as di
  • catalysts are tin dioctoate, bismuth decanoate and titanic acid esters.
  • the catalyst (d) is preferably used in amounts of from 0.0001 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the isocyanate-reactive compound (b).
  • conventional auxiliaries (d) can also be added to the synthesis components (a) to (b). Mention may be made, for example, of surface-active substances, fillers, flame retardants, nucleating agents, oxidation stabilizers, lubricants and mold release agents, dyes and pigments, optionally stabilizers, preferably against hydrolysis, light, heat or discoloration, inorganic and / or organic fillers, reinforcing agents and / or plasticizer.
  • Stabilizers in the context of the present invention are additives which protect a plastic or a plastic mixture against harmful environmental influences. Examples include primary and secondary antioxidants, hindered phenols, hindered amine light stabilizers, UV absorbers, hydrolysis inhibitors, quenchers and flame retardants. Examples of commercial stabilizers are given in Plastics Additives Handbook, 5th Edition, H. Zweifel, ed., Hanser Publishers, Kunststoff, 2001 ([1]), p.98-S136.
  • thermoplastic polyurethanes can be carried out according to the known methods dis- continuously or continuously, for example with reaction extruders or the tape method according to the "one-shot” - or the prepolymer process, preferably by the "one-shot” - method.
  • the components (a), (b) reacting, in preferred embodiments, also the chain extender in component (b), (c) and / or (d) successively or simultaneously mixed together the polymerization reaction starts immediately.
  • the TPU can then be directly granulated or convoluted by extrusion into lens granules. In this step, it is possible to include further additives or other polymers.
  • the synthesis components (a), (b) and, in preferred embodiments, also (c), (d) and / or (e) are introduced into the extruder individually or as a mixture and, preferably, at temperatures of from 100.degree 280 ° C, preferably 140 ° C to 250 ° C, reacted.
  • the resulting polyurethane is extruded, cooled and granulated or granulated directly via an underwater granulation as lens granules.
  • thermoplastic polyurethane is prepared in a first step from the synthesis components isocanate (a), isocyanate-reactive compound (b) including chain extenders and in preferred embodiments the other starting materials (c) and / or (d) and in a second Extrusion step incorporated the additives or auxiliaries.
  • a twin-screw extruder is used, since the twin-screw extruder works positively conveying and so a more precise adjustment of the temperature and discharge rate is possible on the extruder.
  • the production and expansion of a TPU can be carried out in a reaction extruder in one step or via a tandem extruder according to methods known to the person skilled in the art.
  • the styrene polymers mentioned as component II are standard polystyrene.
  • the term "standard polystyrene” preferably comprises atactic, syndiotactic or isotactic polystyrene, particularly preferably atactic polystyrene.
  • Atactic polystyrene according to the invention which is amorphous, has a glass transition temperature in the range of 100 ° C. ⁇ 20 ° C. (determined in accordance with DIN EN ISO 1 1357-1, February 2017 / DIN EN ISO 11357-2, July 2014, inflection point method) on.
  • Syndiotactic and isotactic polystyrene according to the invention are each partially crystalline and have a melting point in the Range of respectively 270 ° C and 240 ° C (DIN EN ISO 11357-1, February 2017 / DIN EN ISO 11357-3, April 2013, W peak melting temperature).
  • the polystyrenes used have a modulus of elasticity at tensile in excess of 2,500 (DIN EN ISO 527-1 / 2, June 2012).
  • PS 158 K BASF SE
  • PS 148 HQ BASF SE
  • STYROLUTION PS 156 F STYROLUTION PS 158N / L
  • STYROUTION PS 168N / L STYROLUTION PS 153F
  • SABIC PS 125 SABIC PS 155
  • SABIC PS 160 commercially available materials may also be used, e.g. PS 158 K (BASF SE), PS 148 HQ (BASF SE), STYROLUTION PS 156 F, STYROLUTION PS 158N / L, STYROUTION PS 168N / L, STYROLUTION PS 153F, SABIC PS 125, SABIC PS 155, SABIC PS 160 ,
  • PS 158 K BASF SE
  • PS 148 HQ BASF SE
  • STYROLUTION PS 156 F STYROLUTION PS 158N / L
  • STYROUTION PS 168N / L STYROLUTION PS 153F
  • composition comprises Z
  • thermoplastic polyurethane as component I
  • the composition comprises Z
  • thermoplastic polyurethane 80-90% by weight of thermoplastic polyurethane as component I
  • composition Z may comprise, for example, 5 to 20% by weight of the styrene polymer as components II or from 5 to 15% by weight of the styrene polymer as components II.
  • the composition Z may comprise, for example, 80 to 92.5% by weight of thermoplastic polyurethane as component I and 7.5 to 20% by weight of the styrene polymer as components II, preferably 80-90% by weight of thermoplastic polyurethane as component I and 10 to 20% by weight of the styrene polymer as components II, more preferably 80-85% by weight of thermoplastic polyurethane as component I and 15 to 20% by weight of the styrene polymer as components II, wherein the sum of the components I and II results in each case to 100% by weight.
  • the non-expanded starting material, the composition Z, required for the production of the particle foam is prepared in a manner known per se from the individual thermoplastic elastomers (TPE-1) and (TPE-2) and optionally further components. Suitable methods are, for example, customary mixing methods in a kneader or an extruder.
  • the unexpanded polymer mixture of composition Z required for the preparation of the particle foam is prepared in a known manner from the individual components and, if appropriate, other components such as processing aids, stabilizers, compatibilizers or pigments. Suitable processes are, for example, customary mixing processes with the aid of a kneader, continuous or discontinuous, or an extruder, such as a co-rotating twin-screw extruder.
  • compatibilizers or auxiliaries such as stabilizers
  • these can also be incorporated in the preparation of the components in this already.
  • the individual components are combined before the mixing process or metered into the apparatus which takes over the mixing.
  • the components are all dosed into the feeder and conveyed together into the extruder or individual components added via a side dosing (usually not for foams as this part of the extruder is not tight).
  • Processing takes place at a temperature at which the components are in a plasticized state.
  • the temperature depends on the softening or melting ranges of the components, but must be below the decomposition temperature of each component.
  • Additives such as pigments or fillers or further of the abovementioned customary auxiliaries (d) are not melted, but incorporated in the solid state.
  • the particle foams according to the invention generally have a bulk density of from 50 g / l to 200 g / l, preferably from 60 g / l to 180 g / l, particularly preferably from 80 g / l to 150 g / l.
  • the bulk density is measured analogously to DIN ISO 697, whereby a vessel with 10 l volume is used instead of a vessel with 0.5 l volume in the determination of the above values, in contrast to the standard, since especially for the foam particles with lower Dense and large mass a measurement with only 0.5 l volume is too inaccurate.
  • the diameter of the particle foams is between 0.5 to 30; preferably 1 to 15 and especially between 3 to 12 mm.
  • diameter the longest dimension:
  • the production of the particle foams can be carried out by the usual methods known in the prior art i. Providing a composition (Z) according to the invention.
  • the amount of blowing agent is preferably 0.1 to 40, in particular 0.5 to 35 and particularly preferably 1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the amount of the composition (Z) used.
  • composition (Z) according to the invention in the form of a granule
  • Another embodiment of the above method comprises a further step: i. Providing a composition (Z) according to the invention in the form of a granule;
  • the granulate preferably has an average minimum diameter of 0.2-10 mm (determined via 3D evaluation of the granulate, for example via dynamic image analysis with the use of an optical measuring apparatus named PartAn 3D from Microtrac).
  • the individual granules generally have an average mass in the range from 0.1 to 50 mg, preferably in the range from 4 to 40 mg and more preferably in the range from 7 to 32 mg.
  • This average mass of the granules is determined as an arithmetic mean by weighing 3 times each of 10 granular particles.
  • An embodiment of the abovementioned method comprises impregnating the granules with a propellant under pressure and subsequently expanding the granules in step (ii) and (iii):
  • the impregnation in step ii) can be carried out in the presence in the presence of water and optional suspension aids or only in the presence of the blowing agent and the absence of water.
  • Suitable suspension aids are, for example, water-insoluble inorganic stabilizers, such as tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate, metal carbonates; also polyvinyl alcohol and surfactants such as sodium dodecylarylsulfonate. They are usually used in amounts of 0.05 to 10 wt .-%, based on the composition of the invention.
  • the impregnation temperatures are in the range of 100-200 ° C., depending on the selected pressure, the pressure in the reaction vessel being between 2 and 150 bar, preferably between 5 and 100 bar, particularly preferably between 20 and 60 bar, the duration of impregnation. generally takes 0.5 to 10 hours.
  • Suitable propellants for carrying out the process in a suitable closed reaction vessel are e.g. organic liquids and gases which are in a gaseous state in the processing conditions, such as hydrocarbons or inorganic gases, or mixtures of organic liquids or gases and inorganic gases, which may also be combined.
  • Suitable hydrocarbons are, for example, halogenated or non-halogenated, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons, preferably non-halogenated, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons.
  • Preferred organic blowing agents are saturated, aliphatic hydrocarbons, in particular those having 3 to 8 C atoms, such as butane or pentane.
  • Suitable inorganic gases are nitrogen, air, ammonia or carbon dioxide, preferably nitrogen or carbon dioxide or mixtures of the abovementioned gases.
  • the impregnation of the granules with a blowing agent under pressure comprises processes and subsequent expansion of the granules in step (ii) and (iii):
  • Suitable blowing agents in this process variant are volatile organic compounds having a boiling point at atmospheric pressure of 1013 mbar 35 from -25 to 150, in particular -10 to 125 ° C.
  • Well suited are hydrocarbons (preferably halogen-free), in particular C4-10 alkanes, for example, the isomers of butane, pentane, hexane, heptane and octane, more preferably iso-pentane.
  • Further possible blowing agents are also sterically more demanding compounds such as alcohols, ketones, esters, ethers and organic carbonates.
  • the composition in step (ii) is melt-blended in an extruder with the blowing agent under pressure, which is fed to the extruder.
  • the propellant-containing mixture is squeezed out under pressure, preferably with moderately controlled back pressure (for example, underwater granulation) and granulated.
  • moderately controlled back pressure for example, underwater granulation
  • the melt strand foams and granules give the particle foams.
  • Suitable extruders are all conventional screw machines, in particular single-screw and twin-screw extruders (eg type ZSK from Werner & Pfleiderer), co-kneaders, Kombiplast machines, MPC kneading mixers, FCM mixers, KEX kneading screw extruders and shear roller extruders, as they eg in Saechtling (ed.), plastic paperback, 27th edition, Hanser-Verlag Kunststoff 1998, chap. 3.2.1 and 3.2.4 are described.
  • the extruder is usually operated at a temperature at which the composition (Z1) is in the form of a melt, for example at 120 ° C. to 250 ° C., in particular 150 to 210 ° C. and a pressure after the addition of the blowing agent of 40 to 200 bar, preferably 60 to 150 bar, more preferably 80 to 120 bar to ensure homogenization of the blowing agent with the melt.
  • the implementation can be carried out in an extruder or an arrangement of one or more extruders.
  • a first extruder the components can be melted and blended, and a propellant injected.
  • the impregnated melt is homogenized and the temperature and / or the pressure are adjusted.
  • the mixing of the components and the injection of the blowing agent can likewise be divided into two different process parts. If, as preferred, only one extruder is used, then all process steps, melting, mixing, injection of the blowing agent, homogenization and adjustment of the temperature and / or the pressure in an extruder are carried out.
  • the corresponding, possibly even already colored, particle foam can be produced directly by impregnating the corresponding granulate with a supercritical fluid, from which the supercritical fluid is removed from
  • Suitable supercritical fluids are, for example, those described in WO2014150122 or, for example, carbon dioxide, nitrogen dioxide, ethane, ethylene, oxygen or nitrogen, preferably carbon dioxide or nitrogen.
  • the supercritical fluid may also contain a polar fluid having a Hildebrand solubility parameter equal to or greater than 9 MPa-1/2.
  • the supercritical fluid or the heated fluid may also contain a dye, whereby a dyed, foamed article is obtained.
  • Another object of the present invention is a molded article produced from the particle foams according to the invention.
  • the corresponding shaped bodies can be produced by methods known to the person skilled in the art.
  • a preferred method for producing a foam molding comprises the following steps:
  • step (ii) fusing the particle foams of step (i) according to the invention.
  • the fusion in step (ii) is preferably carried out in a closed form, wherein the fusion can be effected by steam, hot air (as described for example in EP1979401 B1) or energetic radiation (microwaves or radio waves).
  • the temperature at the fusing of the particle foam is preferably below or close to the melting temperature of the polymer from which the particle foam was made. Accordingly, the temperature for fusing the particle foam is between 100 ° C. and 180 ° C., preferably between 120 and 150 ° C., for the customary polymers.
  • temperature profiles / residence times can be determined individually, e.g. in analogy to the methods described in US20150337102 or EP2872309B1.
  • the welding via energetic radiation generally takes place in the frequency range of microwaves or radio waves, if appropriate in the presence of water or other polar liquids, such as e.g. polar group-containing microwave-absorbing hydrocarbons (such as esters of carboxylic acids and diols or triols or glycols and liquid polyethylene glycols) and can be carried out in analogy to the processes described in EP3053732A or WO16146537.
  • polar group-containing microwave-absorbing hydrocarbons such as esters of carboxylic acids and diols or triols or glycols and liquid polyethylene glycols
  • the particle foams can preferably be wetted with a polar liquid which is suitable for irradiating the radiation. absorb, for example, in proportions of 0.1 to 10 wt .-%, preferably in proportions of 1 to 6 wt .-%, based on the particle foams used.
  • the welding with high-frequency electromagnetic radiation of the particle foams can also be achieved in the context of the present invention without the use of a polar liquid.
  • the thermal bonding of the foam particles takes place, for example, in a mold by means of high-frequency electromagnetic radiation, in particular by means of microwaves.
  • High-frequency is understood to mean electromagnetic radiation with frequencies of at least 20 MHz, for example of at least 100 MHz.
  • electromagnetic radiation is used in the frequency range between 20 MHz and 300 GHz, for example between 100 MHz and 300 GHz.
  • microwaves in the frequency range between 0.5 and 100 GHz, more preferably 0.8 to 10 GHz, and irradiation times of between 0.1 to 15 minutes.
  • the frequency range of the microwave is adapted to the absorption behavior of the polar liquid or, conversely, the polar liquid is selected on the basis of the absorption behavior in accordance with the frequency range of the microwave device used. Suitable methods are described, for example, in WO 2016 / 146537A1.
  • the particle foam may also contain dyes.
  • the addition of dyes can take place via different routes.
  • the produced particle foams can be colored after production.
  • the corresponding particle foams are contacted with a carrier liquid containing a dye, the carrier liquid (TF) having a polarity which is suitable for sorption of the carrier liquid into the particle foam.
  • TF carrier liquid
  • Suitable dyes are, for example, inorganic or organic pigments.
  • Suitable natural or synthetic inorganic pigments are, for example, carbon black, graphite, titanium oxides, iron oxides, zirconium oxides, cobalt oxide compounds, chromium oxide compounds, copper oxide compounds.
  • Suitable organic pigments are, for example, azo pigments and polycyclic pigments.
  • the color may be added in the production of the particle foam.
  • the dye may be added to the extruder via extrusion.
  • already dyed material can be used as the starting material for the production of the particle foam, which is extruded or expanded in a closed vessel according to the abovementioned methods.
  • the supercritical fluid or the heated fluid may contain a dye.
  • the molded parts according to the invention have advantageous properties for the abovementioned applications in the shoe or sports shoe sector.
  • the tensile and compression properties of the moldings produced from the particle foams are characterized in that the tensile strength is above 600 kPa (DIN EN ISO 1798, April 2008), the elongation at break is above 100% (DIN EN ISO 1798, April 2008 ) and the compressive stress is above 15 kPa at 10% compression (analogous to DIN EN ISO 844, November 2014, the deviation from the standard is the height of the sample at 20 mm instead of 50 mm and thus the adaptation of the test speed to 2 mm / min).
  • the rebound resilience of the moldings produced from the particle foams is above 55% (analogous to DIN 53512, April 2000, the deviation from the standard is the test piece height, which should be 12 mm, but in this test is carried out at 20 mm). beat "the sample and avoid measuring the ground).
  • the density and compression properties of the molded bodies produced are related.
  • the density of the molded parts produced is between 75 and 375 kg / m 3 , preferably between 100 and 300 kg / m 3 , particularly preferably between 150 and 200 kg / m 3 (DIN EN ISO 845, October 2009).
  • the ratio of the density of the molding to the bulk density of the particle foams of the invention is generally between 1, 5 and 2.5, preferably from 1.8 to 2.0.
  • the invention further relates to the use of a particle foam according to the invention for the production of a molded article for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles.
  • the particle foam according to the invention can be used for the production of a molding for bicycle saddles, bicycle tires, damping elements, upholstery, mattresses, underlays, handles, protective films, in components in the automotive interior and exterior, in balls and sports equipment or as a floor covering, in particular for sports surfaces. Athletics tracks, sports halls, children's playgrounds and sidewalks.
  • a particle foam according to the invention for the production of a shaped body for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles or upholstery element for shoes.
  • the shoe is preferably a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe, particularly preferably a sports shoe.
  • a further subject matter of the present invention is therefore also a molded article, wherein the molded article is a shoe combination sole for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandals, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
  • Another object of the present invention is therefore also a molded article, wherein the molded article is a midsole for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandal, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
  • a further subject matter of the present invention is also a shaped body, wherein the shaped body is an insert for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandals, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
  • a further subject matter of the present invention is also a shaped body, wherein the shaped body is a padding element for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandals, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
  • the cushioning element may be e.g. Heel area or forefoot area can be used.
  • a further subject of the present invention is therefore also a shoe in which the shaped article according to the invention is used as midsole, midsole or padding in the e.g. Heel area, forefoot area is used, wherein the shoe is preferably a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe, particularly preferably a sports shoe.
  • molded body made of particle foam comprising a composition (Z)
  • thermoplastic polyurethane as component I
  • the shaped body is a midsole for shoes, is an insole for shoes or is a padding element for shoes.
  • thermoplastic polyurethane as component I.
  • Shaped body according to embodiment 9 characterized in that the elongation at break is above 100%.
  • Shaped body according to embodiment 9 or 10 characterized in that the
  • a method for producing a shaped article according to one of the embodiments 1 to 17 comprising
  • step (ii) fusing the particle foams from step (i).
  • step (ii) takes place in a closed form.
  • step (ii) by means of steam, hot air or energy radiation takes place.
  • Shoe comprising a shaped body according to one of the embodiments 1 to 17.
  • a particle foam having a composition according to one of Embodiments 1 to 3 for the production of a shaped article according to one of embodiments 1 to 17 for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles, pad elements for shoes, bicycle saddles, bicycle tires, damping elements, Upholstery, mattresses, underlays, handles, protective films, in automotive interior and exterior components, in balls and sports equipment, or as a floor covering.
  • thermoplastic polyurethane For the preparation of the expanded particles of thermoplastic polyurethane and the styrene polymer, a twin-screw extruder with a screw diameter of 44 mm and a length to diameter ratio of 42 with subsequent melt pump, a start-up valve with screen changer, a perforated plate and an underwater pelletizer was used.
  • the thermoplastic polyurethane was dried according to instructions before use at 80 ° C for 3 h to obtain a residual moisture content of less than 0.02 wt.%.
  • it was likewise dried at 80 ° C. for 3 hours to a residual moisture content of less than 0.05% by weight.
  • thermoplastic polyurethane 0.9% by weight, based on the thermoplastic polyurethane used, of a thermoplastic polyurethane was added to each test, which was mixed with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate with an average functionality of 2.05 in a separate extrusion process , added.
  • the thermoplastic polyurethane used was an ether-based TPU from BASF (Elastollan 1 180 A or Elastollan 1 185 A) having a Shore hardness of 80 A or 85 A according to the data sheet.
  • the styrene polymer used was a PS 158 KQ from BASF with a modulus of elasticity measured in a tensile test of 3317 MPa according to the data sheet or a PS 148 H from BASF with a modulus of elasticity measured in the tensile test of 3300 MPa according to data sheet.
  • thermoplastic polyurethane, the polystyrene and the thermoplastic polyurethane mixed with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate were each metered separately via gravimetric metering devices into the intake of the twin-screw extruder.
  • thermoplastic polyurethane Diphenylmethane diisocyanate added thermoplastic polyurethane, and the polystyrene are listed in Table 1.
  • the melt mixture was then pressed by means of a gear pump (ZRP) via a start-up valve with screen changer (AV) into a perforated plate (LP) and cut into granules in the cutting chamber of underwater granulation (UWG) and with the tempered and pressurized water transported away and expanded.
  • ZRP gear pump
  • AV start-up valve with screen changer
  • LP perforated plate
  • UWG underwater granulation
  • the separation of the expanded particles from the process water is ensured by means of a centrifugal dryer.
  • Table 3 shows the amounts of blowing agent used (CO 2 and N 2 ) with the amounts each adjusted to give the lowest possible bulk density.
  • the quantities of the blowing agents are based on the total throughput of polymer.

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Abstract

The invention relates to particle foams of thermoplastic polyurethane and polystyrene, shaped parts manufactured therefrom, a method for producing the particle foams and shaped parts, and the use of the shaped parts as shoe midsoles, insoles, combined soles, and cushioning elements for shoes.

Description

Schaumstoffe auf Basis thermoplastischer Elastomere  Foams based on thermoplastic elastomers
Beschreibung description
Partikelschäume (oder Partikelschaumstoffe, Partikelschaum) sowie daraus hergestellte Form- körper auf Basis von thermoplastischem Polyurethan oder andern Elastomeren sind bekannt (z.B. WO 94/20568, WO 2007/082838 A1 , WO2017030835, WO 2013/153190 A1 Particle foams (or particle foams, particle foam) and shaped articles based thereon on the basis of thermoplastic polyurethane or other elastomers are known (for example WO 94/20568, WO 2007/082838 A1, WO2017030835, WO 2013/153190 A1
WO2010010010) und vielfältig einsetzbar. WO2010010010) and can be used in a variety of ways.
Partikelschaum oder Partikelschaumstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet einen Schaumstoff in Form eines Partikels, wobei der mittlere Durchmesser des Partikelschaums zwi- schen 0,2 bis 20, bevorzugt 0,5 bis 15 und insbesondere zwischen 1 bis 12 mm liegt. Bei nicht kugelförmigen, z.B. länglichen oder zylinderförmigen Partikelschaum ist mit Durchmesser die längste Abmessung gemeint. Particle foam or particle foam in the sense of the present invention denotes a foam in the form of a particle, wherein the average diameter of the particle foam is between 0.2 to 20, preferably 0.5 to 15 and in particular between 1 to 12 mm. For non-spherical, e.g. elongated or cylindrical particle foam is meant by diameter the longest dimension.
Grundsätzlich besteht Bedarf an Partikelschäumen mit einer verbesserten Verarbeitbarkeit zu den entsprechenden Formkörpern bei möglichst niedrigen Temperaturen unter Erhaltung vor- teilhafter mechanischer Eigenschaften. Dies ist insbesondere bei den derzeit gängigen Verfah- ren zur Verschweißung relevant, bei welchen der Energieeintrag zur Verschweißung der Parti kelschäume durch ein Hilfsmedium wie zum Beispiel Wasserdampf eintragen, da hier eine bes- sere Verklebung erreicht wird und gleichzeitig eine Schädigung des Materials oder der Basically there is a need for particle foams with improved processability to the corresponding moldings at the lowest possible temperatures while preserving advantageous mechanical properties. This is particularly relevant in the currently common methods for welding, in which the energy input for welding the Parti kelschäume by an auxiliary medium such as water vapor enter, as here a better bonding is achieved and at the same time damage the material or the
Schaumstruktur so reduziert wird. Foam structure is reduced.
Eine ausreichende Verklebung bzw. Verschweißung der Partikelschäume ist insofern essentiell, um vorteilhafte mechanischen Eigenschaften des aus dem Partikelschaum hergestellten Form- teils zu erhalten. Bei einer ungenügenden Verklebung bzw. Verschweißung der Schaumpartikel können dessen Eigenschaften nicht im vollen Umfang genutzt werden, wodurch insgesamt die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Formteils negativ beeinflusst werden. Ähnliches gilt bei einer Schwächung des Formkörpers. Hier sind die mechanischen Eigenschaften an den geschwächten Stellen unvorteilhaft mit dem gleichen Ergebnis wie oben erwähnt. Sufficient bonding or welding of the particle foams is essential in order to obtain advantageous mechanical properties of the molded part produced from the particle foam. In the case of inadequate bonding or welding of the foam particles, its properties can not be used to their full extent, as a result of which the overall mechanical properties of the molded part obtained are adversely affected. The same applies to a weakening of the molding. Here, the mechanical properties at the weakened sites are unfavorable with the same result as mentioned above.
Vorteilhafte mechanische Eigenschaften sind im Hinblick auf die gedachten Anwendungen zu verstehen. Die für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung im Vordergrund stehende An- wendung ist die Anwendung im Schuhbereich, wobei die Partikelschäume für Formkörper für Bestandteile des Schuhs verwendet werden können, bei denen eine Dämpfung und/oder Pols- terung relevant ist, wie z.B. Zwischensohlen und Einleger. Advantageous mechanical properties are to be understood with regard to the imaginary applications. The application which is of primary importance for the subject of the present invention is the use in the shoe sector, wherein the particle foams can be used for shaped bodies for components of the shoe in which cushioning and / or padding is relevant, such as e.g. Midsoles and inserts.
So besteht für die oben genannten Anwendungen im Schuh bzw. Sportschuhbereich Bedarf, nicht nur vorteilhafte Zug- und Biegeeigenschaften der aus den Partikelschäumen hergestellten Formkörper zu erhalten, sondern auch Formkörper hersteilen zu können, die für die spezielle Anwendung vorteilhafte Rückprallelastizität sowie Kompressionseigenschaften bei einer mög- lichst geringen Dichte aufweisen. Hierbei stehen Dichte und Kompressionseigenschaft im Zu- sammenhang, da die Kompressionseigenschaft ein Maß für die minimal erreichbare Dichte in einem Formteil um den Anforderungen der Anwendung ist. Thus, for the abovementioned applications in the shoe or sports shoe sector, there is a need not only to obtain advantageous tensile and flexural properties of the shaped bodies produced from the particle foams, but also to be able to produce shaped bodies which have the advantageous resilience and compression properties in a possible application. As low as possible. Density and compression properties are Conversely, because the compression property is a measure of the minimum achievable density in a molded part around the requirements of the application.
So wird ein Formkörper aus Partikelschaum mit geringen Kompressionseigenschaften grundle- gend eine höhere Dichte und somit mehr Material benötigen als ein Formkörper aus Partikel schaum mit hohen Kompressionseigenschaften um am Ende ähnliche Eigenschaften zu gene- rieren. Über diesen Zusammenhang ist auch die Einsetzbarkeit eines Partikelschaums für spe- zifische Anwendungen gegeben. Hierbei sind für Anwendungen im Schuhbereich insbesondere Partikelschäume vorteilhaft, bei denen die Kompressionseigenschaften der aus den Partikel schäumen hergestellten Formkörper bei geringer Krafteinwirkung eher niedrig sind, und in dem Bereich, in dem der Schuh getragen wird, eine für den Träger ausreichende Deformation auf- weisen. Thus, a shaped particle of foam with low compression properties fundamentally a higher density and thus more material than a molded body of foam particles with high compression properties in order to genrieren at the end similar properties. The applicability of a particle foam for specific applications is also given by this connection. For applications in the shoe sector, in particular particle foams are advantageous in which the compression properties of the molded articles produced from the particle foams are rather low with little force, and in the region in which the shoe is worn have a deformation which is sufficient for the wearer.
Ein weiteres Problem ist, dass bei großtechnischer Produktion von Partikelschaum über Extru- sion ein möglichst hoher Durchsatz an Material erstrebenswert ist, um die erforderlichen Men- gen in möglichst geringer Zeit zu produzieren. Hierbei führt aber eine zu schnelle Prozessierung des Materials zu minderwertigem Material bis hin zu Instabilität und/oder Kollabierung der erhal- tenen Partikelschäume. Demnach besteht weiterhin Bedarf Partikelschäume bereitzustellen, bei denen die Herstellzeit möglichst gering ist. A further problem is that in the case of large-scale production of particle foam via extrusion, the highest possible throughput of material is desirable in order to produce the required quantities in as short a time as possible. However, too fast processing of the material into inferior material leads to instability and / or collapse of the obtained particle foams. Accordingly, there is still a need to provide particle foams in which the production time is as low as possible.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe war es daher, entsprechend geeig- nete Partikelschäume bereitzustellen, welche die Herstellung von Formkörpern unter anderem für die spezielle Verwendung im Schuhbereich ermöglichen. It was therefore an object of the present invention to provide correspondingly suitable particle foams which enable the production of shaped articles, inter alia, for special use in the shoe sector.
Die Aufgabe wurde gelöst durch einen Formkörper aus Partikelschaum, aus einer Zusammen- setzung (Z) umfassend The object was achieved by a shaped body of particle foam comprising a composition (Z)
a) 70 - 95 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I  a) 70-95% by weight of thermoplastic polyurethane as component I
b) 5 - 30 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II,  b) 5 to 30% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt;  the sum of components I and II being 100% by weight;
dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Zwischensohle für Schuhe ist, ein Einleger für Schuhe ist oder ein Polsterelement für Schuhe ist. characterized in that the shaped body is a midsole for shoes, is an insert for shoes or is a padding element for shoes.
Die als Komponente I eingesetzten thermoplastischen Polyurethane sind hinlänglich bekannt. Die Herstellung erfolgt durch Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, beispielsweise Polyolen, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 500 g /mol bis 100000 g /mol (b1 ) und gegebenenfalls Kettenverlängerungsmitteln mit ei- nem Molekulargewicht von 50 g /mol bis 499 g /mol (b2) gegebenenfalls in Gegenwart von (c) Katalysatoren und/oder (d) üblichen Hilfsstoffen und/oder Zusatzstoffen. The thermoplastic polyurethanes used as component I are well known. The preparation is carried out by reacting (a) isocyanates with (b) isocyanate-reactive compounds, for example polyols, having a number average molecular weight of 500 g / mol to 100,000 g / mol (b1) and optionally chain extenders having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol (b2), if appropriate in the presence of (c) catalysts and / or (d) customary auxiliaries and / or additives.
Bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind thermoplastische Polyurethane erhält lich durch Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindun- gen, beispielsweise Polyolen (b1 ) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 500 g /mol bis 100000 g /mol und einem Kettenverlängerungsmittel (b2) mit einem Molekulargewicht von 50 g /mol bis 499 g /mol gegebenenfalls in Gegenwart von (c) Katalysatoren und/oder (d) übli- chen Hilfsstoffen und/oder Zusatzstoffen. In the context of the present invention, thermoplastic polyurethanes are obtainable by reacting (a) isocyanates with (b) compounds which are reactive toward isocyanates, for example polyols (b1) having a number-average molecular weight of from 500 g / mol to 100 000 g / mol and one Chain extender (b2) having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol, if appropriate in the presence of (c) catalysts and / or (d) customary auxiliaries and / or additives.
Die Komponenten (a) Isocyanat, (b) gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen, beispiels- weise Polyol (b1 ), und gegebenenfalls Kettenverlängerungsmittel (b2) werden einzeln oder zu- sammen auch als Aufbaukomponenten angesprochen. Die Aufbaukomponenten einschließlich des Katalysators und/oder der üblichen Hilfsstoffe und/oder Zusatzstoffe werden auch Einsatz- stoffe genannt. The components (a) isocyanate, (b) isocyanate-reactive compounds, for example polyol (b1), and optionally chain extenders (b2) are mentioned individually or together as synthesis components. The synthesis components including the catalyst and / or the customary auxiliaries and / or additives are also called feedstocks.
Zur Einstellung von Härte und Schmelzindex der thermoplastischen Polyurethane können die eingesetzten Mengen der Aufbaukomponenten (b) in ihren molaren Verhältnissen variiert wer- den, wobei die Härte und die Schmelzviskosität mit zunehmendem Gehalt an Kettenverlänge- rungsmittel in der Komponente (b) ansteigt, während der Schmelzindex bei konstantem Moleku- largewicht des TPUs abnimmt. To adjust the hardness and melt index of the thermoplastic polyurethanes, the amounts used of the synthesis components (b) can be varied in their molar ratios, the hardness and the melt viscosity increasing with increasing content of chain extender in the component (b), while Melt index decreases with a constant molecular weight of the TPU.
Zur Herstellung der thermoplastischen Polyurethane werden die Aufbaukomponenten (a), (b), wobei (b) in einer bevorzugten Ausführungsform auch Kettenverlängerungsmittel enthält, in Ge- genwart eines Katalysators (c) und gegebenenfalls Hilfsmitteln und/ oder Zusatzstoffen in sol- chen Mengen zur Reaktion gebracht, dass das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen der Diisocyanate (a) zur Summe der Hydroxylgruppen der Komponente (b) im Bereich von 1 zu 0,8 bis 1 zu 1 ,3 liegt. To prepare the thermoplastic polyurethanes, the synthesis components (a), (b), where (b) in a preferred embodiment also contains chain extenders, in the presence of a catalyst (c) and optionally auxiliaries and / or additives in such quantities Reaction that the equivalence ratio of NCO groups of the diisocyanates (a) to the sum of the hydroxyl groups of component (b) in the range of 1 to 0.8 to 1 to 1.3.
Eine weitere Größe, die dieses Verhältnis beschreibt, ist die Kennzahl. Die Kennzahl ist defi- niert durch das Verhältnis der insgesamt bei der Umsetzung eingesetzten Isocyanatgruppen zu den Isocyanat-reaktiven Gruppen, also insbesondere den reaktiven Gruppen der Polyolkompo- nente und dem Kettenverlängerer. Bei einer Kennzahl von 1000 kommt auf eine Isocyanatgrup- pe ein aktives Wasserstoffatom. Bei Kennzahlen über 1000 liegen mehr Isocyanatgruppen als Isocyanat-reaktiven Gruppen vor. Another size that describes this ratio is the metric. The index is defined by the ratio of the total of the isocyanate groups used in the reaction to the isocyanate-reactive groups, ie in particular the reactive groups of the polyol component and the chain extender. With a figure of 1000, an isocyanate group has an active hydrogen atom. For ratios above 1000, more isocyanate groups exist than isocyanate-reactive groups.
Hierbei entspricht ein Äquivalenzverhältnis von 1 zu 0.8 einer Kennzahl von 1250 (KZ 1000 = 1 zu 1 ) und ein Verhältnis von 1 zu 1 ,3 einer Kennzahl von 770. Here, an equivalence ratio of 1 to 0.8 corresponds to a ratio of 1250 (KZ 1000 = 1 to 1) and a ratio of 1 to 1, 3 of a ratio of 770.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Kennzahl bei der Umsetzung der oben genann- ten Komponenten im Bereich von 965 bis 1 110, bevorzugt im Bereich von 970 bis 1 110, beson- ders bevorzugt im Bereich von 980 bis 1030 sowie ganz besonders bevorzugt im Bereich von 985 bis 1010 besonders bevorzugt. In a preferred embodiment, the ratio in the reaction of the abovementioned components is in the range from 965 to 1110, preferably in the range from 970 to 110, more preferably in the range from 980 to 1030 and very particularly preferably in the range from 985 to 1010 particularly preferred.
Vorzugsweise werden erfindungsgemäß thermoplastische Polyurethane hergestellt, bei denen das thermoplastische Polyurethan ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von mindestens 60.000 g/mol, bevorzugt von mindestens 80.000 g/mol und insbesondere größer als 100.000 g/mol aufweist. Die Obergrenze für das gewichtsmittlere Molekulargewicht der thermoplasti- schen Polyurethane wird in aller Regel durch die Verarbeitbarkeit wie auch das gewünschte Eigenschaftsspektrum bestimmt. Bevorzugt liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht der ther- moplastischen Polyurethane zwischen 80.000 und 300.000 g/mol. Bei den vorstehend für das thermoplastische Polyurethan wie auch für die Aufbaukomponenten (a) und (b) angegebenen mittleren Molekulargewichten handelt es sich um die mittels Gelpermeationschromatographie (z.B. nach DIN 55672-1 , März 2016 oder analog messbar) bestimmten Gewichtsmittel. According to the invention, thermoplastic polyurethanes are preferably prepared in which the thermoplastic polyurethane has a weight-average molecular weight (M w ) of at least 60,000 g / mol, preferably of at least 80,000 g / mol and in particular greater than 100,000 g / mol. The upper limit for the weight-average molecular weight of the thermoplastic polyurethanes is generally determined by the processability as well as the desired property spectrum. The number-average molecular weight of the ther- thermoplastic polyurethanes between 80,000 and 300,000 g / mol. The average molecular weights stated above for the thermoplastic polyurethane as well as for the synthesis components (a) and (b) are the weight average determined by means of gel permeation chromatography (eg according to DIN 55672-1, March 2016 or analogous).
Als organische Isocyanate (a) können aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische und/oder aromatische Isocyanate eingesetzt werden. As organic isocyanates (a) it is possible to use aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatic isocyanates.
Als aliphatische Diisocyanate werden übliche aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocya- nate eingesetzt, beispielsweise Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta- und/oder Oktamethylendiiso- cyanat, 2-Methylpentamethylen-1 ,5-diisocyanat, 2-Ethyltetramethylen-1 ,4-diisocyanat, Hexa- methylen-1 ,6-diisocyanat (HDI), Pentamethylen-1 ,5-diisocyanat, Butylen-1 ,4-diisocyanat, Trime- thylhexamethylen-1 ,6-diisocyanat, 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophoron-diisocyanat, IPDI), 1 ,4- und/oder 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (HXDI), 1 ,4- Cyclohexandiisocyanat, 1-Methyl-2,4- und/oder 1-Methyl-2,6-cyclohexandiisocyanat, 4,4’-, 2,4’- und/oder 2,2’-Methylendicyclohexyldiisocyanat (H12MDI). The aliphatic diisocyanates used are customary aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates, for example tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- and / or octamethylene diisocyanate, 2-methylpentamethylene-1,5-diisocyanate, 2-ethyltetramethylene 1, 4-diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate (HDI), pentamethylene-1,5-diisocyanate, butylene-1,4-diisocyanate, trimethylhexamethylene-1,6-diisocyanate, 1-isocyanato 3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 1, 4- and / or 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (HXDI), 1, 4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl 2,4-and / or 1-methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-, 2,4'- and / or 2,2'-methylenedicyclohexyl diisocyanate (H12MDI).
Geeignete aromatische Diisocyanate sind insbesondere 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), S '-Dimethyl^^’-Diisocyanato-Diphenyl (TODI), p- Phenylendiisocyanat (PDI), Diphenylethan-4,4‘-diisoyanat (EDI), Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) wobei unter dem Begriff MDI 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat ver- standen wird, 3,3'-Dimethyl-diphenyl-diisocyanat, 1 ,2-Diphenylethandiisocyanat und/oder Phe- nylendiisocyanat oder H12MDI (4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate). Suitable aromatic diisocyanates are, in particular, 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate (TDI), S'-dimethyl ^^ '- diisocyanato-diphenyl (TODI), p-phenylene diisocyanate (PDI ), Diphenylethane-4,4'-diisoyanate (EDI), methylene diphenyl diisocyanate (MDI), the term MDI being understood to mean 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3, 3'-dimethyl-diphenyl-diisocyanate, 1, 2-diphenylethane diisocyanate and / or phenylene diisocyanate or H12MDI (4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate).
Grundsätzlich können auch Mischungen eingesetzt werden. Beispiele für Mischungen sind Mi- schungen, die neben 4,4‘-Methylendiphenyldiisocyanat und mindestens ein weiteres Methylen- diphenyldiisocyanat enthält. Hierbei bezeichnet der Begriff Methylendiphenyldiisocyanat 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat oder ein Gemisch aus zwei oder drei Isomeren. Somit kann z.B. als weiteres Isocyanat 2,2'- oder 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt werden oder ein Gemisch aus zwei oder drei Isomeren. In dieser Ausführungsform kann die Polyisocyanatzusammensetzung auch weitere, der oben genannten Polyisocyanate enthalten. In principle, mixtures can also be used. Examples of mixtures are mixtures which contain, in addition to 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate and at least one further methylene diphenyl diisocyanate. Here, the term methylene diphenyl diisocyanate denotes 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate or a mixture of two or three isomers. Thus, e.g. be used as a further isocyanate 2,2'- or 2,4'-diphenylmethane diisocyanate or a mixture of two or three isomers. In this embodiment, the polyisocyanate composition may also contain further, the above-mentioned polyisocyanates.
Weitere Beispiele für Mischungen sind Polyisocyanatzusammensetzungen enthaltend Further examples of mixtures are containing polyisocyanate compositions
4,4 -MDI und 2,4 -MDI, oder 4,4-MDI and 2,4-MDI, or
4,4‘-MDI und S '-Dimethyl^^’-Diisocyanato-Diphenyl (TODI) oder  4,4'-MDI and S'-dimethyl ^^ '- diisocyanato-diphenyl (TODI) or
4,4‘-MDI und H12MDI (4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate oder 4,4'-MDI and H12MDI (4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate or
4,4‘-MDI und TDI; oder 4,4'-MDI and TDI; or
4,4‘-MDI und 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI).  4,4'-MDI and 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI).
Erfindungsgemäß können auch drei oder mehr Isocyanate eingesetzt werden. Üblicherweise enthält die Polyisocyanatzusammensetzung 4,4‘-MDI in einer Menge von 2 bis 50% bezogen auf die gesamte Polyisocyanatzusammensetzung und das weitere Isocyanat in einer Menge von 3 bis 20% bezogen auf die gesamte Polyisocyanatzusammensetzung. Weiter können auch Vernetzer eingesetzt werden, beispielsweise die zuvor genannten höher- funktionellen Polyisocyanate oder Polyole oder auch andere höherfunktionale Moleküle mit mehreren gegenüber Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppen. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, eine Vernetzung der Produkte durch einen Überschuss der eingesetzten Isocyanatgruppen im Verhältnis zu den Hydroxylgruppen zu erreichen. Beispiele für höherfunktionelle Isocyanate sind Triisocyanate, z. B. Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyant sowie Isocyanurate, weiterhin die Cyanurate der vorgenannten Diisocyanate, sowie die durch partielle Umsetzung von Diisocyanaten mit Wasser erhältlichen Oligomere, z. B. die Biurethe der vorgenannten Diisocyanate, ferner Oligomere, die durch gezielte Umsetzung von semiblo- ckierten Diisocyanaten mit Polyolen, die im Mittel mehr als zwei und vorzugsweise drei oder mehr Hydroxy-Gruppen aufweisen, erhältlich sind. According to the invention, it is also possible to use three or more isocyanates. Usually, the polyisocyanate composition contains 4,4'-MDI in an amount of 2 to 50% based on the total polyisocyanate composition and the other isocyanate in an amount of 3 to 20% based on the total polyisocyanate composition. It is also possible to use crosslinkers, for example the above-mentioned higher-functional polyisocyanates or polyols, or also other higher-functional molecules having a plurality of isocyanate-reactive functional groups. It is likewise possible within the scope of the present invention to achieve cross-linking of the products by an excess of the isocyanate groups used in relation to the hydroxyl groups. Examples of higher functionality isocyanates are triisocyanates, e.g. B. triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyant and isocyanurates, furthermore the cyanurates of the aforementioned diisocyanates, as well as the oligomers obtainable by partial reaction of diisocyanates with water, eg the biurets of the aforementioned diisocyanates, furthermore oligomers obtained by targeted implementation of semiblocked diisocyanates with polyols having an average of more than two and preferably three or more hydroxy groups are available.
Hierbei sollte Menge an Vernetzer, d.h. höherfunktionellen Isocyanate und höherfunktionellen Polyolen (b) nicht 3 Gew-%, vorzugsweise 1 Gew-% bezogen auf die Gesamtmischung der Komponenten (a) bis (d) überschreiten. Here, the amount of crosslinker, i. higher-functionality isocyanates and higher-functional polyols (b) not exceeding 3% by weight, preferably 1% by weight, based on the total mixture of components (a) to (d).
Weiterhin kann die Polyisocyanatzusammensetzung auch ein oder mehrere Lösungsmittel ent- halten. Geeignete Lösungsmittel sind dem Fachmann bekannt. Geeignet sind beispielsweise nicht reaktive Lösungsmittel wie Ethylacetat, Methylethylketon und Kohlenwasserstoffe. Furthermore, the polyisocyanate composition may also contain one or more solvents. Suitable solvents are known to the person skilled in the art. Suitable examples are non-reactive solvents such as ethyl acetate, methyl ethyl ketone and hydrocarbons.
Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (b1 ) sind bevorzugt solche mit einem Mole- kulargewicht zwischen 500 g/mol und 8000 g/mol, weiter bevorzugt 500 g/mol bis 5000 g/mol, insbesondere 500 g/mol bis 3000 g/mol. Preferred isocyanate-reactive compounds (b1) are those having a molecular weight between 500 g / mol and 8000 g / mol, more preferably 500 g / mol to 5000 g / mol, in particular 500 g / mol to 3000 g / mol.
Die gegenüber Isocyanat reaktive Verbindung (b) hat im statistischen Mittel mindestens 1 ,8 und höchstens 2,2, vorzugsweise 2, zerewitinow aktive Wasserstoffatome, diese Anzahl wird auch als Funktionalität der gegenüber Isocyanat reaktiven Verbindung (b) bezeichnet und gibt die aus einer Stoffmenge theoretisch auf ein Molekül heruntergerechnete Menge der mit Isocyanat reaktiven Gruppen des Moleküls an. The isocyanate-reactive compound (b) has on statistical average at least 1, 8 and at most 2.2, preferably 2, Zerewitinow active hydrogen atoms, this number is also referred to as functionality of the isocyanate-reactive compound (b) and gives the amount of a substance theoretically reduced to a molecule amount of the isocyanate-reactive groups of the molecule.
Die gegenüber Isocyanat reaktive Verbindung ist vorzugsweise im Wesentlichen linear und ist eine gegenüber Isocyanat reaktive Substanz oder eine Mischung verschiedener Substanzen, wobei dann die Mischung die genannte Anforderung erfüllt. The isocyanate-reactive compound is preferably substantially linear and is an isocyanate-reactive substance or a mixture of various substances, in which case the mixture satisfies the said requirement.
Das Verhältnis der Komponenten (b1 ) und (b2) wird so variiert, dass der gewünschte Hartseg- mentanteil erhalten wird, wobei dieser sich gemäß der in der PCT/EP2017/079049 offenbarten Formel berechnen lässt. The ratio of components (b1) and (b2) is varied so as to obtain the desired hard segment content, which can be calculated according to the formula disclosed in PCT / EP2017 / 079049.
Hierbei ist ein Hartsegementanteil unter 60%, vorzugsweise unter 40%, besonders bevorzugt unter 25 % geeignet. Here, a Hartsegementanteil is less than 60%, preferably less than 40%, more preferably less than 25% suitable.
Bevorzugt besitzt die gegenüber Isocyanat reaktive Verbindung (b1 ) eine reaktive Gruppe aus- gewählt aus der Hydroxylgruppe, der Aminogruppe, der Mercaptogruppe oder der Carbonsäu- regruppe. Bevorzugt handelt es sich um die Hydroxylgruppe und ganz besonders bevorzugt um primäre Hydrolxylgruppen. Besonders bevorzugt ist die gegenüber Isocyanat reaktive Verbin- dung (b) ausgewählt aus der Gruppe der Polyesteroie, der Polyetheroie oder der Polycarbonat- diole, die auch unter dem Begriff "Polyole” zusammengefaßt werden. The isocyanate-reactive compound (b1) preferably has a reactive group selected from the hydroxyl group, the amino group, the mercapto group or the carboxylic acid. acid group. It is preferably the hydroxyl group and very particularly preferably primary hydroxyl groups. The isocyanate-reactive compound (b) is particularly preferably selected from the group of the polyester oil, the polyether oil or the polycarbonate diols, which are also combined under the term "polyols".
Erfindungsgemäß sind Homopolymere wie beispielsweise Polyetheroie geeignet, Polyesteroie, Polycarbonat(diol)e, Polysiloxandiole, Polybutadienediole, aber auch Blockcopolymere sowie Hybrid Polyole wie z.B. Poly(ester/amid). Bevorzugte Polyetheroie sind erfindungsgemäß Po- lyethylenglykole, Polypropylenglykole, Polytetramethylenglykol (PTHF), Polytrimethylenglykol. Bevorzugte Polyesterpolyole sind Polyadipate, Polybernsteinsäureester und Polycaprolactone. According to the invention, homopolymers such as, for example, polyether oxide are suitable, polyester oxide, polycarbonate (diol) s, polysiloxane diols, polybutadiene diols, but also block copolymers and hybrid polyols, such as e.g. Poly (ester / amide). According to the invention, preferred polyetheroils are polyethylene glycols, polypropylene glycols, polytetramethylene glycol (PTHF), polytrimethylene glycol. Preferred polyester polyols are polyadipates, polysuccinic acid esters and polycaprolactones.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch ein thermoplas- tisches Polyurethan wie zuvor beschrieben, wobei die Polyolzusammensetzung ein Polyol aus- gewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetheroien, Polyesteroien, Polycaprolactonen und Polycarbonaten enthält. According to a further embodiment, the present invention also relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein the polyol composition contains a polyol selected from the group consisting of polyether oils, polyester oils, polycaprolactones and polycarbonates.
Geeignete Blockcopolymere sind beispielsweise solche, die Ether und Esterblöcke aufweisen, wie beispielsweise Polycaprolacton mit Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid-Endblöcken o- der auch Polyether mit Polycaprolactonendblöcken. Bevorzugte Polyetheroie sind erfindungs- gemäß Polyethyleneglykole, Polypropylenglykole, Polytetramethylenglykol (PTHF) und Polytri methylenglykol. Weiterhin bevorzugt ist Polycaprolacton. Suitable block copolymers are, for example, those which have ethers and ester blocks, for example polycaprolactone with polyethylene oxide or polypropylene oxide end blocks or polyethers with polycaprolactone end blocks. Polyetheroic preferred are polyethyleneglycols according to the invention, polypropylene glycols, polytetramethylene glycol (PTHF) and Polytri methylenglykol. Further preferred is polycaprolactone.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das eingesetzte Polyol ein Mole- kulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 4000 g/mol auf, bevorzugt im Bereich von 500 g/mol bis 3000 g/mol. According to a particularly preferred embodiment, the polyol used has a molecular weight Mn in the range from 500 g / mol to 4000 g / mol, preferably in the range from 500 g / mol to 3000 g / mol.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform ein ther- moplastisches Polyurethan wie zuvor beschrieben, wobei mindestens ein in der Polyolzusam- mensetzung enthaltenes Polyol ein Molekulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 4000 g/mol aufweist. Accordingly, according to another embodiment, the present invention relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein at least one polyol contained in the polyol composition has a molecular weight Mn in the range of 500 g / mol to 4000 g / mol.
Erfindungsgemäß können auch Mischungen verschiedener Polyole eingesetzt werden. According to the invention, it is also possible to use mixtures of different polyols.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Herstellung des thermo- plastischen Polyurethans mindestens eine Polyolzusammensetzung eingesetzt, die mindestens Polytetrahydrofuran enthält. Erfindungsgemäß kann die Polyolzusammensetzung neben Poly- tetrahydrofuran auch weitere Polyole enthalten. According to one embodiment of the present invention, at least one polyol composition containing at least polytetrahydrofuran is used to prepare the thermoplastic polyurethane. According to the invention, the polyol composition in addition to polytetrahydrofuran also contain other polyols.
Erfindungsgemäß sind beispielsweise als weitere Polyole Polyether geeignet, aber auch Poly- ester, Blockcopolymere sowie Hybrid Polyole wie z.B. Poly(ester/amid). Geeignete Blockcopo- lymere sind beispielsweise solche, die Ether und Esterblöcke aufweisen, wie beispielsweise Polycaprolacton mit Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid-Endblöcken oder auch Polyether mit Polycaprolactonendblöcken. Bevorzugte Polyetheroie sind erfindungsgemäß Polyethyl- eneglykole, Polypropylenglykole. Weiterhin bevorzugt ist als weiteres Polyol Polycaprolacton. According to the invention, polyethers are suitable as further polyols, for example, but also polyesters, block copolymers and hybrid polyols such as poly (ester / amide). Suitable block copolymers are, for example, those which have ethers and ester blocks, for example polycaprolactone with polyethylene oxide or polypropylene oxide end blocks or also polyethers with Polycaprolactonendblöcken. Preferred polyetheroie are according to the invention polyethylene eneglycols, polypropylene glycols. Further preferred polycaprolactone is another polyol.
Geeignete Polyole sind beispielsweise Polyetheroie wie Polytrimethylenoxid oder Polytetrame- thylenoxid. Suitable polyols are, for example, polyethers, such as polytrimethylene oxide or polytetramethylene oxide.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform ein ther- moplastisches Polyurethan wie zuvor beschrieben, wobei die Polyolzusammensetzung mindes- tens ein Polytetrahydrofuran und mindestens ein weiteres Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem weiteren Polytetramethylenoxid (PTHF), Polyethylenglykol, Polypropy- lenglykol und Polycaprolacton enthält. Accordingly, the present invention according to another embodiment relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein the polyol composition at least one polytetrahydrofuran and at least one further polyol selected from the group consisting of a further polytetramethylene oxide (PTHF), polyethylene glycol, polypropylene glycol and Contains polycaprolactone.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Polytetrahydrofuran ein zah- lenmittleres Molekulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 5000 g/mol auf, weiter bevor- zugt im Bereich von 550 bis 2500 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 650 bis 2000 g/mol und ganz bevorzugt im Bereich von 650 bis 1400 g/mol. According to a particularly preferred embodiment, the polytetrahydrofuran has a number average molecular weight Mn in the range of 500 g / mol to 5000 g / mol, more preferably in the range of 550 to 2500 g / mol, particularly preferably in the range of 650 to 2000 g / mol and most preferably in the range of 650 to 1400 g / mol.
Die Zusammensetzung der Polyolzusammensetzung kann im Rahmen der vorliegenden Erfin- dung in weiten Bereichen variieren. Beispielsweise kann der Gehalt an dem ersten Polyol, be- vorzugt an Polytetrahydrofuran im Bereich von 15 % bis 85 % liegen, bevorzugt im Bereich von 20 % bis 80 %, weiter bevorzugt im Bereich von 25 % bis 75 %. The composition of the polyol composition can vary widely within the scope of the present invention. For example, the content of the first polyol, preferably polytetrahydrofuran, can be in the range of 15% to 85%, preferably in the range of 20% to 80%, more preferably in the range of 25% to 75%.
Erfindungsgemäß kann die Polyolzusammensetzung auch ein Lösungsmittel enthalten. Geeig- nete Lösungsmittel sind dem Fachmann an sich bekannt. According to the invention, the polyol composition may also contain a solvent. Suitable solvents are known per se to the person skilled in the art.
Sofern Polytetrahydrofuran eingesetzt wird, liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn des Polytetrahydrofurans beispielsweise im Bereich von 500 g/mol bis 5000 g/mol, bevorzugt im Bereich von 500 bis 3000 g/mol. Weiter bevorzugt liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn des Polytetrahydrofurans im Bereich von 500 bis 1400 g/mol. If polytetrahydrofuran is used, the number average molecular weight Mn of the polytetrahydrofuran is, for example, in the range from 500 g / mol to 5000 g / mol, preferably in the range from 500 to 3000 g / mol. More preferably, the number average molecular weight Mn of the polytetrahydrofuran is in the range of 500 to 1400 g / mol.
Hierbei lässt sich das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn wie oben erwähnt über Gelpermati- onschromatographie bestimmen. In this case, the number-average molecular weight Mn can be determined via gel permeation chromatography as mentioned above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch ein thermoplas- tisches Polyurethan wie zuvor beschrieben, wobei die Polyolzusammensetzung ein Polyol aus- gewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrahydrofuranen mit einem zahlenmittleren Mole- kulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 5000 g/mol enthält. According to a further embodiment, the present invention also relates to a thermoplastic polyurethane as described above, wherein the polyol composition selected from the group consisting of polytetrahydrofurans having a number average molecular weight Mn in the range of 500 g / mol to 5000 g / contains mol.
Erfindungsgemäß können auch Mischungen verschiedener Polytetrahydrofurane eingesetzt werden, d.h. Mischungen aus Polytetrahydrofuranen mit unterschiedlichen Molekulargewichten. It is also possible according to the invention to use mixtures of different polytetrahydrofurans, i. Mixtures of polytetrahydrofurans with different molecular weights.
Als Kettenverlängerungsmittel (b2) werden bevorzugt aliphatische, araliphatische, aromatische und/oder cycloaliphatische Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 50 g/mol bis 499 g/mol eingesetzt, bevorzugt mit 2 mit Isocyanat reaktiven Verbindungen, die auch als funk- tionelle Gruppen bezeichnet werden. Bevorzugte Kettenverlängerer sind Diamine und/oder Al- kandiole, weiter bevorzugt Alkandiole mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, die weiter bevorzugt nur primäre Hydroxylgruppen haben.As chain extenders (b2) are preferably aliphatic, araliphatic, aromatic and / or cycloaliphatic compounds having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol, preferably with 2 isocyanate-reactive compounds, which are also referred to as functional groups. Preferred chain extenders are diamines and / or alkanediols, more preferably alkanediols having 2 to 10 carbon atoms, preferably having 3 to 8 carbon atoms in the alkylene radical, which more preferably have only primary hydroxyl groups.
In bevorzugten Ausführungsformen werden Kettenverlängerungsmittel (c) eingesetzt, dies sind bevorzugt aliphatische, araliphatische, aromatische und/oder cycloaliphatische Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 50 g/mol bis 499 g/mol, bevorzugt mit 2 mit Isocyanat reaktiven Gruppen, die auch als funktionelle Gruppen bezeichnet werden. In preferred embodiments, chain extenders (c) are used, these are preferably aliphatic, araliphatic, aromatic and / or cycloaliphatic compounds having a molecular weight of 50 g / mol to 499 g / mol, preferably with 2 isocyanate-reactive groups, which are also functional groups be designated.
Bevorzugt ist der Kettenverlängerer mindestens ein Kettenverlängerer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,2-Ethylenglycol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol, 2,3- Butandiol, 1 ,5-Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1 ,4-Cyclohexandiol, 1 ,4-Dimethanolcyclohexan, Neopentylglykol und Hydroquinone Bis (beta-hydroxyethyl) Ether (HQEE). Besonders geeignet sind Kettenverlängerer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,2-Ethandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol und 1 ,6-Hexandiol sowie Mischungen der vor- stehend genannten Kettenverlängerer. Beispiele für spezifische Kettenverlängerer und Mi- schungen sind unter anderem in der PCT/EP2017/079049 offenbart Preferably, the chain extender is at least one chain extender selected from the group consisting of 1, 2-ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, 2,3-butanediol, 1, 5-pentanediol, 1 , 6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1, 4-cyclohexanediol, 1, 4-dimethanolcyclohexane, neopentyl glycol and hydroquinone bis (beta-hydroxyethyl) ether (HQEE). Particularly suitable are chain extenders selected from the group consisting of 1, 2-ethanediol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol and 1, 6-hexanediol and mixtures of the above-mentioned chain extenders. Examples of specific chain extenders and mixtures are disclosed inter alia in PCT / EP2017 / 079049
In bevorzugten Ausführungsformen werden mit den Aufbaukomponenten Katalysatoren (c) ein- gesetzt. Dies sind insbesondere Katalysatoren, die die Reaktion zwischen den NCO-Gruppen der Isocyanate (a) und den Hydroxylgruppen der gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindung (b) und, sofern eingesetzt, dem Kettenverlängerungsmittel beschleunigen. In preferred embodiments, catalysts (c) are used with the synthesis components. These are in particular catalysts which accelerate the reaction between the NCO groups of the isocyanates (a) and the hydroxyl groups of the isocyanate-reactive compound (b) and, when used, the chain extender.
Weiterhin geeignete Katalysatoren sind beispielsweise organische Metallverbindungen ausge- wählt aus der Gruppe bestehend aus Zinn-, Titan-, Zirkonium-, Hafnium-, Bismut-, Zink-, Alumi- nium- und Eisenorganylen, wie beispielsweise Zinnorganylverbindungen, bevorzugt Zinndialkyle wie Dimethylzinn oder Diethylzinn, oder Zinnorganylverbindungen aliphatischer Carbonsäuren, bevorzugt Zinndiacetat, Zinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Bismuthverbin- dungen, wie Bismuthalkylverbindungen oder ähnliche, oder Eisenverbindungen, bevorzugt Ei- sen-(MI)-acetylacetonat oder die Metallsalze der Carbonsäuren wie z.B. Zinn-ll-isooctoat, Zinn- dioctoat, Titansäureester oder Bismut-(lll)-neodecanoat. Besonderes bevorzugte Katalysatoren sind Zinndioctoat, Wismutdecanoat und Titansäureester. Der Katalysator (d) wird bevorzugt in Mengen von 0,0001 bis 0,1 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der mit Isocyanaten reaktiven Ver- bindung (b) eingesetzt. Neben Katalysatoren (c) können den Aufbaukomponenten (a) bis (b) auch übliche Hilfsstoffe (d) hinzugefügt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenakti- ve Substanzen, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Keimbildungsmittel, Oxidationsstabilisatoren, Gleit- und Entformungshilfen, Farbstoffe und Pigmente, gegebenenfalls Stabilisatoren, bevor- zugt gegen Hydrolyse, Licht, Hitze oder Verfärbung, anorganische und/oder organische Füllstof fe, Verstärkungsmittel und/oder Weichmacher. Further suitable catalysts are, for example, organic metal compounds selected from the group consisting of tin, titanium, zirconium, hafnium, bismuth, zinc, aluminum and iron organyls, such as tin organyl compounds, preferably tin dialkyls such as dimethyltin or diethyltin or tin organyl compounds of aliphatic carboxylic acids, preferably tin diacetate, tin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, bismuth compounds such as bismuth-alkyl compounds or the like, or iron compounds, preferably iron (MI) acetylacetonate or the metal salts of the carboxylic acids such as Tin isooctoate, tin dioctoate, titanic acid ester or bismuth (III) neodecanoate. Particularly preferred catalysts are tin dioctoate, bismuth decanoate and titanic acid esters. The catalyst (d) is preferably used in amounts of from 0.0001 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the isocyanate-reactive compound (b). In addition to catalysts (c), conventional auxiliaries (d) can also be added to the synthesis components (a) to (b). Mention may be made, for example, of surface-active substances, fillers, flame retardants, nucleating agents, oxidation stabilizers, lubricants and mold release agents, dyes and pigments, optionally stabilizers, preferably against hydrolysis, light, heat or discoloration, inorganic and / or organic fillers, reinforcing agents and / or plasticizer.
Geeignete Farbstoffe und Pigmente sind weiter unten aufgeführt. Stabilisatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Additive, die einen Kunststoff oder eine Kunststoffmischung gegen schädliche Umwelteinflüsse schützen. Beispiele sind primäre und sekundäre Antioxidantien, sterisch gehinderte Phenole, gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren (Hindered Amine Light Stabilizer), UV-Absorber, Hydrolyseschutzmittel, Quencher und Flamm- schutzmittel. Beispiele für kommerzielle Stabilisatoren sind gegeben in Plastics Additives Hand- book, 5th Edition, H. Zweifel, ed., Hanser Publishers, München, 2001 ([1]), S.98-S136. Suitable dyes and pigments are listed below. Stabilizers in the context of the present invention are additives which protect a plastic or a plastic mixture against harmful environmental influences. Examples include primary and secondary antioxidants, hindered phenols, hindered amine light stabilizers, UV absorbers, hydrolysis inhibitors, quenchers and flame retardants. Examples of commercial stabilizers are given in Plastics Additives Handbook, 5th Edition, H. Zweifel, ed., Hanser Publishers, Munich, 2001 ([1]), p.98-S136.
Die Herstellung der thermoplastischen Polyurethane kann nach den bekannten Verfahren dis- kontinuierlich oder kontinuierlich, beispielsweise mit Reaktionsextrudern oder dem Bandverfah- ren nach dem„one-shot“- oder dem Prepolymer-Verfahren, bevorzugt nach dem„one-shot“- Verfahren erfolgen. Bei dem„one-shot“-Verfahren werden die zur Reaktion kommenden Kom- ponenten (a), (b), in bevorzugten Ausführungsformen auch das Kettenverlängerungsmittel in der Komponente (b), (c) und/oder (d) nacheinander oder gleichzeitig miteinander vermischt, wobei die Polymerisationsreaktion unmittelbar einsetzt. Das TPU kann im Anschluss direkt gra- nuliert oder durch Extrusion in Linsengranulat umkonvektioniert werden. In diesem Schritt ist es möglich weitere Zusatzmittel oder andere Polymere miteinzuarbeiten. The preparation of the thermoplastic polyurethanes can be carried out according to the known methods dis- continuously or continuously, for example with reaction extruders or the tape method according to the "one-shot" - or the prepolymer process, preferably by the "one-shot" - method. In the "one-shot" process, the components (a), (b) reacting, in preferred embodiments, also the chain extender in component (b), (c) and / or (d) successively or simultaneously mixed together, the polymerization reaction starts immediately. The TPU can then be directly granulated or convoluted by extrusion into lens granules. In this step, it is possible to include further additives or other polymers.
Beim Extruderverfahren werden die Aufbaukomponenten (a), (b) sowie in bevorzugten Ausfüh- rungsformen auch (c), (d) und/oder (e) einzeln oder als Gemisch in den Extruder eingeführt und, bevorzugt bei Temperaturen von 100°C bis 280°C, vorzugsweise 140°C bis 250°C, zur Reaktion gebracht. Das erhaltene Polyurethan wird extrudiert, abgekühlt und granuliert oder direkt über eine Unterwassergranulierung als Linsengranulat granuliert. In the extruder process, the synthesis components (a), (b) and, in preferred embodiments, also (c), (d) and / or (e) are introduced into the extruder individually or as a mixture and, preferably, at temperatures of from 100.degree 280 ° C, preferably 140 ° C to 250 ° C, reacted. The resulting polyurethane is extruded, cooled and granulated or granulated directly via an underwater granulation as lens granules.
In einem bevorzugten Verfahren wird in einem ersten Schritt ein thermoplastisches Polyurethan aus den Aufbaukomponenten Isocanat (a), mit Isocyanat reaktive Verbindung (b) inklusive Kettenverlänger sowie in bevorzugten Ausführungsformen die weiteren Einsatzstoffe (c) und/oder (d) hergestellt und in einem zweiten Extrusionsschritt die Zusatzstoffe oder Hilfsstoffe eingearbeitet. In a preferred process, a thermoplastic polyurethane is prepared in a first step from the synthesis components isocanate (a), isocyanate-reactive compound (b) including chain extenders and in preferred embodiments the other starting materials (c) and / or (d) and in a second Extrusion step incorporated the additives or auxiliaries.
Bevorzugt wird ein Zweiwellenextruder verwendet, da der Zweiwellenextruder zwangsfördernd arbeitet und so eine präzisere Einstellung der Temperatur und Ausstoßmenge auf dem Extruder möglich ist. Weiterhin kann die Herstellung und Expansion eines TPUs in einem Reaktionsext- ruder in einem Schritt bzw. über einen Tandemextruder nach dem Fachmann bekannten Me- thoden erfolgen. Preferably, a twin-screw extruder is used, since the twin-screw extruder works positively conveying and so a more precise adjustment of the temperature and discharge rate is possible on the extruder. Furthermore, the production and expansion of a TPU can be carried out in a reaction extruder in one step or via a tandem extruder according to methods known to the person skilled in the art.
Unter den als Komponente II genannten Styrolpolymerisaten ist Standard-Polystyrol zu verste- hen. Hierbei umfasst der Begriff„Standard-Polystyrol“ vorzugsweise ataktisches, syndiotakti- sches oder isotaktisches Polystytrol, besonders bevorzugt ataktisches Polystyrol. The styrene polymers mentioned as component II are standard polystyrene. In this case, the term "standard polystyrene" preferably comprises atactic, syndiotactic or isotactic polystyrene, particularly preferably atactic polystyrene.
Erfindungsgemäßes ataktisches Polystyrol, welches amorph ist, hat eine Glasübergangstempe- ratur im Bereich von 100 °C ± 20 °C auf (bestimmt nach DIN EN ISO 1 1357-1 , Februar 2017/ DIN EN ISO 11357-2, Juli 2014, Wendepunktverfahren) auf. Erfindungsgemäßes syndiotakti- sches und isotaktisches Polystyrol sind jeweils teilkristallin und haben einen Schmelzpunkt im Bereich von respektive 270 °C bzw. 240 °C (DIN EN ISO 11357-1 ; Februar 2017/ DIN EN ISO 11357-3, April 2013, W Peakschmelztemperatur) auf. Atactic polystyrene according to the invention, which is amorphous, has a glass transition temperature in the range of 100 ° C. ± 20 ° C. (determined in accordance with DIN EN ISO 1 1357-1, February 2017 / DIN EN ISO 11357-2, July 2014, inflection point method) on. Syndiotactic and isotactic polystyrene according to the invention are each partially crystalline and have a melting point in the Range of respectively 270 ° C and 240 ° C (DIN EN ISO 11357-1, February 2017 / DIN EN ISO 11357-3, April 2013, W peak melting temperature).
Die eingesetzten Polystyrole weisen ein Elastizitätsmodul bei Zug über 2500 auf (DIN EN ISO 527-1/2, Juni 2012). The polystyrenes used have a modulus of elasticity at tensile in excess of 2,500 (DIN EN ISO 527-1 / 2, June 2012).
Die Herstellung und Verarbeitung der erfindungsgemäßen Polystyrole ist in der Literatur um- fangreich beschrieben, z.B. im Kunststoff-Handbuch Band 4, "Polystyrol", von Becker/Braun (1996). The preparation and processing of the polystyrenes according to the invention has been extensively described in the literature, e.g. in the Kunststoff-Handbuch Volume 4, "Polystyrene", by Becker / Braun (1996).
Es können auch kommerziell erhältliche Materialien verwendet werden, z.B. PS 158 K (BASF SE), PS 148 H Q (BASF SE), STYROLUTION PS 156 F, STYROLUTION PS 158N/L, STYRO- LUTION PS 168N/L, STYROLUTION PS 153F, SABIC PS 125, SABIC PS 155, SABIC PS 160. Commercially available materials may also be used, e.g. PS 158 K (BASF SE), PS 148 HQ (BASF SE), STYROLUTION PS 156 F, STYROLUTION PS 158N / L, STYROUTION PS 168N / L, STYROLUTION PS 153F, SABIC PS 125, SABIC PS 155, SABIC PS 160 ,
Wie oben ausgeführt, umfasst die Zusammensetzung Z As stated above, the composition comprises Z
70 - 95 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I  70-95% by weight of thermoplastic polyurethane as component I
5 - 30 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II,  5 to 30% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt. wherein the sum of components I and II is 100% by weight.
Bevorzugt umfasst die Zusammensetzung Z Preferably, the composition comprises Z
80 - 90 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I 80-90% by weight of thermoplastic polyurethane as component I
10 - 20 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II, 10-20% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt. wherein the sum of components I and II is 100% by weight.
Die Zusammensetzung Z kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise 5 bis 20 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II umfassen oder von 5 bis 15 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II. In the context of the present invention, the composition Z may comprise, for example, 5 to 20% by weight of the styrene polymer as components II or from 5 to 15% by weight of the styrene polymer as components II.
Die Zusammensetzung Z kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise 80 bis 92,5 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I und 7,5 bis 20 Gew-% des Sty- rolpolymerisates als Komponenten II umfassen, bevorzugt 80 - 90 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I und 10 bis 20 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II, weiter bevorzugt 80 - 85 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I und 15 bis 20 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II, wobei die Summe der Komponen- ten I und II sich jeweils zu 100 Gew-% ergibt. In the context of the present invention, the composition Z may comprise, for example, 80 to 92.5% by weight of thermoplastic polyurethane as component I and 7.5 to 20% by weight of the styrene polymer as components II, preferably 80-90% by weight of thermoplastic polyurethane as component I and 10 to 20% by weight of the styrene polymer as components II, more preferably 80-85% by weight of thermoplastic polyurethane as component I and 15 to 20% by weight of the styrene polymer as components II, wherein the sum of the components I and II results in each case to 100% by weight.
Die für die Herstellung des Partikelschaums benötigte, nicht expandierte Ausgangsmaterial, die Zusammensetzung Z, wird in an sich bekannter Weise aus den einzelnen thermoplastischen Elastomeren (TPE-1 ) und (TPE-2) sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten hergestellt. Geeignete Verfahren sind beispielsweise übliche Mischverfahren in einem Kneter oder einem Extruder. Die für die Herstellung des Partikelschaums benötigte, nicht expandierte Polymermischung der Zusammensetzung Z wird in bekannter Weise aus den Einzelkomponenten sowie gegebenfalls weiteren Komponenten wie beispielsweise Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, Verträglich- keitsvermittler oder Pigmenten hergestellt. Geeignete Verfahren sind beispielsweise übliche Mischverfahren mit Hilfe eines Kneters, kontinuierlich oder diskontinuierlich, oder einem Extru- der wie beispielsweise einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder. The non-expanded starting material, the composition Z, required for the production of the particle foam is prepared in a manner known per se from the individual thermoplastic elastomers (TPE-1) and (TPE-2) and optionally further components. Suitable methods are, for example, customary mixing methods in a kneader or an extruder. The unexpanded polymer mixture of composition Z required for the preparation of the particle foam is prepared in a known manner from the individual components and, if appropriate, other components such as processing aids, stabilizers, compatibilizers or pigments. Suitable processes are, for example, customary mixing processes with the aid of a kneader, continuous or discontinuous, or an extruder, such as a co-rotating twin-screw extruder.
Im Falle von Verträglichkeitsvermittlern oder Hilfsstoffen wie zum Beispiel Stabilisatoren können diese auch bei der Herstellung des der Komponenten in diese bereits eingearbeitet werden. Üblicherweise werden die einzelnen Komponenten vor dem Mischverfahren zusammengege- ben oder in den Apparat der das Mischen übernimmt eindosiert. Im Falle eines Extruders wer- den die Komponenten alle in den Einzug dosiert und gemeinsam in den Extruder gefördert oder einzelne Komponenten über eine Seitendosierung zugegeben (normalerweise nicht bei Schäu- men da dazu dieser Teil des Extruders nicht dicht ist). In the case of compatibilizers or auxiliaries such as stabilizers, these can also be incorporated in the preparation of the components in this already. Usually, the individual components are combined before the mixing process or metered into the apparatus which takes over the mixing. In the case of an extruder, the components are all dosed into the feeder and conveyed together into the extruder or individual components added via a side dosing (usually not for foams as this part of the extruder is not tight).
Die Verarbeitung erfolgt bei einer Temperatur bei welcher die Komponenten in einem plastifi- zierten Zustand vorliegen. Die Temperatur hängt von den Erweichungs- bzw. Schmelzberei- chen der Komponenten ab, muss jedoch unterhalb der Zersetzungstemperatur jeder Kompo- nente liegen. Additive wie Pigmente oder Füllstoffe oder weitere der oben genannten üblichen Hilfsstoffe (d) werden nicht mit aufgeschmolzen, sondern im festen Zustand eingearbeitet. Processing takes place at a temperature at which the components are in a plasticized state. The temperature depends on the softening or melting ranges of the components, but must be below the decomposition temperature of each component. Additives such as pigments or fillers or further of the abovementioned customary auxiliaries (d) are not melted, but incorporated in the solid state.
Hierbei sind weitere Ausführungsformen nach gängigen Methoden möglich, wobei die bei der Herstellung der Ausgangsmaterialien verwendeten Prozesse mit in die Herstellung direkt einbe- zogen werden können. So wäre es z.B. möglich im Falle des Bandverfahrens, direkt am Ende des Bandes, bei dem das Material in einen Extruder eingespeist wird, um Linsengranulat zu erhalten, das zweite Elastomer (TPE-2) sowie Füllstoffe oder Farbstoffe einzubringen. In this case, further embodiments are possible by conventional methods, wherein the processes used in the preparation of the starting materials can be included directly in the production. So it would be e.g. possible in the case of the belt process, directly at the end of the belt in which the material is fed into an extruder to obtain lens granules, the second elastomer (TPE-2) and fillers or dyes to bring.
In diesem Schritt können einiger der oben genannten üblichen Hilfsstoffe (d) der Mischung hin- zugefügt werden. In this step, some of the above-mentioned conventional adjuvants (d) may be added to the mixture.
Die erfindungsgemäßen Partikelschäume weisen in der Regel eine Schüttdichte von 50 g/l bis 200 g/l, bevorzugt 60 g/l bis 180 g/l, besonders bevorzugt 80 g/l bis 150 g/l. Die Schüttdichte wird analog der DIN ISO 697 gemessen, wobei bei der Bestimmung der obigen Werte im Un- terschied zur Norm anstelle eines Gefäßes mit 0,5 I Volumen ein Gefäß mit 10 I Volumen ver- wendet wird, da speziell bei den Schaumpartikeln mit niedriger Dichte und großer Masse eine Messung mit nur 0,5 I Volumen zu ungenau ist. The particle foams according to the invention generally have a bulk density of from 50 g / l to 200 g / l, preferably from 60 g / l to 180 g / l, particularly preferably from 80 g / l to 150 g / l. The bulk density is measured analogously to DIN ISO 697, whereby a vessel with 10 l volume is used instead of a vessel with 0.5 l volume in the determination of the above values, in contrast to the standard, since especially for the foam particles with lower Dense and large mass a measurement with only 0.5 l volume is too inaccurate.
Wie oben ausgeführt, liegt der Durchmesser der Partikelschäume zwischen 0,5 bis 30; bevor- zugt 1 bis 15 und insbesondere zwischen 3 bis 12 mm. Bei nicht kugelförmigen, z.B. länglichen oder Zylinder förmigen Partikelschaum ist mit Durchmesser die längste Abmessung gemeint: As stated above, the diameter of the particle foams is between 0.5 to 30; preferably 1 to 15 and especially between 3 to 12 mm. For non-spherical, e.g. elongated or cylindrical particle foam is meant by diameter the longest dimension:
Die Herstellung der Partikelschäume kann nach den gängigen im Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgen durch i. Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Z); The production of the particle foams can be carried out by the usual methods known in the prior art i. Providing a composition (Z) according to the invention;
ii. Imprägnierung der Zusammensetzung mit einem Treibmittel unter Druck;  ii. Impregnating the composition with a propellant under pressure;
iii. Expandieren der Zusammensetzung mittels Druckabfall.  iii. Expand the composition by means of pressure drop.
Die Treibmittelmenge beträgt bevorzugt 0,1 bis 40, insbesondere 0,5 bis 35 und besonders be- vorzugt 1 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der eingesetzten Menge der Zusam- mensetzung (Z). The amount of blowing agent is preferably 0.1 to 40, in particular 0.5 to 35 and particularly preferably 1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the amount of the composition (Z) used.
Eine Ausführungsform des oben genannten Verfahren umfasst An embodiment of the above method comprises
i. Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Z) in Form eines Granula- tes;  i. Providing a composition (Z) according to the invention in the form of a granule;
ii. Imprägnierung des Granulates mit einem Treibmittel unter Druck;  ii. Impregnation of the granules with a propellant under pressure;
iii. Expandieren des Granulates mittels Druckabfall.  iii. Expand the granules by means of pressure drop.
Eine weitere Ausführungsform des oben genannten Verfahrens umfasst einen weiteren Schritt: i. Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Z) in Form eines Granula- tes; Another embodiment of the above method comprises a further step: i. Providing a composition (Z) according to the invention in the form of a granule;
ii. Imprägnierung des Granulates mit einem Treibmittel unter Druck;  ii. Impregnation of the granules with a propellant under pressure;
iii. Reduzierung des Drucks auf Normaldruck ohne das Granulat aufzuschäumen, ggf. durch vorherige Reduzierung der Temperatur  iii. Reducing the pressure to normal pressure without foaming the granules, if necessary by prior reduction of the temperature
iv. Schäumen des Granulates durch eine Temperaturerhöhung.  iv. Foaming of the granules by a temperature increase.
Bevorzugt weist das Granulat hierbei einen durchschnittlichen minimalen Durchmesser von 0,2 - 10 mm auf (bestimmt über 3D Evaluierung des Granulates, z.B. über dynamic image analysis mit der Verwendung einer optischen Messapparatur mit Namen PartAn 3D von Microtrac). In this case, the granulate preferably has an average minimum diameter of 0.2-10 mm (determined via 3D evaluation of the granulate, for example via dynamic image analysis with the use of an optical measuring apparatus named PartAn 3D from Microtrac).
Die einzelnen Granulate haben in der Regel eine mittlere Masse im Bereich von 0,1 bis 50 mg, bevorzugt im Bereich von 4 bis 40 mg und besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 32 mg. Diese mittlere Masse der Granulate (Partikelgewicht) wird als arithmetisches Mittel durch 3- maliges Wiegen von jeweils 10 Granulatpartikeln bestimmt. The individual granules generally have an average mass in the range from 0.1 to 50 mg, preferably in the range from 4 to 40 mg and more preferably in the range from 7 to 32 mg. This average mass of the granules (particle weight) is determined as an arithmetic mean by weighing 3 times each of 10 granular particles.
Eine Ausführungsform des oben genannten Verfahrens umfasst die Imprägnierung des Granu- lates mit einem Treibmittel unter Druck und anschließende Expansion des Granulates in Schritt (ii) und (iii): An embodiment of the abovementioned method comprises impregnating the granules with a propellant under pressure and subsequently expanding the granules in step (ii) and (iii):
ii. Imprägnierung des Granulates in Gegenwart eines Treibmittels unter Druck bei erhöh- ten Temperaturen in einem geeigneten, geschlossenen Reaktionsgefäß (z.B. Autokla- ven)  ii. Impregnation of the granules in the presence of a propellant under pressure at elevated temperatures in a suitable closed reaction vessel (for example autoclave)
iii. schlagartiges Entspannen ohne Abkühlung.  iii. sudden relaxation without cooling.
Hierbei kann die Imprägnierung in Schritt ii) in Gegenwart in Gegenwart von Wasser sowie opti- onal Suspensionshilfsmitteln erfolgen oder nur in Anwesenheit des Treibmittels und Abwesen- heit von Wasser. Geeignete Suspensionshilfsmittel sind z.B. wasserunlösliche anorganische Stabilisatoren, wie Tricalciumphosphat, Magnesiumpyrophosphat, Metallcarbonate; ferner Polyvinylalkohol und Tenside, wie Natriumdodecylarylsulfonat. Sie werden üblicherweise in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung, verwendet. In this case, the impregnation in step ii) can be carried out in the presence in the presence of water and optional suspension aids or only in the presence of the blowing agent and the absence of water. Suitable suspension aids are, for example, water-insoluble inorganic stabilizers, such as tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate, metal carbonates; also polyvinyl alcohol and surfactants such as sodium dodecylarylsulfonate. They are usually used in amounts of 0.05 to 10 wt .-%, based on the composition of the invention.
Die Imprägniertemperaturen liegen in Abhängigkeit von dem gewählten Druck im Bereich von 100-200°C, wobei der Druck in dem Reaktionsgefäß zwischen 2- 150 bar, bevorzugt zwischen 5 und 100 bar, besonders bevorzugt zwischen 20 und 60 bar beträgt, die Imprägnierdauer be- tragt im allgemeinen 0,5 bis 10 Stunden. The impregnation temperatures are in the range of 100-200 ° C., depending on the selected pressure, the pressure in the reaction vessel being between 2 and 150 bar, preferably between 5 and 100 bar, particularly preferably between 20 and 60 bar, the duration of impregnation. generally takes 0.5 to 10 hours.
Die Durchführung des Verfahrens in Suspension ist dem Fachmann bekannt und z.B. ausführ- lich in der W02007/082838 beschrieben. The performance of the process in suspension is known to those skilled in the art and e.g. described in detail in W02007 / 082838.
Bei der Durchführung des Verfahrens in Abwesenheit des Treibmittels ist darauf zu achten, dass die Aggregation des Polymergranulates vermieden wird. When carrying out the process in the absence of the blowing agent, it must be ensured that the aggregation of the polymer granulate is avoided.
Geeignete Treibmittel für die Durchführung des Verfahrens in einem geeigneten geschlossenen Reaktionsgefäß sind z.B. organische Flüssigkeiten und Gase, die bei den Verarbeitungsbedin- gungen in einem gasförmigen Zustand vorliegen, wie Kohlenwasserstoffe oder anorganische Gase oder Gemische aus organischen Flüssigkeiten bzw. Gasen und anorganischen Gasen, wobei diese ebenfalls kombiniert werden können. Suitable propellants for carrying out the process in a suitable closed reaction vessel are e.g. organic liquids and gases which are in a gaseous state in the processing conditions, such as hydrocarbons or inorganic gases, or mixtures of organic liquids or gases and inorganic gases, which may also be combined.
Geeignete Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise halogenierte oder nicht halogenierte, gesät- tigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise nicht halogenierte, ge- sättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe. Suitable hydrocarbons are, for example, halogenated or non-halogenated, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons, preferably non-halogenated, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons.
Bevorzugte organische Treibmittel sind gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbeson- dere solche mit 3 bis 8 C-Atomen wie beispielsweise Butan oder Pentan. Preferred organic blowing agents are saturated, aliphatic hydrocarbons, in particular those having 3 to 8 C atoms, such as butane or pentane.
Geeignete anorganische Gase sind Stickstoff, Luft, Ammoniak oder Kohlendioxid, vorzugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid oder Mischungen aus den vorstehend genannten Gasen. Suitable inorganic gases are nitrogen, air, ammonia or carbon dioxide, preferably nitrogen or carbon dioxide or mixtures of the abovementioned gases.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Imprägnierung des Granulates mit einem Treib- mittel unter Druck Verfahren und anschließende Expansion des Granulates in Schritt (ii) und (iii): In a further embodiment, the impregnation of the granules with a blowing agent under pressure comprises processes and subsequent expansion of the granules in step (ii) and (iii):
ii. Imprägnierung des Granulates in Gegenwart eines Treibmittels unter Druck bei erhöh- ten Temperaturen in einem Extruder  ii. Impregnation of the granules in the presence of a blowing agent under pressure at elevated temperatures in an extruder
iii. Granulierung der aus dem Extruder austretenden Masse unter Bedingungen, die un- kontrolliertes Aufschäumen verhindern:  iii. Granulation of the mass exiting the extruder under conditions which prevent uncontrolled foaming:
Geeignete Treibmittel in dieser Verfahrensvariante sind flüchtige organische Verbindungen mit einem Siedepunkt bei Normaldruck 1013 mbar 35 von -25 bis 150, insbesondere -10 bis 125°C. Gut geeignet sind Kohlenwasserstoffe (bevorzugt halogenfrei), insbesondere C4-10-Alkane, beispielsweise die Isomere des Butans, Pentans, Hexans, Heptans und Octans, besonders be- vorzugt iso-Pentan. Weitere mögliche Treibmittel sind außerdem sterisch anspruchsvollere Ver- bindungen wie Alkohole, Ketone, Ester, Ether und organische Carbonate. Suitable blowing agents in this process variant are volatile organic compounds having a boiling point at atmospheric pressure of 1013 mbar 35 from -25 to 150, in particular -10 to 125 ° C. Well suited are hydrocarbons (preferably halogen-free), in particular C4-10 alkanes, for example, the isomers of butane, pentane, hexane, heptane and octane, more preferably iso-pentane. Further possible blowing agents are also sterically more demanding compounds such as alcohols, ketones, esters, ethers and organic carbonates.
Hierbei wird die Zusammensetzung im Schritt (ii) in einem Extruder unter Aufschmelzen mit dem Treibmittel unter Druck vermischt, welches dem Extruder zugeführt wird. Die treibmittelhal- tige Mischung wird unter Druck, vorzugsweise mit moderat kontrolliertem Gegendruck (z.B. Un- terwassergranulierung) ausgepresst und granuliert. Hierbei schäumt der Schmelzstrang auf und man erhält durch Granulierung die Partikelschäume. Here, the composition in step (ii) is melt-blended in an extruder with the blowing agent under pressure, which is fed to the extruder. The propellant-containing mixture is squeezed out under pressure, preferably with moderately controlled back pressure (for example, underwater granulation) and granulated. In this case, the melt strand foams and granules give the particle foams.
Die Durchführung des Verfahrens via Extrusion ist dem Fachmann bekannt und z.B. ausführlich in der W02007/082838 sowie der WO 2013/153190 A1 beschrieben. The implementation of the process via extrusion is known to the person skilled in the art and e.g. described in detail in WO02007 / 082838 and WO 2013/153190 A1.
Als Extruder kommen alle üblichen Schneckenmaschinen in Betracht, insbesondere Einschne- cken- und Doppelschneckenextruder (z.B. Typ ZSK von Fa. Werner & Pfleiderer), Co-Kneter, Kombiplast-Maschinen, MPC-Knetmischer, FCM-Mischer, KEX-Knetschneckenextruder und Scherwalzenextruder, wie sie z.B. in Saechtling (Hg.), Kunststoff-Taschenbuch, 27. Auflage, Hanser-Verlag München 1998, Kap. 3.2.1 und 3.2.4, beschrieben sind. Der Extruder wird übli- cherweise bei einer Temperatur betrieben, bei der die Zusammensetzung (Z1) als Schmelze vorliegt, beispielsweise bei 120°C bis 250°C, insbesondere 150 bis 210°C und einem Druck nach der Zugabe des Treibmittels von 40 bis 200 bar, bevorzugt 60 bis 150 bar, besonders be- vorzugt 80 bis 120 bar um eine Homogenisierung des Treibmittels mit der Schmelze zu gewähr- leisten. Suitable extruders are all conventional screw machines, in particular single-screw and twin-screw extruders (eg type ZSK from Werner & Pfleiderer), co-kneaders, Kombiplast machines, MPC kneading mixers, FCM mixers, KEX kneading screw extruders and shear roller extruders, as they eg in Saechtling (ed.), plastic paperback, 27th edition, Hanser-Verlag Munich 1998, chap. 3.2.1 and 3.2.4 are described. The extruder is usually operated at a temperature at which the composition (Z1) is in the form of a melt, for example at 120 ° C. to 250 ° C., in particular 150 to 210 ° C. and a pressure after the addition of the blowing agent of 40 to 200 bar, preferably 60 to 150 bar, more preferably 80 to 120 bar to ensure homogenization of the blowing agent with the melt.
Hierbei kann die Durchführung in einem Extruder oder einer Anordnung aus einem oder mehre- ren Extrudern erfolgen. So können beispielsweise in einem ersten Extruder die Komponenten aufgeschmolzen und geblendet werden sowie ein Treibmittel injiziert werden. Im zweiten Extru- der wird die imprägnierte Schmelze homogenisiert und die Temperatur und oder der Druck ein- gestellt. Werden beispielsweise drei Extruder miteinander kombiniert, kann ebenfalls das vermi- schen der Komponenten sowie die Injizierung des Treibmittels auf zwei unterschiedliche Ver- fahrensteile aufgeteilt werden. Wird wie bevorzugt nur ein Extruder verwendet, so werden alle Prozessschritte, aufschmelzen, vermischen, Injektion des Treibmittels, Homogenisierung und Einstellen der Temperatur und oder des Drucks in einem Extruder durchgeführt. Here, the implementation can be carried out in an extruder or an arrangement of one or more extruders. For example, in a first extruder, the components can be melted and blended, and a propellant injected. In the second extruder, the impregnated melt is homogenized and the temperature and / or the pressure are adjusted. If, for example, three extruders are combined with one another, the mixing of the components and the injection of the blowing agent can likewise be divided into two different process parts. If, as preferred, only one extruder is used, then all process steps, melting, mixing, injection of the blowing agent, homogenization and adjustment of the temperature and / or the pressure in an extruder are carried out.
Alternativ kann nach den in W02014150122 oder W02014150124 A1 beschriebenen Metho- den aus dem Granulat direkt der entsprechende, ggf. sogar schon gefärbte Partikelschaum dadurch hergestellt werden, dass das entsprechende Granulat mit einer superkritischen Flüs- sigkeit durchtränkt wird, aus der superkritische Flüssigkeit entfernt wird gefolgt von  Alternatively, according to the methods described in WO2014150122 or WO2014150124 A1, the corresponding, possibly even already colored, particle foam can be produced directly by impregnating the corresponding granulate with a supercritical fluid, from which the supercritical fluid is removed from
(i) Eintauchen des Artikels in einem erhitzten Fluidum oder  (i) immersing the article in a heated fluid or
(ii) Bestrahlen des Artikels mit energetische Strahlung (z.B. Infrarot- oder Mikrowellenbestrah- lung). Geeignete superkritische Flüssigkeiten sind z.B. die in der W02014150122 oder beschrieben, z.B. Kohlendioxid, Stickstoffdioxid, Ethan, Ethylen, Sauerstoff oder Stickstoff vorzugsweise Koh- lendioxid oder Stickstoff. (ii) Irradiating the article with energetic radiation (eg infrared or microwave irradiation). Suitable supercritical fluids are, for example, those described in WO2014150122 or, for example, carbon dioxide, nitrogen dioxide, ethane, ethylene, oxygen or nitrogen, preferably carbon dioxide or nitrogen.
Die superkritische Flüssigkeit kann hierbei auch eine polare Flüssigkeit mit einem Hildebrand- Löslichkeitsparameter gleich oder größer als 9 MPa-1/2 enthalten. The supercritical fluid may also contain a polar fluid having a Hildebrand solubility parameter equal to or greater than 9 MPa-1/2.
Hierbei kann das superkritischen Fluidums oder das erhitzten Fluidums auch einen Farbstoff enthalten, wodurch ein gefärbter, geschäumter Artikel erhalten wird. Here, the supercritical fluid or the heated fluid may also contain a dye, whereby a dyed, foamed article is obtained.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formkörper hergestellt aus den erfin- dungsgemäßen Partikelschäumen. Another object of the present invention is a molded article produced from the particle foams according to the invention.
Die Herstellung der entsprechenden Formkörper kann nach dem Fachmann bekannten Metho- den erfolgen. The corresponding shaped bodies can be produced by methods known to the person skilled in the art.
Ein hierbei bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffformteils umfasst die fol genden Schritte: A preferred method for producing a foam molding comprises the following steps:
(i) Einbringen der erfindungsgemäßen Partikelschäume in einer entsprechenden Form,  (i) introducing the particle foams according to the invention in a corresponding form,
(ii) Fusionierung der erfindungsgemäßen Partikelschäume aus Schritt (i).  (ii) fusing the particle foams of step (i) according to the invention.
Die Fusionierung in Schritt (ii) erfolgt vorzugsweise in einer geschlossenen Form, wobei die Fusionierung durch Wasserdampf, Heißluft (wie z.B. in der EP1979401 B1 beschrieben) oder energetische Strahlung (Mikrowellen oder Radiowellen) erfolgen kann. The fusion in step (ii) is preferably carried out in a closed form, wherein the fusion can be effected by steam, hot air (as described for example in EP1979401 B1) or energetic radiation (microwaves or radio waves).
Die Temperatur bei dem Fusionieren des Partikelschaumes liegt bevorzugt unterhalb oder nahe an der Schmelztemperatur des Polymers aus dem der Partikelschaum hergestellt wurde. Für die gängigen Polymere liegt demnach die Temperatur zur Fusionierung des Partikelschaumes zwischen 100°C und 180°C, bevorzugt zwischen 120 und 150 °C. The temperature at the fusing of the particle foam is preferably below or close to the melting temperature of the polymer from which the particle foam was made. Accordingly, the temperature for fusing the particle foam is between 100 ° C. and 180 ° C., preferably between 120 and 150 ° C., for the customary polymers.
Hierbei können Temperaturprofile / Verweilzeiten individuell ermittelt werden, z.B. in Analogie zu den in der US20150337102 oder EP2872309B1 beschriebenen Verfahren. In this case, temperature profiles / residence times can be determined individually, e.g. in analogy to the methods described in US20150337102 or EP2872309B1.
Die Verschweißung über energetische Strahlung erfolgt im Allgemeinen im Frequenzbereich von Mikrowellen oder Radiowellen, ggf. in Gegenwart von Wasser oder anderen polaren Flüs- sigkeiten, wie z.B. polare Gruppen aufweisende, mikrowellenabsorbierende Kohlenwasserstoffe (wie z.B. Ester von Carbonsäuren und Diolen oder Triolen oder Glykole und flüssige Polyethyl- engklykole) und kann in Analogie zu den in der EP3053732A oder W016146537 beschriebenen Verfahren erfolgen. The welding via energetic radiation generally takes place in the frequency range of microwaves or radio waves, if appropriate in the presence of water or other polar liquids, such as e.g. polar group-containing microwave-absorbing hydrocarbons (such as esters of carboxylic acids and diols or triols or glycols and liquid polyethylene glycols) and can be carried out in analogy to the processes described in EP3053732A or WO16146537.
Für die Verschweißung mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung können die Partikel schäume vorzugsweise mit einer polaren Flüssigkeit benetzt werden, die geeignet ist, die Strah- lung zu absorbieren, beispielsweise in Anteilen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Anteilen von 1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzten Partikelschäume. Die Verschweißung mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung der Partikelschäume kann im Rahmen der vor- liegenden Erfindung auch ohne die Verwendung einer polaren Flüssigkeit erreicht werden. Das thermische Verbinden der Schaumstoffpartikel erfolgt beispielsweise in einer Form mittels hoch- frequenter elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mittels Mikrowellen. Als hochfrequent wird elektromagnetische Strahlung mit Frequenzen von mindestens 20 MHz, beispielsweise von mindestens 100 MHz verstanden. In der Regel wird elektromagnetische Strahlung im Fre- quenzbereich zwischen 20 MHz und 300 GHz verwendet, beispielsweise zwischen 100 MHz und 300 GHz. Bevorzugt werden Mikrowellen im Frequenzbereich zwischen 0,5 und 100 GHz, besonders bevorzugt 0,8 bis 10 GHz und Bestrahlungszeiten zwischen 0,1 bis 15 Minuten ver- wendet. Bevorzugt wird der Frequenzbereich der Mikrowelle auf das Absorptionsverhalten der polaren Flüssigkeit angepasst oder umgekehrt die polare Flüssigkeit anhand des Absorptions- verhaltens entsprechend dem Frequenzbereich des verwendeten Mikrowellengerätes ausge- wählt. Geeignete Verfahren sind beispielsweise beschrieben in WO 2016/146537A1. For the welding with high-frequency electromagnetic radiation, the particle foams can preferably be wetted with a polar liquid which is suitable for irradiating the radiation. absorb, for example, in proportions of 0.1 to 10 wt .-%, preferably in proportions of 1 to 6 wt .-%, based on the particle foams used. The welding with high-frequency electromagnetic radiation of the particle foams can also be achieved in the context of the present invention without the use of a polar liquid. The thermal bonding of the foam particles takes place, for example, in a mold by means of high-frequency electromagnetic radiation, in particular by means of microwaves. High-frequency is understood to mean electromagnetic radiation with frequencies of at least 20 MHz, for example of at least 100 MHz. As a rule, electromagnetic radiation is used in the frequency range between 20 MHz and 300 GHz, for example between 100 MHz and 300 GHz. Preference is given to using microwaves in the frequency range between 0.5 and 100 GHz, more preferably 0.8 to 10 GHz, and irradiation times of between 0.1 to 15 minutes. Preferably, the frequency range of the microwave is adapted to the absorption behavior of the polar liquid or, conversely, the polar liquid is selected on the basis of the absorption behavior in accordance with the frequency range of the microwave device used. Suitable methods are described, for example, in WO 2016 / 146537A1.
Wie oben ausgeführt, kann der Partikelschaum auch Farbstoffe enthalten. Hierbei kann die Zu- gabe von Farbstoffen über verschiedene Wege erfolgen. As stated above, the particle foam may also contain dyes. In this case, the addition of dyes can take place via different routes.
In einer Ausführungsform können die hergestellten Partikelschäume nach Herstellung gefärbt werden. Hierbei werden die entsprechenden Partikelschäume mit einer einen Farbstoff enthal- tenen Trägerflüssigkeit kontaktiert, wobei die Trägerflüssigkeit (TF) eine Polarität aufweist, die geeignet ist, dass eine Sorption der Trägerflüssigkeit in den Partikelschaum erfolgt. Die Durch- führung kann in Analogie zu den in der EP Anmeldung mit der Anmeldenummer 17198591.4 beschriebenen Methoden erfolgen. In one embodiment, the produced particle foams can be colored after production. In this case, the corresponding particle foams are contacted with a carrier liquid containing a dye, the carrier liquid (TF) having a polarity which is suitable for sorption of the carrier liquid into the particle foam. The procedure can be carried out in analogy to the methods described in the EP application with the application number 17198591.4.
Geeignete Farbstoffe sind zum Beispiel anorganische oder organische Pigmente. Geeignete natürliche oder synthetische anorganische Pigmente sind zum Beispiel Ruß, Graphit, Titanoxi- de, Eisenoxide, Zirkonoxide, Kobaltoxidverbindungen, Chromoxidverbindungen, Kupferoxidver- bindungen. Geeignete organische Pigmente sind zum Beispiel Azopigmente und polycyclische Pigmente. Suitable dyes are, for example, inorganic or organic pigments. Suitable natural or synthetic inorganic pigments are, for example, carbon black, graphite, titanium oxides, iron oxides, zirconium oxides, cobalt oxide compounds, chromium oxide compounds, copper oxide compounds. Suitable organic pigments are, for example, azo pigments and polycyclic pigments.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Farbe bei der Herstellung des Partikelschaums zugegeben werden. Beispielsweise kann der Farbstoff bei der Herstellung des Partikelschaums über Extrusion in den Extruder hinzugefügt werden. Alternativ kann bereits gefärbtes Material als Ausgangsmaterial für die Herstellung des Partikelschaums verwendet werden, welches extrudiert oder - im geschlossenen Gefäß nach den oben genannten Verfahren expandiert wird. Weiterhin kann bei dem in der W02014150122 beschriebenen Verfahren die superkritische Flüssigkeit oder die erhitzte Flüssigkeit einen Farbstoff enthalten. In a further embodiment, the color may be added in the production of the particle foam. For example, in the production of the particulate foam, the dye may be added to the extruder via extrusion. Alternatively, already dyed material can be used as the starting material for the production of the particle foam, which is extruded or expanded in a closed vessel according to the abovementioned methods. Further, in the method described in WO2014150122, the supercritical fluid or the heated fluid may contain a dye.
Wie oben ausgeführt, haben die erfindungsgemäßen Formteile vorteilhafte Eigenschaften für die oben genannten Anwendungen im Schuh bzw. Sportschuhbereich Bedarf. Hierbei sind die Zug- und Kompressionseigenschaften der aus den Partikelschäumen herge- stellten Formkörper dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfestigkeit oberhalb 600 kPa liegt (DIN EN ISO 1798, April 2008), die Reißdehnung oberhalb von 100 % liegt (DIN EN ISO 1798, April 2008) und die Druckspannung oberhalb von 15 kPa bei 10 % Stauchung liegt (analog DIN EN ISO 844, November 2014; die Abweichung zur Norm liegt in der Höhe der Probe mit 20 mm anstatt von 50 mm und somit der Anpassung der Prüfgeschwindigkeit auf 2 mm/min). As stated above, the molded parts according to the invention have advantageous properties for the abovementioned applications in the shoe or sports shoe sector. Here, the tensile and compression properties of the moldings produced from the particle foams are characterized in that the tensile strength is above 600 kPa (DIN EN ISO 1798, April 2008), the elongation at break is above 100% (DIN EN ISO 1798, April 2008 ) and the compressive stress is above 15 kPa at 10% compression (analogous to DIN EN ISO 844, November 2014, the deviation from the standard is the height of the sample at 20 mm instead of 50 mm and thus the adaptation of the test speed to 2 mm / min).
Die Rückprallelastizität der aus den Partikelschäumen hergestellten Formkörper liegt oberhalb von 55 % (analog DIN 53512, April 2000; die Abweichung zur Norm ist die Prüfkörperhöhe wel- che 12 mm betragen sollte, bei diesem Test jedoch mit 20 mm durchgeführt wird um ein„durch- schlagen“ der Probe und ein Messen des Untergrunds zu vermeiden). The rebound resilience of the moldings produced from the particle foams is above 55% (analogous to DIN 53512, April 2000, the deviation from the standard is the test piece height, which should be 12 mm, but in this test is carried out at 20 mm). beat "the sample and avoid measuring the ground).
Wie oben ausgeführt, stehen Dichte und Kompressionseigenschaften der hergestellten Form- körper in einem Zusammenhang. Vorteilhaft liegt die Dichte der hergestellten Formteile zwi- schen 75 bis 375 kg/m3, vorzugsweise zwischen 100 bis 300 kg/m3, besonders bevorzugt zwi- schen 150 bis 200 kg/m3 (DIN EN ISO 845, Oktober 2009). As stated above, the density and compression properties of the molded bodies produced are related. Advantageously, the density of the molded parts produced is between 75 and 375 kg / m 3 , preferably between 100 and 300 kg / m 3 , particularly preferably between 150 and 200 kg / m 3 (DIN EN ISO 845, October 2009).
Das Verhältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte der erfindungsgemäßen Partikel schäume betragt dabei im Allgemeinen zwischen 1 ,5 und 2,5, bevorzugt bei 1 ,8 bis 2,0. The ratio of the density of the molding to the bulk density of the particle foams of the invention is generally between 1, 5 and 2.5, preferably from 1.8 to 2.0.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Partikel- schaums für die Herstellung eines Formkörpers für Schuhzwischensohlen, Schuheinlegesohlen, Schuhkombisohlen. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Partikelschaum für die Herstellung eines Formkörpers für Fahrradsättel, Fahrradreifen, Dämpfungselemente, Polsterungen, Mat- ratzen, Unterlagen, Griffen, Schutzfolien, in Bauteilen im Automobilinnen- und -außenbereich, in Bällen und Sportgeräten oder als Bodenbelag, insbesondere für Sportflächen, Leichtathletiklauf- bahnen, Sporthallen, Kinderspielplätze und Gehwegen. The invention further relates to the use of a particle foam according to the invention for the production of a molded article for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles. Furthermore, the particle foam according to the invention can be used for the production of a molding for bicycle saddles, bicycle tires, damping elements, upholstery, mattresses, underlays, handles, protective films, in components in the automotive interior and exterior, in balls and sports equipment or as a floor covering, in particular for sports surfaces. Athletics tracks, sports halls, children's playgrounds and sidewalks.
Bevorzugt ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Partikelschaums für die Herstellung eines Formkörpers für Schuhzwischensohlen, Schuheinlegesohlen, Schuhkombisohlen oder Polsterelement für Schuhe. Hierbei ist der Schuh vorzugsweise ein Straßenschuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh, besonders bevorzugt ein Sportschuh. Preference is given to the use of a particle foam according to the invention for the production of a shaped body for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles or upholstery element for shoes. Here, the shoe is preferably a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe, particularly preferably a sports shoe.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Formkörper, wobei der Formkörper eine Schuhkombisohle für Schuhe ist, vorzugsweise für Straßenschuhe, Sport- schuhe, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuhe, besonders bevorzugt Sportschuhe. A further subject matter of the present invention is therefore also a molded article, wherein the molded article is a shoe combination sole for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandals, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Formkörper, wobei der Formkörper eine Zwischensohle für Schuhe ist, vorzugsweise für Straßenschuhe, Sportschuhe, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuhe, besonders bevorzugt Sportschuhe. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Formkörper, wobei der Formkörper ein Einleger für Schuhe ist, vorzugsweise für Straßenschuhe, Sportschuhe, Sanda- le, Stiefel oder Sicherheitsschuhe, besonders bevorzugt Sportschuhe. Another object of the present invention is therefore also a molded article, wherein the molded article is a midsole for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandal, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes. Accordingly, a further subject matter of the present invention is also a shaped body, wherein the shaped body is an insert for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandals, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Formkörper, wobei der Formkörper ein Polsterelement für Schuhe ist, vorzugsweise für Straßenschuhe, Sportschuhe, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuhe, besonders bevorzugt Sportschuhe. Accordingly, a further subject matter of the present invention is also a shaped body, wherein the shaped body is a padding element for shoes, preferably for street shoes, sports shoes, sandals, boots or safety shoes, particularly preferably sports shoes.
Hierbei kann das Polsterelement z.B. Fersenbereich oder Vorderfußbereich verwendet werden. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Schuh, in dem der erfin- dungsgemäße Formkörper als Mittelsohle, Zwischensohle oder Polsterung im z.B. Fersenbe- reich, Vorderfußbereich verwendet wird, wobei der Schuh vorzugsweise ein Straßenschuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh ist, besonders bevorzugt ein Sportschuh ist. Here, the cushioning element may be e.g. Heel area or forefoot area can be used. A further subject of the present invention is therefore also a shoe in which the shaped article according to the invention is used as midsole, midsole or padding in the e.g. Heel area, forefoot area is used, wherein the shoe is preferably a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe, particularly preferably a sports shoe.
Im Folgenden sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgeführt, wobei diese die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Insbesondere umfasst die vorliegen- de Erfindung auch solche Ausführungsformen, die sich aus den im Folgenden angegebenen Rückbezügen und damit Kombinationen ergeben: Listed below are exemplary embodiments of the present invention, which are not limitative of the present invention. In particular, the present invention also encompasses those embodiments which result from the back references given below and thus combinations:
1. Formkörper aus Partikelschaum, aus einer Zusammensetzung (Z) umfassend 1. molded body made of particle foam, comprising a composition (Z)
a) 70 - 95 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I  a) 70-95% by weight of thermoplastic polyurethane as component I
b) 5 - 30 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II,  b) 5 to 30% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt;  the sum of components I and II being 100% by weight;
dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Zwischensohle für Schuhe ist, ein Ein- leger für Schuhe ist oder ein Polsterelement für Schuhe ist.  characterized in that the shaped body is a midsole for shoes, is an insole for shoes or is a padding element for shoes.
2. Formkörper nach Ausführungsform 1 , wobei die Zusammensetzung Z 2. Shaped body according to embodiment 1, wherein the composition Z
a) 80 - 90 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I  a) 80-90% by weight of thermoplastic polyurethane as component I.
b) 10 - 20 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II,  b) 10-20% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt;  the sum of components I and II being 100% by weight;
umfasst.  includes.
3. Formkörper nach Ausführungsform 1 , wobei das Polystytrol ataktisches Polystytrol ist. 3. Shaped body according to embodiment 1, wherein the Polystytrol is ataktisches Polystytrol.
4. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei der Formkörper eine Zwi- schensohle für Schuhe ist. 4. Shaped body according to one of the embodiments 1 to 3, wherein the shaped body is an intermediate sole for shoes.
5. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei der Formkörper ein Einle- ger für Schuhe ist. 5. Shaped body according to one of the embodiments 1 to 3, wherein the shaped body is an insert for shoes.
6. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei der Formkörper ein Pols- terelement für Schuhe ist. 7. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei der Schuh ein Straßen- schuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh ist. 6. Shaped body according to one of the embodiments 1 to 3, wherein the shaped body is a cushion terelement for shoes. 7. Shaped body according to one of embodiments 1 to 6, wherein the shoe is a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe.
8. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei der Schuh ein Sportschuh ist. 8. Shaped body according to one of the embodiments 1 to 6, wherein the shoe is a sports shoe.
9. Formkörper aus Partikelschaum gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfestigkeit des Formkörpers oberhalb 600 kPa liegt. 9. Moldings of particle foam according to one of embodiments 1 to 8, characterized in that the tensile strength of the molding is above 600 kPa.
10. Formkörper nach Ausführungsform 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reißdehnung über 100% liegt. 10. Shaped body according to embodiment 9, characterized in that the elongation at break is above 100%.
1 1. Formkörper nach Ausführungsform 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die 1 1. Shaped body according to embodiment 9 or 10, characterized in that the
Druckspannung bei10% Stauchung oberhalb von 15kPa liegt.  Compressive stress at 10% compression above 15 kPa.
12. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Formkörpers zwischen 75 bis 375 kg/m3 liegt. 12. Shaped body according to one of the embodiments 9 to 1 1, characterized in that the density of the shaped body is between 75 to 375 kg / m 3 .
13. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Formkörpers zwischen 100 bis 300 kg/m3 liegt. 13. Shaped body according to one of embodiments 9 to 12, characterized in that the density of the shaped body is between 100 to 300 kg / m 3 .
14. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Formkörpers zwischen 150 bis 200 kg/m3 liegt. 14. Shaped body according to one of the embodiments 9 to 13, characterized in that the density of the shaped body is between 150 to 200 kg / m 3 .
15. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückprallelastizität des Formkörpers oberhalb von 55 % liegt. 15. Shaped body according to one of embodiments 9 to 14, characterized in that the rebound resilience of the shaped body is above 55%.
16. Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte des Partikelschaustoffs zwi- schen 1 ,5 und 2,5 liegt. 16. Shaped body according to one of embodiments 9 to 15, characterized in that the ratio of the density of the molded part to the bulk density of the particle showers is between 1, 5 and 2.5.
17. Formkörper aus Partikelschaum gemäß einer der Ausführungsformen 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte des Partikelschaustoffs zwischen 1 ,8 bis 2,0 liegt. 17. The molded article made of particle foam according to one of embodiments 9 to 16, characterized in that the ratio of the density of the molded part to the bulk density of the particle showers is between 1.8 to 2.0.
18. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 17 umfassend 18. A method for producing a shaped article according to one of the embodiments 1 to 17 comprising
(i) Einbringen der Partikelschäume in eine entsprechende Form,  (i) introducing the particle foams into a corresponding shape,
(ii) Fusionierung der Partikelschäume aus Schritt (i).  (ii) fusing the particle foams from step (i).
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fusionierung in Schritt (ii) in einer geschlossenen Form erfolgt. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fusionierung in Schritt (ii) mittels Wasserdampf, Heißluft oder energetische Strahlung erfolgt. 19. The method according to claim 18, characterized in that the fusion in step (ii) takes place in a closed form. 20. The method according to claim 18 or 19, characterized in that the fusion in step (ii) by means of steam, hot air or energy radiation takes place.
21. Schuh, enthaltend einen Formkörper gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 17. 21. Shoe comprising a shaped body according to one of the embodiments 1 to 17.
22. Schuh nach Ausführungsform 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh ein Straßen- schuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh ist. 22. Shoe according to embodiment 21, characterized in that the shoe is a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe.
23. Schuh nach Ausführungsform 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh ein Sport- schuh ist. 23. Shoe according to embodiment 22, characterized in that the shoe is a sports shoe.
24. Verwendung eines Partikelschaums mit einer Zusammensetzung nach einer der Ausfüh- rungsformen 1 bis 3 für die Herstellung eines Formkörpers nach einer der Ausführungs- formen 1 bis 17 für Schuhzwischensohlen, Schuheinlegesohlen, Schuhkombisohlen, Pols- terelemente für Schuhe, Fahrradsätteln, Fahrradreifen, Dämpfungselementen, Polsterun- gen, Matratzen, Unterlagen, Griffen, Schutzfolien, in Bauteilen im Automobilinnen- und - außenbereich, in Bällen und Sportgeräten oder als Bodenbelag. 24. Use of a particle foam having a composition according to one of Embodiments 1 to 3 for the production of a shaped article according to one of embodiments 1 to 17 for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles, pad elements for shoes, bicycle saddles, bicycle tires, damping elements, Upholstery, mattresses, underlays, handles, protective films, in automotive interior and exterior components, in balls and sports equipment, or as a floor covering.
25. Verwendung nach Ausführungsform 24 für Schuhzwischensohlen, Schuheinlegesohlen, Schuhkombisohlen, Polsterelemente für Schuhe, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh ein Straßenschuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh ist. 25. Use according to embodiment 24 for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles, upholstery elements for shoes, characterized in that the shoe is a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe.
26. Verwendung nach Ausführungsform 24, wobei der Schuh ein Sportschuh ist. 26. Use according to embodiment 24, wherein the shoe is a sports shoe.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung, sind aber in keiner Weise einschränkend hinsichtlich des Gegenstands der vorliegenden Erfindung. The following examples are illustrative of the invention, but are in no way limiting as to the subject matter of the present invention.
Bespiele examples
Zur Herstellung der expandierten Partikel aus thermoplastischem Polyurethan und dem Styrol- polymerisat wurde ein Doppelschneckenextruder mit einem Schneckendurchmesser von 44 mm und einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 42 mit anschließender Schmelzepumpe, einem Anfahrventil mit Siebwechsler, einer Lochplatte und einer Unterwassergranulierung ver- wendet. Das thermoplastische Polyurethan wurde nach Verarbeitungshinweis vor der Verwen- dung bei 80 °C für 3 h getrocknet um eine Restfeuchte von kleiner 0,02 Gew.% zu erhalten. Um ein Einbringen von Feuchte durch das Styrolpolymerisat zu verhindern, welches ebenfalls in signifikanten Mengen eingesetzt wurde, wurde dieses ebenfalls bei 80 °C für 3 h auf eine Rest- feuchte kleiner 0,05 Gew.% getrocknet. Neben diesen beiden Komponenten wurde zu jedem Versuch 0,9 Gew.%, bezogen auf das eingesetzte thermoplastische Polyurethan, eines ther- moplastisches Polyurethans, welches in einem separaten Extrusionsprozess mit 4,4‘- Diphenylmethandiisocyanat mit einer mittleren Funktionalität von 2,05 versetzt wurde, hinzuge- geben. Als thermoplastisches Polyurethan wurde ein etherbasiertes TPU der Firma BASF (Elastollan 1 180 A bzw. Elastollan 1 185 A) mit einer Shore-Härte von 80 A bzw. 85 A nach dem Datenblatt verwendet. Das verwendete Styrolpolymerisat war ein PS 158 K Q der Firma BASF mit einem Elastizitätsmodul gemessen im Zugversuch von 3317 MPa nach Datenblatt bzw. ein PS 148 H der Firma BASF mit einem Elastizitätsmodul gemessen im Zugversuch von 3300 MPa nach Datenblatt. For the preparation of the expanded particles of thermoplastic polyurethane and the styrene polymer, a twin-screw extruder with a screw diameter of 44 mm and a length to diameter ratio of 42 with subsequent melt pump, a start-up valve with screen changer, a perforated plate and an underwater pelletizer was used. The thermoplastic polyurethane was dried according to instructions before use at 80 ° C for 3 h to obtain a residual moisture content of less than 0.02 wt.%. In order to prevent moisture from being introduced by the styrene polymer, which was likewise used in significant quantities, it was likewise dried at 80 ° C. for 3 hours to a residual moisture content of less than 0.05% by weight. In addition to these two components, 0.9% by weight, based on the thermoplastic polyurethane used, of a thermoplastic polyurethane was added to each test, which was mixed with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate with an average functionality of 2.05 in a separate extrusion process , added. The thermoplastic polyurethane used was an ether-based TPU from BASF (Elastollan 1 180 A or Elastollan 1 185 A) having a Shore hardness of 80 A or 85 A according to the data sheet. The styrene polymer used was a PS 158 KQ from BASF with a modulus of elasticity measured in a tensile test of 3317 MPa according to the data sheet or a PS 148 H from BASF with a modulus of elasticity measured in the tensile test of 3300 MPa according to data sheet.
Das thermoplastische Polyurethan, das Polystyrol sowie das mit 4,4‘- Diphenylmethandiisocyanat versetzte thermoplastische Polyurethan wurden jeweils separat über gravimetrische Dosiereinrichtungen in den Einzug des Doppelschneckenextruders dosiert. Die Gewichtsanteile des thermoplastischen Polyurethans, inklusive des mit 4,4‘- The thermoplastic polyurethane, the polystyrene and the thermoplastic polyurethane mixed with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate were each metered separately via gravimetric metering devices into the intake of the twin-screw extruder. The weight proportions of the thermoplastic polyurethane, including that with 4,4'-
Diphenylmethandiisocyanat versetzten thermoplastischen Polyurethans, und des Polystyrols sind in Tabelle 1 aufgelistet. Diphenylmethane diisocyanate added thermoplastic polyurethane, and the polystyrene are listed in Table 1.
Tabelle 1 : Gewichtsanteile des thermoplastischen Polyurethans und des Polystyrols der Versu- che und Vergleichsversuche Table 1: Parts by weight of the thermoplastic polyurethane and of the polystyrene of the experiments and comparative experiments
Nach dem Dosieren der Materialien in den Einzug des Doppelschneckenextruders wurden die- se aufgeschmolzen und miteinander vermischt. Nach dem Vermischen wurde eine Mischung aus CO2 und N2 als Treibmittel zugegeben. Beim Durchlaufen der restlichen Extruderstrecke wurden das Treibmittel und die Polymerschmelze miteinander vermischt, so dass sich eine ho- mogene Mischung bildete. Der Gesamtdurchsatz des Extruders, welcher das TPU, dasTPU, welches in einem separaten Extrusionsprozess mit 4,4‘-Diphenylmethandiisocyanat mit einer mittleren Funktionalität von 2,05 versetzt wurde, das Polystyrol und die Treibmittel beinhaltet, betrug 80 kg/h. After metering the materials into the feeder of the twin-screw extruder, they were melted and mixed together. After mixing, a mixture of CO2 and N 2 was added as blowing agent. As it passed through the remaining extruder section, the blowing agent and the polymer melt were mixed together to form a homogeneous mixture. The total throughput of the extruder containing the TPU, the TPU, which in a separate extrusion process was mixed with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate having an average functionality of 2.05, containing polystyrene and the blowing agents, was 80 kg / h.
Das Schmelzgemisch wurde anschließend mittels einer Zahnradpumpe (ZRP) über ein Anfahr- ventil mit Siebwechsler (AV) in eine Lochplatte (LP) gedrückt und in der Schneidkammer der Unterwassergranulierung (UWG) zu Granulaten geschnitten und mit dem temperierten und un- ter Druck stehenden Wasser abtransportiert und dabei expandiert. Die Trennung der expandier- ten Partikel von dem Prozesswasser wird mittels eines Zentrifugaltrockners gewährleistet. Die verwendeten Temperaturen der Anlagenteile sind in Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle 3 zeigt die verwendeten Mengen an Treibmittel (CO2 und N2) wobei die Mengen jeweils so angepasst wurden, dass die niedrigste mögliche Schüttdichte erhalten wird. Die Mengenangaben der Treibmittel beziehen sich auf den Gesamtdurchsatz an Polymer. The melt mixture was then pressed by means of a gear pump (ZRP) via a start-up valve with screen changer (AV) into a perforated plate (LP) and cut into granules in the cutting chamber of underwater granulation (UWG) and with the tempered and pressurized water transported away and expanded. The separation of the expanded particles from the process water is ensured by means of a centrifugal dryer. The temperatures of the system parts used are listed in Table 2. Table 3 shows the amounts of blowing agent used (CO 2 and N 2 ) with the amounts each adjusted to give the lowest possible bulk density. The quantities of the blowing agents are based on the total throughput of polymer.
Tabelle 2: Temperaturdaten der Anlagenteile Table 2: Temperature data of the plant components
Tabelle 3: Dosierte Mengen der Treibmittel bezogen auf den Gesamtdurchsatz an Polymer Table 3: Metered amounts of the blowing agent based on the total throughput of polymer
Die für die einzelnen Versuche und Vergleichsversuche resultierenden Schüttdichten der ex pandierten Granulate sind in Tabelle 4 aufgelistet. Tabelle 4: Gemessene Schüttdichte der expandierten Partikel nach einer Lagerzeit von mindes- tens 3hThe bulk densities of the ex panded granules resulting for the individual experiments and comparative experiments are listed in Table 4. Table 4: Measured bulk density of the expanded particles after a storage period of at least 3 hours
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WO 2016/146537 A1 WO 2016/146537 A1

Claims

Patentansprüche claims
1. Formkörper aus Partikelschaum, aus einer Zusammensetzung (Z) umfassend 1. molded body made of particle foam, comprising a composition (Z)
a) 70 - 95 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I  a) 70-95% by weight of thermoplastic polyurethane as component I
b) 5 - 30 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II,  b) 5 to 30% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt;  the sum of components I and II being 100% by weight;
dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Zwischensohle für Schuhe ist, ein Ein- leger für Schuhe ist oder ein Polsterelement für Schuhe ist.  characterized in that the shaped body is a midsole for shoes, is an insole for shoes or is a padding element for shoes.
2. Formkörper nach Anspruch 1 , wobei die Zusammensetzung Z 2. Shaped body according to claim 1, wherein the composition Z
a) 80 - 90 Gew. % thermoplastisches Polyurethan als Komponente I  a) 80-90% by weight of thermoplastic polyurethane as component I.
b) 10 - 20 Gew-% des Styrolpolymerisates als Komponenten II,  b) 10-20% by weight of the styrene polymer as components II,
wobei die Summe der Komponenten I und II sich zu 100 Gew-% ergibt;  the sum of components I and II being 100% by weight;
umfasst.  includes.
3. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Schuh ein Straßenschuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh ist. 3. Shaped body according to one of claims 1 to 2, wherein the shoe is a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe.
4. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug- festigkeit des Formkörpers oberhalb 600 kPa liegt. 4. Shaped body according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tensile strength of the shaped body is above 600 kPa.
5. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reißdehnung über 100% liegt. 5. Shaped body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elongation at break is above 100%.
6. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 6. Shaped body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the
Druckspannung bei10% Stauchung oberhalb von 15kPa liegt.  Compressive stress at 10% compression above 15 kPa.
7. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dich- te des Formkörpers zwischen 75 bis 375 kg/m3 liegt. 7. Shaped body according to one of claims 1 to 6, characterized in that the density of the shaped body is between 75 and 375 kg / m 3 .
8. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die 8. Shaped body according to one of claims 1 to 7, characterized in that the
Rückprallelastizität des Formkörpers oberhalb von 55 % liegt.  Rebound resilience of the molding is above 55%.
9. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ver- hältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte des Partikelschaustoffs zwischen 1 ,5 und 2,5 liegt. 9. Shaped body according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ratio of the density of the molded article to the bulk density of the particle showers is between 1, 5 and 2.5.
10. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfas- send 10. A method for producing a shaped article according to one of claims 1 to 9 comprehensive send
(i) Einbringen der Partikelschäume in eine entsprechende Form,  (i) introducing the particle foams into a corresponding shape,
(ii) Fusionierung der Partikelschäume aus Schritt (i). (ii) fusing the particle foams from step (i).
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fusionierung in Schritt (ii) in einer geschlossenen Form erfolgt. 1 1. A method according to claim 10, characterized in that the fusion in step (ii) takes place in a closed mold.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fusionierung in Schritt (ii) mittels Wasserdampf, Heißluft oder energetische Strahlung erfolgt. 12. The method according to claim 10 or 1 1, characterized in that the fusion in step (ii) takes place by means of steam, hot air or energy radiation.
13. Schuh, enthaltend einen Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9. 13. Shoe comprising a shaped body according to one of claims 1 to 9.
14. Verwendung eines Partikelschaums mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprü- che 1 bis 3 für die Herstellung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für14. Use of a particle foam with a composition according to any one of claims 1 to 3 for the production of a shaped article according to one of claims 1 to 9 for
Schuhzwischensohlen, Schuheinlegesohlen, Schuhkombisohlen, Polsterelemente für Schuhe, Fahrradsätteln, Fahrradreifen, Dämpfungselementen, Polsterungen, Matratzen, Unterlagen, Griffen, Schutzfolien, in Bauteilen im Automobilinnen- und -außenbereich, in Bällen und Sportgeräten oder als Bodenbelag. Shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles, upholstery elements for footwear, bicycle saddles, bicycle tires, damping elements, upholstery, mattresses, underlays, handles, protective films, in automotive interior and exterior components, in balls and sports equipment or as a floor covering.
15. Verwendung nach Anspruch 14 für Schuhzwischensohlen, Schuheinlegesohlen, Schuh- kombisohlen, Polsterelemente für Schuhe, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh ein Straßenschuh, Sportschuh, Sandale, Stiefel oder Sicherheitsschuh ist. 15. Use according to claim 14 for shoe midsoles, shoe insoles, shoe combination soles, upholstery elements for shoes, characterized in that the shoe is a street shoe, sports shoe, sandal, boots or safety shoe.
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