ES2201624T3 - Elementos compuestos que contienen (i) poliuretanos termoplasticos y (iii) elastomeros de poliuretano microcelulares. - Google Patents
Elementos compuestos que contienen (i) poliuretanos termoplasticos y (iii) elastomeros de poliuretano microcelulares.Info
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Abstract
Elementos compuestos que contienen: (i) poliuretanos termoplásticos y adheridos a los mismos (ii) elastómeros de poliuretano microcelulares, con una densidad de 300 a 700 kg/m3, una resistencia a la tracción según DIN 53571 de 3 a 8 N/mm2, un alargamiento de rotura según DIN 53571 de 350 a 550 %, una resistencia a la rotura progresiva según DIN 53515 de 8 a 30 N/mm, y una elasticidad de rebote según DIN 53512 de 50 a 60 %.
Description
Elementos compuestos que contienen (i)
poliuretanos termoplásticos y (ii) elastómeros de poliuretano
microcelulares.
La invención se refiere a elementos compuestos
que contienen
- (i)
- poliuretanos termoplásticos, a continuación denominados también TPU, y adheridos a los mismos
- (ii)
- elastómeros de poliuretano microcelulares, con una densidad de 300 a 700 kg/m^{3}, una resistencia a la tracción según DIN 53571 de 3 a 8 N/mm^{2}, un alargamiento de rotura según DIN 53571 de 350 a 550%, una resistencia a la rotura progresiva según DIN 53515 de 8 a 30 N/mm, y una elasticidad de rebote según DIN 53512 de un 50 a un 60%.
Por lo demás, la invención se refiere a
procedimientos para la obtención de estos elementos compuestos y a
su empleo.
Los elementos compuestos a base de metales y
goma, en el uso del idioma general denominados también
"elementos compuestos de goma-metal", son
conocidos generalmente. Encuentran amplio empleo, a modo de
ejemplo, en mecanismos de traslación de automóviles, y se describen,
a modo de ejemplo, en "Fahrwerktechnik: Radaufhängungen", 2ª
edición, editor Prof. Dipl.-Ing. Jörnsen Reimpell, Vogel
Buchverlag Würzburg y, en especial en las páginas 77, 83, 84, 87,
281, 286 y 290. En estos elementos compuestos repercute
desfavorablemente el alto peso específico de la fracción de metal,
el relativamente corto tiempo de vida de la goma, así como una
pérdida de adherencia entre los elementos rígidos y elásticos del
componente. Para la mejora se conoce el empleo de agentes adhesivos,
que se aplican en fase líquida sobre los elementos rígidos,
solidifican, y se deben reactivar, en caso dado, mediante
calentamiento. Estos procedimientos de aplicación y reactivado
requieren mucho tiempo y costes, y por consiguiente se deben
evitar.
Como substitución de la goma como elemento
elástico se conoce generalmente el empleo de elastómeros de
poliuretano microcelulares. La DE-A 195 48 771 y la
195 48 770 describen tales elastómeros de poliuretano y su empleo
como elementos amortiguadores.
Por lo tanto, la presente invención tomaba como
base la tarea de desarrollar elementos compuestos que pudieran
servir como substitución para los conocidos elementos compuestos de
goma-metal, debiéndose reducir especialmente el
peso de los elementos compuestos. Por lo demás, se debía mejorar la
adherencia entre los componentes contenidos en los elementos
compuestos, y evitar en especial el empleo descrito de agentes
adhesivos.
Se pudo solucionar este problema mediante los
elementos compuestos definidos al inicio.
Preferentemente se pueden obtener los elementos
compuestos obteniéndose (ii) en presencia de (i), basándose (i) en
la reacción de (a) isocianatos con (b) compuestos reactivos frente a
diisocianatos, en caso dado en presencia de (d) catalizadores y/o
(e) substancias auxiliares y/o aditivos en una proporción
preferente de grupos isocianatos contenidos en (a) respecto a los
grupos reactivos frente a isocianatos contenidos en (b) mayor que
1,06 : 1, de modo especialmente preferente 1,1 : 1 a 1,2 : 1.
En la mezcla de reacción para la obtención de TPU
(i) se emplea preferentemente un exceso de grupos isocianato sobre
los grupos que son reactivos frente a los grupos isocianato. Este
exceso se puede expresar en la proporción molar de grupos
isocianato en el componente (a) respecto a los grupos reactivos
frente a isocianatos en el componente (b). Esta proporción, como se
describe, es preferentemente mayor que 1,06 : 1 y asciende, de
modo especialmente preferente, a 1,1 : 1 a 1,2 : 1.
A través de este exceso de grupos isocianato se
consigue que los grupos isocianato libres en la obtención de
elastómeros de poliuretano microcelulares reaccionen con sus
componentes de partida, en especial el componente (b), para la
obtención de (ii), consiguiéndose una unión, y con ello una
adherencia claramente mejor entre (i) y (ii). Además, los grupos
isocianato libres, durante, y en caso dado tras la formación de
grupos uretano mediante reacción de (a) con (b), pueden formar
reticulados internos en el TPU (i) en forma de, a modo de ejemplo,
estructuras de alofanato y/o isocianurato, que conducen a las
propiedades mejoradas de los TPU. La formación de reticulados se
puede fomentar, en caso dado, mediante adición de catalizadores,
por ejemplo acetatos alcalinos o formiatos que son conocidos
generalmente para este fin, debiéndose efectuar una elaboración del
producto de reacción, es decir, el TPU, para dar láminas, cuerpos
moldeados, artículos moldeados por inyección, tubos flexibles,
revestimientos de cables y/o fibras, preferentemente durante y/o
directamente tras la formación de grupos uretano, y antes de una
reacción completa de la mezcla de reacción, ya que una elaboración
termoplástica de productos de poliadición de poliisocianato para
dar láminas, cuerpos moldeados o fibras, se lleva a cabo
preferentemente a bajas temperaturas antes de y/o durante la
formación de reticulados.
La reacción de componentes de partida en el
procedimiento para la obtención de TPU (i) se puede efectuar según
procedimientos conocidos, a modo de ejemplo el procedimiento de una
etapa o el procedimiento de prepolímero, a modo de ejemplo mediante
reacción de un prepolímero que contiene NCO, que se puede obtener
a partir de (a) y partes del componente (b), con el (b) restante en
una instalación de banda habitual, con una extrusora de reacción
conocida, o instalaciones conocidas para este fin. La temperatura
en esta reacción asciende habitualmente a 60 a 250ºC,
preferentemente 60 a 180ºC, de modo especialmente preferente 70 a
120ºC. Durante, y en caso dado tras la formación de grupos uretano
mediante reacción de (a) con (b) se pueden peletizar los productos
de reacción, granular, o elaborar según procedimientos conocidos
generalmente, a modo de ejemplo mediante extrusión en extrusoras
conocidas, mediante moldeo por inyección en máquinas de moldeo por
inyección habituales, o mediante procedimientos de hilatura
conocidos generalmente, a modo de ejemplo mediante hilatura en
fusión, para dar cuerpos moldeados de todo tipo, o en especial
láminas.
Preferentemente se elaborará la mezcla de
reacción para la obtención de TPU (i) durante, y en caso dado tras
la formación de grupos uretano mediante reacción de (a) con (b), de
modo especialmente preferente a partir de la fusión de reacción, y
antes de la formación completa de reticulados de alofatano y/o
isocianurato en extrusoras o máquinas de moldeo por inyección, para
dar láminas o cuerpos moldeados, o en el procedimiento de hilatura
para dar fibras. Esta elaboración adicional directa de la mezcla de
reacción sin un granulado o pelletizado, y sin reacción sensible o
completa de la mezcla de reacción, ofrece la ventaja de que un
reticulado mediante formación, a modo de ejemplo, de estructuras de
alofanato y/o isocianurato, se produce sólo en una medida
reducida, o no se presenta en absoluto, y la mezcla de reacción se
puede elaborar de este modo a una temperatura reducida de modo
deseable para dar los productos finales, como por ejemplo láminas
o cuerpos moldeados.
Por consiguiente, la elaboración de la mezcla de
reacción se puede efectuar elaborándose las mezclas de reacción
para la obtención de TPU (i) en estado reblandecido o fundido
durante la reacción de (a) con (b), de modo especialmente
preferente a partir de la fusión de reacción y antes de la
formación completa de reticulados de alofanato y/o isocianurato, a
una temperatura de 60 a 180ºC, preferentemente 70 a 120ºC, en
extrusoras o máquinas de moldeo por inyección para dar láminas o
cuerpos moldeados.
Preferentemente se puede temperar el producto de
procedimiento, es decir, el TPU, a partir de la extrusora o la
máquina de moldeo por inyección a una temperatura de 20 a 120ºC,
preferentemente 80 a 120ºC, durante un tiempo de 2 a 72 horas, bajo
condiciones habituales por lo demás. Si se emplean componentes
insaturados (b) para la obtención de TPU, a modo de ejemplo
cis-1,4-butenodiol, los cuerpos
moldeados o láminas se pueden tratar tras la obtención mediante
irradiación, a modo de ejemplo mediante radiación electrónica.
Los TPU (i) obtenibles de este modo se emplean
según la invención para la obtención de elementos compuestos. De
modo especialmente preferente se emplean los TPU (i) en forma de
cuerpos moldeados, habitualmente con un grosor de 2 a 12 mm.
Según la invención, la obtención de elementos
compuestos se efectúa mediante obtención de elastómeros de
poliuretano microcelulares en presencia de (i). Los elastómeros de
poliuretano microcelulares (ii) y los procedimientos para su
obtención son conocidos generalmente. Estos presentan
preferentemente una densidad de 300 a 700 kg/m^{3}, de modo
preferente 350 a 650 kg/m^{3}, una resistencia a la tracción
según DIN 53571 de 3 a 8, preferentemente de 3,0 a 7,0 N/mm^{2},
un alargamiento de rotura según DIN 53571 de un 350 a un 550,
preferentemente un 350 a un 400%, una resistencia a la rotura
progresiva según DIN 53515 de 8 a 30, preferentemente 8 a 20 N/mm,
una elasticidad de rebote según DIN 53512 de un 50 a un 60%, y de
modo especialmente preferente un tamaño de célula de 50 a 500
\mum.
La obtención de (ii) se puede efectuar mediante
la reacción, generalmente conocida, de (a) isocianatos con (b)
compuestos reactivos frente a isocianatos en presencia de (c)
agentes propulsores y, en caso dado, (d) catalizadores y/o
substancias auxiliares y/o aditivos (e).
Preferentemente se lleva a cabo la obtención de
(ii) en presencia de (i) de modo que se desengrasa la superficie
de (i), a modo de ejemplo mediante disolventes habituales,
preferentemente orgánicos, y a continuación, para la obtención de
(ii) en presencia de (i), se hace reaccionar (a) isocianatos (b)
compuestos reactivos frente a isocianatos en presencia de (c)
agentes propulsores, y en caso dado (d) catalizadores, y/o (e)
substancias auxiliares y/o aditivos.
Para la obtención de (ii) se hace reaccionar (a)
y (b) preferentemente en cantidades tales, que la proporción de
equivalencia de grupos NCO de poliisocianatos (a) respecto a la
suma de átomos de hidrógeno reactivos de los componentes (b)
asciende a 0,8 : 1 a 1,2 : 1.
Los elastómeros de poliuretano microcelulares
(ii) y con ello los elementos compuestos según la invención, se
obtienen ventajosamente según el procedimiento de una etapa o el
procedimiento de prepolímero, a modo de ejemplo con ayuda de la
técnica de alta presión o baja presión en herramientas de moldeo
abiertas o cerradas, preferentemente cerradas, a modo de ejemplo
herramientas de moldeo metálicas, o espumados libremente (espuma
plástica moldeada in situ). La obtención de elementos
compuestos se efectúa preferentemente en herramientas de moldeo
colocándose el TPU (i) preferentemente en forma de un cuerpo
moldeado. La reacción de los componentes de partida para la
obtención de (ii) se efectúa en contacto directo con (i), de modo
que, debido a la reacción de componentes de partida, se obtiene una
unión entre (i) y (ii). Las paredes internas de las herramientas de
moldeo, en especial las que entran en contacto con los componentes
de partida para la obtención de (ii), se pueden dotar
preferentemente de un agente separador habitual. De modo
especialmente preferente se obtiene (ii) en un molde cerrado,
preferentemente bajo un grado de compactado entre 1,1 y 8, de modo
especialmente preferente 2 a 6.
\newpage
Habitualmente se mezclan los componentes de
partida a una temperatura de 15 a 90ºC, preferentemente de 20 a
60ºC, y en especial de 25 a 45ºC, si se introduce los mismos en la
herramienta de moldeo abierta o cerrada. La temperatura de la
superficie interna de la herramienta de moldeo asciende
convenientemente a 20 hasta 110ºC, preferentemente 30 a 100ºC, y en
especial 70 a 90ºC.
En el caso de un procedimiento de prepolímeros se
emplean preferentemente prepolímeros que presentan grupos
isocianato. Los prepolímeros presentan preferentemente contenidos
en isocianato de un 3 a un 5% en peso, referido al peso total.
Estos se pueden obtener según procedimientos conocidos
generalmente, a modo de ejemplo mediante la reacción de una mezcla
que contiene un isocianato (a) y al menos un compuesto (b), que es
reactivo frente a isocianatos, llevándose a cabo la reacción a
temperaturas de 80 a 160ºC, preferentemente 90 a 150ºC. Si se debe
obtener un prepolímero que presenta grupos isocianato, para la
obtención se empleará un correspondiente exceso de grupos
isocianato frente a los grupos reactivos con isocianato. La
reacción ha concluido generalmente después de 15 a 200 minutos.
Preferentemente se efectúa el procedimiento de
modo que se obtiene (ii) en un molde cerrado en contacto con (i)
mediante reacción de un prepolímero que presenta grupos isocianato
con un componente reticulante que contiene (c) agentes propulsores,
(d) catalizadores y (e) substancias auxiliares y/o aditivos. El
componente de reticulado contiene preferentemente (c) agua, (d)
catalizador, y como (e) polisiloxanos, a modo de ejemplo,
poliétermetilsiloxanos, aceite de ricino sulfatado y ácidos
n-alquilbencenosulfónicos con 9 a 15 átomos de
carbono en el resto alquilo.
A continuación se representarán a modo de ejemplo
los componentes (a) a (e). Los pesos moleculares indicados a
continuación presentan, en tanto no se cite, la unidad g/mol.
- a)
- Como isocianatos (a) conocidos generalmente entran en consideración en especial isocianatos orgánicos, a modo de ejemplo isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos y/o aromáticos, preferentemente diisocianatos. En particular cítense a modo de ejemplo: 1,6-diisocianato de hexametileno, 1,5-diisocianato de 2-metilpentametileno, 1,4-diisocianato de 2-etilbutileno, 1,5-diisocianato de pentametileno, 1,4-diisocianato de butileno, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometil-ciclohexano (diisocianato de isoforona, IPDI), diisocianato de 1,4-ciclohexano, diisocianato de 1-metil-2,4- y/o -2,6-ciclohexano, diisocianato de 4,4'-,2,4'- y/o 2,2'-diciclohexilmetano, 1,4- y/o 1,3-di (isocianato metil)-ciclohexano, 1,4- y/o 1,3-di(isocianatoetil)ciclohexano, 1,3- y/o 1,4-di(isocianatometil)benceno, diisocianato de 2,4- y/o 2,6-toluileno (TDI), diisocianato de p-fenileno (PDI), diisocianato de p-ciclohexano (CHDI), diisocianato de tolidina (TODI), diisocianato de 4,4'-, 2,4'- y/o 2,2'-difenilmetano (MDI), mezclas de diisocianato de 2,4'- y 4,4'-difenilmetano, diisocianatos de 4,4'- y/o 2,4'-difenilmetano líquidos modificados con uretano, 4,4'-diisocianato-difeniletano-(1,2) y/o diisocianato de 1,5-naftileno. Para la obtención de TPU se emplea preferentemente 1,6-diisocianato de hexametileno, IPDI, MDI y/o TDI. Los elastómeros de poliuretano microcelulares se basan preferentemente en MDI, PDI, CHDI, TODI y/o NDI, de modo especialmente preferente en MDI y/o NDI.
- b)
- Como substancia (b) reactivas frente a isocianatos, para la obtención de TPU (i) se emplean preferentemente compuestos reactivos frente a isocianatos (b1) con pesos moleculares de 500 a 8.000, preferentemente aquellos con una funcionalidad media, es decir, una funcionalidad promedio entre los componentes (b) de 1,8 a 2,5, preferentemente 1,9 a 2,2, de modo especialmente preferente 1,95 a 2,1. A modo de ejemplo, son apropiados compuestos polihidroxílicos, preferentemente poliéteroles y poliésteroles.
Las mezclas para la obtención de TPU, o bien los
TPU se deben basar, al menos de modo predominante, en substancias
reactivas frente a isocianatos.
Por lo demás, se pueden emplear como substancias
reactivas frente a isocianatos (b) también poliaminas, a modo de
ejemplo poliéteres terminados en amina, por ejemplo los compuestos
conocidos bajo el nombre Jeffamine® (Texaco Chemical Co.),
debiéndose situar la funcionalidad media del componente (b) en el
intervalo citado.
Preferentemente se emplea poliéteroles a base de
substancias iniciadoras habituales y 1,2-óxido de propileno y
óxido de etileno, en los cuales más de un 50%, preferentemente un
60 a un 80% de los grupos OH son grupos hidroxilo primarios, y en
los cuales al menos una parte de óxido de etileno está dispuesto
como bloque terminal, y en especial
polioxitetrametilen-glicoles.
Los poliéteroles lineales esencialmente en el
caso de TPU poseen habitualmente pesos moleculares de 500 a 8.000,
preferentemente 60 a 6.000, y en especial 800 a 3.500. Se puede
aplicar tanto por separado, como también en forma de mezclas entre
sí. Los poliésteroles apropiados se pueden obtener, a modo de
ejemplo, a partir de ácidos dicarboxílicos con 2 a 12 átomos de
carbono, preferentemente 4 a 8 átomos de carbono, preferentemente
ácido adípico y/o ácidos dicarboxílicos aromáticos, como ácido
ftálico, ácido isoftálico y/o ácido tereftálico, y alcoholes
polivalentes, a modo de ejemplo etanodiol,
1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol,
1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,10-decanodiol,
2,2-dimetil-1,3-propanodiol,
1,2-propanodiol, dietilenglicol y/o
dipropilenglicol.
Los poliésteroles poseen habitualmente pesos
moleculares de 500 a 6.000, preferentemente de 800 a 3.500.
Por lo demás, como componente (b) se puede
emplear prolongadores de cadenas (b2) conocidos generalmente, que
presentan habitualmente pesos moleculares menores que 500 g/mol,
preferentemente 60 a 499, de modo especialmente preferente 60 a
300, adicionalmente a los compuestos citados (b1). A modo de
ejemplo, entran en consideración alcanodioles y/o alquenodioles y/o
alquinodioles con 2 a 12 átomos de carbono, preferentemente con 2,
3, 4 o 6 átomos de carbono, como por ejemplo etanodiol,
propano-1,2- y/o 1,3-diol,
1,6-hexanodiol, y en especial
1,4-butanodiol y/o cis- y/o
trans-1,4-butanodiol, y
dialquiléterglicoles, como por ejemplo dietilenglicol y
dipropilenglicol. No obstante, también son apropiados diésteres de
ácido tereftálico con alcanodioles con 2 a 4 átomos de carbono,
como por ejemplo bis-etanodiol o
1,4-butanodiol de ácido tereftálico e
hidroxialquilenéteres de hidroquinona, como por ejemplo
1,4-di-(\beta-hidroxietil)-hidroquinona.
Para el ajuste de dureza y punto de fusión (TPU) se pueden variar
los componentes (b1) y (b2) en proporciones molares relativamente
amplias. Han dado buen resultado proporciones molares de (b1)
respecto a (b2) de 1 : 1 a 1 : 12, en especial de 1 : 1,8 a 1 : 6,4,
aumentando la dureza y el punto de fusión de TPU como contenido
creciente en (b2).
Como componente (b) para la obtención de
elastómeros de poliuretano microcelulares (ii), adicionalmente a
los componentes citados (b1), se pueden emplear como componente
(b1) compuestos reactivos frente a isocianatos conocidos
generalmente, a modo de ejemplo, poliéteroles y/o poliésteroles con
un peso molecular de 500 a 8.000, y una funcionalidad de 1,8 a
5.000. Por lo demás, adicionalmente a los agentes prolongadores de
cadenas ya citados como (b2) para (ii) se pueden emplear agentes
reticulantes conocidos generalmente (b2), que presentan
habitualmente una funcionalidad de 3 a 6 y un peso molecular menor
que 500, preferentemente 30 a 400. Preferentemente se emplea como
(b) para la obtención de (ii) poliésteroles con una funcionalidad
de 2 a 3, y un peso molecular de 50 a 8.000.
- c)
- A los agentes propulsores (c), que se pueden emplear tras la obtención de elastómeros de poliuretano microcelulares (ii) pertenece preferentemente agua, que reacciona con grupos isocianato bajo formación de dióxido de carbono. Las cantidades de agua, que se emplean convenientemente, ascienden a 0,1 hasta 8 partes en peso, preferentemente 0,3 a 3,0 partes en peso, en especial 0,3 a 2,0 partes en peso, referido a 100 partes en peso de componente (b).
- En mezcla con agua se pueden emplear, en caso dado, también agentes propulsores conocidos, de acción física. De modo especialmente preferente se emplea agua como único agente propulsor.
- d)
- Los catalizadores apropiados, que aceleran en especial la reacción entre los grupos NCO de diisocianatos (a) y los grupos hidroxilo de componentes de síntesis (b) son los conocidos según el estado de la técnica. A modo de ejemplo, se pueden emplear las habituales aminas terciarias, como por ejemplo trietilamina, dimetilciclohexilamina, N-metilmorfolina, N,N'-dimetilpiperazina, 2-(dimetilaminoetoxi)-etanol, diazabiciclo-(2,2,2)-octano, así como en especial compuestos metálicos orgánicos, como titanatos, compuestos de hierro, como por ejemplo acetilacetonato de hierro (III), compuestos de estaño, por ejemplo diacetato de estaño, dioctoato de estaño, dilaurato de estaño, o las sales de estaño dialquilo de ácidos carboxílicos alifáticos, como diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño. Los catalizadores (c) se emplean habitualmente en cantidades de 0,002 a 0,1 partes por 100 partes de (b).
- e)
- Como agentes auxiliares y/o aditivos habituales (d) se pueden emplear, a modo de ejemplo, substancias tensioactivas, agentes ignífugos, agentes de germinación, antioxidantes, estabilizadores, agentes deslizantes y desmoldeantes, colorantes y pigmentos, inhibidores estabilizadores contra hidrólisis, luz, calor o coloración, Cargas inorgánicas y/u orgánicas, agentes de refuerzo y plastificantes. Como agentes auxiliares y/o aditivos para la obtención de (ii) entran en consideración en especial también los compuestos citados en la DE-A 195 48 771, página 8, línea 6 a 16. Por ejemplo los ya citados polisiloxanos, a modo de ejemplo poliétermetilsiloxanos, aceite de ricino sulfatado, y ácidos n-alquil-bencenosulfónicos con 9 a 15 átomos de carbono en el resto alquilo.
Se pueden extraer datos más detallados sobre las
substancias auxiliares y los aditivos citados anteriormente de la
literatura técnica.
Los elementos compuestos según la invención se
emplean preferentemente como elementos amortiguadores en
construcción de automóviles, a modo de ejemplo en construcción de
vehículos, soportes de brazo oscilantes transversal, soportes de
tren delantero de eje trasero, soporte de estabilizador, soporte de
bastidores longitudinales, soportes de tubos amortiguadores
portarruedas, soportes de amortiguadores y/o soportes para mandos
triangulares.
Los elementos compuestos según la invención, en
especial los elementos amortiguadores, presentan no sólo una
adherencia claramente mejorada entre los (i) poliuretanos
termoplásticos (TPU) y los elastómeros de poliuretano
microcelulares (ii), sino también propiedades mecánicas mejoradas
de (i), en especial en relación con la abrasión y la resistencia a
la tracción.
Estas ventajas se expondrán más detalladamente
por medio de los siguientes ejemplos.
Se hizo reaccionar las recetas representadas en
la tabla 1 en una extrusora de reactor a los índices
característicos indicados en la tabla 2 para dar poliuretanos
termoplásticos. A partir de este TPU se elaboró, a continuación
probetas de dimensiones 120 mm x 30 mm x 5 mm. Las propiedades de
TPU, o bien de las probetas, se indican en la tabla 2.
Componente A | Cantidad [partes en peso] |
Poliol 1 | 51,54 |
Butano-1,4-diol | 10,93 |
Elastostab® H01 | 0,41 |
Componente B | |
Lupranat® MET | Fracción según índice característico |
Poliol 1: Lupraphen® 9066, adquirible comercialmente en Elastogran GmbH | |
Elastostab® H01: estabilizador de hidrólisis de Elastogran GmbH | |
Lupranat® MET: isocianato, adquirible comercialmente en Elastogran GmbH. |
Ejemplo | 1 | 2 | 3 | 4 |
Indice característico | 100 | 105 | 110 | 115 |
Contenido en isocianato total en el TPU no | ||||
temperado [%] | 0,30 | 0,48 | 0,47 | 0,47 |
Contenido en isocianato total en el TPU temperado | 0,18 | 0,47 | 0,47 | 0,47 |
30 minutos a 120ºC [%] | ||||
Alargamiento de rotura [%] | 490 | 480 | 490 | 480 |
Resistencia a la tracción [N/mm^{2}] | 53 | 55 | 54 | 56 |
Abrasión [mm^{3}] | 25 | 30 | 40 | 37 |
Dureza Shore [D] | 55 | 54 | 57 | 57 |
Densidad [g/cm^{3}] | 1,21 | 1,21 | 1,215 | 1,215 |
La obtención de los elementos compuestos se
efectuó de modo que se dispuso en un molde por separado las barras
purificadas, y se cargó en el molde una mezcla de reacción. El
poliuretano microcelular se produjo en contacto directo con el TPU.
La temperatura del molde ascendía a 60ºC.
Como mezcla de reacción para la obtención de los
poliuretanos microcelulares se empleó un sistema análogo al
Kunststoffhandbuch, tomo 7, "Polyurethane" editado por Günter
Oertel, 3ª edición, 1993, editorial Carl-Hanser,
página 428, ejemplo 5.
Los elementos compuestos obtenidos presentaban
densidades de 600 g/cm^{3}. Los elementos compuestos se
temperaron a continuación durante 16 horas a 110ºC, y se
investigaron en sus propiedades después de otros 5 a 21 días. En
especial se verificó la resistencia a la rotura y el cuadro de
rotura de los elementos compuestos. El control del parámetro se
efectuó en el ensayo de tracción a una velocidad de avance de 20
mm/min. Los elementos compuestos constituidos por dos barras de
TPU, estaban unidos mediante poliuretano microcelular adhesivo, se
tensaron en la instalación a través de los TPU de tal manera que
se pudieron someter a tracción y corte hasta la rotura. En este caso
se estiró las barras de TPU en sentido opuesto con la velocidad de
avance indicada. En la tabla 3 se representa las propiedades de los
elementos compuestos.
TPU | Resistencia a la rotura | Cuadro de rotura |
[N/mm^{2}] | ||
Ejemplo 1 | 1,07 | PUR desprendido de TPU, cantidades |
(Indice característico 100) | reducidas de PUR sobre el TPU | |
Ejemplo 2 | 1,23 | PUR desprendido de TPU, restos de PUR |
(Indice característico 105) | sobre el TPU | |
Ejemplo 3 | 1,51 | PUR desprendido parcialmente de TPU, |
(Indice característico 110) | restos de PUR sobre el TPU | |
Ejemplo 4 | 1,52 | PUR desprendido parcialmente de TPU, |
(Indice característico 115) | restos de PUR sobre el TPU |
Los poliuretanos microcelulares se denominan con
la abreviatura PUR en la tabla 3. Con índice característico
creciente de TPU aumenta la resistencia a la rotura del elemento
compuesto constituido por TPU y poliuretano microcelular.
Por medio de los resultados se evidencia que se
pudo solucionar la tarea planteada mediante los elementos
compuestos según la invención. Los elementos compuestos según la
invención presentan una resistencia a la rotura claramente
mejorada. Además, el cuadro de rotura muestra que se pudo mejorar
claramente la adherencia entre los poliuretanos celulares y el
TPU.
Claims (8)
1. Elementos compuestos que contienen
- (i)
- poliuretanos termoplásticos y adheridos a los mismos
- (ii)
- elastómeros de poliuretano microcelulares, con una densidad de 300 a 700 kg/m^{3}, una resistencia a la tracción según DIN 53571 de 3 a 8 N/mm^{2}, un alargamiento de rotura según DIN 53571 de 350 a 550%, una resistencia a la rotura progresiva según DIN 53515 de 8 a 30 N/mm, y una elasticidad de rebote según DIN 53512 de 50 a 60%.
2. Procedimiento para la obtención de elementos
compuestos según la reivindicación 1 mediante obtención de (ii) en
presencia de (i), caracterizado porque (i) se basa en la
reacción de (a) isocianatos con (b) compuestos reactivos frente a
isocianatos, en caso dado en presencia de (d) catalizadores y/o (e)
substancias auxiliares y/o aditivos a una proporción de grupos
isocianato contenidos en (a) respecto a grupos reactivos frente a
isocianatos contenidos en (b) mayor que 1,06 : 1.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la proporción de grupos isocianato
contenidos en (a) respecto a los grupos reactivos frente a
isocianatos contenidos en (b) asciende a 1,1 : 1 a 1,2 : 1.
4. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque se obtiene (ii) en un molde cerrado en
contacto con (i) mediante reacción de un prepolímero que presenta
grupos isocianato con un componente reticulante que contiene (c)
agentes propulsores, (d) catalizadores y (e) substancias auxiliares
y/o aditivos.
5. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque se desengrasa la superficie de (i), a
la que se adhiere (ii), antes de la obtención de (ii).
6. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el componente reticulante contiene (c)
agua, (d) catalizador y como (e) polisiloxanos, aceite de ricino
sulfatado y ácidos n-alquilbencenosulfónicos con 9
a 15 átomos de carbono en el resto alquilo.
7. Empleo de elementos compuestos según la
reivindicación 1, como elementos amortiguadores en construcción de
automóviles.
8. Elementos amortiguadores en construcción de
automóviles que contienen elementos compuestos según la
reivindicación 1.
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