FI106035B - Menetelmä muotokappaleiden ja täytteiden valmistamiseksi kovista ja pehmeistä polyuretaanisolumuoveista - Google Patents

Description

106035

Menetelmä muotokappaleiden ja täytteiden valmistamiseksi kovista ja pehmeistä polyuretaanisolumuoveista

Valmistettaessa muotokappaleita, täytettäessä onte-5 loita samoin kuin mm. epäjatkuvan levynvalmistuksen yhteydessä pidetään solustuskoneiden poistonopeus niin korkeana, että tarvittava reaktioseosmäärä tulee syötetyksi mahdollisimman lyhyessä ajassa. Siten saavutetaan reaktio-seoksen mahdollisimman kapea ikäjakautuma, jotta sitoutu-10 mistapahtuma käynnistyisi mahdollisimman samanaikaisesti kaikkialla.

Jos on valmistettava suurehkoja muotokappaleita puristusvälineissä, täytettävä suurehkoja ontelolta vaahdolla tai valmistettava levyjä epäjatkuvasti, ei selvitä 15 ilman pitkähköjä ruiskutusaikoja tai täyttö täytyy tehdä useampina panoksina. Kummassakin tapauksessa reaktioseok-sen ikäjakautuma levenee. Tämä aiheuttaa valmiin solumuovin näennäistiheyden heilahteluja ja solurakenteen aniso-tropiaa solustettavan reaktioseoksen alijuoksun tai yli-20 vierimisen vuoksi, ja solumuovin mitanpitävyys on puutteellinen häiriöalueilla.

Päämääränä on reaktioseoksen laajahkon ikäjakautuman aiheuttamien laatuvaikutusten eliminointi tai kompensointi .

25 Keksintö koskee siten menetelmää muotokappaleiden ja täytteiden valmistamiseksi kovista tai pehmeistä polyuretaanisolumuoveista ja isosyanuraattirakenteita sisältävistä kovista polyuretaanisolumuoveista saattamalla vähintään kaksi isosyanaattiryhmien kanssa reagoimaan kykenevää 30 vetyatomia sisältävää yhdistettä reagoimaan veden, akti-vaattorin tai aktivaattorien ja paisutteina käytettävien helposti haihtuvien orgaanisten aineiden seosten samoin kuin mahdollisesti vaahtoa stabiloivien aineiden ja pala-misenestoaineiden läsnä ollessa polyisosyanaattien kanssa, 35 jolloin aineosat kulkevat yhdessä sekoituskammion läpi ja 2 106035 solustettavan reaktioseoksen annetaan sitoutua jokin aika j a kovettua.

Menetelmälle on tunnusmerkillistä, että aktivaatto-ria lisätään reaktioseokseen ajan mittaan kasvava määrä 5 sekoituskammiossa tai polyoliin vähän ennen sekoituskam-miota kaikkialla mahdollisimman samanaikaisesti käynnistyvän sitoutumisjakson aikaansaamiseksi.

Menetelmällä saadaan aikaan se, että myöhemmin syötettävän reaktioseoksen ikä kompensoidaan sitoutumis jakson 10 nopeammalla alkamisella. Valmistuksessa kulloinkin vallitsevien vaatimusten mukaan on käytettävissä tämän uuden menetelmän useita muunnoksia.

Ensimmäisen muunnoksen mukaisesti reaktioseos valmistetaan yhdellä ruiskutuksella.

15 Tällöin aktivaattorimäärää suurennetaan jatkuvasti ruiskutuksen aikana.

Toisen muunnoksen mukaisesti reaktioseos muodostetaan useammalla ruiskutuksella, jolloin aktivaattorin osuutta suurennetaan ruiskutuksesta toiseen.

20 Tämä menettely on tarjolla, jos on määrä täyttää suurehkoja ontelolta vaahdolla, jolloin yksittäiset ruiskutukset ovat lyhyitä ja seuraavat nopeasti toisiaan.

Kolmannen muunnoksen mukaisesti reaktioseos muodostetaan useammalla ruiskutuksella, aktivaattorin osuutta ; 25 suurennetaan ruiskutuksesta toiseen ja lisäksi vielä vä- * hintään yhden ruiskutuksen aikana. Se voi luonnollisesti kasvaa myös jokaisen ruiskutuksen aikana.

Näitä menetelmiä käytetään, kun on täytettävä sangen suuria ja rakenteeltaan monimutkaisia ontelolta, yk-30 sittäisten panosten kovettuminen vaatii enemmän aikaa ja ruiskutukset tai jotkut yksittäiset ruiskutukset kestävät • · pitempään.

Uusi menetelmä ei aiheuta laiteteknisesti minkäänlaisia vaikeuksia. Voidaan joko vaihdella olemassa olevan 35 aktivaattoripumpun syöttötehoa käytön aikana tai käytetään 3 106035 toista syöttöteholtaan säädettävissä olevaa aktivaattori-pumppua, mikä on pienten lisämäärien lisäyksen yhteydessä edullista tarkkuuden vuoksi.

On edullista säätää aktivaattorimäärän lisäystä 5 ohjelmoidusti.

Tämä menettelytapa antaa mahdollisuuden asettaa tarkasti ennalta vaatimuksia vastaava aktivaattorimäärän suurentuminen ajan funktiona.

Polyisosyanaatti on erityisen edullisesti polymee-10 rinen difenyylimetaanidi-isosyanaatti (MDI), jonka mono- meeripitoisuus on 25 - 70 paino-%.

Aktivaattoreina käytetään edullisesti yhdisteitä, jotka nopeuttavat voimakkaasti mainitun polyisosyanaatin reaktiota hydroksyyliryhmiä sisältävien yhdisteiden kans-15 sa.

Vertailukoe (tunnetun menetelmän mukainen)

Valmistettaessa pintakerroksilla varustetusta solu-muoviytimestä komposiittielementti sauvavetomenetelmällä käyttämällä komponentteja A ja B toimittiin seuraavasti: 20 Komponentti A on seos, jonka koostumus on seuraava: 40 paino-osaa esteripolyolia, jonka OH-luku on 370 ja joka on valmistettu saattamalla trimetylolipropaani reagoimaan ftaalihapon, adipiinihapon ja öljyhapon kanssa, 30 paino-osaa polyeetteriä, jonka OH-luku on 385 ja 25 joka on valmistettu saattamalla trimetylolipropaani rea- goimaan propeenioksidin kanssa, 30 paino-osaa polyeetteriä, jonka OH-luku on 550 ja joka on valmistettu saattamalla trimetylolipropaani reagoimaan propeenioksidin kanssa, 30 1,2 paino-osaa kaupallisesti saatavissa olevaa ροζ ' lyeetterillä muunnettua siloksaanivaahdostabilointiainetta (TegostabR B 1048, Goldschmidt, Essen, Saksa), 1,5 paino-osaa vettä, 0,325 paino-osaa katalyyttinä toimivaa tertiaaris-35 ta amiinia sisältävää valmistetta (saatavana nimellä

DesmorapidR PP, Rhein-Chemie, Rheinau, Mannheim, Saksa), 4 106035 0,325 paino-osaa katalyyttinä toimivaa alifaattista tertiääristä amiinia (saatavana nimellä DesmorapidR PV, Rhein-Chemie, Rheinau, Mannheim, Saksa) ja 40 paino-osaa monofluoritrikloorimetaania.

5 Komponentti B: 150 paino-osaa polymeeristä MDI:a, jonka NCO-pitoi-suus on 31,5 paino-% (saatavana nimellä DesmodurR 44V20, Bayer AG, Leverkusen, Saksa)

Valmistetut seokset A ja B sekoitettiin korkeapai-10 neruiskutuskoneella (Typ HK 270, Maschinenfabrik Hennecke GmbH, St. Augustin, Saksa) ja valmistettiin sauvavetome-netelmällä komposiittielementti, jonka näennäistiheys oli 45 kg/m3 ja jonka mitat olivat 6 x 1 x 0,05 m. Koneen pois-toteho 450 g/s. Valuaika oli 30 s. Syötettävä määrä oli 15 13,5 g reaktioseosta. Solumuoviseoksen reaktiotiedot oli vat seuraavat: käynnistymisaika 18 s; sitoutumisaika 100 s; näennäistiheys 23 kg/m3 (vapaasti solustettuna).

20 Komposiittielementin näennäistiheysjakautuma oli seuraava: levyn alku: 32 - 35 kg/m3 (ruiskutuksen alku); levyn keskiosa: 40 - 45 kg/m3; levyn loppu: 50-55 kg/m3 (ruiskutuksen loppu).

25 Esimerkki (keksinnön mukainen menetelmä)

Toimittiin seuraavasti: Käytettiin vertailukokeen yhteydessä esitettyjä seoksia A ja B.

Komponenttiin A annosteltiin polyolipuolelta li-30 säyslaitteiston kautta vertailukokeen yhteydessä mainittujen tertiaaristen amiinikatalyyttien seosta (painosuhteessa 1:1) 30 s:n ruiskutusajan kuluessa kasvavia määriä 0 - 145 g/140 g komponenttia A.

Aikayksikköä kohden kasvava aktivaattorimäärä vas-35 taa reaktioseoksen ennalta määritettyä aktiivisuuskäyrää.

• 5 106035

Aktivaattorilisäys (g) Käynnistyin! s- Sitoutumis- 140 g:aa kohden kompo- aika (s) aika (s)

nenttla A

5 0 18-22 100 0,025 15 - 20 94 0,050 13 - 16 88 0,075 12 - 15 83 0,100 9-14 78 10 0,125 8-12 74 0,150 7-11 69 0,175 7-10 65

Tuloksena oleva lisäaktivaattoripumpun syöttöteho on täl-15 löin seuraava:

Ajankohta Syöttöteho 0 s:n kuluttua 0 g/s 20 5 s:n kuluttua 0,0188 g/s 10 s:n kuluttua 0,0400 g/s 15 s:n kuluttua 0,0625 g/s 20 s:n kuluttua 0,0875 g/s 25 s:n kuluttua 0,1125 g/s . 25 30 s:n kuluttua 0,140 g/s •

Reaktioseoksen reaktiotiedot olivat seuraavat:

Ruiskutusaika (s) 1 10 20 30 30 Aktivaattorin syöttö- 0 0,04 0,095 0,145 .teho (g/140 g kompo-nenttia A) Käynnistymisaika (s) 18-22 15-18 12-15 7-11

Sitoutumisaika (s) 100 90 80 70 35 Näennäistiheys (kg/m3) 23 23 23 22,5 • • <.

6 106035 Näennäistiheysjakautuma oli sauvavetomenetelmällä valmistetuissa komposiittielementeissä, joiden mitat olivat 6 x 1 x 0,05 m, seuraava: levyn alku: 40 - 45 kg/m3 (ruiskutuksen alku); 5 levyn keskiosa: 40 - 45 kg/m3; levyn loppu: 40 - 45 kg/m3 (ruiskutuksen loppu).

Claims (6)

7 106035

1. Menetelmä muotokappaleiden ja täytteiden valmistamiseksi kovista tai pehmeistä polyuretaanisolumuoveista 5 ja isosyanuraattirakenteita sisältävistä kovista polyuretaanisolumuoveista saattamalla vähintään kaksi isosyanaat-tiryhmien kanssa reagoimaan kykenevää vetyatomia sisältävää yhdistettä reagoimaan veden, aktivaattorin tai akti-vaattorien ja paisutteina käytettävien, helposti haihtu-10 vien orgaanisten aineiden seosten samoin kuin mahdollisesti vaahtoa stabiloivien aineiden ja palamisenestoaineiden läsnä ollessa polyisosyanaattien kanssa, jolloin aineosat kulkevat yhdessä sekoituskammion läpi ja solustettavan reaktioseoksen annetaan sitoutua jonkin aikaa ja kovettua, 15 tunnettu siitä, että aktivaattoria lisätään reak-tioseokseen ajan mittaan kasvava määrä sekoituskammiossa tai polyoliin vähän ennen sekoituskammiota kaikkialla mahdollisimman samanaikaisesti käynnistyvän sitoutumisjakson aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktioseos muodostetaan yhdellä ruiskutuksella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktioseos muodostetaan use- 25 ämmillä ruiskutuksilla, jolloin aktivaattorin osuutta suurennetaan ruiskutuksesta toiseen.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktivaattorin osuutta suurennetaan ruiskutuksesta toiseen ja lisäksi vielä vähintään 30 yhden ruiskutuksen aikana.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktivaattorimäärän nostamista säädetään ohjelmoidusti.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen me-35 netelmä, tunnettu siitä, että polyisosyanaatti on polymeerinen difenyylimetaanidi-isosyanaatti, jonka mono-: meeripitoisuus on 25 - 70 paino-%. 8 106035