NO170288B - Polyuretan hvori det er dispergert forlengede partikler av en hoeytsmeltende, stiv polymer - Google Patents

Polyuretan hvori det er dispergert forlengede partikler av en hoeytsmeltende, stiv polymer Download PDF

Info

Publication number
NO170288B
NO170288B NO872638A NO872638A NO170288B NO 170288 B NO170288 B NO 170288B NO 872638 A NO872638 A NO 872638A NO 872638 A NO872638 A NO 872638A NO 170288 B NO170288 B NO 170288B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
polymer
polyurethane
rigid
extended
particles
Prior art date
Application number
NO872638A
Other languages
English (en)
Other versions
NO170288C (no
NO872638L (no
NO872638D0 (no
Inventor
Robert Burton Turner
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of NO872638D0 publication Critical patent/NO872638D0/no
Publication of NO872638L publication Critical patent/NO872638L/no
Publication of NO170288B publication Critical patent/NO170288B/no
Publication of NO170288C publication Critical patent/NO170288C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/82Post-polymerisation treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0838Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds
    • C08G18/0842Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents
    • C08G18/0861Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers
    • C08G18/0871Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers the dispersing or dispersed phase being organic
    • C08G18/0876Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of a dispersing phase for the polymers or a phase dispersed in the polymers the dispersing or dispersed phase being organic the dispersing or dispersed phase being a polyol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

Denne oppfinnelse vedrører polyuretanpolymerer, spesielt polyuretanpolymerer som inneholder dispergerte forsterkningsmidler.
Det er velkjent å forsterke polyuretanpolymerer med makroskopiske fyllstoffer, så som fibre av glass, polyamid, polyester, grafitt eller lignende fibre, partikkelformede fyllstoffer så som sand og malt eller flakformet glass. Selv om disse fyllstoffer er kjent for å forbedre egenskapene til polyuretan, så har de mange ulemper. Én er den mengde av slike fyllstoffer som er nødvendig for å oppnå god forsterkning. Det er typisk at opptil 60% eller mer av den fylte polymer utgjøres av fyllstoffmaterialet. Det ville være meget ønskelig å oppnå god forsterkning med mindre mengder av fyllstoffer. Et annet problem er at mange av disse fyllstoff-materialer ikke klebes sterkt til polyuretan-matriksen. Forsterkningen blir følgelig ikke så stor som man skulle
vente. Et annet problem er at selv om visse egenskaper så som stivhet og strekkfasthet blir forbedret ved anvendelse av disse fyllstoffer, så blir disse forbedringer vanligvis fulgt av en vesentlig forringelse av andre egenskaper, særlig slag-fasthet, utmatting og forlengelse.
Det er også kjent å forsterke en polyuretanpolymer ved anvendelse av en polyol som inneholder kolloidalt dispergerte polymerpartikler. Disse såkalte "polymer-polyoler" inneholder vanligvis som den dispergerte polymer en styren/akrylnitril-kopolymer, en polyurinstoffpolymer eller en polyuretan-urinstoff-polymer. De dispergerte polymerer blir vanligvis fremstilt in situ ved polymerisering av de passende monomerer inne i polyolen. Det forsterkede polyuretan blir fremstilt ved omsetning av dispersjonen med et polyisocyanat. Anvendelsen av polyol-polyoler er ikke i noen betydelig grad funnet å forbedre slike egenskaper strekkfasthet eller bøyemodul. Hovedanvendelsen for disse produkter har vært i bøyelig polyuretanskum, hvor de dispergerte partikler forbedrer de belastningsbærende egenskaper til skummet, og utøver en celle-åpnende funksjon.
Fra US-patent nr. 3.884.989 er det kjent polymer-blandinger som kan være basert på polyuretan og som er forsterket med polymerpartikler. I henhold til eksempel VIII i patentskriftet gir imidlertid en dispersjon av forlengede partikler av slike fibre minimale effekter på blandingens fysikalske egenskaper.
Det ville være ønskelig å tilveiebringe et forsterket polyuretan i hvilket det er oppnådd god forsterkning endog ved relativt små fyllstoffmengder og i hvilket ønskelige forbedringer i fysikalske egenskaper er oppnådd uten store tap av andre egenskaper.
Følgelig går denne oppfinnelse ut på en polyuretanpolymer hvori det er dispergert forlengede partikler av en høyt-smeltende, stiv polymer i en mengde som er tilstrekkelig til målbart å øke strekkfastheten og/eller forlengelsen for polyuretanet i forhold til et lignende polyuretan som er fremstilt i fravær av nevnte forlengede partikler. Det henvises forøvrig til krav 1.
I et aktiv-hydrogen-holdig materiale som omfatter minst én aktiv-hydrogen-holdig forbindelse kan det være dispergert forlengede partikler av en høytsmeltende stiv polymer i en mengde som tilveiebringer forsterkning for en polyuretanpolymer fremstilt ved omsetning av nevnte aktiv-hydrogen-holdige materiale med et polyisocyanat.
Vi har funnet at ved anvendelse av slike, mikroskopisk dispergerte, forlengede partikler av en stiv polymer som fyllstoffmateriale, kan det oppnås meget vesentlige forbedringer av fysikalske egenskaper, spesielt strekkegenskaper, ved overraskende lave belastninger.
Fyllstoffmaterialet som anvendes ved denne oppfinnelse er en forlenget partikkel av en stiv polymer. Nevnte partikkel er karakterisert ved å ha et aspekt-forhold (forhold mellom lengde og diameter) på betydelig mer enn 1. Den forlengede partikkel har fortrinnsvis et aspekt-forhold på mer enn 4, og mer foretrukket på minst 6,4. Nevnte partikkel er også liten av størrelse, og er fortrinnsvis kolloidalt dispergert i polyuretanet. Partikkelen har en gjennomsnittlig lengde på mindre enn 10 mikrometer, spesielt mindre enn 2 mikrometer.
I tillegg til den krevede forlengede form må polymeren ha en slik sammensetning at den er relativt stiv. Med relativt stiv menes at den stive polymer fremviser en bøyemodul, i masse, som er vesentlig (minst 1,5 ganger) større enn den for polyuretanmatriksen hvori den er dispergert. Den stive polymer er fortrinnsvis en som i masse fremviser en bøyemodul på mer enn 0,69 GPa, mer foretrukket mer enn 2,07 GPa og mest foretrukket mer enn 3,45 GPa. Den stive polymer må også være høytsmeltende, d.v.s. ha et smeltepunkt på over 100°C, fortrinnsvis 150°C.
Den anvendte polymer er en polyurinstoffpolymer som er et reaksjonsprodukt av et aromatisk diamin og et aromatisk diisocyanat. Spesielt egnede aromatiske diaminer er slike hvori den aromatiske ring er parasubstituert, så som p-fenylen-diamin og 4,4'-metylendianilin. Spesielt egnede aromatiske diisocyanater er også parasubstituert, så som p-fenylendiisocyanat og 4,4'-difenylmetandiisocyanat. En spesielt foretrukket stiv polymer er reaksjonsproduktet av 4,4'-metylendianilin og 4,4'-difenylmetandiisocyanat.
Den stive polymer blir fordelaktig dannet atskilt fra dannelsen av polyuretanpolymeren. Det er forutsatt at den stive polymer vil bli satt til det polyuretan-dannende materiale før omsetningen av dette for dannelse av polyuretanet. Den stive polymer vil fortrinnsvis bli dispergert i det aktiv-hydrogen-holdige materiale som anvendes for dannelse av polyuretanet. I et slikt tilfelle kan den stive polymer polymeriseres in situ i det aktiv-hydrogen-holdige materiale, eller komponenter derav, eller kan dannes atskilt og tilsettes til det aktiv-hydrogen-holdige materiale.
Hvilken som helst polymerisasjonsteknikk som gir polymerpartikler som har det krevede aspekt-forhold, er egnet. Spesielt egnet er en løsningspolymeriseringsteknikk hvorved monomeren(e) eller polymer-forløperen(e) polymeriseres i et løsningsmiddel i hvilket monomerene er løselige, og i hvilket polymeren er løselig i det minste inntil den har tilstrekkelig molekylvekt til å oppnå det krevede aspekt-forhold. Sådant løsningsmiddel kan være en aktiv-hydrogen-holdig forbindelse eller blandinger av slike, eller annen, ikke-isocyanat-reaktiv forbindelse eller blanding. For den foretrukne stive polyurinstoffpolymer er et egnet løsningsmiddel dimetylformamid, eller en løsning derav som inneholder 0,5 til 20 vekt%, fortrinnsvis 1 til 5 vekt%, av et uorganisk salt så som litiumklorid.
Oppløseligheten av den stive polymer i løsningsmidlet er ofte et middel for å regulere molekylvekten. Polymeriserings-reaksjonen fortsetter typisk inntil polymeren når en molekylvekt ved hvilken den ikke lenger er løselig, og utfelles. Ved regulering av temperaturen eller anvendelse av binære og/eller ternære løsningsmiddelsystemer, er det ofte mulig å justere løsningsmiddel-sammensetningen slik at løseligheten for polymeren deri blir slik at den utfelles ved en ønsket molekylvekt. Andre kjente teknikker for regulering av molekylvekten kan likeledes anvendes etter ønske ved fremstilling av den stive polymer.
Den stive polymer blir dispergert i de polyuretan-dannende komponenter før omsetning av disse for å danne et polyuretan. Når polymeren blir dannet in situ i en aktiv-hydrogen-holdig forbindelse, er det ikke nødvendig med noen ytterligere dispergering. Når imidlertid den stive polymer blir dannet atskilt, blir den dispergert inn i de polyuretan-dannende komponenter på en måte hvorved den stive polymer blir i alt vesentlig ensartet fordelt. Dette blir lett foretatt ved for eksempel å blande en løsning av den stive polymer i et egnet løsningsmiddel for det aktiv-hydrogen-holdige materiale, eller komponenter derav, som selv kan bli oppløst i det samme, eller i et forskjellig løsningsmiddel. Etter blanding blir løsningsmidlet fordelaktig fjernet så som ved vakuumstripping. Alternativt kan den stive polymer tilsettes ublandet eller som en smelte til det aktiv-hydrogen-holdige materiale. Denne fremgangsmåte er imidlertid mindre foretrukket på grunn av de høye smeltepunkter som mange av de stive polymerer har.
Det anvendes tilstrekkelig med stiv polymer for målbart å øke strekkfastheten og/eller forlengelsen for polyuretanpolymeren. Denne mengde vil variere noe i samsvar med molekylvekten og stivheten til den stive polymer og sammen-setningen av polyuretanet. Når imidlertid den stive polymer har en molekylvekt som er høyere enn 3000, anvendes 1 til 20 vektdeler stiv polymer pr. 100 deler polyuretan. Med lavmolekylære (lavere molekylvekt enn 3000) stive polymerer tilveiebringes forbedrede egenskaper med 5 til 2 0 vektdeler stiv polymer.
Polyuretanpolymeren kan være celleformet, mikrocelle-formet eller ikke-celleformet. Denne oppfinnelse er spesielt nyttig for dannelse av bøyelig polyuretanskum, stivt polyuretanskum, mikrocelleformede eller ikke-celleformede poly-uretanelastomerer, strukturelle polyuretanpolymerer og polyuretan-filmer og -belegninger. For formålene med denne oppfinnelse refererer uttrykket "polyuretan" ikke bare til polymerer som inneholder en -NCOO-binding, men også til andre polymerer som er basert på polyisocyanater, så som for eksempel polyurinstoffer, polyuretan-urinstoffer, polyisocyanurater og polyuretan-modifiserte polyisocyanurater. Alle disse polymerer er karakterisert ved at de er reaksjonsprodukt av et polyisocyanat med et aktiv-hydrogen-holdig materiale.
Et aktiv-hydrogen-holdig materiale er et materiale som omfatter minst én forbindelse som har en flerhet av andeler som inneholder minst ett hydrogenatom som er reaktivt med en isocyanatgruppe. Slike andeler inkluderer for eksempel hydroksyler, primære og sekundære aminer, karboksylsyrer og merkaptaner. Forbindelser som har hydroksyl og primære eller sekundære amingrupper er foretrukket. Egnede slike forbindelser er for eksempel beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.394.491.
Molekylvekten og funksjonaliteten til den aktiv-hydrogen-holdige forbindelse avhenger av de ønskede fysikalske karakteristikker for polyuretanet. For elastomere anvendelser, celleformede og ikke-celleformede, ved en relativt høy ekvivalentvekt, f.eks. 400 til 10.000, anvendes det fortrinnsvis lav funksjonalitet (d.v.s. 2 til 4 aktiv-hydrogen-holdige grupper pr. molekyl). Slike elastomerer blir ofte fremstilt ved anvendelse av en blanding av forbindelser med høy ekvivalentvekt og forbindelser med lav ekvivalentvekt (tverrbindings-midler eller kjedeforlengere). For fremstilling av stivt polyuretanskum anvendes det vanligvis en aktiv-hydrogen-holdig forbindelse med lavere ekvivalentvekt (31 til 400) og høy funksjonalitet (3 til 16 funksjonell) eller blandinger derav. Valget av egnede aktiv-hydrogen-holdige forbindelser for fremstilling av et polyuretan med ønskede karakteristikker er velkjent for fagfolk på det relevante fagområde.
Spesielt egnede aktiv-hydrogen-holdige forbindelser for fremstilling av bøyelig polyuretanskum er polyesterpolyoler og polyeterpolyoler som inneholder 2 til 3 hydroksylgrupper pr. molekyl og har en ekvivalentvekt på fra 500 til 3000. Spesielt foretrukket er polyeterpolyoler som blir fremstilt ved sekvensiell omsetning av propylenoksyd og etylenoksyd til en di- eller trihydrogenisk initiator for å danne en primær hydroksyl-avsluttet polyeter med ekvivalentvekt på 1000 - 2000. Polymerpolyoler fremstilt ved polymerisering in situ av vinylmonomerer, polyurinstoff eller polyuretan-urinstoff som utgjør komponenter i nevnte spesielt foretrukne polyoler, er også spesielt egnet. Ved dannelse av bøyelig polyuretanskum er det vanlig praksis å anvende en mindre mengde av et tverr-bindingsmiddel så som dietanolamin i det aktiv-hydrogen-holdige materiale.
Ved dannelse av ikke-celleformede eller mikrocelleformede polyuretan-elastomerer, er spesielt egnede aktiv-hydrogen-holdige forbindelser polyesterpolyoler og polyeterpolyoler som inneholder 2 til 3 hydroksylgrupper pr. molekyl og har en ekvivalentvekt på fra 500 til 3000. Spesielt foretrukket er polyeterpolyoler som er fremstilt ved sekvensiell omsetning av propylenoksyd og etylenoksyd til en di- eller trihydrogenisk initiator for å danne en primær hydroksyl-avsluttet polyeter med ekvivalentvekt på 1000 til 2 000. Slike polyoler med relativt høy molekylvekt blir vanligvis anvendt sammen med en difunksjonell aktiv-hydrogen-holdig forbindelse med relativt lav ekvivalentvekt, hvilke er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.269.945. Det er ofte ønskelig å for-reagere alt eller deler av enten forbindelsen med høy ekvivalentvekt eller polyolen med lav ekvivalentvekt med et polyisocyanat for å danne en isocyanat-avsluttet prepolymer eller kvasiprepolymer før omsetningen av prepolymeren med resten av de aktiv-hydrogen-holdige materialer. Teknikker med enten konven-sjonell fristøping eller reaksjonssprøytestøping (RIM) kan anvendes for å støpe elastomeren. Slike RIM-teknikker er for eksempel beskrevet i Sweeney, F. M. "Introduction to Reåction Injection Molding", Technomics, Inc., 1979, og i U.S.-patentskrifter nr. 4.269.945, 4.297.444, 4.530.444 og 4.530.941.
Polyisocyanatet som anvendes for å danne polyuretanet er en middelforbindelse som gjennomsnittlig har minst to isocyanatgrupper pr. molekyl. Isocyanatgruppene kan være bundet til aromatiske eller alifatiske karbonatomer. Slike polyisocyanater er for eksempel beskrevet i US-patentskrifter nr. 4.065.410, 3.401.180, 3.454.606, 3.152.162, 3.492.330, 3.001.973, 3.594.164 og 3.164.605.
Aromatiske polyisocyanater som er spesielt nyttige inkluderer for eksempel 2,4- og/eller 2,6-toluendiisocyanat, difenylmetandiisocyanat, p-fenylendiisocyanat, polymetylen-polyfenylpolyisocyanater og blandinger av slike. Nyttige er også polymere derivater av difenylmetandiisocyanat og også prepolymerer eller kvasi-prepolymerer derav.
Spesielt nyttige alifatiske polyisocyanater inkluderer for eksempel de hydrogenerte derivater av de foregående aromatiske polyisocyanater, og også heksametylendiisocyanat, isoforondiisocyanat og 1,4-cykloheksandiisocyanat.
I tillegg er prepolymerer og kvasi-prepolymerer av de foregående polyisocyanater som har et -NCO innhold på 0,5 til 3 0 vekt% nyttige her.
Polyisocyanatene er fordelaktig tilstede i en tilstrekkelig mengde til å tilveiebringe i reaksjonsblandingen fra 70 til 500, fortrinnsvis 80 til 150, og mer foretrukket 95 til 12 0 isocyanatgrupper pr. 100 aktiv-hydrogen-holdige grupper. Større mengder av polyisocyanatet kan anvendes når det er ønsket dannelse av en isocyanurat-holdig polymer.
I tillegg til polyisocyanatet og de aktiv-halogen-holdige forbindelser kan det her også anvendes forskjellige andre additiver som er nyttige ved fremstilling av polyuretanpolymerer. Slike additiver inkluderer for eksempel katalysatorer, esemidler, overflateaktive midler, fyllstoffer, pigmenter, antioksydanter og indre formslippmidler.
Egnede esemidler for fremstilling av celleformede polyuretaner inkluderer for eksempel vann, lavtkokende halogenerte alkaner så som for eksempel metylenklorid, monoklordifluor-metan, diklordifluormetan og diklormono-fluormetan, de såkalte "azo"-esemidler, findelte faststoffer og også andre materialer som utvikler en gass under forholdene ved skummereaksjonen. Vann, de halogenerte metaner eller blandinger derav er foretrukket. Vann anvendes fordelaktig i en mengde på fra 0,5 til 10, fortrinnsvis 1 til 5 deler pr. 100 vektdeler av de aktiv-hydrogen-holdige forbindelser. De halogenerte alkaner blir fordelaktig anvendt i mengder på fra 5 til 75 deler pr. 100 deler av aktiv-hydrogen-holdige forbindelser.
Overflateaktive midler blir vanligvis anvendt ved fremstilling av celleformede polyuretaner, i en tilstrekkelig mengde til å stabilisere cellene som dannes mot å falle sammen før skummet er herdet. Silikonoverflateaktive midler er foretrukket .
Katalysatorer for fremstilling av polyuretaner inkluderer organometalliske katalysatorer og tertiære amin-forbindelser. Av de organometalliske katalysatorer er organotinn-katalysatorer vanligvis foretrukket. Egnede katalysatorer er for eksempel beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.495.081. Når slike katalysatorer anvendes, brukes det en tilstrekkelig mengde til å øke reaksjonshastigheten for omsetningen mellom polyisocyanatet og de aktiv-hydrogen-holdige forbindelser. Det anvendes typisk fra 0,001 til 0,5 deler av en organo-metallisk katalysator pr. 100 deler av aktiv-hydrogen-holdig forbindelse. Tertiær-amin-holdige forbindelser blir fordelaktig anvendt i mengder som varierer fra 0,1 til 3 deler pr. 100 deler av aktiv-hydrogen-holdige forbindelser.
Egnede fyllstoffer inkluderer for eksempel bariumsulfat, titandioksyd, carbon black, jernoksyd, kalsiumkarbonat, leire så som kaolin og wollastinitt og fibre så som glass-, polyester- og polyamid-fibre. På grunn av den forsterkende oppførsel til den stive polymer, er imidlertid behovet for å anvende fyllstoffer med de formål å forsterke eliminert eller betydelig redusert.
Egnede indre formslippmidler inkluderer slike som er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.585.803, og også kombina-sjoner av metallkarboksylater, spesielt sink-karboksylater, med primære eller sekundære aminholdige forbindelser, spesielt amin-avsluttede polyetere, eventuelt i nærvær av en fri syre.
Polyuretanpolymeren i henhold til denne oppfinnelse er nyttig som fjæring for møbler, underlag og bilseter, som en belegning eller tetningsmasse, som bildeler så som for eksempel støtdempere, dørplater og overflatedeler, og også til andre anvendelser.
De følgende eksempler er gitt for å belyse oppfinnelsen. Alle deler og prosenter er basert på vekt dersom ikke annet er angitt.
Eksempler 1 til 5 og sammenligningsforsøk A oa B
A. Fremstilling av stiv stang- polymer
I en egnet kolbe ble oppløst 19,9 gram metylendianilin (MDA) og 25 gram difenylmetandiisocyanat (MDI) i 750 gram dimetylformamid (DMF). Løsningen ble anbrakt under en nitrogenatmosfære og rørt i 30 minutter ved romtemperatur. På denne tid falt det ut en off-white polymer av løsningen. 7 gram litiumklorid ble satt til løsningen for å gjenoppløse polymeren. Etter henstand i en time ble det tilsatt noen få dråper metylalkohol for å omsettes med hvilke som helst terminale -NCO grupper. Infrarød analyse viste at ingen mål-bare isocyanatgrupper var tilbake. Differensialavsøknings-kalorimetri (DSC) viste at polymeren hadde gjennomsnitts-strukturen
B. Fremstil liner av polyuretan- elastomerer
I 675 gram av DMF ble det anbrakt 25 gram av et difunk-sjonelt poly-(propylenoksyd) med molekylvekt på 2000 og 23,6 gram av et "flytende" difenylmetandiisocyanat med ekvivalentvekt på 143. Denne blanding ble oppvarmet ved 70°C under omrøring i to timer under en nitrogenatmosfære. Så ble 5 gram 1,4-butandiol tilsatt og gitt mulighet for å omsettes i ytterligere to timer ved 70°C.
C. Fremstilling av forsterket polymer- film
En serie av polyuretanfilmer (prøver nr. 1-5 og sammen-ligningsprøve nr A) ble fremstilt ved å blande deler av polyuretanelastomer-løsningen og løsningen av den stive stang-polymer for å oppnå polyuretanløsninger inneholdende 0, 3, 6, 10, 15, 20 og 30 vekt%, basert på polyuretanet, av stiv stang-polymer. Sammenligningsprøve nr. A inneholdt ingen stiv stang-polymer, og sammenligningsprøve nr. B inneholdt 3% av stiv stang-polymer. I hvert tilfelle ble en porsjon på 20 gram av blandingen hellet inn i en polyetylenbeholder, og løsningsmidlene ble fordampet natten over ved 50"C. Resten var i hvert tilfelle en tynn film som lett ble fjernet fra beholderen. Filmene ble testet på strekkfasthet og forlengelse i henhold til ASTM D-412. Resultatene var som angitt i den følgende tabell 1.
Som det fremgår av dataene i tabell 1 forårsaket inkludering av 6 til 3 0% av den lavmolekylære stive stang-polymer vesentlig økning i strekkfasthet og, i noen tilfeller, også i forbedret forlengelse. Dette ses spesielt når det var til stede 6 til 20% stiv polymer. I prøve nr. 3 ble strekkfastheten tredoblet med bare et lite tap av forlengelse, og i prøve nr. 2 ble strekkfastheten øket over 250%, og forlengelsen ble øket. Denne oppførsel står i motsetning til normal virkning av forsterkningsmidler, som er tilbøyelig til sterkt å nedsette forlengelsen mens strekkfastheten øker. I prøve B nedsatte inkludering av 3% av den stive stang-polymer både strekkfasthet og forlengelse. Det er antatt at dette skyldes den relativt lave molekylvekt hos den stive stang-polymer. Ved denne lave molekylvekt og lave anvendelsesnivå, antas den stive stang-polymer snarere å mykne fremfor å forsterke polymeren.
Eksempler 6 til 11 og sammenligningsforsøk C
A. Fremstilling av polyuretan- elastomer
I 700 gram av DMF ble det oppløst 25 gram av polyolen beskrevet i del B i eksemplene 1 til 5, 23,6 gram av et flytende MDI med ekvivalentvekt på 143 og 5 gram av 1,4-butandiol. Denne løsning ble oppvarmet ved 60°C under et nitrogen-teppe i 6 timer.
B. Fremstilling av forsterkede polvuretanfilmer
En serie av polyuretanfilmer (sammenligningsprøve nr. C og prøver nr. 6 til 11) ble fremstilt ved å blande deler av polyuretanelastomer-løsningen beskrevet i del A i dette eksempel med deler av løsningen av stiv stang-polymer beskrevet i eksemplene 1 til 5 for å oppnå polyuretan-løsninger inneholdende 0, 3, 6, 10, 15, 20 og 30% stiv stang-polymer (basert på vekten av polyuretan). Filmer ble støpt ved å anbringe små mengder av løsningene i Mylar-båter, oppvarme til 50°C natten over og så oppvarme ved 100°C i 3 timer. Egenskapene til disse filmer ble testet som beskrevet i eksemplene 1 til 5, med resultater som angitt i tabell 2.
For dette polyuretan medførte tilsetning av endog 3% stiv stang-polymer nesten doblet forlengelse ved i alt vesentlig den samme strekkfasthet. Med nivåer på 6 til 20% av stiv stang-polymer kan det ses meget vesentlig økning i både strekkfasthet og forlengelse.
Eksempler 12 til 15 og sammenligningsforsøk D
A. Fremstilling av stiv stang- polymer
En MDI-MDA-kopolymer ble fremstilt som beskrevet i eksemplene 1 til 5, bortsett fra at polymeriserings-løsnings-midlet denne gang inneholdt 7 gram litiumklorid. Ingen utfeining forekom etter polymerisering i én time, og ved denne tid ble det tilsatt en liten mengde metylalkohol for å avslutte omsetningen. Den resulterende løsning var betydelig mer viskøs enn den beskrevet i eksemplene 1 til 5, og dette viser at den stive polymer hadde en vesentlig høyere molekylvekt.
B. Fremstilling av polvuretan- elastomer
En polymerløsning ble fremstilt som beskrevet i eksemplene 6 til 11, bortsett fra at det ble anvendt rent MDI, og omsetningen ble utført i 8 timer.
C. Fremstilling av forsterkede polyuretanfilmer
Polyuretanfilmer (prøver nr. 12-15 og sammenligningsprøve nr. D) ble fremstilt som beskrevet i eksemplene 1 til 5, bortsett fra at det ble anvendt en Mylar-båt til å støpe filmene. Filmer med 1, 3, 6, 10 og 0% forsterkning med stiv stang (basert på vekten av polyuretan) ble fremstilt og ble testet som beskrevet i eksemplene 1 til 5. Strekk-modul og varme-utvidelse i mm som ble oppnådd ved oppvarming av filmene fra 50 til 150°C, ble også vurdert. Resultatene er som angitt i tabell 3.
I dette eksempel tilveiebrakte anvendelse av en høyere-molekylær stiv stang-polymer over 3 00% økning i strekkfasthet og over 250% økning i forlengelse ved så lave nivåer som 1%. Strekk-modulene ble også øket i alle tilfellene, unntatt eksempel nr. 14. Mikroskopisk analyse av prøvene nr. 12 til 15 viste nærvær av mikroskopisk dispergerte polyurinstoff-partikler som målte 1 mikrometer i lengde og 0,1 mikrometer i diameter.
Sammenligningsforsøk E
En polyuretan-løsning ble fremstilt som beskrevet i eksemplene 12 til 15. Til atskilte deler av denne løsning ble det satt tilstrekkelig mengder av 1,6 mm's malte glassfibre til å oppnå polyuretaner inneholdende 0, 3, 6, 10, 15 og 2 0% glass (basert på vekten av polyuretan). Filmer ble dannet fra disse løsninger som beskrevet i eksemplene 6 til 11, og de ble testet som beskrevet i eksemplene 1 til 5, med resultater som angitt i tabell 4.
Disse resultater viser den typiske virkning av anvendelse av makroskopiske uorganiske fyllstoffer for å øke strekkfastheten. Selv om strekkfastheten i noen tilfeller ble øket,
forårsaket anvendelsen av glassfibrene ensartet et vesentlig tap av forlengelse, hvilket øket med økende fyllstoffmengder. Dette resultat står i direkte motsetning til foreliggende oppfinnelse, hvorved forlengelsen blé i alt vesentlig opprettholdt, og ofte
sterkt øket ved anvendelse av stive stang-polymerer som forsterkningsmidler.

Claims (3)

1. Polyuretanpolymer hvori det er dispergert forlengede partikler av en høytsmeltende, stiv polymer, karakterisert ved at nevnte partikler utgjøres av en polymer av et aromatisk amin og et aromatisk diisocyanat, har en gjennomsnittlig lengde på mindre enn 10 mikrometer og er til stede i en mengde på 1-20 deler pr. 100 deler polyuretanpolymer, slik at strekkfastheten og/eller forlengelsen for polyuretanet i forhold til et lignende polyuretan som er fremstilt i fravær av nevnte forlengede partikler økes målbart.
2. Polyuretanpolymer i henhold til krav 1, karakterisert ved at nevnte stive polymer har et aspekt-forhold på minst 6,4.
3. Polyuretanpolymer i henhold til krav 4, karakterisert ved at nevnte aromatiske diamin er metylendianilin og nevnte aromatiske diisocyanat er difenylmetandiisocyanat.
NO872638A 1986-06-25 1987-06-24 Polyuretan hvori det er dispergert forlengede partikler av en hoeytsmeltende, stiv polymer NO170288C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/878,451 US4701475A (en) 1986-06-25 1986-06-25 Polyurethanes reinforced with rigid rod micro fillers

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO872638D0 NO872638D0 (no) 1987-06-24
NO872638L NO872638L (no) 1987-12-28
NO170288B true NO170288B (no) 1992-06-22
NO170288C NO170288C (no) 1992-09-30

Family

ID=25372063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO872638A NO170288C (no) 1986-06-25 1987-06-24 Polyuretan hvori det er dispergert forlengede partikler av en hoeytsmeltende, stiv polymer

Country Status (19)

Country Link
US (2) US4701475A (no)
EP (1) EP0250977B1 (no)
JP (1) JPS6322818A (no)
KR (1) KR900003466B1 (no)
AR (1) AR242971A1 (no)
AT (1) ATE87643T1 (no)
AU (1) AU609042B2 (no)
BR (1) BR8703197A (no)
CA (1) CA1310148C (no)
DD (2) DD280535A5 (no)
DE (1) DE3785091T2 (no)
DK (1) DK326087A (no)
ES (1) ES2039376T3 (no)
FI (1) FI872780A (no)
HR (1) HRP950206A2 (no)
NO (1) NO170288C (no)
NZ (1) NZ220794A (no)
YU (1) YU46797B (no)
ZA (1) ZA874249B (no)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110852A (en) * 1982-07-16 1992-05-05 Rijksuniversiteit Te Groningen Filament material polylactide mixtures
JPS6321118A (ja) * 1986-07-14 1988-01-28 Toyota Motor Corp 強化反応射出成形方法
JPH02502384A (ja) * 1987-07-14 1990-08-02 ザ ダウ ケミカル カンパニー 硬質ポリ芳香族前駆体物質より製造されるポリイソシアネートプレポリマー、及びそれより製造されるポリウレタン
US4894403A (en) * 1987-07-14 1990-01-16 The Dow Chemical Company Polyisocyanate compositions containing rigid compounds or polymers, and polyurethanes prepared therefrom
US5024785A (en) * 1989-01-17 1991-06-18 The Dow Chemical Company Liquid crystal/rigid rodlike polymer modified epoxy/vinyl ester resins
US5164464A (en) * 1989-01-17 1992-11-17 The Dow Chemical Company Vinyl ester resins containing mesogenic/rigid rodlike moieties
US4962163A (en) * 1989-01-17 1990-10-09 The Dow Chemical Company Vinyl ester resins containing mesogenic/rigid rodlike moieties
US5373043A (en) * 1989-09-13 1994-12-13 The Dow Chemical Company Particulate polymers and stabilizer compounds and polymer compositions prepared therefrom
US5362822A (en) * 1990-08-03 1994-11-08 The Dow Chemical Company Mesogenic adducts
US5276184A (en) * 1990-08-03 1994-01-04 The Dow Chemical Company Sulfonamide compounds containing mesogenic moieties
CA2131048C (en) * 1993-09-17 2006-01-31 Michael F. Hurley Process for the preparation of filled urethane-based reinforced moldings and the resultant products
DE4401217A1 (de) * 1994-01-18 1995-07-20 Bayer Ag Polymerblends
US7063877B2 (en) 1998-09-17 2006-06-20 Urethane Soy Systems Company, Inc. Bio-based carpet material
US20030191274A1 (en) 2001-10-10 2003-10-09 Kurth Thomas M. Oxylated vegetable-based polyol having increased functionality and urethane material formed using the polyol
US6962636B2 (en) 1998-09-17 2005-11-08 Urethane Soy Systems Company, Inc. Method of producing a bio-based carpet material
US7595094B2 (en) 1998-09-17 2009-09-29 Urethane Soy Systems, Co. Vegetable oil-based coating and method for application
US20020058774A1 (en) 2000-09-06 2002-05-16 Kurth Thomas M. Transesterified polyol having selectable and increased functionality and urethane material products formed using the polyol
US6180686B1 (en) 1998-09-17 2001-01-30 Thomas M. Kurth Cellular plastic material
US6979477B2 (en) 2000-09-06 2005-12-27 Urethane Soy Systems Company Vegetable oil-based coating and method for application
US7182981B1 (en) * 1999-07-06 2007-02-27 Konica Corporation Cellulose ester film and production method of the same
US7537143B1 (en) * 2003-10-09 2009-05-26 Nike, Inc. Backpack with external frame
CN101218272A (zh) 2005-03-03 2008-07-09 南达科他大豆处理机有限公司 采用氧化方法从植物油衍生的新型多元醇
US9518163B2 (en) * 2008-05-26 2016-12-13 Semmes, Inc. Reinforced polymer foams, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US9587076B2 (en) 2014-09-23 2017-03-07 The Boeing Company Polymer nanoparticles for controlling resin reaction rates
US10472472B2 (en) 2014-09-23 2019-11-12 The Boeing Company Placement of modifier material in resin-rich pockets to mitigate microcracking in a composite structure
US10072126B2 (en) 2014-09-23 2018-09-11 The Boeing Company Soluble nanoparticles for composite performance enhancement
US9862828B2 (en) 2014-09-23 2018-01-09 The Boeing Company Polymer nanoparticle additions for resin modification
US9845556B2 (en) 2014-09-23 2017-12-19 The Boeing Company Printing patterns onto composite laminates
US10160840B2 (en) 2014-09-23 2018-12-25 The Boeing Company Polymer nanoparticles for controlling permeability and fiber volume fraction in composites
US10808123B2 (en) * 2014-09-23 2020-10-20 The Boeing Company Nanoparticles for improving the dimensional stability of resins
US10662302B2 (en) 2014-09-23 2020-05-26 The Boeing Company Polymer nanoparticles for improved distortion capability in composites

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3884989A (en) * 1968-07-24 1975-05-20 Du Pont Composition, process and article
US3872050A (en) * 1972-07-19 1975-03-18 William J Benton Polyurethane liquid crystal dispersion system and devices
JPS5033297A (no) * 1973-07-23 1975-03-31
DE2513815C3 (de) * 1975-03-27 1979-05-23 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung von stabilen Dispersionen
US4102831A (en) * 1976-10-12 1978-07-25 Osgood Alan A Imparting anlsotropy to foams by orienting added fibers whereby said fibers become parallely aligned
LU76474A1 (no) * 1976-12-24 1978-07-10
US4207407A (en) * 1978-05-03 1980-06-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Aromatic heterocyclic polymer alloys and products produced therefrom
JPS5616516A (en) * 1979-07-20 1981-02-17 Mitui Toatsu Chem Inc Production of polyurethane elastomer
JPS56152830A (en) * 1980-04-28 1981-11-26 Kazuyoshi Iimura High-molecular liquid crystal
US4332716A (en) * 1980-12-10 1982-06-01 Union Carbide Corporation Polymer/polyisocyanate compositions, processes for making same and processes for making polyurethane products therefrom
US4721735A (en) * 1986-01-23 1988-01-26 Dentsply Research And Development Corporation Frangible light cured compositions

Also Published As

Publication number Publication date
KR890000539A (ko) 1989-03-14
ATE87643T1 (de) 1993-04-15
NO170288C (no) 1992-09-30
DK326087D0 (da) 1987-06-25
AU7444987A (en) 1988-01-07
AR242971A1 (es) 1993-06-30
KR900003466B1 (ko) 1990-05-19
US4861803A (en) 1989-08-29
JPH0541648B2 (no) 1993-06-24
DD280535A5 (de) 1990-07-11
JPS6322818A (ja) 1988-01-30
NO872638L (no) 1987-12-28
CA1310148C (en) 1992-11-10
EP0250977A1 (en) 1988-01-07
ES2039376T3 (es) 1993-10-01
AU609042B2 (en) 1991-04-26
HRP950206A2 (en) 1997-08-31
DD268959A5 (de) 1989-06-14
ZA874249B (en) 1989-02-22
EP0250977B1 (en) 1993-03-31
FI872780A0 (fi) 1987-06-23
US4701475A (en) 1987-10-20
YU46797B (sh) 1994-06-10
DE3785091T2 (de) 1993-07-08
DE3785091D1 (de) 1993-05-06
NZ220794A (en) 1990-09-26
DK326087A (da) 1987-12-26
NO872638D0 (no) 1987-06-24
YU117787A (en) 1988-06-30
FI872780A (fi) 1987-12-26
BR8703197A (pt) 1988-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO170288B (no) Polyuretan hvori det er dispergert forlengede partikler av en hoeytsmeltende, stiv polymer
US4745137A (en) Polyurethanes prepared from solutions or dispersions of polymers of rigid polyaromatic monomers in polyols
US4483974A (en) Process for the production of stabilized polyisocyanates, the polyisocyanates so-stabilized and their use in the production of polyurethanes
CA2025098C (en) Polyurethane and/or polyurea dispersions in active hydrogen-containing compositions
Saunders The relations between polymer structure and properties in urethans
US5698608A (en) Microcellular polyurethane elastomer
CA1191995A (en) Heterogeneous systems of polyol/diphenyl methane uret dione diisocyanates and a process for their production
CA2431668C (en) Syntactic foams with improved water resistance, long pot life and short demolding times
US4582879A (en) Reaction injection molding process and reaction injection molded products
CA1200810A (en) Polyisocyanurate polymers, dispersions, and cellular and non-cellular polyurethane products prepared therefrom
JPS6155109A (ja) 固体状の微細なポリアミンの懸濁液およびその製造方法
US5091497A (en) Heat-curing polyether-polyester-polyurethane ureas
CA1242743A (en) Process for the production of deactivated suspensions of finely-divided polyisocyanates in relatively high molecular weight compounds, deactivated suspensions and use thereof for the production of polyurethanes
AU595566B2 (en) Polyurethane elastomers prepared from high molecular weight prepolymers
US5043472A (en) Storage stable solid isocyanate compositions, preparation, and method of use thereof
US4847321A (en) Process for the production of thermosetting one-component polyurethane-polyurea systems
EP0984026B1 (en) Polyurea elastomeric microcellular foam
JPS6296518A (ja) ポリメチレンポリフエニルアミン変性のジアミン鎖のエキステンダ−及びそれらからのポリ尿素エラストマ−
JP3612698B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
US4438250A (en) Suspensions of isocyanato ureas in isocyanate prepolymers, a process for their production and their use in the production of high molecular-weight polyurethane plastics
US3027354A (en) Elastomeric polyurethanes
JP3587051B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
CA1309202C (en) Polyurethanes prepared from liquid crystal-containing polyols
US5109034A (en) Storage stable solid isocyanate compositions, preparation, and method of use thereof
CA2064928A1 (en) Modified polyisocyanates, a process for their production and their use