PL195486B1 - Elastyczny materiał komórkowy, stabilny jednoskładnikowy produkt do jego wytwarzania oraz sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego - Google Patents

Elastyczny materiał komórkowy, stabilny jednoskładnikowy produkt do jego wytwarzania oraz sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego

Info

Publication number
PL195486B1
PL195486B1 PL330840A PL33084099A PL195486B1 PL 195486 B1 PL195486 B1 PL 195486B1 PL 330840 A PL330840 A PL 330840A PL 33084099 A PL33084099 A PL 33084099A PL 195486 B1 PL195486 B1 PL 195486B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
component
product
material according
prepolymer
mdi
Prior art date
Application number
PL330840A
Other languages
English (en)
Other versions
PL330840A1 (en
Inventor
Michel Ladang
Marc Mertens
Dominique Petit
Original Assignee
Saint Gobain Performance Plast
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=9521872&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL195486(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Saint Gobain Performance Plast filed Critical Saint Gobain Performance Plast
Publication of PL330840A1 publication Critical patent/PL330840A1/xx
Publication of PL195486B1 publication Critical patent/PL195486B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K3/1006Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
    • C09K3/1021Polyurethanes or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228Forming foamed products
    • 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
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • 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
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • 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
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/69Polymers of conjugated dienes
    • 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
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/0066≥ 150kg/m3
    • 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
    • C08G2190/00Compositions for sealing or packing joints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

1. Material komórkowy elastyczny posiadajacy porowata matryce polimerowa, uzyskany przez wy- tloczenie jednoskladnikowego produktu zawierajacego skladnik makroczasteczkowy w obecnosci spre- zonego gazu, znamienny tym, ze skladnik makroczasteczkowy jest prepolimerem poliuretanowym za- wierajacym izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy koncowe, ulegajacym samosieciowaniu pod wply- wem wilgoci, przy czym jego gestosc jest mniejsza lub równa 260 kg/m 3 , w szczególnosci mniejsza lub równa 200 kg/m 3 , a odksztalcenie trwale po sciskaniu jest mniejsze niz 25%, a struktura komórkowa obejmuje komórki o wymiarze mniejszym od 0,3 mm, korzystnie mniejszym od 0,2 mm, w szczególnosci z niezerowym udzialem komórek o wielkosci mniejszej od 0,1 mm. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Niniejszy wynalazek dotyczy elastycznego materiału komórkowego, stabilnego jednoskładnikowego produktu do jego wytwarzania oraz sposobu wytwarzania elastycznego materiału komórkowego.
Elastyczny materiał komórkowy należy do dziedziny elastycznych lub giętkich materiałów wykonanych z porowatych lub spienionych polimerów, które mogą być zastosowane w szczególności do wytwarzania szczelnych, izolacyjnych i/lub tłumiących elementów.
W tej dziedzinie znane są zastosowania materiałów syntetycznych w formie pianki lub posiadających strukturę komórkową, wytwarzanych w postaci szerokiej taśmy lub włókna, które mogą być przycinane do żądanych wymiarów i które mogą być nanoszone na odpowiednią powierzchnię przez warstwę kleju. Materiałem szeroko stosowanym w ten sposób jest pianka PVC wytwarzana z plastizolu, do którego dodaje się uprzednio środka spieniającego.
Jednak sposób ten, staje się uciążliwy wówczas, gdy powierzchnia ma złożoną geometrię. Sprawdzono ponadto, że zajmuje to zbyt wiele czasu w kontekście masowej produkcji części w dużej skali.
Do tych zastosowań, w szczególności w przemyśle samochodowym lub w przemyśle wytwarzania różnorodnych urządzeń elektrycznych, rozwinięto technikę wytwarzania uszczelnień spienianych in situ lub na miejscu (wytwarzane na miejscu uszczelnienia piankowe lub uszczelnienia spieniane na miejscu - FIP) przez naniesienie na miejsce materiału o odpowiedniej lepkości, który zamienia się w piankę poprzez usieciowanie na powietrzu. Materiał może być zastosowany w wyżłobieniach, w formie lub na gładkiej powierzchni w przypadku systemów tiksotropowych lub trójwymiarowych.
Pierwsza alternatywna forma tej techniki wykorzystuje, dla wytworzenia materiału, który ma być nanoszony, system zawierający dwa składniki (system dwuskładnikowy), które są przechowywane oddzielnie i miesza się je w odpowiednich ilościach bezpośrednio przed zastosowaniem, dzięki zastosowaniu urządzeń do odmierzania i mieszania pod obniżonym ciśnieniem. Znane są systemy dwuskładnikowe dla wytwarzania pianek silikonowych lub poliuretanowych. Technikę tę ujawniono w szczególności w EP-A-0,416,229.
Druga alternatywna forma tej techniki eliminuje niedogodności związane z odmierzaniem i mieszaniem w momencie zastosowania przez użycie tak zwanego systemu jednoskładnikowego: materiał przeznaczony do naniesienia przygotowuje się uprzednio w stabilnej postaci, i może on być przechowywany w obojętnej atmosferze do chwili zastosowania.
Typową kompozycję dostosowaną do tego zastosowania ujawnia EP-A-0 326 704. Obejmuje ona pierwszy składnik prepolimerowy, który może samosieciować pod działaniem wody, jako jednorodną mieszaninę z drugim niesieciującym składnikiem elastomerowym w celu utworzenia po wytłoczeniu i usieciowaniu materiału typu wzajemnie przenikających się sieci polimerowych.
W zależności od lepkości mieszaniny i warunków obróbki, substancja wytłoczona może spieniać się w sposób spontaniczny lub też spienianie może być wykonane przy pomocy czynnika chemicznego lub fizycznego. Przykład wyposażenia odpowiedniego do wytłaczania tej substancji w obecności gazu spieniającego ujawniono w US-A-4 405 063.
Chociaż ta technika jest całkowicie satysfakcjonująca we względnie łatwym wytwarzaniu spienionego uszczelnienia o cechach wystarczających dla zastosowań w uszczelnianiu, izolacji lub innych jak wspomniano powyżej, może być ona jeszcze ulepszona w celu uzyskania ulepszonej charakterystyki.
Specyficznym celem, na który był nakierowany niniejszy wynalazek było dostarczenie kompozycji substancji o poprawionej zdolności do spieniania, co umożliwia w szczególności otrzymanie produktów o względnie małej gęstości względnej o właściwościach mechanicznych, co najmniej tak dobrych jak w przypadku znanych produktów.
Cele te, jak i inne, które staną się jasno widoczne, osiągnięto przez zastosowanie, jako kompozycji zdolnej do wytłaczania, jednoskładnikowego produktu zawierającego pojedynczy składnik makrocząsteczkowy złożony z prepolimeru poliuretanowego zawierającego izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy końcowe, który ulega samosieciowaniu pod wpływem wilgoci.
Wbrew oczekiwaniom wynalazcy stwierdzili, że możliwe jest wytworzenie satysfakcjonującego produktu spienionego bez uciekania się do struktury wzajemnie przenikających się sieci zgodnie z EP-A-0 326 704, w której to strukturze składnik elastomeru służy do nadania materiałowi elastyczności koniecznej dla jej własności wytrzymałościowych, podczas gdy składnik zdolny do sieciowania przyczynia się do właściwości termoutwardzalnych materiału.
Według wynalazku materiał komórkowy elastyczny posiadający porowatą matrycę polimerową, uzyskany przez wytłoczenie jednoskładnikowego produktu zawierającego składnik makrocząsteczkoPL 195 486 B1 wy w obecności sprężonego gazu, charakteryzuje się tym, że składnik makrocząsteczkowy jest prepolimerem poliuretanowym zawierającym izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy końcowe, ulegającym samosieciowaniu pod wpływem wilgoci, przy czym jego gęstość jest mniejsza lub równa 260 kg/m3, w szczególności mniejsza lub równa 200 kg/m3, a odkształcenie trwałe po ściskaniu jest mniejsze niż 25%, a struktura komórkowa obejmuje komórki o wymiarze mniejszym od 0,3 mm, korzystnie mniejszym od 0,2 mm, w szczególności z niezerowym udziałem komórek o wielkości mniejszej od 0,1 mm.
Prepolimer jest korzystnie zasadniczo jednofazowy. Korzystnie prepolimer jest homopolimerem.
W kolejnym korzystnym wykonaniu wynalazku prepolimer jest kopolimerem statystycznym lub blokowym lub szczepionym, w którym różne bloki mieszają się wzajemnie ze sobą.
W dalszym korzystnym wykonaniu wynalazku prepolimer jest nieusieciowanym oligomerem uzyskiwanym w reakcji:
(i) co najmniej jednego składnika wybranego spośród polioli i poliamin o funkcyjności, co najmniej równej 2 posiadającego szkielet typu poliestru, polikaprolaktonu, polieteru, poliolefiny, polibutadienu, poliizoprenu lub polidimetylosiloksanu; i (ii) co najmniej jednego składnika poliizocyjanianowego o funkcyjności równej co najmniej 2 wybranego spośród parafenylenodiizocyjanianu, trans-1,4-cykloheksanodiizocyjanianu, 3-izocyjanatometylo-3,3,5-trimetylocykloheksyloizocyjanianu, 1,5-naftalenodiizocyjanianu, 4,4'-metylenobis(fenyloizocyjanianu) (czysty MDI), surowego MDI, 2,4-toluenodiizocyjanianu (2,4-TDI), 2,6-toluenodiizocyjanianu, (2,6-TDI) i ich mieszanin, jak również surowego TDI i oligomerów zawierających końcowe grupy izocyjanianowe.
Składnik poliolowy i/lub poliaminowy mają ciężar cząsteczkowy korzystnie mniejszy lub równy 10 000, korzystniej w zakresie od 500 do 4000 g/mol.
W innej korzystnej realizacji wynalazku prepolimer uzyskuje się w reakcji jednego rodzaju składnika poliolowego lub poliaminowego ze składnikiem poliizocyjanianowym zawierającym nieoligomeryczny szkielet.
Wymienione wyżej składniki (i) i (ii) reagują korzystnie w stosunku molowym NCO/(OH + NH2) rzędu 2 do 3,5. Natomiast oligomer uzyskany w reakcji (i) i (ii) modyfikuje się korzystnie przez reakcję z czynnikiem trialkoksysililującym.
Zgodnie z kolejnym wykonaniem wynalazku materiał zawiera dodatkowo wypełniacz w formie sproszkowanej lub cząstek stałych, w szczególności węglan wapnia i/lub sadzę i korzystnie ma formę włókna, płyty, taśmy lub rury do szczelnych uszczelnień.
Według wynalazku stabilny jednoskładnikowy produkt do wytwarzania elastycznego materiału komórkowego zdefiniowanego wyżej, charakteryzuje się tym, że składnik makrocząsteczkowy jest prepolimerem poliuretanowym zawierającym izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy końcowe, ulegającym samosieciowaniu pod wpływem wilgoci.
Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego zdefiniowanego wyżej, charakteryzuje się tym, że obejmuje on etapy złożone z:
- wytwarzania jednoskładnikowego produktu zawierającego składnik makrocząsteczkowy,
- opcjonalnego składowania produktu jednoskładnikowego w warunkach pozbawionych wilgoci,
- mieszania produktu ze sprężonym gazem w celu utworzenia substancji wytłaczalnej,
- wytłoczenia substancji wytłaczalnej i
- usieciowania wytłoczonej substancji w atmosferze wilgoci.
Z jednej strony kompozycja zawierająca tylko termoutwardzalny prepolimer poliuretanowy nadaje się w zupełności do techniki wytłaczania w obecności sprężonego gazu: nie stwarza żadnego problemu natury reologicznej na wylocie z dyszy wytłaczania i kompozycja tworzy, bardzo szybko i bez uginania, piankę, która praktycznie natychmiastowo nabywa charakterystykę wymiarową bardzo zbliżoną do ostatecznej charakterystyki.
Z drugiej strony w optymalnych warunkach wytwarzania kompozycja zawierająca tylko prepolimer poliuretanowy tworzy piankę o mniejszej gęstości względnej w porównaniu z kompozycją zawierającą dodatkowo co najmniej jeden inny składnik makrocząsteczkowy. Uzyskuje się zatem taką samą objętość spienionego materiału przy zmniejszonej ilości substancji. Znaczną oszczędność substancji osiąga się przy zachowaniu właściwości mechanicznych, w szczególności charakterystyki giętkości, wystarczających dla zastosowań, takich jak szczelne uszczelnienia lub uszczelnienia izolujące.
PL 195 486 B1
Sukces, zatem osiągnięto w wytwarzaniu materiałów komórkowych, których gęstość (po usieciowaniu) jest mniejsza od 300 kg/m3, w szczególności rzędu 260 kg/m3 lub mniejsza, w szczególności rzędu 250 kg/m3 lub mniejsza, na przykład mniejsza lub równa 200 kg/m3.
Uzyskany materiał komórkowy jest materiałem giętkim, korzystnie, o zachowaniu zasadniczo elastycznym. Materiał może zasadniczo mieć wartość odkształcenia trwałego po ściskaniu w temperaturze otoczenia mniejszą od 25%, korzystnie rzędu 15% lub mniejszą, w szczególności mniejszą lub równą w przybliżeniu 10%, np. rzędu 5% lub mniejszą. Mała wartość trwałego odkształcenia po ściskaniu wskazuje na dobrą wytrzymałość materiału na ściskanie. Wartości wskazane powyżej są zgodne ze zdolnością do długotrwałego uszczelniania w typowych zastosowaniach.
Ponadto materiał jako usieciowana pianka ma zasadniczo gładką powierzchnię i względnie drobną (do bardzo drobnej) strukturę komórkową, która wskazuje na zdolność produktu jednoskładnikowego do zapobiegania rozrywaniu się pęcherzyków gazu na powierzchni swobodnej wytłaczanej substancji, co jednocześnie zapobiega koalescencji pęcherzyków gazu wewnątrz materiału. Charakterystyki wskazują na całkowitą przydatność materiału do zastosowania w uszczelnianiu i/lub izolowaniu.
Struktura komórkowa jest korzystnie taka, że komórki mają wymiary mniejsze od 0,3 mm, korzystnie mniejsze od 0,2 mm.
Struktury zawierające komórki o bardzo małych wymiarach, np. o wielkości mniejszej od 0,1 mm, są szczególnie korzystne. Dla przedstawienia pojęcia, słowo drobna opisuje strukturę, w której komórki mają wymiary w zakresie około 0,1 do 0,3 mm, a bardzo drobna opisuje strukturę, w której komórki mają wymiary w zakresie od około 0,03 do 0,2 mm.
Dodatkowo wynalazcy udowodnili fakt, że spienianie wzrasta wówczas, gdy system polimerowy jednoskładnikowy wykazuje, na poziomie supramolekularnym, zmniejszoną liczbę faz. Korzystnie, prepolimer poliuretanowy tworzący składnik makrocząsteczkowy produktu jednoskładnikowego jest zasadniczo jednofazowy.
Zasadniczo jednofazowy oznacza tu system polimerowy, w którym łańcuchy makrocząsteczkowe są zasadniczo mieszalne.
Jest to w szczególności przypadek, gdy prepolimer poliuretanowy jest homopolimerem, i łańcuchy makrocząsteczkowe są rozmieszczone w jednej, doskonale homogenicznej fazie. Może być to również sytuacja, gdy prepolimer jest kopolimerem statystycznym. Może to być także sytuacja, kiedy prepolimer jest kopolimerem blokowym lub szczepionym, w którym różne bloki (pochodzące z co najmniej dwóch odmiennych monomerów) mieszają się wzajemnie, opcjonalnie w specyficznym zakresie względnych proporcji. Bloki są korzystnie całkowicie mieszalne ze sobą, tak że obserwuje się pod mikroskopem jedną homogeniczną fazę, lecz mogą być także zorganizowane w taki sposób, że (co najmniej) jeden pełni rolę matrycy, drugi zaś jest doskonale zdyspergowany w pierwszym. Tę ostatnią strukturę, która wykazuje jedną ciągłą fazę polimerową (matrycę), określa się w niniejszym wynalazku terminem: zasadniczo jednofazowa.
Natomiast, wyrażenie zasadniczo jednofazowa stosowane w niniejszym zgłoszeniu wyklucza systemy, w których łańcuchy makrocząsteczek rozdzielają się na co najmniej dwie współciągłe fazy, tzn. dzielą się na dużo makroskopowych domen.
W zależności od rodzajów bloku, które chce zastosować, biegły w sztuce jest w sytuacji, w której może, wykorzystując proste obserwacje mikroskopowe, wyznaczyć konieczne frakcje masowe wcelu osiągnięcia odpowiadającego zakresu mieszalności łańcuchów.
Prepolimer poliuretanowy jest nieusieciowanym oligomerem, korzystnie o ciężarze cząsteczkowym mniejszym niż 20 000 g/mol, uzyskanym w reakcji (i) co najmniej jednego składnika typu poliolu lub poliaminy i (ii) co najmniej jednego składnika poliizocyjanianowego, opcjonalnie poddanym następnie reakcji zabezpieczenia końcowych grup funkcyjnych przy użyciu trialkoksysilanu.
Reagent (i) jest korzystnie wybrany spośród polioli i poliamin o funkcyjności, co najmniej równej 2, posiadających szkielet typu poliestru, polikaprolaktonu, polieteru, poliolefiny, w szczególności hydroksylowanego kopolimeru EVA, nasyconego lub nienasyconego polibutadienu, poliizoprenu lub polidimetylosiloksanu.
Szkielet jest korzystnie typu:
- alifatycznego i/lub aromatycznego poliestru, korzystnie zasadniczo alifatycznego, uzyskanego w szczególności z alifatycznych glikoli, opcjonalnie glikolu dietylenowego, oraz z alifatycznych i/lub aromatycznych kwasów; lub
- polieteru, w szczególności poli(tlenku etylenu) i/lub poli(tlenku propylenu) lub politetrahydrofuranu.
PL 195 486 B1
Składnik poliolowy lub poliaminowy jest korzystnie oligomerem o ciężarze cząsteczkowym mniejszym lub równym w przybliżeniu 10 000 g/mol, korzystnie rzędu 500 do 4000 g/mol, w szczególności od 1500 do 3500 g/mol.
Jego funkcyjność korzystnie wynosi 2 lub więcej, w szczególności rzędu 2 do 2,5.
Ponadto reagent (ii) może być wybrany spośród prostych cząsteczek, w szczególności cząsteczek aromatycznych, zawierających co najmniej dwie izocyjanianowe grupy funkcyjne jak również spośród oligomerów (o ciężarze cząsteczkowym z zakresu wymienionego powyżej) zawierających izocyjanianowe grupy końcowe i o funkcyjności co najmniej równej 2.
Reagent korzystnie zawiera co najmniej jeden składnik poliizocyjanianowy o funkcyjności co najmniej równej 2 o małym ciężarze cząsteczkowym wybrany z grupy obejmującej: parafenylenodiizocyjanian, trans-1,4-cykloheksanodiizocyjanian, 3-izocyjanatometylo-3,3,5-trimetylocyklohyksyloizocyjanian, 1,5-naftalenodiizocyjanian, 4,4'-metylenobis(fenyloizocyjanian) (czysty MDI), surowy MDI, 2,4-toluenodiizocyjanian (2,4-TDI), 2,6-toluenodiizocyjanian (2,6-TDI) i ich mieszaniny (np.80/20 TDI zawierający 80% izomeru 2,4 lub 65/35 TDI), i surowy TDI (nieoczyszczony 80/20 TDI).
Spośród tych składników szczególnie korzystny jest surowy lub czysty MDI.
W przypadku składnika poliizocyjanianowego korzystna jest funkcyjność rzędu 2 lub większa, w szczególności rzędu 2 do 2,8.
W celu uzyskania materiału, w którym matryca polimerowa jest układem o niewielkiej liczbie faz, korzystne jest wybranie składnika poliizocyjanianowego zawierającego nieoligomeryczny szkielet, tzn. małocząsteczkowy składnik alifatyczny lub aromatyczny, w którym grupy izocyjanianowe nie są związane ze szkieletem polimeru.
W celu uzyskania układu jednofazowego, jest szczególnie korzystne poddanie reakcji jednego rodzaju składnika poliolowego lub poliaminowego z małocząsteczkowym składnikiem poliizocyjanianowym. Przez określenie jednego rodzaju należy rozumieć, że łańcuchy szkieletu oligomeru wspomnianego składnika należą do rodziny jednego polimeru, przy czym opcjonalnie są zdolne do łączenia szeregu członów tej rodziny. Np. możliwe jest zastosowanie polieterodiolu, w którym łańcuchy polieteru są złożone wyłącznie z poli(tlenku propylenu), lecz także opcjonalnie są mieszaniną dioli poli(tlenku propylenu) i poli(tlenku etylenu).
Gdy stosuje się oligomer zawierający końcowe grupy izocyjanianowe, jego chemiczna struktura i/lub jego udział masowy w mieszaninie są korzystnie wybrane w ten sposób, że łańcuchy makrocząsteczek tych dwóch składników (i) i (ii) mieszają się wzajemnie.
Względne ilości składnika poliol/poliamina (i) i składnika poliizocyjanianowego (ii) wybiera się tak, aby umożliwić wytworzenie stabilnego prepolimeru poliuretanowego z końcowymi grupami izocyjanianowymi. Korzystnie wybiera się nadmiar poliizocyjanianu tak, by stosunek molowy grup izocyjanianowych NCO do grup alkoholowych OH i/lub grup aminowych NH2 (NCO/OH + NH2) wynosił 2 do 3,5.
Czas reakcji i temperatury zmieniają się w zależności od zastosowanych składników; ich określenie w każdym specyficznym przypadku jest możliwe przez biegłego w sztuce.
Prepolimer zawierający trialkoksysililowe grupy końcowe można otrzymać z produktu reakcji składników (i) i (ii), poddając ten produkt reakcji z czynnikiem trialkoksysililującym. Trialkoksysilanem zdolnym do reakcji z grupą NCO może być trialkoksyaminosilan, np. aminopropylotrialkoksysilan, taki jak aminopropylotrimetoksysilan lub trialkoksymerkaptosilan.
Prepolimery zakończone przez izocyjaniany są nie mniej korzystne o tyle o ile ich samousieciowanie w obecności wody jest znacznie szybsze.
Materiał komórkowy według wynalazku może być złożony wyłącznie z poliuretanu, lecz matryca polimerowa może także zawierać wypełniacz. Przez wypełniacz należy w tym kontekście rozumieć produkt, który nie rozpuszcza się i nie miesza się z matrycą polimerową, który jest dyspergowalny w matrycy polimerowej i który umożliwia poprawienie jednej lub większej liczby właściwości lub charakterystyk mieszaniny końcowej (właściwości mechaniczne lub chemiczne, barwa, koszt wytwarzania).
W tym celu wytłaczalny produkt jednoskładnikowy może dodatkowo zawierać organiczny lub nieorganiczny, wypełniacz sproszkowany lub w postaci cząstek stałych, np. węglan wapnia i/lub sadzę.
Produkt jednoskładnikowy może ponadto zawierać typowe dodatki, jak plastyfikator, barwnik, stabilizator, regulator wielkości komórek, katalizator itp.
Innym przedmiotem wynalazku jest stabilna kompozycja, która może być wytłaczana w obecności sprężonego gazu dla utworzenia elastycznego materiału komórkowego zawierającego porowatą lub spienioną matrycę polimerową, przy czym kompozycja taka zawiera składnik makrocząsteczkowy, charakteryzująca się tym, że składnik makrocząsteczkowy jest prepolimerem poliuretanowym zawiera6
PL 195 486 B1 jącym izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy końcowe, który ulega samosieciowaniu pod wpływem wilgoci.
Ten rodzaj kompozycji zasadniczo ma dość małą lepkość, która w szczególności może być mniejsza od 500 Pas w temp. mniejszej od 60°C, co wielce sprzyja nadawaniu kształtu przy wytłaczaniu.
Kompozycja jest stabilna podczas przechowywania w atmosferze pozbawionej wilgoci.
Innym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału komórkowego opisanego powyżej. Sposób ten obejmuje etapy złożone z:
- wytwarzania jednoskładnikowego produktu powyższej kompozycji
- opcjonalnego składowania produktu jednoskładnikowego bez kontaktu z wilgocią, w szczególności w atmosferze pozbawionej wilgoci lub pod próżnią
- mieszania produktu ze sprężonym gazem w celu utworzenia substancji wytłaczalnej,
- wytłoczenia wytłaczalnej substancji i
- usieciowania wytłoczonej substancji w wilgotnej atmosferze.
Materiał komórkowy według wynalazku korzystnie wytwarza się w postaci taśmy, płyty, żyły lub rury dla szczelnego uszczelnienia. Może być on wytwarzany przez bezpośrednie wytłoczenie na powierzchnię do aplikacji lub ponadto przez wytłoczenie do formy stanowiącej negatyw rozpatrywanej powierzchni, a następnie przeniesiony na tę powierzchnię.
Przez wytłaczanie należy rozumieć w niniejszym opisie, w ogólnym znaczeniu, technikę, w której substancje w stanie płynnym lub lepkim doprowadza się do otworu aplikacyjnego, który nazywamy dyszą. Termin ten nie ogranicza niniejszego wynalazku do techniki kształtowania wspomnianej substancji, przy czym ta ostatnia może swobodnie dostosowywać się, przy wylocie z otworu, do wymiarów zasadniczo różnych od przekroju dyszy.
Gazem może być korzystnie azot, lecz także każdy inny gaz o znanym zastosowaniu do tego celu: powietrze, dwutlenek węgla, n-pentan itp.
Sieciowanie wilgocią można prowadzić w warunkach znanych biegłemu w sztuce, np. w zakresie temperatury od temperatury otoczenia do około 80°C w atmosferze o względnej wilgotności 40 do 100%.
Sieciowaniu może towarzyszyć pęcznienie materiału z powodu uwolnienia CO2 w wyniku reakcji sieciowania wolnej grupy izocyjanianowej z wodą.
Zasadniczo wysoka względna wilgotność skutkuje wysokim stopniem spęcznienia.
Inne korzyści i charakterystyczne cechy wynalazku wynikną z następujących po opisie szczegółowych przykładów oraz z załączonych rysunków:
- Figura 1: ilustruje w formie diagramu strukturę obserwowanego pod mikroskopem optycznym pierwszego produktu jednoskładnikowego przed nadaniem kształtu według wynalazku;
- Figura 2: ilustruje w formie diagramu strukturę obserwowanego pod mikroskopem optycznym drugiego produktu jednoskładnikowego przed nadaniem kształtu według wynalazku.
Przykład 1
Wytwarzanie produktu jednoskładnikowego
Prepolimer poliuretanowy otrzymuje się na drodze reakcji poliestrodiolu 1z 4,4'-metyleno-bis(fenyloizocyjanianem) (MDI). Zastosowany poliestrodiol sprzedawany jest przez firmę Huls pod nazwą handlową Dynacoll®; charakteryzuje go liczba OH około 31,2 (wyrażona w mg KOH na 1gram produktu) i ciężar cząsteczkowy około 3500 g/mol. Zastosowany MDI jest surowym MDIo funkcyjności
2,7 i zawartości grup izocyjanianowych 31% (w % wag. równoważników NCO na 1gram produktu).
11,5 kg Dynacollu umieszcza się w mieszalniku i przedmuchując nad powierzchnią osuszonym powietrzem ogrzewa się do temperatury około 80°C, przy czym opcjonalnie można dodać stabilizator.
Następnie dodaje się 2,7 kg MDI, przy czym początkowy stosunek NCO/OH wynosi około 3,2, i mieszaninę homogenizuje się przez umiarkowane mieszanie.
Postęp reakcji kontroluje się przez okresowy pomiar zawartości resztkowych grup izocyjanianowych w próbkach mieszaniny reakcyjnej, pobieranych w regularnych odstępach. Grupy NCO oznacza się w sposób ilościowy przez odmiareczkowanie nadmiaru roztworu n-butyloaminy (0,5M) roztworem kwasu chlorowodorowego (0,5M).
Po osiągnięciu teoretycznej zawartości w procentach grup NCO, dodaje się katalizator typu aminowego w proporcji około 0,05% wag. produktu oraz, opcjonalnie, pigment taki jak sadza. Po homogenizacji przez intensywne mieszanie, produkt szybko pakuje się w atmosferze pozbawionej wilgoci. Można go przechowywać w tej postaci przez okres 6 miesięcy w temperaturze otoczenia w hermetycznie szczelnie zamkniętych zbiornikach (takich jak bębny).
PL 195 486 B1
Produkt obserwuje się pod mikroskopem optycznym w celu sprawdzenia liczby faz obecnych w utworzonym w ten sposób systemie polimerowym. Stwierdza się, że prepolimer jest systemem jednofazowym, co wynika z zastosowania jednego typu diolu oraz pozbawionego oligomerów poliizocyjanianu.
Produkcja materiału komórkowego
Jednoskładnikowy produkt wytworzony w sposób opisany powyżej wytłoczono w obecności sprężonego azotu w maszynie do wytwarzania pianek, typu ujawnionej w EP-A-0,654,297, obejmującej:
- zbiornik magazynowy produktu termoplastycznego oraz urządzenia do ogrzewania wspomnianego produktu do temperatury jego plastyczności,
- urządzenie do mieszania wyposażone w rurę doprowadzającą lepki produkt oraz rurę doprowadzającą sprężony azot, i rurę do doprowadzania substancji podatnej na wytłaczanie wyposażoną w dyszę do wytłaczania.
Pod wpływem temperatury i ciśnienia panującego w komorze urządzenia do mieszania, azot rozpuszcza się w produkcie jednoskładnikowym. Na wylocie dyszy do wytłaczania substancja jest poddawana działaniu ciśnienia atmosferycznego, co doprowadza do zmniejszenia ciśnienia poprzez uwolnienie azotu i utworzenie pęcherzyków gazu, który powoduje zwiększenie objętości polimeru.
Warunki wytłaczania dostosowano w celu utworzenia wytłoczonego włókna o średnicy około 6mm. Korzystnie dyszę ogrzewa się, tak żeby utrzymać żądaną wartość lepkości substancji na wylocie kanału wytłaczania.
W przypadku jednoskładnikowego produktu wg przykładu 1 obserwuje się na wylocie dyszy natychmiastowe spienianie, co wskazuje na doskonałą zdolność produktu do zwiększania swojej objętości przy zastosowaniu tej techniki. Ponadto wytłoczone włókno wykazuje wysoką trwałość wymiarową w stanie nieusieciowanym: nie obserwuje się uginania jak również innych znaczących deformacji, co wskazuje, że kompozycja wytłoczonej substancji wykazuje zadowalające właściwości reologiczne, pomimo braku w kompozycji stosowanego dotychczas elastomeru.
Po operacji wytłaczania następuje etap sieciowania wilgocią wytłoczonego włókna w warunkach dwojakiego rodzaju: w temperaturze otoczenia i wilgotności względnej rzędu 50 do 60% (temperatura otoczenia) lub w atmosferze ciepła, np. w temperaturze około 55°C i przy wilgotności względnej rzędu 85% (warunki HHB).
Charakterystyka materiału komórkowego
Po usieciowaniu mierzy się względną gęstość włókna metodą znaną per se. Wynosi ona 33
210 kg/m3 w warunkach sieciowania w temperaturze otoczenia oraz 200 kg/m3 w warunkach sieciowania HHB.
Produkt obserwuje się ponadto pod mikroskopem optycznym w celu zdefiniowania struktury komórkowej spienionego włókna, Mierzy się przeciętną średnicę najmniejszych i największych pęcherzyków. Strukturę komórkową definiuje się zgodnie z następującą skalą:
Tabe la 1
Oznaczenie Krańcowe wymiary komórek (mm)
FF 0,03-0,2
F 0,1-0,3
M 0,15-0,5
C 0,17-1,7
CC 0,8-2
Stwierdza się, że włókno z przykładu 1ma bardzo drobną (FF) strukturę komórkową.
Ponadto w następujący sposób mierzy się odkształcenie trwałe po ściskaniu: grubość T0 próbki włókna po usieciowaniu mierzy się przy użyciu cyfrowego suwakowego przyrządu pomiarowego. Próbkę ściska się około 25% w kierunku grubości, do grubości Ti= 0,75 x T0. Ściskanie utrzymuje się na stałym poziomie przez 22 godz. w temperaturze 70 ± 2°C, próbkę następnie uwalnia się i pozostawia w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Mierzy się następnie końcową grubość próbki TF. Wartość odkształcenia trwałego po ściskaniu włókna podaje następująca zależność:
Cset (w %) = [(T0 - TF)/ (T0 - Ti)] x 100
PL 195 486 B1
Wysoka temperatura umożliwia uzyskanie w czasie 22 godz. wartości wskazującej na odkształcenie w temperaturze otoczenia w czasie, który można wyrazić w tygodniach.
Zmierzono wartość następującą: Cset = 15%.
Przykła d 2
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji innego poliestrodiolu z MDI. Ten poliestrodiol 2 oznaczony nazwą B-ester sprzedaje spółka Polyolchimica; charakteryzuje go liczba OH 29,7 oraz ciężar cząsteczkowy rzędu 3500 g/mol.
13,2 kg B-estru poddaje się reakcji z 3,04 kg MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w takich samych warunkach jak w przykładzie 1.
Utworzony system polimerowy jest jednofazowy, ponieważ użyto diol tylko jednego rodzaju. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
Przykła d 3
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się tym razem w reakcji polieterodiolu z MDI. Zastosowany polieterodiol sprzedaje spółka BASF pod nazwą handlową Lupranol®; charakteryzuje go liczba OH 56 oraz ciężar cząsteczkowy rzędu 2000 g/mol.
14,1 kg Lupranolu poddaje się reakcji z 5,14 kg MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 2,7, w warunkach podobnych do podanych w przykładzie 1.
Utworzony system polimerowy jest jednofazowy, ponieważ użyto diol tylko jednego rodzaju. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
Przykła d 4
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się tym razem w reakcji poliestrodiolu 2(B-estru) z czystym MDI. Czysty MDI charakteryzuje się funkcyjnościa równą 2 i zawartością NCO 11,7%.
kg B-estru poddaje się reakcji z 2,96 kg MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w warunkach podobnych do podanych w przykładzie 1.
Utworzony system polimerowy jest jednofazowy, ponieważ użyto diol tylko jednego rodzaju. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
Przykład 5
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji poliestrodiolu 2(B-estru), zawierającego jako wypełniacz węglan wapnia, z surowym MDI.
kg B-estru, zmieszanego z 1,4 kg węglanu wapnia, poddaje się reakcji z 3 kg MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w warunkach podobnych do warunków podanych w przykładzie 1.
Utworzony system polimerowy jest jednofazowy, ponieważ użyto diol tylko jednego rodzaju. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
Przykła d 6
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji mieszaniny dwóch poliestrodioli (1i 2) z MDI.
Mieszaninę 7 kg B-estru i 7 kg Dynacollu poddaje się reakcji z 3,29 kg surowego MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w takich samych warunkach jak w przykładzie 1.
Chociaż zastosowane dwa diole nie mieszają się wzajemnie, łańcuchy poliestru mieszają się i dlatego powstaje jedna homogeniczna faza prepolimeru otrzymanego w ten sposób.
Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
Przykład 7
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji mieszaniny polieterodiolu i poliestrodiolu 2 (stosunek wagowy 20/80) z MDI.
Mieszaninę 2,49 kg Lupranolu i 10 kg B-estru poddaje się reakcji z 3,16 kg surowego MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3, w warunkach podobnych do podanych w przykładzie 1.
Dwa zastosowane tu diole są diolami różnego rodzaju (ester/eter). Przy wybranej proporcji łańcuchy poliestru i polieteru nie mieszają się w prepolimerze i są zorganizowane w postaci dwóch współciągłych faz makroskopowych. Strukturę tę ilustruje figura 1, gdzie dwie współciagłe fazy są oznaczone jako 1i 2.
Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
Przykła d 8
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji mieszaniny polieterodiolu i poliestrodiolu 2 (stosunek wagowy 80/20) z MDI.
Mieszaninę 10,2 kg Lupranolu i 2,5 kg B-estru poddaje się reakcji z 4,28 kg surowego MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 2,75, w warunkach podobnych do podanych w przykładzie 1.
PL 195 486 B1
I tu zastosowane dwa diole są diolami różnego typu, lecz użyto je w takiej proporcji, że łańcuchy poliestru i polieteru występują w postaci wymieszanej w prepolimerze. Obserwowaną strukturę pokazuje w formie diagramu figura 2: składa się ona z fazy ciągłej 3, w której wyróżnione są wtrącenia 4 w postaci drobno zdyspergowanych kropelek (figura 2 dotyczy obserwacji prepolimeru pod mikroskopem optycznym przy tym samym powiększeniu jak na fig. 1).
Struktura ta odpowiada definicji zasadniczo (lub całkowicie) jednofazowego systemu polimerowego podanej w niniejszym zgłoszeniu. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
P r zyk ł a d 9
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji mieszaniny polieterodiolu i poliestrodiolu 2 (stosunek wagowy 50/50) z MDI.
Mieszaninę 6,88 kg Lupranolu i 6,88 kg B-estru poddaje się reakcji z 4,1 kg surowego MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 2,8, w warunkach podobnych do podanych w przykładzie 1.
Podobnie jak w przykładzie 7 dwa diole zastosowano w proporcji takiej, że łańcuchy polietru i polieteru w prepolimerze nie mieszają się.
Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
P r zyk ł a d 10
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji polieterodiolu z poliizocyjanianem zawierającym szkielet polieteru. Jest to prepolimer polieterowy zawierający końcowe grupy izocyjanianowe, sprzedawany przez spółkę BASF pod nazwą handlową Lupranat ® MP 130, charakteryzujący się zawartością NCO około 12%, ciężarem cząsteczkowym 770 i funkcyjnością izocyjanianu 2,2.
8,5 kg Lupranolu poddaje się reakcji z 8,22 kg polieteroizocyjanianu, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w warunkach podobnych do podanych w przykładzie 1.
Ponieważ oligomer poliizocyjanianu zawiera szkielet polieteru, łańcuchy oligomeru składników poliolu i poliizocyjanianu są kompatybilne i tworzą produkt w postaci jednofazowego prepolimeru. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
P r zyk ł a d 11
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji poliestrodiolu 2 z polieteroizocyjanianem z poprzedniego przykładu.
10,5 kg B-estru poddaje się reakcji z 6,38 kg polieteroizocyjanianu, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w takich samych warunkach jak w przykładzie 1. Uzyskany system, obserwowany optycznie, wykazywał obecność dwóch faz.
Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
P r zyk ł a d 12
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji innego poliestrodiolu 1 z polieteroizocyjanianem z przykładu 11.
kg Dynacollu poddaje się reakcji z 6,39 kg polieteroizocyjanianu, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 3,2, w takich samych warunkach jak w przykładzie 1. Uzyskany system, obserwowany optycznie, wykazywał obecność dwóch faz.
Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
P r zyk ł a d 13
Inny produkt jednoskładnikowy otrzymuje się w reakcji składnika-poliolu oligomeru poliizoprenu z MDI.
kg poliizoprenodiolu, produktu handlowego spółki Ato o liczbie OH 32 i funkcyjności 2,1, poddaje się reakcji z 3,7 kg czystego MDI, przy stosunku molowym NCO/OH rzędu 2,45.
Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
P r zyk ł a d p or ó wn a wc zy 1
Wytwarzanie prowadzi się z produktu jednoskładnikowego według stanu techniki, znanego z EP-A-0, 326,704, opartego na mieszaninie (a) prepolimeru poliuretanowego uzyskanego w reakcji poliestrodiolu typu Dynacoll z prepolimerem polieterowym zawierającym końcowe grupy izocyjanianowe; i (b) elastomeru styren-butadien-styren.
Uzyskany system polimerowy tworzy cztery różne makroskopowe fazy lub domeny; dwie z nich odpowiadają elastomerowi SBS. Produkt ten wytłacza się w formie spienionego włókna w sposób opisany w przykładzie 1.
PL 195 486 B1
Charakterystykę materiałów z przykładów 1 do 13 i przykładu porównawczego 1 zestawiono w tabeli 2 poniżej, w której szybkość spieniania na wylocie dyszy wytłaczania zdefiniowano według następujących stopni:
I natychmiast
F szybko
S wolno
Wyniki przedstawione w tabeli 2 wskazują, że dla danego typu łańcucha oligomeru, spienianie ulega poprawie (mała względna gęstość i/lub drobna struktura komórkowa) wówczas, gdy zmniejsza się liczba faz.
W szczególności, najdrobniejsze struktury komórkowe uzyskuje się w systemach jednofazowych, mniej korzystne z tego punktu widzenia są systemy zawierające fazę homogeniczną utworzoną przez pierwszy rodzaj łańcucha polimeru z tworzącym drobne wtrącenia innym rodzajem łańcucha polimeru.
Poprzednie przykłady opisują kompozycje zawierające specyficzne systemy sieciujące przez grupy izocyjanianowe. Wynalazek w żaden sposób nie ogranicza się do tych specyficznych wykonań i inne materiały mogą być wytwarzane z produktów jednoskładnikowych specyficznie zestawionych w oparciu o ujawnienie według opisu niniejszego wynalazku, w celu uzyskania właściwości odpowiednich do każdego specyficznego zastosowania.
T ab e l a 2
Przykład Składnik poliolowy Składnik polizocyja- nianowy Typ spie- nienia Liczba faz orga- nicz- nych Gęstość względna w temp. otoczenia, (kg/m3) Gęstość względna HHB (kg/m3) Struktura komórkowa Odkształcenie trwałe po ściskaniu Cset (%) w 70°C
1 Poliestrodiol 1 surowy MDI I 1 210 200 FF 15
2 Poliestrodiol 2 surowy MDI I 1 220 200 FF 15
3 Polieterodiol surowy MDI - 1 270 220 F 9
4 Poliestrodiol 2 czysty MDI I 1 - 145 M 45
5 Poliestrodiol 2 + CaCO3 surowy MDI F 1 230 200 FF -
6 Poliestrodiol 1 + 2 surowy MDI I 1 240 200 FF 11
7 Polieterodiol + poliestrodiol 2 surowy MDI S 2 255 235 CC -
8 Polieterodiol + poliestrodiol 2 surowy MDI F »1 205 190 M 7
9 Polieterodiol + poliestrodiol 2 surowy MDI - 2 420 390 C -
10 Polieterodiol Polietero- izocyjanian S 1 - 250 M -
11 Poliestrodiol 2 Polietero- izocyjanian S 2 - 245 CC -
12 Poliestrodiol 1 Polietero- izocyjanian S 2 - 170 C -
13 Poliizopren czysty MDI - 1 340 295 C -
Porównawczy 1 SBS + poliestrodiol/elastomer Polietero- izocyjanian - 4 370 - C -
PL 195 486 B1

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Materiał komórkowy elastyczny posiadający porowatą matrycę polimerową, uzyskany przez wytłoczenie jednoskładnikowego produktu zawierającego składnik makrocząsteczkowy w obecności sprężonego gazu, znamienny tym, że składnik makrocząsteczkowy jest prepolimerem poliuretanowym zawierającym izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy końcowe, ulegającym samosieciowaniu pod wpływem wilgoci, przy czym jego gęstość jest mniejsza lub równa 260 kg/m3, w szczególności mniejsza lub równa 200 kg/m3, a odkształcenie trwałe po ściskaniu jest mniejsze niż 25%, a struktura komórkowa obejmuje komórki o wymiarze mniejszym od 0,3 mm, korzystnie mniejszym od 0,2 mm, w szczególności z niezerowym udziałem komórek o wielkości mniejszej od 0,1 mm.
  2. 2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że prepolimer jest zasadniczo jednofazowy.
  3. 3. Materiał według zastrz. 2, znamienny tym, że prepolimer jest homopolimerem.
  4. 4. Materiał według zastrz. 2, znamienny tym, że prepolimer jest kopolimerem statystycznym lub blokowym lub szczepionym, w którym różne bloki mieszają się wzajemnie ze sobą.
  5. 5. Materiał według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że prepolimer jest nieusieciowanym oligomerem uzyskiwanym w reakcji:
    (i) co najmniej jednego składnika wybranego spośród polioli i poliamin o funkcyjności co najmniej równej 2 posiadającego szkielet typu poliestru, polikaprolaktonu, polieteru, poliolefiny, polibutadienu, poliizoprenu lub polidimetylosiloksanu; i (ii) co najmniej jednego składnika poliizocyjanianowego o funkcyjności równej co najmniej 2 wybranego spośród parafenylenodiizocyjanianu, trans-1,4-cykloheksanodiizocyjanianu, 3-izocyjanatometylo-3,3,5-trimetylocykloheksyloizocyjanianu, 1,5-naftalenodiizocyjanianu, 4,4'-metylenobis(fenyloizocyjanianu) (czysty MDI), surowego MDI, 2,4-toluenodiizocyjanianu (2,4-TDI), 2,6-toluenodiizocyjanianu (2,6-TDI) i ich mieszanin, jak również surowego TDIi oligomerów zawierających końcowe grupy izocyjanianowe.
  6. 6. Materiał według zastrz. 5, znamienny tym, że składnik poliolowy i/lub poliaminowy mają ciężar cząsteczkowy mniejszy lub równy 10 000, korzystnie w zakresie od 500 do 4000 g/mol.
  7. 7. Materiał według zastrz. 5, znamienny tym, że prepolimer uzyskuje się w reakcji jednego rodzaju składnika poliolowego lub poliaminowego ze składnikiem poliizocyjanianowym zawierającym nieoligomeryczny szkielet.
  8. 8. Materiał według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że składniki (i) i (ii) reagują w stosunku molowym NCO/(OH + NH2) rzędu 2 do 3,5.
  9. 9. Materiał według zastrz. 8, znamienny tym, że oligomer uzyskany w reakcji (i) i (ii) modyfikuje się przez reakcję z czynnikiem trialkoksysililującym.
  10. 10. Materiał według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 6, albo 7, albo 9, znamienny tym, że produkt zawiera dodatkowo wypełniacz w formie sproszkowanej lub cząstek stałych, w szczególności węglan wapnia i/lub sadzę.
  11. 11. Materiał według zastrz. 10, znamienny tym, że ma formę włókna, płyty, taśmy lub rury do szczelnych uszczelnień.
  12. 12. Stabilny jednoskładnikowy produkt do wytwarzania elastycznego materiału komórkowego zdefiniowanego w zastrzeżeniu 1, znamienny tym, że składnik makrocząsteczkowy jest prepolimerem poliuretanowym zawierającym izocyjanianowe lub trialkoksysililowe grupy końcowe, ulegającym samosieciowaniu pod wpływem wilgoci.
  13. 13. Sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego zdefiniowanego w zastrzeżeniu 1, znamienny tym, że obejmuje on etapy złożone z:
    - wytwarzania jednoskładnikowego produktu zawierającego składnik makrocząsteczkowy,
    - opcjonalnego składowania produktu jednoskładnikowego w warunkach pozbawionych wilgoci,
    - mieszania produktu ze sprężonym gazem w celu utworzenia substancji wytłaczalnej,
    - wytłoczenia substancji wytłaczalnej i
    - usieciowania wytłoczonej substancji w atmosferze wilgoci.
PL330840A 1998-01-16 1999-01-14 Elastyczny materiał komórkowy, stabilny jednoskładnikowy produkt do jego wytwarzania oraz sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego PL195486B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9800462A FR2773807B1 (fr) 1998-01-16 1998-01-16 Materiau cellulaire souple, composition et procede pour sa preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL330840A1 PL330840A1 (en) 1999-07-19
PL195486B1 true PL195486B1 (pl) 2007-09-28

Family

ID=9521872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL330840A PL195486B1 (pl) 1998-01-16 1999-01-14 Elastyczny materiał komórkowy, stabilny jednoskładnikowy produkt do jego wytwarzania oraz sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego

Country Status (14)

Country Link
US (2) US6432335B1 (pl)
EP (1) EP0930323B1 (pl)
JP (1) JP4243375B2 (pl)
KR (1) KR100620766B1 (pl)
CN (1) CN1298759C (pl)
BR (1) BR9900656A (pl)
CA (1) CA2259675C (pl)
DE (1) DE69918735T2 (pl)
ES (1) ES2226298T3 (pl)
FR (1) FR2773807B1 (pl)
PL (1) PL195486B1 (pl)
RU (1) RU2229482C2 (pl)
TR (1) TR199900113A3 (pl)
TW (1) TW562826B (pl)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586501B1 (en) 1999-01-20 2003-07-01 Cabot Corporation Aggregates having attached polymer groups and polymer foams
JP3683526B2 (ja) * 2000-12-20 2005-08-17 匡 永井 ポリウレタン多孔質体及びその製造方法
ATE279458T1 (de) * 2001-02-20 2004-10-15 Consortium Elektrochem Ind Isocyanatfreie schäumbare mischungen mit hoher härtungsgeschwindigkeit
GB0108061D0 (en) * 2001-03-30 2001-05-23 Baxenden Chem Low monomer one component foam
JP4690577B2 (ja) * 2001-04-27 2011-06-01 株式会社イノアックコーポレーション 制振性ポリウレタンフォーム及びそれを用いた制振性部材
FR2832482B1 (fr) 2001-11-21 2004-07-02 Saint Gobain Performance Plast Procede de fabrication d'un cordon de joint d'etancheite composite
DE10352907A1 (de) 2002-11-15 2004-08-05 Henkel Kgaa Silylgruppen enthaltende Präpolymere, deren Herstellung und Verwendung in Montageschäumen
WO2004060640A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-22 Dow Global Technologies Inc. Method of smc molding
FR2858328B1 (fr) * 2003-08-01 2008-01-04 Saint Gobain Performance Plast Mousse de polyurethanne, procede de fabrication et utilisation
JP2005169919A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性帯状材とその製造方法並びに装置
US7763341B2 (en) 2004-01-23 2010-07-27 Century-Board Usa, Llc Filled polymer composite and synthetic building material compositions
AU2005267399A1 (en) 2004-06-24 2006-02-02 Century-Board Usa, Llc Continuous forming apparatus for three-dimensional foamed products
US7794224B2 (en) 2004-09-28 2010-09-14 Woodbridge Corporation Apparatus for the continuous production of plastic composites
JP4683952B2 (ja) * 2005-02-16 2011-05-18 日東電工株式会社 熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法
BRPI0708829A2 (pt) 2006-03-24 2012-03-13 Century-Board Usa, Llc métodos de formação de material polimérico composto num extrusor
RU2329277C1 (ru) * 2006-11-22 2008-07-20 Вячеслав Васильевич Рыжов Способ отверждения однокомпонентных пенополиуретанов длительного хранения
PL2072564T3 (pl) * 2007-12-19 2013-12-31 Sika Tech Ag Jednoskładnikowa, utwardzająca się pod wpływem wilgoci pianka polimerowa
US8519062B2 (en) * 2008-02-14 2013-08-27 Huntsman International Llc Elastomeric materials having a high hardblock content and process for preparing them
CA2764268C (en) * 2009-06-09 2016-02-23 Huntsman International Llc Materials comprising a matrix and process for preparing them
US9260577B2 (en) 2009-07-14 2016-02-16 Toray Plastics (America), Inc. Crosslinked polyolefin foam sheet with exceptional softness, haptics, moldability, thermal stability and shear strength
US9481759B2 (en) 2009-08-14 2016-11-01 Boral Ip Holdings Llc Polyurethanes derived from highly reactive reactants and coal ash
US8846776B2 (en) 2009-08-14 2014-09-30 Boral Ip Holdings Llc Filled polyurethane composites and methods of making same
CA2851349C (en) 2011-10-07 2020-01-21 Russell L. Hill Inorganic polymer/organic polymer composites and methods of making same
WO2014168633A1 (en) 2013-04-12 2014-10-16 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Composites formed from an absorptive filler and a polyurethane
US10138341B2 (en) 2014-07-28 2018-11-27 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Use of evaporative coolants to manufacture filled polyurethane composites
WO2016022103A1 (en) 2014-08-05 2016-02-11 Amitabha Kumar Filled polymeric composites including short length fibers
WO2016118141A1 (en) 2015-01-22 2016-07-28 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Highly filled polyurethane composites
US10030126B2 (en) 2015-06-05 2018-07-24 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Filled polyurethane composites with lightweight fillers
WO2017082914A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Filled polyurethane composites with size-graded fillers
EP3717542B1 (de) * 2017-11-27 2022-03-16 Sika Technology AG Zweikomponenten-aerosoldose
CN109762324A (zh) * 2019-01-21 2019-05-17 东莞市腾崴塑胶制品有限公司 一种抗过敏抗螨的乳胶绵及制备方法
CN118930862A (zh) * 2024-05-10 2024-11-12 南昌良良实业有限公司 一种自发泡-自交联硅橡胶及其制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3097176A (en) * 1957-01-22 1963-07-09 Goodyear Tire & Rubber Preparation of elastomeric cellular polyurethane
US3097175A (en) * 1957-10-31 1963-07-09 Grace W R & Co Stable silica-clad thoria sols and their preparation
US3149083A (en) * 1961-04-28 1964-09-15 Gen Tire & Rubber Co Cellular polyetherurethanes and methods of making same
GB1031081A (en) * 1963-01-29 1966-05-25 Shinetsu Chem Ind Co New organo-silicon compounds and the method of manufacturing urethane foam by the use of the said compounds
GB1122804A (en) * 1964-08-13 1968-08-07 Porous Plastics Ltd Improvements relating to the production of microporous polymeric plastics materials
GB1202734A (en) * 1967-09-27 1970-08-19 Midland Silicones Ltd Production of polyurethanes
FR2019933A1 (pl) * 1968-10-04 1970-07-10 Du Pont
US3627722A (en) * 1970-05-28 1971-12-14 Minnesota Mining & Mfg Polyurethane sealant containing trialkyloxysilane end groups
US4298707A (en) * 1975-05-05 1981-11-03 The Firestone Tire & Rubber Company Amine terminated polymers and the formation of block copolymers
FR2482605A1 (fr) * 1980-05-14 1981-11-20 Poudres & Explosifs Ste Nale Resine polyurethanne thermoplastique a terminaisons isocyanates et comportant des groupements ethyleniques pendants
US4405063A (en) * 1981-02-27 1983-09-20 Nordson Corporation Method and apparatus for controlling the density of dispensed hot melt thermoplastic adhesive foam
US4603076A (en) * 1985-03-04 1986-07-29 Norwood Industries, Inc. Hydrophilic foam
JPH0699535B2 (ja) * 1986-01-31 1994-12-07 日本ポリウレタン工業株式会社 ポリウレタンフォームの製造法
DE3610198A1 (de) * 1986-03-26 1987-10-01 Bayer Ag Polyisocyanat-zubereitungen, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihrer verwendung zur herstellung von polyurethan-kunststoffen oder als lufttrocknende beschichtungs- oder klebemittel
CA1336461C (en) * 1988-01-05 1995-07-25 Ahmet Comert Moisture curable hot melt elastomers
DE3942616C2 (de) * 1989-12-22 1994-08-04 Henkel Kgaa Verkleben von wasserdampfundurchlässigen Substraten mit feuchtigkeitshärtenden Schmelzklebstoffen
US5272204A (en) * 1991-05-31 1993-12-21 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Polymer/polyol composition, processes for making the same and polyurethane therefrom
US5328938A (en) * 1993-03-01 1994-07-12 Basf Corporation On-site generation of polyurethane foam using an HCFC as a sole blowing agent
US5652278A (en) * 1993-06-22 1997-07-29 Imperial Chemical Industries Plc Microvoid polyurethane materials
TW261577B (pl) * 1993-07-14 1995-11-01 Krypton Internat Sa
FR2712512B1 (fr) * 1993-11-18 1996-02-02 Seva Dispositif et installation de mixage de produits visqueux et/ou fluides et utilisation d'un tel dispositif.
US5525640A (en) * 1995-09-13 1996-06-11 Osi Specialties, Inc. Silicone surfactants for use in inert gas blown polyurethane foams
US5650452A (en) * 1995-10-18 1997-07-22 Arco Chemical Technology, L.P. Very low density molded polyurethane foams via isocyanate-terminated prepolymers
RU2098432C1 (ru) * 1995-12-27 1997-12-10 Тамара Николаевна Бурханова Полиольный компонент для получения изоцианатных пенопластов с пониженной горючестью

Also Published As

Publication number Publication date
CA2259675C (fr) 2009-11-24
CA2259675A1 (fr) 1999-07-16
BR9900656A (pt) 2001-01-23
CN1298759C (zh) 2007-02-07
FR2773807B1 (fr) 2000-02-25
TR199900113A2 (xx) 1999-08-23
JPH11255932A (ja) 1999-09-21
US20020153633A1 (en) 2002-10-24
EP0930323A1 (fr) 1999-07-21
ES2226298T3 (es) 2005-03-16
DE69918735T2 (de) 2005-08-25
JP4243375B2 (ja) 2009-03-25
FR2773807A1 (fr) 1999-07-23
KR100620766B1 (ko) 2006-09-06
PL330840A1 (en) 1999-07-19
TW562826B (en) 2003-11-21
KR19990067895A (ko) 1999-08-25
US6432335B1 (en) 2002-08-13
CN1232056A (zh) 1999-10-20
RU2229482C2 (ru) 2004-05-27
DE69918735D1 (de) 2004-08-26
EP0930323B1 (fr) 2004-07-21
TR199900113A3 (tr) 1999-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL195486B1 (pl) Elastyczny materiał komórkowy, stabilny jednoskładnikowy produkt do jego wytwarzania oraz sposób wytwarzania elastycznego materiału komórkowego
JP6243460B2 (ja) 耐加水分解性気泡材料、その組成物および製造方法
EP1907435A2 (en) Composite material including rigid foam with inorganic fillers
CN101809077A (zh) 用于防火保护的聚合物泡沫材料和泡沫材料制品
JP5731348B2 (ja) ウレタンフォーム、その製造方法及び使用
JPH02228357A (ja) 導電性ポリウレタンフォームの製造方法
JPH08508757A (ja) ポリウレタンをベースにした発泡性2成分材料
EP1944334A1 (en) Pressurised container containing a foaming composition for elastic foam
JP7440241B2 (ja) ポリウレタンフォーム
DE19744364A1 (de) Bindemittel-Zusammensetzung
CA3120963C (en) Formulated waterborne polyurethane dispersion composition for stable ambient-dried foams
JPH11140153A (ja) 制振材用常温発泡型ポリウレタン原料及びそれから得られた制振材並びに制振構造材の製造法
CN1330716C (zh) 湿气固化型氨基甲酸酯组合物
JPH0480224A (ja) 水硬性ポリウレタンプレポリマー組成物
JP7780861B2 (ja) ポリウレタンフォームとその製造方法
JPS6259733B2 (pl)
JPH07196756A (ja) 発泡性組成物
CN108395519A (zh) 一种聚氨酯泡沫及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20110114