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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Polyurethanintegralschaumstoffen bei dem man a) organische Polyisocyanate
mit b) höhermolekularen Verbindungen mit mindestens zwei
reaktiven Wasserstoffatomen, c) Treibmitteln und gegebenenfalls
d) Kettenverlängerungsmitteln und/oder Vernetzungsmitteln,
e) Katalysatoren und f) sonstigen Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen
zu einer Reaktionsmischung vermischt, in eine Form gibt und zu einem
Polyurethanintegralschaumstoff ausreagieren lässt, wobei die
höhermolekularen Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven
Wasserstoffatomen b) Polyetheralkohole, die durch Anlagerung von
Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen unter
Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellt wurden, enthalten.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung Polyurethanintegralschaumstoffe,
erhältlich nach einem solchen Verfahren und Schuhsohlen,
enthaltend Polyurethanintegralschaumstoffe, erhältlich
nach einem solchen Verfahren.
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Weitere
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen,
der Beschreibung und den Beispielen zu entnehmen. Es versteht sich,
dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht
nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu
verlassen.
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Elastische
Polyurethanformkörper mit kompakter Oberfläche
und zelligem Kern, sogenannte Polyurethan-Weichintegralschaumstoffe,
sind seit langem bekannt und werden in unterschiedlichen Bereichen
angewendet. Eine typische Verwendung ist die als Schuhsohle, zum
Beispiel für Straßenschuhe, Sportschuhe, Sandalen
und Stiefel. Insbesondere können Polyurethan-Weichintegralschaumstoffe
bei der Herstellung von Außensohlen, Zwischensohlen, Einlegesohlen
und Formsohlen eingesetzt werden.
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Aus ökologischen
Gründen und vor dem Hintergrund schwindender Reserven an
fossilen Rohstoffen werden in vielen Bereichen Lösungen
gesucht, die es erlauben die fossilen Rohstoffe durch nachwachsende Rohstoffe
zu ersetzen. So werden bei der Herstellung von Polyurethanintegralschaumstoffen
Polyole auf Basis fossiler Rohstoffe durch Polyole auf Basis von
nachwachsenden Rohstoffen ersetzt.
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So
offenbart
DE 195 44 121 die
Herstellung von Polyesterolen auf Basis von Polysacchariden zur
Anwendung bei der Herstellung von Polyurethan-Weichintegralschaumstoffen,
unter anderem auch zur Herstellung von Schuhsohlen.
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Solche
polyesterbasierten Polyurethanintegralschaumstoffe zeigen allerdings
ein verbesserungswürdiges Alterungsverhalten unter feuchtwarmen
Bedingungen, wie es insbesondere im Bereich von Schuhsohlen, beispielsweise
von Einlegesohlen vorkommen. Es ist bekannt, dass Polyurethan-Weichintegralschaumstoffe
auf Basis von Polyethern ein verbessertes Hydrolysealterungsverhalten
zeigen.
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Ein
Polyurethanweichschaumstoff auf Basis von Polyetherolen, die durch
Anlagerung von Alkylenoxiden unter Katalyse mit einem Doppelmetallcyanid-Katalysators
an Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen erhalten werden, ist
in
WO 2004/020497 beschrieben.
Durch Verwendung hochmolekularer Verbindungen aus nachwachsenden
Rohstoffen, wie beispielsweise von Ricinusöl, können
so große Mengen an Polyolen auf Basis fossiler Rohstoffe
ersetzt werden. Polyetherole, die durch DMC-Katalyse hergestellt
wurden, weisen aber Herstellungsbedingt nur einen Anteil an primären
OH-Gruppen von maximal 30% auf und sind daher wenig reaktiv und
nach allgemeiner Auffassung für die Herstellung von Polyurethan-Weichintegralschaumstoffen
nicht geeignet.
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Üblicherweise
wird der Gehalt an primären OH-Gruppen erhöht,
in dem mittels basischer Katalyse an ein auf Propylenoxid basiertes
Polyetherol Ethylenoxid angelagert wird. Dies ist aber bei nachwachsenden Rohstoffen
auf Basis von Pflanzenölen nicht möglich, da die
zugrunde liegenden Ester durch die alkalischen Bedingungen verseift
werden.
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Aufgabe
war es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanintegralschaumstoffen
zu liefern, das einen möglichst hohen Anteil an Polyolen
auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen einsetzt, zu liefern.
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Überraschenderweise
wurde diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanintegralschaumstoffen
bei dem man a) organische Polyisocyanate mit b) höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen, c)
Treibmitteln und gegebenenfalls d) Kettenverlängerungsmitteln und/oder
Vernetzungsmitteln, e) Katalysatoren und f) sonstigen Hilfsmitteln
und/oder Zusatzstoffen zu einer Reaktionsmischung vermischt, in
eine Form gibt und zu einem Polyurethanintegralschaumstoff ausreagieren lässt,
wobei die höhermolekularen Verbindungen mit mindestens
zwei reaktiven Wasserstoffatomen b) Polyetheralkohole, die durch
Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden
Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellt wurden,
enthalten, gelöst.
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Weiter
wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen
Polyurethanintegralschaumstoff, erhältlich nach einem erfindungsgemäßen
Verfahren.
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Als
Polyurethanintegralschaumstoffe im Sinn der Erfindung werden Polyurethan-Schaumstoffe
nach DIN 7726 mit einer Randzone, die bedingt durch
den Formgebungsprozess eine höhere Dichte als der Kern aufweist,
verstanden. Die über den Kern und die Randzone gemittelte
Gesamtrohdichte liegt dabei vorzugsweise über 0,05 g/cm3, besonders bevorzugt von 0,10 bis 0,80
g/cm3 und insbesondere von 0,20 bis 0,70 g/cm3.
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Die
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanintegralschaumstoffe
verwendeten organischen und/oder modifizierten Polyisocyanate (a)
umfassen die aus dem Stand der Technik bekannten aliphatischen,
cycloaliphatischen und aromatischen zwei- oder mehrwertigen Isocyanate
(Bestandteil a-1) sowie beliebige Mischungen daraus. Beispiele sind
4,4'-Methandiphenyldiisocyanat, 2,4'-Methandiphenyldiisocyanat, die
Mischungen aus monomeren Methandiphenyldiisocyanaten und höherkernigen
Homologen des Methandiphenyldiisocyanats (Polymer-MDI), Tetramethylendiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,4-
oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI) oder Mischungen der genannten
Isocyanate.
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Bevorzugt
wird 4,4'-MDI, ein carbodiimid modifiziertes 4,4'-MDI oder Mischungen
daraus verwendet. Das bevorzugt verwendete MDI kann 0 bis 20 Gew.-%
2,4' MDI und geringe Mengen, bis etwa 10 Gew.-%, modifizierte, beispielsweise
allophanatmodifizierte Polyisocyanate enthalten. Es können
auch geringe Mengen Polyphenylenpolymethylenpolyisocyanat (Polymer–MDI)
eingesetzt werden. Die Gesamtmenge dieser hochfunktionellen Polyisocyanate
sollte 5 Gew.-% des eingesetzten Isocyanats nicht überschreiten.
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Die
Polyisocyanatkomponente (a) wird bevorzugt in Form von Polyisocyanatprepolymeren
eingesetzt. Diese Polyisocyanatprepolymere sind erhältlich,
indem vorstehend beschriebene Polyisocyanate, beispielsweise bei
Temperaturen von 30 bis 100°C, bevorzugt bei etwa 80°C,
mit Polyolen, zum Prepolymer umgesetzt werden.
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Polyole
sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise beschrieben im "Kunststoffhandbuch,
Band 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993,
Kapitel 3.1. Vorzugsweise werden dabei als Polyole die unter
b) beschriebenen hochmolekularen Verbindungen mit gegenüber
Isocyanate reaktiven Wasserstoffatomen eingesetzt. Werden die unter
b) beschriebenen hochmolekularen Verbindungen mit gegenüber
Isocyanate reaktiven Wasserstoffatomen als Polyole eingesetzt, ist
es nicht zwingend erforderlich, dass diese im erfindungsgemäßen
Verfahren ein weiteres Mal eingesetzt werden. Beispielsweise können
zur Herstellung der Polyisocyanatprepolymere auch Polyetheralkohole,
die durch Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden
Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellt wurden,
eingesetzt werden. Werden Polyetheralkohole, die durch Anlagerung
von Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen
unter Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellt wurden, als Polyole
zur Herstellung von Polyisocyanatprepolymeren eingesetzt, ist es
nicht erforderlich, dass diese nochmals zur Reaktionsmischung zugegeben
werden.
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Gegebenenfalls
werden den genannten Polyolen bei der Herstellung der Isocyanatprepolymere übliche
Kettenverlängerer oder Vernetzungsmittel zugegeben. Solche
Substanzen sind im Folgenden unter d) beschrieben.
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Höhermolekulare
Verbindungen b) mit mindestens zwei gegen Isocyanatgruppen reaktiven
Wasserstoffatomen, können beispielsweise zur Herstellung
von Polyurethanen bekannte Polyole sein. Diese höhermolekularen
Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen b)
enthalten Polyetheralkohole, die durch Anlagerung von Alkylenoxiden
an Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen unter Verwendung von
DMC-Katalysatoren hergestellt wurden. Vorzugsweise beträgt
der Anteil an Polyetheralkoholen, die durch Anlagerung von Alkylenoxiden
an Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen unter Verwendung von
DMC-Katalysatoren hergestellt wurden, mindestens 20 Gew.-% besonders
bevorzugt mindestens 40 Gew.-% und insbesondere mindestens 50 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der höhermolekularen Verbindungen
b).
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Als
Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen werden nachwachsende
Rohstoffe verwendet, wie Öle, Fettsäuren und Fettsäureestern,
die mindestens eine mittlere OH-Funktionalität von 2 bis
16, bevorzugt 2 bis 8 und ganz bevorzugt 2 bis 4 aufweisen.
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Vorzugsweise
weisen die erfindungsgemäß verwendeten Polyetheralkohole,
die durch Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden
Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellt wurden,
ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich zwischen 400 bis
20000 g/mol, bevorzugt 1000 bis 8000 g/mol, auf.
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Vorzugsweise
weisen die Produkte aus der Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen
aus nachwachsenden Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren
einen Gehalt an zyklischen Fettsäureestern von maximal
50 ppm, vorzugsweise maximal 10 ppm, auf.
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Die
Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen werden vorzugsweise ausgewählt
aus der Gruppe, enthaltend Rizinusöl, Polyhydroxyfettsäure,
Rizinolsäure, hydroxygruppen-modifizierten Ölen
wie Traubenkernöl, Schwarzkümmelöl, Kürbiskemöl,
Borretschsamenöl, Sojaöl, Weizenkeimöl,
Rapsöl, Sonnenblumenöl, Erdnussöl, Aprikosenkernöl,
Pistazienkernöl, Mandelöl, Olivenöl,
Macadamianussöl, Avocadoöl, Sanddornöl,
Sesamöl, Hanföl, Haselnussöl, Nachtkerzenöl,
Wildrosenöl, Hanföl, Distelöl, Walnussöl,
sowie mit Hydroxylgruppen modifizierten Fettsäuren und
Fettsäurees tern auf Basis von Myristoleinsäure,
Palmitoleinsäure, Ölsäure, Vaccensäure,
Petroselinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure,
Nervonsäure, Linolsäure, α- und γ-Linolensäure,
Stearidonsäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure,
Clupanodonsäure, und Cervonsäure oder Mischungen
daraus.
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Handelsprodukte
der chemisch mit Hydroxylgruppen modifizierten Verbindungen sind
beispielsweise Merginat PV 204, 206 und 235, oder die Polyhydroxyfettsäure
PHF 110 der Harburger Fettchemie.
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Besonders
bevorzugt wird als Verbindung aus nachwachsenden Rohstoffen die
oben genannten Pflanzenöle, hydroxylgruppen-modifizierten Öle
oder mit Hydroxylgruppen modifizierte Fettsäureester eingesetzt.
Insbesondere wird Rizinusöl eingesetzt.
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Der
Anteil der Verbindung aus nachwachsenden Rohstoffen am Gesamtgewicht
der durch Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden
Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellten
Verbindung beträgt vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, besonders
bevorzugt mindestens 20 Gew.-% und insbesondere mindestens 30 Gew.-%.
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Die
Herstellung der Polyetheralkohole auf Basis nachwachsender Rohstoffe
erfolgt, wie ausgeführt, indem man Alkylenoxide unter Verwendung
von DMC-Katalysatoren an H-funktionellen Startsubstanzen anlagert.
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Die
DMC-Katalysatoren sind allgemein bekannt und beispielsweise in
EP 654 302 ,
EP 862 947 ,
WO 99/16775 ,
WO 00/74845 ,
WO 00/74843 und
WO 00/74844 beschrieben.
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Als
Alkylenoxide können alle bekannten Alkylenoxide verwendet
werden, beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid.
Insbesondere werden als Alkylenoxide Ethylenoxid, Propylenoxid und Mischungen
aus den genannten Verbindungen eingesetzt.
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Als
Startsubstanzen kommen die genannten Verbindungen aus nachwachsenden
Rohstoffen zum Einsatz.
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Die
Anlagerung der Alkylenoxide bei der Herstellung der für
das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Polyetheralkohole
auf Basis nachwachsender Rohstoffe kann nach den bekannten Verfahren
erfolgen. So ist es möglich, dass zur Herstellung der Polyetheralkohole
nur ein Alkylenoxid, beispielsweise Propylenoxid, eingesetzt wird.
Bei Verwendung von mehreren Alkylenoxiden ist eine sogenannte blockweise
Anlagerung, bei der die Alkylenoxide einzeln nacheinander eingesetzt
werden, oder eine sogenannte statistische Anlagerung, bei der die
Alkylenoxide gemeinsam zudo siert werden, möglich. Dabei
ist es allerdings zur Zeit nicht möglich mit DMC-Katalyse
ausschließlich Ethylenoxid, sowohl als reine Ethylenoxidkette
oder als reinen Ethylenoxid-Block bei der blockweisen Anlagerung
anzulagern. Bei der Anlagerung von Propylenoxid und Ethylenoxid
ist ein maximaler Gehalt an primären OH-Gruppen von ca.
30% zu erreichen.
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In
einer besonderen Ausführungsform der Anlagerung von Mischungen
aus mindestens zwei Alkylenoxiden kann das Verhältnis der
Alkylenoxide zueinander während der Anlagerung verändert
werden, wie in
DE 199
60 148 A1 beschrieben.
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Die
Anlagerung der Alkylenoxide erfolgt bei den üblichen Bedingungen,
bei Temperaturen im Bereich von 60 bis 180°C, bevorzugt
zwischen 90 bis 140°C, insbesondere zwischen 100 bis 130°C
und Drücken im Bereich von 0 bis 20 bar, bevorzugt im Bereich
von 0 bis 10 bar und insbesondere im Bereich von 0 bis 5 bar. Die
Mischung aus Startsubstanz und DMC-Katalysator kann vor Beginn der
Alkoxylierung gemäß der Lehre von
WO 98/52689 durch Strippen vorbehandelt
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform, beispielsweise beschrieben
in
DD 203734/735 ,
wird neben den Alkylenoxiden während der Synthese einer
oder mehrere weitere Starteralkohole zudosiert, die mit dem vorgelegten
identisch oder von diesem verschieden sein können.
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Nach
Beendigung der Anlagerung der Alkylenoxide wird der Polyetheralkohol
nach üblichen Verfahren aufgearbeitet, indem die nicht
umgesetzten Alkylenoxide sowie leicht flüchtige Bestandteile
entfernt werden, üblicherweise durch Destillation, Wasserdampf-
oder Gasstrippen und oder anderen Methoden der Desodorierung. Falls
erforderlich, kann auch eine Filtration erfolgen.
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Neben
Polyetheralkoholen, die durch Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen
aus nachwachsenden Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren
hergestellt wurden, enthält die Höhermolekulare
Verbindungen b) mit mindestens zwei gegen Isocyanatgruppen reaktiven
Wasserstoffatomen vorzugsweise übliche, zur Herstellung
von Polyurethanen bekannte Polyetherole. Diese üblichen
Polyetherole sind bekannt und werden nach bekannten Verfahren hergestellt,
beispielsweise durch anionische Polymerisation von Alkylenoxiden
mit Alkalihydroxiden oder Alkalialkoholaten als Katalysatoren und
unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls, das 2 bis
3 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält, oder durch
kationische Polymerisation mit Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid
oder Borfluorid-Etherat. Als Alkylenoxid werden vorzugsweise solche
mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest eingesetzt. Geeignete
Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid,
1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid.
Weiter können als Katalysatoren auch Multimetallcyanidverbindungen,
sogenannte DMC- Katalysatoren, eingesetzt werden, wobei die erhaltenen
Polyetherole in einem zweiten Schritt unter Katalyse von KOH mit
einem Endblock auf Basis von Ethylenoxyd, einem sogenannten Ethylenoxid-Endcap,
versehen werden können. Die Alkylenoxide können
im Rahmen dieser Verfahren zur Herstellung einzeln, alternierend
nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Bevorzugt werden
Mischungen aus 1,2-Propylenoxid und Ethylenoxid, wobei das Ethylenoxid
in Mengen von 10 bis 50% als Ethylenoxid-Endblock eingesetzt wird
(”EO-cap”), so dass die entstehenden Polyole zu über
70% primäre OH-Endgruppen aufweisen.
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Als
Startermolekül kommen Wasser oder 2- und 3-wertige Alkohole,
wie Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol,
1,4-Butandiol, Glycerin oder Trimethylolpropan in Betracht.
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Die
neben den durch Anlagerung von Alkylenoxiden an Verbindungen aus
nachwachsenden Rohstoffen unter Verwendung von DMC-Katalysatoren
hergestellten Polyetherolen verwendeten Polyetherpolyole, vorzugsweise
Polyoxypropylen-polyoxyethylenpolyole, besitzen vorzugsweise eine
Funktionalität von 1,5 bis 3 und zahlengemittelte Molekulargewichte
von größer 400, vorzugsweise 1.000 bis 8.000 und
besonders bevorzugt von 2.000 bis 6.000 g/mol.
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Als
höhermolekulare Verbindungen b) mit mindestens zwei gegenüber
Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen, die neben den durch Anlagerung
von Alkylenoxiden an Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen
unter Verwendung von DMC-Katalysatoren hergestellten Polyetherolen
eingesetzt werden können, eignen sich ferner polymermodifizierte
Polyole, vorzugsweise polymermodifizierte Polyesterole oder Polyetherole,
besonders bevorzugt Pfropf-Polyether- bzw. Pfropf-Polyesterole,
insbesondere Pfropf-Polyetherole. Hierbei handelt es sich um ein
sogenanntes Polymerpolyol, welches üblicherweise einen
Gehalt an, bevorzugt thermoplastischen, Polymeren von 5 bis 60 Gew.-%,
bevorzugt 10 bis 55 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 55 Gew.-%
und insbesondere 40 bis 50 Gew.-%, aufweist. Diese Polymerpolyesterole
sind beispielsweise in
WO 05/098763 und
EP-A 250 351 beschrieben
und werden üblicherweise durch radikalische Polymerisation
von geeigneten olefinischen Monomeren, beispielsweise Styrol, Acrylnitril,
(Meth)Acrylaten, (Meth)Acrylsäure und/oder Acrylamid, in
einem als Pfropfgrundlage dienenden Polyesterol hergestellt. Die
Seitenketten entstehen im allgemeinen durch Übertragung
der Radikale von wachsenden Polymerketten auf Polyesterole oder Polyetherole.
Das Polymer-Polyol enthält neben dem Propfcopolymerisaten überwiegend
die Homopolymere der Olefine, dispergiert in unverändertem
Polyesterol bzw. Polyetherol.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform werden als Monomere Acrylnitril,
Styrol, Acrylnitril und Styrol, insbesondere bevorzugt ausschließlich
Styrol verwendet. Die Monomere werden gegebenenfalls in Gegenwart weiterer
Monomere, eines Makromers, eines Moderators und unter Einsatz eines
Radikal-Initiators, meist Azo- oder Peroxid verbindungen, in einem
Polyesterol oder Polyetherol als kontinuierlicher Phase polymerisiert.
Dieses Verfahren ist beispielsweise in
DE
111 394 ,
US 3 304 273 ,
US 3 383 351 ,
US 3 523 093 ,
DE 1 152 536 und
DE 1 152 537 beschrieben.
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Während
der radikalischen Polymerisation werden die Makromere mit in die
Copolymerkette eingebaut. Dadurch bilden sich Blockcopolymere mit
einem Polyester- bzw. Polyether- und einem Poly-acrylnitril-styrol-Block,
welche in der Grenzfläche von kontinuierlicher Phase und
dispergierter Phase als Phasenvermittler wirken und das Agglomerieren
der Polymerpolyesterolpartikel unterdrücken. Der Anteil
der Makromere beträgt üblicherweise 1 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polymerpolyols
eingesetzten Monomere.
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Ist
in der höhermolekularen Verbindung b) Polymerpolyol enthalten,
liegt dies vorzugsweise zusammen mit weiteren Polyolen vor, beispielsweise
Polyetherolen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Polymerpolyol
um Polymerpolyetherol.
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Ferner
sind bei der Herstellung von Polyurethanintegralschaumstoffen Treibmittel
(c) zugegen. Diese Treibmittel c) können Wasser enthalten.
Als Treibmittel (c) können neben Wasser noch zusätzlich
allgemein bekannte chemisch und/oder physikalisch wirkende Verbindungen
eingesetzt werden. Unter chemischen Treibmitteln versteht man Verbindungen,
die durch Reaktion mit Isocyanat gasförmige Produkte bilden,
wie beispielsweise Wasser oder Ameisensäure. Unter physikalischen
Treibmitteln versteht man Verbindungen, die in den Einsatzstoffen
der Polyurethan-Herstellung gelöst oder emulgiert sind
und unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen. Dabei
handelt es sich beispielsweise um Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe,
und andere Verbindungen, wie zum Beispiel per fluorierte Alkane,
wie Perfluorhexan, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, und Ether, Ester,
Ketone, Acetale oder Mischungen daraus, beispielsweise (cyclo)aliphatische
Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, oder Fluorkohlenwasserstoffe,
wie Solkane® 365 mfc der Firma
Solvay Fluorides LLC. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird als Treibmittel eine Mischung enthaltend mindestens eines dieser
Treibmittel und Wasser eingesetzt, insbesondere Wasser als alleiniges
Treibmittel. Wird kein Wasser als Treibmittel eingesetzt, werden
vorzugsweise ausschließlich physikalische Treibmittel verwendet.
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Der
Gehalt an Wasser beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform
von 0,1 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,3 bis 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten
(a) bis (f).
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Als
Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel (d)
werden Substanzen mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise kleiner
400 g/mol, besonders bevorzugt von 60 bis 350 g/mol eingesetzt,
wobei Kettenverlängerer 2 gegenüber Isocyanaten
reaktive Wasserstoffatome und Vernetzungsmittel 3 gegenüber Isocyanat
reaktive Wasser stoffatome aufweisen. Diese können einzeln
oder bevorzugt in Form von Mischungen eingesetzt werden. Vorzugsweise
werden Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten kleiner als
400, besonders bevorzugt von 60 bis 300 und insbesondere 60 bis
150 eingesetzt. In Betracht kommen beispielsweise aliphatische,
cycloaliphatische und/oder araliphatische Diole mit 2 bis 14, vorzugsweise
2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,10-Decandiol,
1,2-, 1,3-, 1,4-Dihydroxycyclohexan, Diethylenglykol, Dipropylenglykol
und vorzugsweise Ethandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Bis-(2-hydroxyethyl)-hydrochinon,
Triole, wie 1,2,4-, 1,3,5-Trihydroxy-cyclohexan, Glycerin und Trimethylolpropan,
Diethanolamin oder Triethanolamin und niedermolekulare hydroxylgruppenhaltige
Polyalkylenoxide auf Basis Ethylen- und/oder 1,2-Propylenoxid und
den vorgenannten Diolen und/oder Triolen als Startermoleküle.
Besonders bevorzugt werden als Kettenverlängerer (c) Monoethylenglycol,
1,4-Butandiol, Glycerin, Diethanolamin oder Mischungen davon eingesetzt.
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Sofern
Kettenverlängerungsmittel, Vernetzungsmittel oder Mischungen
davon Anwendung finden, kommen diese zweckmäßigerweise
in Mengen von 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Komponenten b) und d) zum Einsatz.
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Als
Katalysatoren (e) zur Herstellung der Polyurethanschaumstoffe werden
bevorzugt Verbindungen verwendet, welche die Reaktion der Hydroxylgruppen
enthaltenden Verbindungen der Komponente (b) und gegebenenfalls
(d) mit den organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanaten
(a) stark beschleunigen. Genannt seien beispielsweise Amidine, wie
2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, tertiäre Amine,
wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-, N-Ethyl-,
N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-butandiamin,
N,N,N',N'-Tetramethyl-hexandiamin, Pentamethyl-diethylentriamin,
Tetramethyl-diaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff,
Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan
und vorzugsweise 1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und Alkanolaminverbindungen,
wie Triethanolamin, Triisoprop-nolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin
und Dimethylethanolamin. Ebenso kommen in Betracht organische Metallverbindungen,
vorzugsweise organische Zinnverbindungen, wie Zinn-(II)-salze von
organischen Carbonsäuren, z. B. Zinn-(II)-acetat, Zinn-(II)-octoat, Zinn-(II)-ethylhexoat
und Zinn-(II)-laurat und die Dialkylzinn-(IV)-salze von organischen
Carbonsäuren, z. B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutyl-zinndilaurat,
Dibutylzinn-malest und Dioctylzinn-diacetat, sowie Bismutcarboxylate,
wie Bismut(III)-neodecanoat, Bismut-2-ethylhexanoat und Bismut-octanoat
oder Mischungen davon. Die organischen Metallverbindungen können
allein oder vorzugsweise in Kombination mit stark basischen Aminen eingesetzt
werden.
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Vorzugsweise
verwendet werden 0,001 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-%
Katalysator bzw. Katalysatorkombination, bezogen auf das Gewicht
der Komponente (b).
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Der
Reaktionsmischung zur Herstellung der Polyurethanschäume
können gegebenenfalls auch noch Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe
(f) zugegeben werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive
Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, weitere Trennmittel,
Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Hydrolyseschutzmittel,
geruchsabsorbierende Substanzen und fungistatische und/oder bakteriostatisch
wirkende Substanzen.
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Als
oberflächenaktive Substanzen kommen z. B. Verbindungen
in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung
der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind,
die Zellstruktur zu regulieren. Genannt seien beispielsweise Emulgatoren,
wie die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren,
sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z. B. ölsaures
Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin,
Salze von Sulfonsäuren, z. B. Alkali- oder Ammoniumsalze
von Dodecylbenzol- oder Dinaphthylmethandisulfonsäure,
und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie Siloxan-Oxalkylen-Mischpolymerisate
und andere Organopolysiloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte
Fettalkohole, Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester,
Türkischrotöl und Erdnussöl, und Zellregler,
wie Paraffine, Fettalkohole und Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung
der Emulgierwirkung, der Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes
eignen sich ferner oligomere Acrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten
als Seitengruppen. Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise
in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile
der Komponente (b), eingesetzt.
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Als
geeignete weitere Trennmittel seien beispielhaft genannt: Umsetzungsprodukte
von Fettsäureestern mit Polyisocyanaten, Salze aus Aminogruppen
enthaltenden Polysiloxanen und Fettsäuren, Salze aus gesättigten
oder ungesättigten (cyclo)aliphatischen Carbonsäuren
mit mindestens 8 C-Atomen und tertiären Aminen sowie insbesondere
innere Trennmittel, wie Carbonsäureester und/oder -amide,
hergestellt durch Veresterung oder Amidierung einer Mischung aus
Montansäure und mindestens einer aliphatischen Carbonsäure
mit mindestens 10 C-Atomen mit mindestens difunktionellen Alkanolaminen,
Polyolen und/oder Polyaminen mit Molekulargewichten von 60 bis 400
g/mol, wie beispielsweise in
EP
153 639 offenbart, Gemischen aus organischen Aminen, Metallsalzen
der Stearinsäure und organischen Mono- und/oder Dicarbonsäuren oder
deren Anhydride, wie beispielsweise in
DE-A 3 607 447 offenbart,
oder Gemischen aus einer Iminoverbindung, dem Metallsalz einer Carbonsäure
und gegebenenfalls einer Carbonsäure, wie beispielsweise
in
US 4 764 537 offenbart.
Vorzugsweise enthalten erfindungsgemäße Reaktionsmischungen
keine weiteren Trennmittel.
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Die
Komponenten (a) bis (f) werden zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Polyurethanintegralschaumstoffs in solchen Mengen miteinander vermischt,
dass das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen
der Polyisocyanate (a) zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome
der Komponenten (b), (c) und (d) 1:0,5 bis 1:1,5, vorzugsweise 1:0,75
bis 1:1,25 beträgt.
-
Die
erfindungsgemäßen Polyurethanintegralschaumstoffe
werden vorzugsweise nach dem one-shot-Verfahren mit Hilfe der Niederdruck-
oder Hochdrucktechnik in geschlossenen, zweckmäßigerweise temperierten
Formwerkzeugen hergestellt. Die Formwerkzeuge bestehen gewöhnlich
aus Metall, z. B. Aluminium oder Stahl. Diese Verfahrensweisen werden
beispielsweise beschrieben von
Piechota und Röhr
in "Integralschaumstoff", Carl-Hanser-Verlag,
München, Wien, 1975, oder im „Kunststoffhandbuch",
Band 7, Polyurethane, 3. Auflage, 1993, Kapitel 7.
-
Die
Ausgangskomponenten (a) bis (f) werden dazu vorzugsweise bei einer
Temperatur von 15 bis 90°C, besonders bevorzugt von 25
bis 55°C gemischt und die Reaktionsmischung gegebenenfalls
unter erhöhtem Druck in das geschlossene Formwerkzeug eingebracht.
Die Vermischung kann mechanisch mittels eines Rührers oder
einer Rührschnecke oder unter hohem Druck im sogenannten
Gegenstrominjektionsverfahren durchgeführt werden. Die
Formwerkzeugtemperatur beträgt zweckmäßigerweise
20 bis 160°C, vorzugsweise 30 bis 120°C, besonders
bevorzugt 30 bis 60°C. Dabei wird im Rahmen der Erfindung
die Mischung der Komponenten (a) bis (f) bei Reaktionsumsätzen
kleiner 90%, bezogen auf die Isocyanatgruppen, als Reaktionsmischung
bezeichnet.
-
Die
Menge der in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsmischung wird
so bemessen, dass die erhaltenen Formkörper aus Integralschaumstoffen
eine Dichte von vorzugsweise 0,05 bis 0,90 g/cm3,
besonders bevorzugt von 0,10 bis 0,80 g/cm3 und
insbesondere von 0,20 bis 0,70 g/cm3 aufweisen.
Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Polyurethanintegralschaumstoffe liegen im Bereich von 1,1 bis 8,5,
vorzugsweise von 1,9 bis 5,0.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiter ein Polyurethanintegralschaumstoff,
erhältlich nach einem erfindungsgemäßen
Verfahren. Solche erfindungsgemäßen Polyurethanintegralschaumstoffe
werden vorzugsweise als Schuhsohle, zum Beispiel für Straßenschuhe,
Sportschuhe, Sandalen und Stiefel aber auch im Innenbereich von
Verkehrsmitteln beispielsweise in Autos als Lenkräder,
Kopfstützen oder Schaltknöpfe oder als Stuhlarmlehnen
verwendet. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind als Armlehne
für Stühle oder als Motorradsitze. Besonders bevorzugt
werden erfindungsgemäße Polyurethanintegralschaumstoffe
als Schuhsohlen und insbesondere als Einlegesohlen oder Fußbett
eingesetzt.
-
Ein
erfindungsgemäßer Polyurethan-Weichintegralschaumstoff
zeichnet sich neben einem hohen Gehalt an nachwachsenden Rohstoffen
durch eine hervorragende Hydrolysebeständigkeit, eine hohe
Oberflächengüte, einen angenehmen Geruch und geringe
Emissionen an flüchtigen Bestandteilen aus. Ferner zeigen die
im erfindungsgemäßen Polyurethan-Weichintegralschaumstoff
eingesetzten erfindungsgemäßen Polyole keinen
negativen Einfluss auf die Entformzeit der Formkörper.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen verdeutlicht
werden. Verwendete
Einsatzstoffe:
| Polyol
1: | Polyetherol
auf Basis von Glycerin, Propylenoxid und Ethylenoxid mit einer OH-Zahl von
28 mg KOH/g, einen Ethylenoxid-Endcap und einer Viskosität
von 1100 mPas bei 25°C |
| Polyol
2: | Lupranol® 4800 der Firma Elastogran GmbH;
Polymerpolyetherol mit einem Feststoffgehalt von 45 Gew.-% und einer
OH-Zahl von 20 mg KOH/g. |
| Polyol
3: | Lupranol® Balance 50 der Firma Elastogran
GmbH; hergestellt auf Basis von Ricninusöl als Starter,
Propylenoxid, Ethylenoxid und einen Propylenoxid Endcap, mit einer OH-Zahl
von 50 mg KOH/g und einer Viskosität ca. 725 mPas bei 25°C
hergestellt über DMC Katalyse |
| Polyol
4: | Vergleichspolyetherol
auf Basis von Glycerin und Diethylenglycol als Starter, Propylenoxid,
Ethylenoxid und einen Propylenoxid Endcap analog von Polyol 3, mit
einer OH-Zahl von 50 mg KOH/g und einer Viskosität ca.
600 mPas bei 25°C hergestellt über DMC Katalyse |
| Polyol
5: | Polyetherol
auf Basis von Propylenglycol und Propylenoxid mit einer OH-Zahl
von 250 mg KOH/g und einer Viskosität von 71 mPas bei 25°C |
| Polyol
6: | Polyetherol
auf Basis von Propylenglycol, Prolyenoxid und Ethylenoxid mit einer OH-Zahl
von 29 mg KOH/g und einer Viskosität von 780 mPas bei 25°C |
| Polyol
7: | Polyol
TPOP 2020 der Firma TianJin Petrochemical Cooperation mit einer
OH-Zahl von 28 mg KOH/g |
| Polyol
8: | Polyetherol
auf Basis von Propylenglycol und Propylenoxid mit einer OH-Zahl
von 55 mg KOH/g und einer Viskosität von 325 mPas bei 25°C |
| KAT
1: | Dabco® SE der Firma Air Products |
| KAT
2: | Lupragen® N202 der Firma BASF SE |
| KAT
3: | Niax® EA1 der Firma GE |
| KAT
4: | Polycat® 12 der Firma Air Products |
| KAT
5: | Dabco
BL 17 der Firma Air Products |
| KAT
6: | Dabco
1027 der Firma Air Products |
| KAT
7: | Tinstab
OTS 17 D der Firma Akros Chemicals GmbH |
| Stab
1: | Surfactant
SH-209 der Firma OSI Specialities |
| Stab
2: | Surfactant
L 5305 der Firma Crompton/WITCO |
| Stab
3: | Surfactant
L 5307 der Firma Crompton/WITCO |
| CE
1: | Monoethyleneglycol |
| CE
2: | Dipropylenglycol |
| Cross
1: | Glycerin |
| Cross
2: | Diethanolamin |
| Iso
1: | Lupranat® MES der Firma Elastogran GMBH |
| Iso
2: | Lupranat® MM103 der Firma Elastogran GmbH |
| DIBIS: | Diglycol-bis-chlorformiat |
-
Zunächst
wurden durch Reaktion von Isocyanat und Polyolen Prepolymere hergestellt.
Dazu wurde eine entsprechende Menge an Isocyanaten unter Stickstoff
vorgelegt und auf eine Temperatur von 60°C aufgeheizt.
Bei einer Temperatur von 60°C wurden die entsprechenden
Polyole zu dieser Mischung langsam zugegeben und alsdann auf eine
Temperatur von 80°C aufgeheizt und für 2 Stunden
bei dieser Temperatur gerührt. Nach der Reaktion wurden
die Prepolymere auf Raumtemperatur abgekühlt und zur Herstellung
der Formkörper genutzt. Die Zusammensetzung der verschiedenen
Prepolymere ist in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1: Prepolymere für die
Herstellung der erfindungsgemäßen PU-Integralschaumstoffe
| | Prepolymer
1 | Prepolymer
2 | Prepolymer
3 |
| ISO
1 | 0 | | 62,150 |
| ISO
2 | 81,997 | 82,847 | 16,200 |
| Polyol
1 | 0 | 0 | 7,560 |
| Polyol
3 | 0 | 17,140 | 0 |
| Polyol
5 | 0 | 0 | 2,250 |
| Polyol
6 | 9,000 | 0 | 8,030 |
| Polyol
8 | 9,000 | 0 | 0 |
| CE
2 | | | 3,770 |
| DIBIS | 0,003 | 0,003 | 0,040 |
| NCO-Gehalt | 23,8 | 23,8 | 22,5 |
-
Für
die Herstellung der erfindungsgemäßen PU-Integralschaumstoffe
und der Vergleichsmuster wurden Mischungen aus Polyolen, Katalysator,
Wasser und anderer Additive hergestellt. Tabelle 2 gibt Auskunft über
die Zusammensetzung der A-Komponenten Tabelle 2: Zusammensetzung der A-Komponenten
| | B1 | B2 | B3 | V1 | V2 | V3 |
| Polyol
1 | 59,45 | 34,45 | 9,45 | 49,45 | 34,45 | 9,45 |
| Polyol
2 | 11,30 | 11,30 | 11,30 | 11,30 | 11,30 | 11,30 |
| Cross
1 | 1,20 | 1,20 | 1,20 | 1,20 | 1,20 | 1,20 |
| Wasser | 1,16 | 1,16 | 1,16 | 1,16 | 1,16 | 1,16 |
| KAT
2 | 1,12 | 1,12 | 1,12 | 1,12 | 1,12 | 1,12 |
| KAT
3 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| KAT
4 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
| Stab
1 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 0,48 |
| Polyol
3 | 25,00 | 50,00 | 75,00 | | | |
| Polyol
4 | | | | 25,00 | 50,00 | 75,00 |
-
Die
Komponenten B1–B3 und V1–V3 wurden jeweils mit
dem Prepolymer 1 zu einem Polyurethan-Weichschaumintegral verarbeitet
(Kennzahl 88,3). Tabelle 3 gibt Auskunft die Eigenschaften der hergestellten
Formkörper. Tabelle 3: Eigenschaften der PU Formkörper
| | B1 | B2 | B3 | V1 | V2 | V3 |
| FRG | 120 | 114 | 108 | 119 | 111 | 104 |
| FTD | 230 | 220 | 200 | 230 | 220 | 200 |
| Entformzeit | 4
min | 4
min | 4
min | 4
min | 5
min | > 8 min |
| OFG | + | + | + | +/0 | – | – |
| ZF | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | k.
S. |
| DH | 64 | 67 | 60 | 64 | 70 | k.
S. |
- FRG: freies Raumgewicht [g/L]; FTD: Formteildichte
[g/L]; OFG: Oberflächengüte: + = sehr homogene
und glatte Oberfläche, 0 = runzelige Oberfläche, – =
starke Runzeln auf der Oberfläche bzw. Oberfläche
reißt ein; ZF: Zugfestigkeit [N/mm2];
DH: Dehnung [%]; k. S.: kein Schaum für mechan. Bestimmung
-
Wie
aus den Beispielen B1–B3 und den Vergleichsbeispielen V1–V3
ersichtlich ist, hat der Einsatz von Polyol 3 keinen negativen Einfluss
auf die Entformzeit. Das Polyol 4, welches eine identische Funktionalität, Molekulargewicht
und Propylenoxid-Endcap besitzt, zeigt einen deutlichen Einfluss
auf die Entformbarkeit. Ebenso wurde gefunden, dass unter Verwendung
von Polyol 3 Formkörper mit einer hohen Oberflächengüte hergestellt
werden können.
-
Neben
dem Einsatz in der A-Komponente kann das erfindungsgemäße
Polyol auch im Prepolymeren eingesetzt werden. Dies soll durch die
nachfolgenden Beispiele verdeutlicht werden Tabelle 4: Zusammensetzung verschiedener
A-Komponenten
| | B4 | V4 | B5 | V5 |
| Polyol
1 | 84,45 | 84,45 | 9,43 | 9,43 |
| Polyol
2 | 11,30 | 11,30 | 11,27 | 11,27 |
| Cross
1 | 1,20 | 1,20 | 1,20 | 1,20 |
| Wasser | 1,16 | 1,16 | 1,16 | 1,16 |
| KAT
2 | 1,12 | 1,12 | 1,12 | 1,12 |
| KAT
3 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| KAT
4 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
| KAT
7 | 0,00 | 0,00 | 0,10 | 0,10 |
| Stab
1 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 0,48 |
| Polyol
3 | | | 75,00 | |
| Polyol
4 | | | | 75,00 |
-
Die
Komponenten B4, B5 und V5 wurden jeweils mit dem Prepolymer 2, das
Vergleichsbeispiel V4 mit dem Prepolymer 1 (Kennzahl 88,3) zu einem
Polyurethan-Weichschaumintegral verarbeitet. Tabelle 5 gibt Auskunft
die Eigenschaften der hergestellten Formkörper. Tabelle 5: Eigenschaften der PU Formkörper
| | B4 | V4 | B5 | V5 |
| FRG | 127 | 123 | 105 | 104 |
| FTD | 240 | 240 | 200 | 200 |
| Entformzeit | 5
min | 5
min | 5
min | > 8 min |
| OFG | + | + | + | – |
| ZF | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| DH | 67 | 71 | 62 | 51 |
- FRG: freies Raumgewicht [g/L]; FTD: Formteildichte
[g/L]; OFG: Oberflächengüte: + = sehr homogene
und glatte Oberfläche, 0 = runzelige Oberfläche, – =
starke Runzeln auf der Oberfläche bzw. Oberfläche
reißt ein; ZF: Zugfestigkeit [N/mm2];
DH: Dehnung [%]
-
Wie
aus den Beispielen B4 und B5 ersichtlich ist, hat der Einsatz von
Polyol 3 im Prepolymeren keine negativen Eigenschaften auf die Schaumstruktur,
Oberflächengüte und Entformzeit (Vgl. V4 und V5).
Ferner geht aus den Beispielen B5 und V5 hervor, dass das erfindungsgemäße
Polyol sowohl in Prepolymeren als auch in der Polyolmischungen eingesetzt
werden kann, ohne das Schaumstruktur, Oberflächengüte
und Entformzeit entstehen.
-
Die
nachfolgenden Beispiele B6–B8 und V6 wurden auf einer Niederdruck-PU-Maschine
der Firma Green Industry Co., LTD hergestellt. Tabelle 6: Zusammensetzung verschiedener
A-Komponenten
| | B6 | B7 | B8 | V6 |
| Polyol
1 | 29,340 | 19,340 | 0,000 | 0,000 |
| Polyol
6 | 25,261 | 25,261 | 25,261 | 25,261 |
| Polyol
7 | 29,000 | 29,000 | 29,000 | 29,000 |
| CE
1 | 3,320 | 3,320 | 3,320 | 3,320 |
| Cross
2 | 0,760 | 0,760 | 0,760 | 0,760 |
| KAT
1 | 0,042 | 0,042 | 0,042 | 0,042 |
| KAT
3 | 0,028 | 0,028 | 0,028 | 0,028 |
| KAT
5 | 0,070 | 0,070 | 0,070 | 0,070 |
| KAT
6 | 0,189 | 0,189 | 0,189 | 0,189 |
| Stab
2 | 0,400 | 0,400 | 0,400 | 0,400 |
| Stab
3 | 0,520 | 0,520 | 0,520 | 0,520 |
| Wasser | 1,070 | 1,070 | 1,070 | 1,070 |
| Polyol
3 | 10,000 | 20,000 | 39,340 | |
| Polyol
4 | | | | 39,340 |
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Das
Beispiel B6, B7, B8 und V6 wurden mit dem Prepolymeren 3 zu einem
PU-Integralweichschaum verarbeitet (Kennzahl 113). Die nachfolgende
Tabelle 7 gibt Aufschluss über die Ergebnisse der Versuche. Tabelle 7: Eigenschaften der PU Formkörper
| | B6 | B7 | B8 | V6 |
| FRG | 110 | 114 | 108 | 110 |
| FTD | 380 | 390 | 380 | 390 |
| Entformzeit | 5
min | 5
min | 5
min | > 8 min |
| OFG | + | + | + | – |
| ZF | 0,7 | 0,7 | 0,7 | k.
S. |
| DH | 64 | 67 | 60 | k.
S. |
- FRG: freies Raumgewicht [g/L]; FTD: Formteildichte
[g/L]; OFG: Oberflächengüte: + = sehr homogene
und glatte Oberfläche, 0 = runzelige Oberfläche, – =
starke Runzeln auf der Oberfläche bzw. Oberfläche
reißt ein; ZF: Zugfestigkeit [N/mm2];
DH: Dehnung [%]; k. S.: kein Schaum für mechan. Bestimmung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19544121 [0005]
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- - EP 153639 [0050]
- - DE 3607447 A [0050]
- - US 4764537 [0050]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 7726 [0012]
- - ”Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane”,
Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 3.1 [0016]
- - Piechota und Röhr in ”Integralschaumstoff”,
Carl-Hanser-Verlag, München, Wien, 1975, oder im „Kunststoffhandbuch”,
Band 7, Polyurethane, 3. Auflage, 1993, Kapitel 7 [0052]