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DE1299887B - Process for the production of fiber-forming polyurethanes - Google Patents

Process for the production of fiber-forming polyurethanes

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Publication number
DE1299887B
DE1299887B DE1963M0058388 DEM0058388A DE1299887B DE 1299887 B DE1299887 B DE 1299887B DE 1963M0058388 DE1963M0058388 DE 1963M0058388 DE M0058388 A DEM0058388 A DE M0058388A DE 1299887 B DE1299887 B DE 1299887B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acid
polyester
diisocyanate
hydroxyl groups
polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE1963M0058388
Other languages
German (de)
Inventor
Britain J W
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Corp
Original Assignee
Mobay Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobay Corp filed Critical Mobay Corp
Publication of DE1299887B publication Critical patent/DE1299887B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633Compounds of group C08G18/42
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • 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
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain

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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

Diese Glykole können demnach sowohl eine als auch zwei sekundäre Hydroxylgruppen aufweisen. Sie können in Mischung untereinander oder mit Glykolen mit ausschließlich primären Hydroxylgruppen eingesetzt werden. Diese sind z. B.: Äthylenglykol, 1,3-Propylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 2,2-Diäthyl-l,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol, 2-Äthyl-2-butyl-l,3-propan-These glycols can accordingly have both one and two secondary hydroxyl groups. You can used in a mixture with one another or with glycols with exclusively primary hydroxyl groups will. These are e.g. E.g .: ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propane

Terephthalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure und Sebazinsäure. Auch Mischungen mehrerer Alkohole und mehrerer Säuren hat man für den Polyester eingesetzt.Terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid and sebacic acid. Also mixtures of several Alcohols and several acids have been used for the polyester.

Polyurethane auf Grundlage von Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern, Polyisocyanaten und Amino- und/oder Hydroxylgruppen aufweisenden Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht unter 500 sind bekannt. Sie lassen sich zu hochelastischen Formkörpern ebenso verarbeiten wie zu Filmen im Gießverfahren, zu Beschichtungen von Papier und Geweben und auch zur Herstellung von elastischen Fasern. Dabei hat man die für synthetische Hochpolymere üblichen Arbeitstechniken benutzt, etwa das Naßspinnverfahren, das Trockenspinnverfahren und das Schmelzspinnverfahren. Die für das erfindungsgemäße Verfahren als Ausgangsmaterial dienenden Polyester werden in an sich bekannterPolyurethanes based on polyesters containing hydroxyl groups, polyisocyanates and Chain extenders containing amino and / or hydroxyl groups and having a molecular weight less than 500 are known. They can be processed into highly elastic moldings as well as to films in the casting process, to coatings of paper and fabrics and also for the production of elastic fibers. The working techniques customary for synthetic high polymers were used, such as the wet spinning process, the dry spinning process and the melt spinning process. The one for that Processes according to the invention which are used as starting material are known per se

Weise durch thermische Kondensation aus zweiwerti- 15 diol, 2,4-Cyclohexandimethylol und Xylylenglykol. gen Alkoholen mit zweibasischen Carbonsäuren er- An Dicarbonsäuren seien genannt: Bernsteinsäure,Way by thermal condensation from dihydric 15 diol, 2,4-cyclohexanedimethylol and xylylene glycol. gen alcohols with dibasic carboxylic acids. Dicarboxylic acids are: succinic acid,

halten; etwa aus Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, Glutarsäure, Adipinsäure, Methyladipinsäure, Pime-1,3-Propylenglykol, 1,2-Butylenglykol, 1,3-Butylen- linsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Maglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,6-Hexamethylenglykol, leinsäure, Brassylsäure, Apfelsäure, Fumarsäure, l^-Dimethylolcyclohexan, 1,5-Pentamethylenglykol, 20 Itaconsäure, Dilonolsäure, Diphensäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Hexahydroterephthalsäure, ρ - Phenylendiacetsäure, Dihydromuconsäure und ß-Methyladipinsäure.keep; for example from ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, glutaric acid, adipic acid, methyladipic acid, pime-1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene-licic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, maglycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol, linic acid, brassylic acid, malic acid, fumaric acid, l ^ -dimethylolcyclohexane, 1,5-pentamethylene glycol, 20 itaconic acid, dilonoleic acid, diphenic acid, isophthalic acid, Terephthalic acid, hexahydroterephthalic acid, ρ - phenylenediacetic acid, dihydromuconic acid and ß-methyl adipic acid.

Mindestens 80% der Dicarbonsäuren sollen ali-At least 80% of the dicarboxylic acids should ali-

Es hat sich gezeigt, daß elastische Fasern auf 25 phatischer Natur sein und mindestens 6 Kohlenstoff-Grundlage von Polyestern aus Glykolen mit sekun- atome haben. Gegebenenfalls sind Säuren mit enddären Hydroxylgruppen ungenügende Festigkeiten ständigen Carboxylgruppen bevorzugt,
zeigen im Vergleich mit Fasern auf Grundlage von Der als Ausgangsmaterial für das erfindungsge-
It has been shown that elastic fibers are phatic in nature and have at least 6 carbon-based polyesters made from glycols with seconds atoms. If necessary, acids with terminal hydroxyl groups, inadequate strengths, permanent carboxyl groups are preferred,
show in comparison with fibers based on the starting material for the invention

Polyestern aus Glykolen mit ausschließlich primären mäße Verfahren dienende Polyester muß eine kleine Hydroxylgruppen. Andererseits neigen elastische Fa- 30 Menge eines oder mehrerer dreiwertiger Alkohole in sern auf Grundlage von Polyestern aus Glykolen mit den oben angeführten Mengenverhältnissen enthalten, ausschließlich primären Hydroxylgruppen zum Kri- Geeignete dreiwertige Alkohole sind: Glycerin, Tristallisieren und haben mangelhafte Elastizitätseigen- methylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butantriol, schäften. Das beanspruchte Verfahren erlaubt es, Trimethylolbutan, Trimethylolpentan, 1,3,5-Tri-Polyurethanfasern herzustellen, die eine geringere 35 (hydroxmethyl)-benzol, 1,3,5-Trihydroxyhexahydrobleibende Verformung und eine größere Elastizität benzol.Polyesters from glycols with only primary moderate process serving polyester must be a small one Hydroxyl groups. On the other hand, elastic fibers tend to contain one or more trihydric alcohols contain polyesters made from glycols in the proportions given above, only primary hydroxyl groups are suitable trihydric alcohols are: glycerine, tristallize and have insufficient elasticity properties - methylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, stocks. The claimed process allows trimethylol butane, trimethylol pentane, 1,3,5-tri-polyurethane fibers produce which has a lower 35 (hydroxmethyl) benzene, 1,3,5-trihydroxyhexahydro remaining Deformation and greater elasticity benzene.

oder m. a. W. eine größere Rückstellgeschwindigkeit Zu erwähnen sind ferner Additionsprodukte vonor m. a. W. a greater recovery rate Also to be mentioned are addition products of

nach erfolgter Verformung haben, als sie bisher bei Äthylenoxyd oder Propylenoxyd an die vorstehenden hochschmelzenden oder hochkristallinen Polyestern mehrwertigen Alkohole. Die notwendigen Mengen an bekannt war. Die Erfindung ermöglicht die Verwen- 40 dreiwertigem Alkohol sind kritisch. Es zeigt sich dung von Polyestern, die eine geringere Kristallisa- nämlich, daß weniger als 0,003 Mol eines dreiwertigen Alkohols im Polyester einen nur unbedeutenden Effekt auf die Zugfestigkeit der elastischen Polyurethanfäden haben, während Mengen über 0,075 Molafter the deformation has taken place, as was previously the case with ethylene oxide or propylene oxide high-melting or highly crystalline polyesters, polyhydric alcohols. The necessary amounts of was known. The invention enables the use of trihydric alcohols are critical. It appears formation of polyesters which have a lower crystallization namely that less than 0.003 mol of a trivalent Alcohol in the polyester only has an insignificant effect on the tensile strength of the elastic polyurethane threads have while amounts above 0.075 moles

größer als die von Fasern auf Grundlage von Poly- 45 pro Äquivalent an sekundären Hydroxylgruppen zu estern aus Glykolen mit sekundären Hydroxyl- Polyurethanfäden führen, die nur eine geringe Reißfestigkeit haben. Eine bevorzugte Menge an dreiwertigen Alkoholen liegt um 0,003 Mol pro Äquivalent an sekundären Hydroxylgruppen. Bevorzugt ist diegreater than that of poly-based fibers per equivalent of secondary hydroxyl groups esters from glycols with secondary hydroxyl polyurethane threads, which only have a low tear resistance to have. A preferred amount of trihydric alcohols is around 0.003 moles per equivalent on secondary hydroxyl groups. Is preferred

tionstendenz und niedrigere Schmelzpunkte haben als die bisher für die Herstellung von elastischen Fasern gebräuchlichen Polyester. Dabei ist ihre Festigkeittion tendency and lower melting points than previously for the production of elastic fibers common polyester. Here is their strength

gruppen.groups.

Das neue Verfahren zur Herstellung von faserbildenden Polyurethanen aus Hydroxylgruppen aufThe new process for the production of fiber-forming polyurethanes from hydroxyl groups

weisenden Polyestern, Polyisocyanaten und Amino- 50 Verwendung von Polyestern mit einem Molekular- und/oder Hydroxylgruppen aufweisenden Kettenver- gewicht von 500 bis 5000, besonders zwischen 1000 längerungsmitteln mit einem Molekulargewicht unter
500 ist dadurch gekennzeichnet, daß aus Dicarbon
pointing polyesters, polyisocyanates and amino 50 Use of polyesters with a molecular and / or hydroxyl group-containing chain weight of 500 to 5000, especially between 1000 lengthening agents with a molecular weight below
500 is characterized in that made of dicarbon

säuren, Glykolen mit mindestens einer sekundärenacids, glycols with at least one secondary

und 3000. Die Säurezahl soll zweckmäßig unter 10, vornehmlich zwischen 0 und 2 liegen. Dazu setzt man bei der Herstellung einen kleinen Überschuß an GIy-and 3000. The acid number should expediently be below 10, primarily between 0 and 2. To do this, one sets a small excess of GIy-

Hydroxylgruppe und dreiwertigen Alkoholen ge- 55 kolen ein. Die Hydroxylzahl des Polyesters soll wonnene Polyester verwendet werden, wobei ein drei- zweckmäßig unter 224 und besonders vorteilhaftHydroxyl group and trihydric alcohols come into play. The hydroxyl number of the polyester should be Recovered polyester can be used, with a triple-expedient under 224 and particularly advantageous

wertiger Alkohol in Mengen von 0,003 bis 0,075 Mol, bezogen auf Äquivalent sek. Hydroxylgruppen, ein-hydric alcohol in amounts of 0.003 to 0.075 mol, based on equivalent sec. Hydroxyl groups,

zwischen 35 und 110 liegen.between 35 and 110.

Als organische Diisocyanate zur Herstellung der faserbildenden Polyurethane können beliebige ali-Any ali-

Die Herstellung des Polyesters als Ausgangsmate- 60 phatische, cycloaliphatische und aromatische Diisorial für das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt in an cyanate Verwendung finden, z. B. 2,4-Toluylendiiso-The production of the polyester as a starting material- 60 phatic, cycloaliphatic and aromatic diisorials for the process according to the invention is carried out in to cyanate use, for. B. 2,4-toluene diiso-

cyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat und deren technische Gemische, Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Thiodipropyldiisocyanat, Phenylendiisocyanat, Chlorphenylendiisocyanat, Dianisidindiisocyanat, 1,5-Naphthylendi-cyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and their technical Mixtures, hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, thiodipropyl diisocyanate, Phenylene diisocyanate, chlorophenylene diisocyanate, dianisidine diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate

gesetzt worden ist.has been set.

sich bekannter Weise durch thermische Kondensation der Komponenten bei 100 bis 200° C. Glykole mit mindestens einer sekundären Hydroxylgruppe sind:known way by thermal condensation of the components at 100 to 200 ° C. Glycols with at least one secondary hydroxyl group are:

1,2-Propylenglykol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,3-Pentandiol, 1,4-Pentandiol, 2,3-Pentandiol, 2,4 - Pentandiol, 1,5 - Hexandiol, 1,4 - Hexandiol,1,2-propylene glycol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,3-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,3-pentanediol, 2,4 - pentanediol, 1,5 - hexanediol, 1,4 - hexanediol,

isocyanat, 4,4'-DiphenyImethandiisocyanat, 4,4'-Biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenyldiiso-isocyanate, 4,4'-diphenyl imethane diisocyanate, 4,4'-biphenyl diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenyldiiso-

cyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat. Aromatische Diisocyanate und insbesondere 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat sind bevorzugt.cyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate. Aromatic diisocyanates and especially 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are preferred.

Amino- und/oder Hydroxylgruppen aufweisende Kettenverlängerungsmittel mit einem Molekulargewicht unter 500 sind z. B. Diamine, Glykole, Hydrazin, Alkylhydrazine, Arylhydrazine, Carbodihydrazid, alkyl- und arylsubstituierte Carbohydrazide, Hydroxylamin. Genannt seien im einzelnen beispielsweise: Äthylendiamin, 1,2-Propylendiamin, 1,3-Propylendiamin, 1,4-Tetramethylendiamin, 1,6-Hexamethylendiamin, 1,10-Decamethylendiamin, Isopropylaminopropylamin, 3,3'-Diaminodipropyläther, Benzidin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, p-Phenylendiamin, m - Phenylendiamin, 2,4 - Toluylendiamin, 2,6 - Diaminopyridin, Äthanolamin, Äthyläthanolamin, Methyläthanolamin, Äthylpropanolamin, 3-Aminopropanol, 4 - Aminobutanol, 4 - Aminobenzylalkohol, 1,4 - Butandiol, Hydrochinon - bis - (ß - hydroxyäthyläther), Äthylenglykol, Chinit, Hexahydrobrenzcatechin, 1,6-Hexandiol, 1,3-Propandiol, 2,3-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Glyzerin-a-alkyläther, Xylylenglykol, 1,4-Dimethylolcyclohexan, die Diels-Alder-Additionsprodukte von Butendiol und Anthracen, Diole, die in der Kette oder im Ring durch Fremdatome, wie Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome, substituiert sind, Hydrazin und symmetrische oder asymmetrische Derivate, wie Methylhydrazin, Phenylhydrazin, Ν,Ν'-Dimethylhydrazin, N-Methyl-N'-phenylhydrazin, N-Äthylhydrazin, N,N'-Diäthylhydrazin, Carbohydrazid, und Alkylsubstitutionsprodukte, wie N-Methylcarbohydrazid, Ν,Ν'-Dimethylcarbohydrazid, N-Äthylcarbohydrazid und Ν,Ν'-Dipropylcarbohydrazid.Chain extenders containing amino and / or hydroxyl groups and having a molecular weight below 500 are e.g. B. diamines, glycols, hydrazine, alkylhydrazines, arylhydrazines, carbodihydrazide, alkyl- and aryl-substituted carbohydrazides, hydroxylamine. Examples include: ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,10-decamethylenediamine, isopropylaminopropylamine, 3,3'-diaminodipropyl ether, benzidine, 4 , 4'-diaminodiphenylmethane, p-phenylenediamine, m - phenylenediamine, 2,4 - tolylenediamine, 2,6 - diaminopyridine, ethanolamine, ethylethanolamine, methylethanolamine, ethylpropanolamine, 3-aminopropanol, 4 - aminobutanol, 4 - aminobenzyl alcohol, 1,4 - Butanediol, hydroquinone - bis - (ß - hydroxyethyl ether), ethylene glycol, quinite, hexahydrocycatechol, 1,6-hexanediol, 1,3-propanediol, 2,3-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, glycerine α-alkyl ethers, xylylene glycol, 1,4-dimethylolcyclohexane, the Diels-Alder addition products of butenediol and anthracene, diols which are substituted in the chain or in the ring by foreign atoms such as oxygen, nitrogen or sulfur atoms, hydrazine and symmetrical ones or asymmetric derivatives such as methylhydrazine, phenylhydrazine, Ν, Ν'-dimethylhydrazine, N-methyl-N'-phenylhydrazine, N-ethylhydrazine, N, N'-diethylhydrazine, carbohydrazide, and alkyl substitution products such as N-methylcarbohydrazide, Ν, Ν'-dimethylcarbohydrazide, N-ethylcarbohydrazide and Ν, Ν'-dipropylcarbohydrazide.

Das Diisocyanat wird in einer solchen Menge eingesetzt, daß das Verhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der OH- und/oder NH2-Gruppen im Polyester und Kettenverlängerungsmittel etwas größer als 1 ist, vorteilhaft zwischen 1,01 und 1,2. Ein Optimum liegt bei 1,04. Im allgemeinen wird man 2 bis 6 Mol pro Polyester und 1 bis 5 Mol Kettenverlängerungsmittel pro Mol Polyester einsetzen. Bevorzugt sind 2,3 bis 3 Mol Diisocyanat und 1,2 bis 1,9 Mol Kettenverlängerungsmittel pro Mol Polyester mit dem Ziel eines NCO zu OH- bzw. NH2-Verhältnisses von etwa 1,04. Zweckmäßig mischt man Polyester und Kettenverlängerungsmittel kurze Zeit bei 50 bis 110° C vor und setzt dann das Diisocyanat zu. Die Reaktion ist exotherm, und die Temperatur der Reaktionsmischung steigt in 2 Minuten um etwa 30 bis 50° C an. Die Reihenfolge des Zusammengebens der Komponenten ist jedoch nicht kritisch und kann auch beliebig geändert werden.The diisocyanate is used in such an amount that the ratio of NCO groups to the sum of the OH and / or NH 2 groups in the polyester and chain extender is somewhat greater than 1, advantageously between 1.01 and 1.2. An optimum is 1.04. In general, 2 to 6 moles per polyester and 1 to 5 moles of chain extender per mole of polyester will be used. 2.3 to 3 moles of diisocyanate and 1.2 to 1.9 moles of chain extender per mole of polyester are preferred, with the aim of an NCO to OH or NH 2 ratio of about 1.04. It is advisable to premix the polyester and chain extender for a short time at 50 to 110 ° C. and then add the diisocyanate. The reaction is exothermic and the temperature of the reaction mixture increases by about 30 to 50 ° C in 2 minutes. However, the order in which the components are combined is not critical and can also be changed as required.

Vor dem endgültigen Aushärten wird die Reaktion unterbrochen. Zeit und Temperatur sind weitgehend abhängig von den jeweils verwendeten Reaktionskomponenten. Man gießt die Reaktionsschmelze in Schalen, die in einem Ofen trockener Wärme, z. B. zwischen 80 und 130° C für 10 bis 30 Minuten ausgesetzt sind. Die Polyurethane werden dann dem Ofen entnommen, auf Raumtemperatur abgekühlt und granuliert. Eine endgültige Aushärtung ist meist nicht notwendig, sie erfolgt während des Schmelzspinnens der faserbildenden Polyurethane oder auch noch nach der Bildung der Faser. Aus dem Verfahrensprodukt erhält man auf verschiedenen Wegen eine elastische Faser. So kann man die Masse schmelzspinnen oder auch auflösen und trocken oder naß verspinnen. Für gröbere elastische Fäden zieht man die Polyurethane auf einem Gummiwalzwerk zu einem dicken Fell aus und schneidet dieses zu Fäden. Für das Lösungsspinnverfahren eignen sich als Lösungsmittel Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Dimethylacetamid, N-Methylpyrolidin, Dimethylpropionamid, Dimethylsulfoxyd und Methoxydimethylacetamid. Nach dem Naßspinnverfahren spinnt man die Lösung in einen Nichtlöser wie Wasser ein, nachThe reaction is interrupted before the final hardening. Time and temperature are largely depending on the reaction components used in each case. The reaction melt is poured into Trays to be placed in a dry heat oven, e.g. B. exposed between 80 and 130 ° C for 10 to 30 minutes are. The polyurethanes are then removed from the oven, cooled to room temperature and granulated. Final hardening is usually not necessary; it takes place during melt spinning the fiber-forming polyurethanes or even after the fiber has been formed. From the process product elastic fiber is obtained in various ways. So you can melt spinning the mass or dissolve and dry or spin wet. For coarser elastic threads, the polyurethanes are drawn in on a rubber roller mill thick fur and cut it into threads. Solvents are suitable for the solution spinning process Dimethylformamide, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, N-methylpyrolidine, dimethylpropionamide, Dimethyl sulfoxide and methoxydimethylacetamide. The wet spinning process is used to spin dip the solution in a nonsolvent such as water

ίο dem Trockenspinnverfahren spinnt man in einen Heißluftkamin. Bevorzugt wird das Schmelzspinnverfahren. Dabei extrudiert man die nicht ausgehärtete Polyurethanmasse in Faserform, spult sie auf und härtet sie in einem Ofen für 8 bis 20 Stunden bei 90 bis 120° C, vorzugsweise bei 100 bis 110° C. Es lassen sich so elastische Polyurethanfäden von 30 bis 1000 den und mehr herstellen.ίο the dry spinning process one spins into one Hot air fireplace. The melt spinning process is preferred. The uncured one is extruded Polyurethane mass in fiber form, winds it up and hardens it in an oven for 8 to 20 hours at 90 to 120 ° C, preferably at 100 to 110 ° C. It can be elastic polyurethane threads from 30 to Manufacture 1000 den and more.

Beispiel 1example 1

Herstellung des AusgangsmaterialsProduction of the starting material

Eine Mischung aus 1 Mol 1,2-Propylenglykol, 2,3 Mol Äthylenglykol, 0,08 Mol Trimethylolpropan und 2,51 Mol Adipinsäure wird unter Rühren auf 200° C erhitzt, wobei das Kondenswasser zunächst unter Rückfluß und dann im Vakuum von 10 mm Hg entfernt wird. Die Veresterung wird abgebrochen, wenn eine Hydroxylzahl von 59 und eine Säurezahl von 1,9 erreicht sind. Die Viskosität des Polyesters im Brookfield-Viskosimeter beträgt 790 cP/73° C.A mixture of 1 mole of 1,2-propylene glycol, 2.3 mol of ethylene glycol, 0.08 mol of trimethylolpropane and 2.51 mol of adipic acid is added with stirring 200 ° C heated, the condensation water first under reflux and then in a vacuum of 10 mm Hg Will get removed. The esterification is terminated when a hydroxyl number of 59 and an acid number of 1.9 are reached. The viscosity of the polyester in the Brookfield viscometer is 790 cP / 73 ° C.

Erfindungsgemäße UmsetzungImplementation according to the invention

100 Gewichtsteile des Polyesters werden mit 9 Gewichtsteilen 1,4-Butandiol 30 Minuten bei 60° C gemischt und dann bei dieser Temperatur 40,1 Gewichtsteile 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat zugesetzt. Das NCO- zu OH-Verhältnis beträgt 1,04. Nach exothermer Reaktion unter Rühren für 2 Minuten wird die Reaktionsmasse in mit einem Silikon-Trennungsmittel behandelte Schalen gegossen. Die Dicke der Masse in der Schale beträgt 0,3 bis 1,3 cm. Die Schalen werden 15 Minuten bei 110° C in einem Ofen gehalten, wobei sich das Produkt verfestigt. Anschließend wird auf Raumtemperatur abgekühlt und das Polyurethan in Stücke geschnitten und gemahlen. Das gemahlene Polyurethan wird in einen Schmelzextruder gebracht und ein Faden von etwa 400 den extrudiert. Nach 18stündigem aushärten bei 110° C zeigt der Faden die folgenden Eigenschaften:100 parts by weight of the polyester are mixed with 9 parts by weight of 1,4-butanediol at 60 ° C. for 30 minutes and then added at this temperature 40.1 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. The NCO to OH ratio is 1.04. After an exothermic reaction with stirring for 2 minutes the reaction mass is poured into dishes treated with a silicone release agent. The thickness of the The mass in the bowl is 0.3 to 1.3 cm. The dishes are 15 minutes at 110 ° C in one Oven held with the product solidifying. It is then cooled to room temperature and the polyurethane cut into pieces and ground. The ground polyurethane is fed into a melt extruder brought and extruded a thread of about 400 den. Cure after 18 hours at 110 ° C the thread shows the following properties:

Zugfestigkeit 470 kg/cm2 Tensile strength 470 kg / cm 2

Dehnung 650%Elongation 650%

Bleibende Dehnung nach
lOminutiger Entspannung
Permanent stretch after
lOminute relaxation

bei 3O0C 2%at 3O 0 C 2%

Wird das Polyurethan durch ein Gummiband-Mundstück extrudiert und bei 110° C 18 Stunden ausgehärtet, so erhält man Gummiband für die Messung der Zerreißfestigkeit, die bei einer Extrudertemperatur von 200 bis 215° C 14 kg/cm beträgt.The polyurethane is extruded through a rubber band mouthpiece and kept at 110 ° C for 18 hours cured, rubber band for measuring the tensile strength at an extruder temperature is obtained from 200 to 215 ° C is 14 kg / cm.

Beispiel 2
Herstellung des Ausgangsmaterials
Example 2
Production of the starting material

Es wird ein Polyester wie im Beispiel 1 hergestellt, aber mit 0,01 Mol 1,2,6-Hexantriol anstatt mit 0,08 Mol Trimethylolpropan und mit 2,44 Mol Adipinsäure. Der Polyester hat eine OH-Zahl von 56,A polyester is produced as in Example 1, but with 0.01 mol of 1,2,6-hexanetriol instead of with 0.08 moles of trimethylol propane and with 2.44 moles of adipic acid. The polyester has an OH number of 56,

1010

2020th

eine Säurezahl von 1,5 und eine Viskosität von 650 cP bei 73° C.an acid number of 1.5 and a viscosity of 650 cP at 73 ° C.

Erfindungsgemäße UmsetzungImplementation according to the invention

Der Polyester wird nach Beispiel 1 zur Herstellung eines Polyurethans verwendet, wobei 39,4 Gewichtsteile 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat verwendet werden (NCO- zu OH-Verhältnis 1,04).The polyester is used according to Example 1 to produce a polyurethane, 39.4 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate being used (NCO to OH ratio 1.04).

Zugfestigkeit 356 kg/cm2 Tensile strength 356 kg / cm 2

Dehnung 72O°/oElongation 72O%

Bleibende Dehnung nach
lOminutiger Entspannung
bei 300C 6%
Permanent stretch after
lOminute relaxation
at 30 0 C 6%

Wird das Polyurethan durch ein Gummiband-Mundstück extrudiert und bei 110° C 18 Stunden ausgehärtet, so erhält man ein Gummiband für die Messung der Zerreißfestigkeit, die bei einer Extrudertemperatur von 175 bis 200° C 45 kg/cm beträgt.The polyurethane is extruded through a rubber band mouthpiece and kept at 110 ° C for 18 hours cured, a rubber band is obtained for measuring the tensile strength at an extruder temperature from 175 to 200 ° C is 45 kg / cm.

Beispiel 3Example 3

Herstellung des AusgangsmaterialsProduction of the starting material

Ein Polyester wird nach Beispiel 1 hergestellt, aber unter Verwendung von 0,03 Mol Trimethylolpropan und 2,47 Mol Adipinsäure. Die Hydroxylzahl beträgt 58, die Säurezahl 1,5 und die Viskosität 700 cP/73° C.A polyester is prepared according to Example 1, but using 0.03 mol of trimethylolpropane and 2.47 moles of adipic acid. The hydroxyl number is 58, the acid number 1.5 and the viscosity 700 cP / 73 ° C.

Erfindungsgemäße UmsetzungImplementation according to the invention

Aus diesem Polyester wird nach Beispiel 1 unter Verwendung der dort angegebenen Komponenten und ihrer Mengenverhältnisse, aber mit 39,9 Gewichtsteilen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (NCO- zu OH-Verhältnis 1,04) eine Polyurethanmasse hergestellt und zu Fäden extrudiert.This polyester is made according to Example 1 using the components and specified there their proportions, but with 39.9 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (NCO- to OH ratio 1.04) a polyurethane mass is produced and extruded into threads.

Zugfestigkeit 410 kg/cm2 Tensile strength 410 kg / cm 2

Dehnung 700%Elongation 700%

Bleibende Dehnung nachPermanent stretch after

lOminutiger EntspannunglOminute relaxation

bei 300C 4%at 30 0 C 4%

Wird das Polyurethan durch ein Gummiband-Mundstück extrudiert und bei 110° C 18 Stunden ausgehärtet, so erhält man ein Gummiband für die Messung der Zerreißfestigkeit, die bei einer Extrudertemperatur von 195 bis 210° C 36 kg/cm beträgt.The polyurethane is extruded through a rubber band mouthpiece and kept at 110 ° C for 18 hours cured, a rubber band is obtained for measuring the tensile strength at an extruder temperature from 195 to 210 ° C is 36 kg / cm.

Beispiel 4 — VergleichsbeispielExample 4 - comparative example

Der Polyester wird nach Beispiel 1 hergestellt, aber ohne Mitverwendung von Trimethylolpropan und unter Einsatz von 2,44MoI Adipinsäure. Die OH-Zahl beträgt 56, die Säurezahl 1,5 und die Viskosität 600 cP/730 C. Aus diesem Polyester wird nach Beispiel 1 mit den dort angeführten Komponenten und ihren Mengenverhältnissen, aber mit 39,4 Gewichtsteilen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (NCO- zu OH-Verhältnis 1,04) ein Polyurethan hergestellt, das zu Fäden extrudiert wird.The polyester is produced according to Example 1, but without using trimethylolpropane and using 2.44 mol of adipic acid. The OH number is 56, the acid number 1.5 and the viscosity 600 cP / 73 ° C. This polyester is converted into 4,4'-diphenylmethane diisocyanate according to Example 1 with the components listed there and their proportions, but with 39.4 parts by weight (NCO to OH ratio 1.04) a polyurethane is produced that is extruded into threads.

Zugfestigkeit 161 kg/cm2 Tensile strength 161 kg / cm 2

Dehnung 820%Elongation 820%

Bleibende Dehnung nach
lOminutiger Entspannung
bei 3O0C 23%
Permanent stretch after
lOminute relaxation
at 3O 0 C 23%

Wird das Polyurethan durch ein Gummiband-Mundstück extrudiert und bei 110° C 18 Stunden ausgehärtet, so erhält man ein Gummiband für die Messung der Zerreißfestigkeit, die bei einer Extrudertemperatur von 150 bis 180° C 36 kg/cm beträgt.The polyurethane is extruded through a rubber band mouthpiece and kept at 110 ° C for 18 hours cured, a rubber band is obtained for measuring the tensile strength at an extruder temperature from 150 to 180 ° C is 36 kg / cm.

Beispiel 5 — VergleichsbeispielExample 5 - comparative example

Ein Polyester wird nach Beispiel 1, aber mit 0,2 Mol Glycerin anstatt von Trimethylolpropan und mit 2,64MoI Adipinsäure hergestellt (OH-Zahl 56, Säurezahl 1,5 und Viskosität 1000 cP/73° C). Aus diesem Polyester wird nach Beispiel 1, aber mit 39,4 Gewichtsteilen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (NCO- zu OH-Verhältnis 1,04) ein Polyurethan hergestellt. Es schmilzt nicht ohne Zersetzung und kann zur Fadenherstellung nicht verwendet werden. Es zeigt sich der Effekt eines zu hohen Gehaltes an dreiwertigem Alkohl. Das Polyurethan kann nicht unter 220° C extrudiert werden.A polyester is according to Example 1, but with 0.2 mol of glycerol instead of trimethylolpropane and made with 2.64MoI adipic acid (OH number 56, Acid number 1.5 and viscosity 1000 cP / 73 ° C). This polyester becomes according to Example 1, but with 39.4 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (NCO to OH ratio 1.04) made a polyurethane. It does not melt without decomposition and cannot be used to make thread. It shows the effect of a too high content of trivalent alcohol. The polyurethane cannot go under 220 ° C can be extruded.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von faserbildenden Polyurethanen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern, Polyisocyanaten und Amino- und/oder Hydroxylgruppen aufweisenden Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht unter 500, dadurchgekennzeichnet, daß aus Dicarbonsäuren, Glykolen mit mindestens einer sekundären Hydroxylgruppe und dreiwertigen Alkoholen gewonnene Polyester verwendet werden, wobei ein dreiwertiger Alkohol in Mengen von 0,003 bis 0,075 Mol, bezogen auf Äquivalent sek. Hydroxylgruppen, eingesetzt worden ist.Process for the production of fiber-forming polyurethanes from hydroxyl groups Polyesters, polyisocyanates and chain extenders containing amino and / or hydroxyl groups with a molecular weight below 500, characterized in that dicarboxylic acids, glycols with at least a secondary hydroxyl group and trihydric alcohols are used are, with a trihydric alcohol in amounts of 0.003 to 0.075 mol, based on equivalents sec. Hydroxyl groups.
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