DE1301121B - Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer hochwaermebestaendiger Polyurethan-Elastomerer - Google Patents
Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer hochwaermebestaendiger Polyurethan-ElastomererInfo
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Description
Eine Begrenzung des Einsatzgebietes von PoIy-J
urethan-Elastomeren, die thermoplastisch verarbeitet1 werden können, lag bisher in der mangelnden Wärmestandfestigkeit
dieser Materialien. Als Maß für die Wärmestandfestigkeit eines Materials können das
logarithmische Dekrement und der Schubmodul bei freien Torsionsschwingungen dienen.
Die F i g. 1 und 2 zeigen typische Kurven, die bei der Herstellung normaler thermoplastisch verarbeitbarer
Polyurethan-Elastomerer erhalten werden. Die Bestimmung des logarithmischen Dekrements A und
des Schulmoduls G erfolgte nach Normvorschrift DIN 53 445. Aus F i g. 1 und 2 der Zeichnung ist zu
entnehmen, daß die maximale Wärmestandfestigkeit einer Polyurethan-Qualität bei ungefähr 1200C liegt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nunmehr möglich, die Wärmestandfestigkeit durch folgende
Maßnahmen auf 15O0C (s. F i g. 3) zu erhöhen:
An Stelle eines Polyesters oder Polyäthers wird für die Polyol-Komponente ein Hydroxylpolycaprolacton ao
eingesetzt mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000. Es muß sich hierbei um ein Produkt
handeln, welches überwiegend linearen Charakter hat und dadurch entsteht, daß e-Caprolacton zusammen
mit einem Glykol polymerisiert wird.
An Stelle eines Kettenverlängerungsmittels — wozu üblicherweise niedermolekulare Glykole mit einem
Molekulargewicht unter 500 verwendet werden — soll hier Phenylen-di-(/S-oxyäthyläther) zur Anwendung
gelangen, der innerhalb der Kette einen aromatischen Rest besitzt. Derartige Glykole sind bereits mehrfach
in der Polyurethan-Chemie beschrieben worden, unter anderem in der deutschen Patentschrift 1029 559
zur Herstellung von gießbaren verbesserten Polyurethan-Elastomeren.
Durch die USA.-Patentschriften 2 933 477 und 2 933 478 ist es bereits bekannt, Polylacton-Polyester-Polyurethankunststoffe
herzustellen, jedoch besitzen diese bekannten Polyurethane den großen Nachteil, daß diese bei der Weiterverarbeitung noch die Einarbeitung
zusätzlichen Diisocyanats benötigen. Die durch die vorliegende Erfindung erhältlichen Polyurethane
zeichnen sich unter anderem dadurch aus, daß diese ohne Zusätze thermoplastisch verarbeitbar
sind, so daß die erfindungsgemäßen Produkte wesentlieh einfacher zu verarbeiten sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer, hochtemperaturbeständiger
Polyurethan-Elastomere durch Umsetzen einer Mischung von Hydroxylpolycaprolactonen mit einem
Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 und einem Glykol als Vernetzer, mit aromatischen Diisocyanaten
vom Typ des 4,4'-Diphenylmethandiisocyanates, dadurch gekennzeichnet, daß den Hydroxylpolycaprolactonen
zuerst als Vernetzer Phenylen-dH/3-oxyäthyläther)
und danach das Diisocyanat zugesetzt wird und man das Gemisch bei etwa 80 bis 120° C zur Reaktion
bringt.
Als Isocyanat für diese Produkte kommen grundsätzlich nur aromatische Isocyanate in Frage vom Typ
des 4,4'-Diphenylmethandiisocyanates.
Die Herstellung der Produkte geschieht im sogenannten Einstufenverfahren, indem man das Hydroxylpolycaprolacton
mit dem eingangs geschilderten Glykol vermischt und auf die Mischung bei erhöhten
Temperaturen von etwa 80 bis 1200C das 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
zur Reaktion bringt.
Bei der Reaktion, die durch Zugabe des Diisocyanates erfolgt, tritt eine exotherme Wärmereaktion
auf; die Mischung erfolgt in einer der üblichen Zweikomponenten-Polyurethan-Gießmaschinen.
Das Reaktionsprodukt erstarrt nach kurzer Zeit und kann in üblicher Form granuliert werden.
1000 g eines linearen Hydroxylpolycaprolactons vom Molekulargewicht 2000 und der Hydroxylzahl 56
werden in entwässertem Zustand bei 1200C mit 189 g
geschmolzenem Phenylen-di-(j?-oxyäthyläther) und 3 g Trimethylolpropan vermischt und mit 450 g
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat umgesetzt. Noch flüssig wird das Reaktionsgut anschließend auf geheizte
Bleche gegossen und 10 Minuten bei 1500C darauf belassen. Nach 48 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur
kann das Umsetzungsprodukt granuliert und auf üblichen Spritzgußmaschinen, Extrudern oder Kalandern
zum Fertigteil verarbeitet werden. Durch dreitägiges Tempern bei 8O0C oder durch einfaches sechswöchiges
Lagern bei Raumtemperatur erhalten die Fertigteile schließlich ihre optimalen Eigenschaftswerte:
Prüfung
Dichte
Shore A
Shore D
Zerreißfestigkeit ...
Modul 100 «/„
Modul 300%
Dehnung
Stoßelastizität
Weiterreißfestigkeit. Weiterreißfestigkeit.
Abrieb
Druckverf. RT
Druckverf. 700C ..
1000 Gewichtsteile eines linearen Hydroxypolycaprolactons vom Molekulargewicht 3000 und der
| DIN | Dim. |
| 53550 | g/cms |
| 53505 | 0 |
| 53505 | 0 |
| 53504 | kp/cm2 |
| 53504 | kp/cm2 |
| 53504 | kp/cm2 |
| 53504 | °/o |
| 53512 | °/o |
| 53507 | kp/cm |
| 53515 | kp/cm |
| 53516 | mm3 |
| 53517 |
0/
/0 |
| 53517 | /0 |
Wert
1,18
36
483
483
78
162
470
162
470
10,2
24,0
Hydroxylzahl 37 werden in entwässertem Zustande bei 12O0C mit 165 Gewichtsteilen Hydrochinon-Phenylendi-03-oxyäthyläther)
und 240 Gewichtsteilen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat umgesetzt. Die Weiterver-
arbeitung des Reaktionsgutes erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben.
Die nach diesem Beispiel hergestellten Endprodukte haben die nachstehenden Eigenschaftswerte:
Prüfung
Dichte
Shore A
Shore D
Zerreißfestigkeit ...
Modul 100%
Modul 300%
Dehnung
Stoßelastizität
Weiterreißfestigkeit
Weiterreißfestigkeit
Weiterreißfestigkeit
Abrieb
Druckverf. RT
Druckverf.70°C ..
DIN
53550 53505 53505 53504 53504 53504 53504 53512 53507 53515 53516 53517
53517
Dim.
g/cm8
kp/cm2 kp/cm2 kp/cm2
/o
/o
kp/cm kp/cm
mm
o/
/0
0/
/0
Wert
1,16
95
40 352
50 118 520
40
24
49
43
17
45,0 10 Minuten bei 1500C darauf belassen. Nach 48 Stunden
Lagerung bei Raumtemperatur kann das Umsetzungsprodukt granuliert und auf üblichen Spritzgußmachinen,
Extrudern oder Kalandern zum Fertigteil verarbeitet werden. Durch dreitägiges Tempern bei
8O0C oder durch einfaches sechswöchiges Lagern bei Raumtemperatur erhalten die Fertigteile schließlich
ihre optimalen Eigenschaftswerte:
1000 Gewichtsteile eines linearen Hydroxylpolycaprolactons vom Molekulargewicht 1000 und der
Hydroxylzahl 128 werden in entwässertem Zustande bei 1500C mit 189 Gewichtsteilen Phenylen-di-(/3-oxyäthyläther),
3 Gewichtsteilen Trimethylolpropan gemischt und unmittelbar darauf mit 610 Gewichtsteilen
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat zur Reaktion gebracht. Weiterverarbeitung des Reaktionsgutes nach
Beispiel 1.
Die Eigenschaftswerte des erhaltenen Fertigproduktes sind:
| lo Prüfung | DIN | Dim. | Wert |
| Dichte | 53550 53505 53505 53504 53504 53504 53504 53512 53507 53515 53516 53517 53517 |
g/cm3 0 0 kp/cm2 kp/cm2 kp/cm2 o/ /o 0/ /0 kp/cm kp/cm mm3 % °/o |
1,19 95 ±3 45 ±3 >450 100 180 450 30 40 80 55 <15 <30 |
| Shore A Shore D 15 Zerreißfestigkeit Modul 100% Modul 300% Dehnung Stoßelastizität Weiterreißfestigkeit ... Weiterreißfestigkeit ... Abrieb |
|||
| Druckverf. RT Druckverf. 7O0C |
Prüfung
Dichte
Shore A
Shore D
Zerreißfestigkeit ...
Modul 100%
Modul 300%
Dehnung
Stoßelastizität
Weiterreißfestigkeit
Weiterreißfestigkeit
Weiterreißfestigkeit
Abrieb
Druckverf. RT ....
Druckverf. 7O0C ..
Druckverf. 7O0C ..
DIN
53550 53505 53505 53504 53504 53504 53504 53512 53507 53515 53516 53517
53517
Dim.
g/cm3
kp/cm2 kp/cm2 kp/cm2
kp/cm
kp/cm
mm3
Wert
1,19
93
40 518 108 252 430
20
37
82
68
15,0
28,1
1000 g eines linearen Hydroxylpolycaprolactons vom Molekulargewicht 2000 und der Hydroxylzahl 56
werden in entwässertem Zustand bei 1100C mit 318 g Phenylen-di-fjS-oxyäthyläther), 3 g Trimethylolpropan
und 17 g Hydrolyseschutznuttel vermischt und danach mit 630 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat umgesetzt.
Noch flüssig wird das Reaktionsgut anschließend auf geheizte Bleche gegossen und 10 Minuten bei 1500C
darauf belassen. Nach 48 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur kann das Umsetzungsprodukt granuliert
und auf üblichen Spritzgußmaschinen, Extrudern oder Kalandern zum Fertigteil verarbeitet werden. Durch
dreitägiges Tempern bei 8O0C oder durch einfaches sechswöchiges Lagern bei Raumtemperatur erhalten
die Fertigteile schließlich ihre optimalen Eigenschaftswerte:
Die Wärmestandfestigkeit der nach 1, 2 und 3 erhaltenen Endprodukte ist aus der in der Zeichnung
dargestellten Kurve nach F i g. 3 zu ersehen.
1000 g eines linearen Hydroxylcaprolactons vom Molekulargewicht 2000 und der Hydroxylzahl
werden in entwässertem Zustand bei 110° C mit 220 g geschmolzenem Phenylen-di-(/?-oxyäthyläther), 4 g Trimethylolpropan
und 17 g Hydrolyseschutzmittel vermischt und danach mit 500 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
umgesetzt. Noch flüssig wird das Reaktionsgut anschließend auf geheizte Bleche gegossen und
Prüfung
Dichte
Shore A
Shore D
Zerreißfestigkeit
Modul 100% ....
Modul 300%
Dehnung
Stoßelastizität
Weiterreißfestigkiet
Weiterreißfestigkiet
Weiterreißfestigkeit
Abrieb
Druckverf.RT ...
. Druckverf. 700C ..,
. Druckverf. 700C ..,
DIN
53550 53505 53505 53504 53504 53504 53504 53512 53507 53515 53516 53517
53517
Dim.
g/cm3
kp/cm2 kp/cm2 kp/cm2
/o
kp/cm
kp/cm
mm3
Wert
98
56 450 120 190 450
35
100
55
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer, hochtemperaturbeständiger Polyurethan-Elastomerer
durch Umsetzen einer Mischung von Hydroxylpolycaprolactonen mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 und
einem Glykol als Vernetzer mit aromatischen Diisocyanaten
vom Typ des ^'-Diphenylmethan-Diisocyanates,
dadurch gekennzeichnet, daß den Hydroxylpolycaprolactonen zuerst als Vernetzer Phenylen-di-(/S-oxyäthyläther) und danach
das Diisocyanat zugesetzt wird und man das Gemisch bei etwa 80 bis 1200C zur Reaktion
bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydroxylpolycaprolacton mit der
OH-Zahl 56 und dem mittleren Molekulargewicht 2000 zur Anwendung gelangt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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| DE1965E0029996 DE1301121B (de) | 1965-08-30 | 1965-08-30 | Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer hochwaermebestaendiger Polyurethan-Elastomerer |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE1965E0029996 Pending DE1301121B (de) | 1965-05-15 | 1965-08-30 | Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer hochwaermebestaendiger Polyurethan-Elastomerer |
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
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| US2933477A (en) * | 1956-04-13 | 1960-04-19 | Union Carbide Corp | Polyurethane resins from lactone polyesters |
| US2933478A (en) * | 1956-04-13 | 1960-04-19 | Union Carbide Corp | Polyurethane resins from lactone polyesters |
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1965
- 1965-08-30 DE DE1965E0029996 patent/DE1301121B/de active Pending
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1966
- 1966-08-17 GB GB3682566A patent/GB1149771A/en not_active Expired
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1149771A (en) | 1969-04-23 |
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