DE916118C

DE916118C - Verfahren zur Herstellung von giessfaehigen Kunststoffen

Info

Publication number: DE916118C
Application number: DEF7871A
Authority: DE
Inventors: Dr Cornelius Muehlhausen; Dr Erwin Weinbrenner
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1951-12-13
Filing date: 1951-12-13
Publication date: 1954-08-05

Description

Verfahren zur Herstellung von gießfähigen Kunststoffen Es ist bekannt, durch Umsetzung von linearen Polyestern mit überschüssigen, Mengen: Diisocyaxiat unter Zusatz einer dem Isocyanatüberschuß äquivalenten Menge von reaktionsfähigen Polyaminen, Polyalkoholen, Oxyaminen usw. hochwertige gummielastische Kunststoffe herzustellen. Man hat es dabei in der Hand, durch Variation, des Diisor cyanatüberschusses und entsprechend der erforderlichen Menge Polyamin bzw. Polyoxyverbindung usw. bei weitgehender Erhaltung der Kautschukelastizität das Eigenschaftsbild der erhaltenen Kunststoffe von weichen, leicht dehnbaren Produkten mit geringem Modul bis zu Typen von Harzkunststoffcharakter mit hoher Härte und, großem Modul abzuwandeln, die gegen Stoß und Schlag unempfindlich sind und nur unter dem Ein,-fluß starker Kräfte elastisch verformt werden können. Verarbeitungstechnisch ist bei diesen letzteren Produkten noch von Vorteil, daß sie neben der Verarbeitbarkeit aus flüssigerPhase auch spanabhebend bearbeitet .werden können.
Die Herstellung dieser Polyesterdiisocyanatrea@ktionsprodukte erfolgt in bekannter Weise so, da,ß man die Polyester möglichst weitgehend entwässert und mit den Diisocyanaten bei Temperaturen zwischen ioo und i5o° umsetzt. Die noch freie Diisacyanatgruppen enthaltenden Umsetzungsprodukte werden dann mit den, sogenannten Vernetzern, z. B. zweiwertigen Alkoholen, Aminen oder Oxyaminen, vermischt, in die gewünschten, Formen gegossen und bei Temperaturen von ioo bis 130° gehärtet.
Bei der Umsetzung der Polyester mit den Diisoocyanaten und auch bei der weiteren Umsetzung dieser Reaktionsprodukte mit den.Dialkoholen usw., die meist im Rührkessel im Vakuum vorgenommen wird, tritt häufig eine starke Schaumbildung auf, die sich äußerst störend bemerkbar macht und besondere Maßnahmen erfordert. So ist man gezwungen, die Reaktionskessel so groß zu wählen, daß ein genügend freier Raum für die Aufnahme des Schaumes bleibt. Es muß unbedingt vermieden werden, daß dieser in die Rohrleitungen gelangt, da, diese dann leicht verstopft werden können.
Beim Gießen. der Reaktionsprodukte, besonders bei dickwandigen oder kompliziertem; Formkörpern., beobachtet man nach. der Verfestigung des Reaktionsproduktes häufig Luftblasen bzw. Lunker, die durch mitgerissene Luft hervorgerufen werden. Dies kann man bekanntlich dadurch vermeiden, daß man. nach, dem Schleudergußverfahren arbeitet oder daß man den gegossenen Artikel in noch flüssigem Zustand kurze Zeit evakuiert. Die Durchführung dieser Maßnahmen erfordert aber kostspielige technische Einrichtungen und läßt sich häufig überhaupt nicht durchführen.
Es. wurde nun gefunden;, daß man diese Nachteile bei der Herstellung von gegossenen Kunststoffen vermeiden kann, wenn man vor oder während der Reaktion Kohlenwasserstoffe oder deren. mit den obigen Komponenten nicht reagierende Substitutionsprod-ukte zusetzt, die bei 150' noch nicht in nennenswertem Umfang flüchtig sind. Geeignete Kohlenwasserstoffe für das vorliegende Verfahren sind insbesondere Hartparaffin, Paraffinöl, Spindelöl, Hochv akuumöl usw. Man kann von, diesen Kohlenwasserstoffen Mengen, von etwa. i bis 2o %, bezogen auf die eingesetzten Polyester, anwenden, vorzugsweise nimmt man 2 bis 30/@. Der Zusatz kann. in jedem Stadium der Umsetzung erfolgen. MitVorteil setzt man sie aber schon den Polyestern: vor oder kurz nach der Entwässerung zu.

Ein besonderer Vorteil dieses Zusatzes von Kohlenwasserstoffen. besteht weiter darin; da,ß die Abriebfestigkeit der so verarbeiteten gegossenen Kunststoffe bedeutend erhöht wird. Die folgenden Vergleichszahlen zeigen deutlich die Überlegenheit der mit Koh;len.wa-ssers,toffen versetzten Reaktionsprodukte.

Abrieb einer Natur-

kautschuklaüffläche ....... 8o Volumeinheiten

Abrieb eines aus Polyestern

und. Diisocy ana:ten erhal-

tenen, Reaktionsproduktes

ohne Zusatz ...... . .. 5o -

Abrieb, eines aus dem glei-

chen Polyester und Diiso-

cya:natein erhalten.enReak-

tionsprod.uktes mit Koh-

lenwasserstoffzusätzen 5 bis io -

Besonders vorteilhaft wirkt sich der Kohlen.-wasserstoffzusatz aus bei der Herstellung von im Gießverfahren, gewonnenen Formkörpern, die starker mechanischer Beanspruchung unterworfen werden, wie, z. B. Kegelrädern, Zahnrädern, Kupplungen, Lagerschalen, Klauenkupplungen, Reibrädern für Kegelantrieb usw. Bei derartigen Formkörpern tritt eine weitere Erscheinung auf, die sich in vielen Fällen als Vorteil erweist und unter Umständen, überhaupt erst den Einsatz der gegossenen Kunststoffe als Konstruktionselement erlaubt. Die Haftreibung wird stark vermindert, so daß bewegliche Maschinenteile aus diesen Kunststoffen: nicht aneinander, oder falls. sie gegen: Metalle laufen., an diesen haften, sondern einfach abrollen. Dabei hat man es in der Hand, durch geeignete Dosierung der Kohlenwasserstoffe jede gewünschte Haftreibung einzustellen.

Bei denn bisher für die genannten: und. ähnlichen Artikeln verwandten, Materialien handelt es sich hauptsächlich um Produkte, die aus schichtweise aufeinandergelegten. und mit Kunststoffen. oder natürlichen Harzen imprägnierten Gewebelagen. aufgebaut sind. Dabei werden Platten erhalten., aus denen die Formkörper dann durch mechanische Bearbeitung, wieBohren, Drehen, Fräsen. Sägen: usw., herausgearbeitet werden müssen. Dieses Verfahren ist außerordentlich zeitraubend. und umständlich und auch unwirtschaftlich, weil große Mengen nicht verwertbarer Abfälle anfallen;. Stellt man diese Formkörper durch Gießen aus den: obigen Materialien, unter Zusatz von Kohlenwasserstofffen. her, so werden: diese Nachteile vermieden.
Die nach, dem beschriebenen Verfahren erhaltenen Formkörper sind. maßhaltig, so daß eine mechanische Nachbearbeitumgunterbleiben kann. Falls erwünscht, können sie aber auch in der üblichen Weise durch, Bohren, Drehen oder Fräsen in ihrer Form verändert werden. Als: besonders geeignet für diese Kunststoffe haben sich Umsetzungsprodukte aus. Adipinsäureglykolestern. mit einer Hydro:cylzahl von. etwa 50 bis 6o und einem überschuß an i, 5-Naphthalindiisocyanat erwiesen. So kann: man das Diisocyanat in Mengen anwenden, die, etwa 50001& und mehr über der theoretisch erforderlichen. liegen, wobei man. dann selbstverständlich eine entsprechend hohe Menge an: Glykolen: oder Diaminen: usw. anwenden muß. Die auf diese Weise erhaltenen: Kunststoffe besitzen sehr große Härte und. Festigkeit und trotzdem noch kautschukelastische Eigenschaften, die, sie für die, genannten,. Zwecke besonders geeignet machen.
Falls erforderlich, können den: Kunststoffen vor lern Gießen weitere Zusätze, wie Füllstoffe, zugesetzt werden. Als solche kommen insbesondere die in der Kautschuk- und Kunststoffindustrie häufig angewandten organischen und anorganischen Füllstoffe in Betracht. Beispiel Man gibt vor der Entwässerung zu dem Polyester i bis 2»/o Hartparaffin, führt die Kondensation in der üblichen Weise durch und gießt Formartikel oder Platten u. dgl. Beispie12 Man entwässert den, Polyester, mischt unter gutem, Rühren i bis. 2% Paraffinöl ein und führt die Kondensation in der üblichen Weise nach dem Gießverfahren zu Ende. Beispie13 In den entwässerten Polyester werden. im Kne@ter i bis 2 % Hochvakuumöl eingemischt. Nach Beendigung der Kondensation und der Vernetzung mit Wasser werden auf der Walze Felle gezogen, die unter der Presse zu Formartikeln geheizt werden. Beispiel4 Man führt die Kondensation im Kneter unter Vernetzung mit Wasser aus und mischt auf der Walze i bis :21/o Spindelöl ein und arbeitet weiter wie unter Beispiel 3.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von; gießfähigen Kunststoffen durch Reaktion. vom hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, die zumindest zum größten Teil aus aliphatischen Komponenten aufgebaut sind, mit Diisocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der Reaktion Kählenwasserstaffe oder deren mit den obigen Komponenten nicht reagierende Substitutionsprodukte zugesetzt werden, die bei 15o° noch nicht in nennenswertem Umfang flüchtig sind.