DE2537775B2 - Thermoplastische Polyurethanelastomere - Google Patents

Thermoplastische Polyurethanelastomere

Info

Publication number
DE2537775B2
DE2537775B2 DE2537775A DE2537775A DE2537775B2 DE 2537775 B2 DE2537775 B2 DE 2537775B2 DE 2537775 A DE2537775 A DE 2537775A DE 2537775 A DE2537775 A DE 2537775A DE 2537775 B2 DE2537775 B2 DE 2537775B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
elastomers
elastomer
molecular weight
diisocyanate
butanediol
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.)
Granted
Application number
DE2537775A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2537775C3 (de
DE2537775A1 (de
Inventor
Henry Walter Wallingford Conn. Bonk (V.St.A.)
Tilak Morarjee ''s-Hertogenbosch Shah (Niederlande)
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.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Upjohn Co
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 Upjohn Co filed Critical Upjohn Co
Publication of DE2537775A1 publication Critical patent/DE2537775A1/de
Publication of DE2537775B2 publication Critical patent/DE2537775B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2537775C3 publication Critical patent/DE2537775C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4841Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxyethylene end groups
    • 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
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • 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
    • C08G2140/00Compositions for moulding powders

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

n . , , . ., , . r/MoIekulargewicht-900 Prozentualer Äthylenoxidgehalt = ( 2^
Γ-
100
_1
LMolekuiargewichtJ
für ein gegebenes Molekulargewicht einen bestimmten Mindestgehalt an Äthylenoxidresten aufweisen, und
c) aliphatischen geradkettigen Diolen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, den Bis(2-hydroxyäthyl)-äthern von Hydrochinon und Resorcin, sowie Mischungen hiervon, die gegebenenfalls, auf äquivalenter Basis, durch bis zu 25% durch (1) verzweigtkettige aliphatische Diole mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, (2) Diäthylenglykol und Dipropylenglykol, (3) Polyäthylenglykole mit Molekulargewichten von 200 bis 1500, (4) Polycaprolactondiole mit Molekulargewichten von 500 bis 3000, (5) Polypropylen- glykole mit Molekulargewichten von 400 bis 1000, (6) Polyteiramethylenglykole mit Molekulargewichten von 650 bis 1500 und (7) Mischungen aus zwei oder mehreren der genannten Diole oder Glykole ersetzt sein können,
wobei das Molverhältnis der Blockmischpolymeren b) zu den Diolen c) im Bereich von 1 :1 bis 1:12 und das Verhältnis der Isocyanar^quivalente zu den Gesamtäquivalenten an Hydroxylgruppen im Bereich von etwa 1 :0,96 bis etwa 1 :1,10 liegen.
2. Polyurethanelastomere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Herstellung als Diol (c) Mischungen aus, auf äquivalenter Basis, 75 bis 100% 1,4-Butandiol und 0 bis 25% Dipropylenglykol oder PolyäthylenglykcJ eines Molekulargewichts von etwa 400 verwendet wurden.
3. Polyurethanelastomere nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Herstellung bis zu 25% des 1,4-Butandiols durch eine äquivalente Menge 3-Methyl-l,5-pentandiol ersetzt wurden.
4. Polyurethanelastomere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Herstellung ein
Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymeres mit einem Molekulargewicht von etwa 2000 und einem Mindestäthylenoxidgehalt von 41,25 Gew.-% verwendet wurde.
Die Herstellung von thermoplastischen Polyurethanelastomeren aus Polyesterpolyolen ist bekannt. Solche Elastomere lassen sich extrudieren oder durch Spritzguß oder durch sonstige Maßnahmen verarbeiten, ohne daß sie durch die bei derartigen Verfahren momentan auftretenden hohen Verarbeitungstemperaturen in der Größenordnung von 2040C beeinträchtigt werden. Im Gegensatz dazu war es bisher noch nicht möglich, Polyäthylen- und Polypropylenglykoie zur Herstellung thermoplastischer Polyurethane, die im Rahmen von Formgebungsverfahren unter Temperaturen in der angegebenen Größenordnung verarbeitet werden sollen, zu verwenden. Es wäre jedoch in hohem Maße zweckmäßig, auch derartige Polyurethane herzustellen, da Polyäthylen- und Polypropylenglykole weit weniger kostspielig sind als Polyesterpolyole. Darüber hinaus würde hierdurch bekanntermaßen auch noch die hydrolytische Stabilität der fertigen Polyurethane erhöht, da Polyätherpolyole im Gegensatz zu Polyesterpolyolen hydrolytisch stabilere Polyurethane liefern.
Unglücklicherweise hat es sich gezeigt, daß unter Verwendung von Polyätherpolyolen, insbesondere PoIypropylenglykol, hergestellte Polyurethanelastomere nicht einmal kurzzeitig Temperaturen in der Größenordnung von 2040C, wie sie beim Spritzguß und dergleichen auftreten, auszuhalten vermögen.
Erfindungsgemäß hat es sich nun gezeigt, daß man bei Verwendung einer speziellen Gruppe von aus Blockmischpolymeren bestehende Polyäiherglykolen, die bisher noch nicht als mögliche Polyolarten bei der Herstellung von Polyurethanelastomeren in Erwägung gezogen wurden, thermoplastische Polyurethanelasto-
mere herstellen kann, die eine begrenzte Dauer Temperaturen bis zu 232°C auszuhalten vermögen. Diese Elastomeren lassen sich ohne Abbau durch Extrudieren, Spritzguß und dergleichen weiterverarbeiten. Erfindungsgemäß wird es nun möglich, mit wesentlich geringeren Kosten hydrolytisch stabilere Polyurethanelastomere auf Polyätherbasis herzustellen.
Gegenstand der Erfindung sind somit thermoplastische Polyurethanelastomere, welche, wie in Patentanspruch 1 beschrieben, erhalten wurden.
Die Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung besitzen die üblicherweise auf Polyäthern basierenden Polyurethanen eigene hydrolytische Beständigkeit und zeigen hervorragende Strukturfestigkeits- und Stabilitätseigenschaften. Darüber hinaus sind die Polyurethan-
elastomeren gemäß der Erfindung wiederverwertbar, d. h. wenn die aus den genannten Elastomeren hergestellten Formkörper aus irgendwelchen Gründen für unbrauchbar angesehen werden, brauchen diese Formkörper nicht verworfen zu werden, sie können vielmehr
b5 zerkleinert und einem erneuten Formgebungsvorgang zugeführt werden. In entsprechender Weise können Abfälle aus den Elastomeren gemäß der Erfindung, z. B. Schnitzel, Staub und dergleichen, wie sie bei dem Form-
Vorgang anfallen, in das Formgebungsverfahren rOckgeföhrt werden und brauchen folglich nicht verworfen zu werden.
Unter dem Ausdruck »geiadkettige aliphatische Diole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen« sind beispielsweise Äthylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol zu verstehen.
Unter dem Ausdruck »verzweigtkettige aliphatische Diole mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen« sind 1,2-Propandiol, 1,3-ButandioI, 23-Butandiol, 1,3-Pentandiol, 1,2-HexandioI oder 3-Methylpentan-l^-diol zu erwähnen.
Unter dem Ausdruck »Alkalimetallionen« sind die Ionen von Natrium, Kalium und Lithium zu verstehen.
Die thermoplastischen Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung lassen sich nach für die Synthese von Polyurethanelastomeren üblichen bekannten Verfahren herstellen. Ein Beispiel für solche Verfahren ist das einstufige Verfahren, bei welchem sämtliche Reaktionsteiinehmer gleichzeitig miteinander vereinigt werden. Ein weiteres Beispiel für solche Verfahren ist das sogenannte Vorpoiymerverfahren, bei welchem das Isocyanat mit dem Polyol in einer ersten Stufe zu einem endständige Isocyanatreste aufweisenden Vorpolymeren umgesetzt und dieses dann mit dem Diol reagieren gelassen wird. Ein einstufiges Verfahren ist auch ein Verfahren, bei dem das Diisocyanat vor der Polyurethanbildungsreaktion mit einer sehr geringen Menge, d.h. weniger als etwa 10%, auf äquivalenter Basis, eines Polyols zu einem quasi-Vorpolymeren umgesetzt wurde. Das einstufige Verfahren stellt das bevorzugte Verfahr, -i zur Herstellung der elastomeren Polyurethane dar. Die PolyurethaneJastomeren gemäß der Erfindung werden in besonders vorteilhafter Weise nach dem in der US-PS 36 42 964 beschriebenen kontinuierlichen einstufigen Verfahren hergestellt.
Das wesentliche Merkmal, das die elastomeren Polyurethane gemäß der Erfindung von bekannten Elastomeren unterscheidet, besteht in der Verwendung einer speziellen Gruppe von Polyätherdiolen bei der Herstellung der Elastomeren. Bei den Polyätherdiolen handelt es sich um Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymere, die man durch Polymerisieren von zunächst Propylenoxid und dann Umsetzung des erhaltenen Polyoxypropylenglykols mit Äthylenoxid erhält. Die fragliche Umsetzung wird in üblicher bekannter Weise, beispielsweise gemäß dem aus der US-PS 26 74 619 bekannten Verfahren, durchgeführt. So wird beispielsweise die Polymerisation des Propylenoxids durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol oder Wasser in Gegenwart eines basischen Katalysators, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und dergleichen, durchgeführt. Je nach dem gewünschten Molekulargewicht des Endprodukts kann beliebig weit polymerisiert werden. Das hierbei erhaltene Polypropylenoxid wird dann gegebenenfalls in Gegenwart eines basischen Katalysators mit Äthylenoxid reagieren gelassen.
Die erfindungsgemäß als Glykole verwendbaren Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymeren genügen einer Reihe spezieller Erfordernisse. So liegt beispielsweise ihr Molekulargewicht im Bereich von 1000 bis 3000. Der Anteil an Äthylenoxidresten in den Blockmischpolymeren muß einen bestimmten Mindestwert übersteigen. Dieser Mindestwert ist je nach dem Molekulargewicht des fraglichen Blockmischpolymeren verschieden. So wird beispielsweise für ein Glykolmischpolymeres eines gegebenen Molekulargewichts die gewjchtsprozentuale Mindestmenge an in dem Glykol vorhandenem Äthylenoxidrest durch die angegebene Gleichung bestimmt. Für verschiedene Molekulargewichte innerhalb des angegebenen Bereichs müssen beispielsweise entsprechend der angegebenen Gleichung folgende Mindestmengen an Äthylenoxideinheiten in dem Glykol enthalten sein:
Molekulargewicht des Gewichtsprozentuale Menge
Glykcls an Äthylenoxideinheiten
1000 73
1200 18,75
1400 26,78
1600 32,81
180Ί 37,5
2000 41,25
2200 44,32
2400 46,87
2600 49,04
2800 50,89
3000 52,5
Weiterhin muß unabhängig von dem Molekulargewicht die Anzahl an in dem Blockmischpolymeren vor- handenen primären Hydroxylgruppen mindestens 50% betragen. Der Hauptteil der primären Hydroxylgruppen wird von den Äthylenoxidresten gebildet Je nach der Art und Weise, nach dtr der Oxiranring des Propylenoxids bei der Polymerisation geöffnet wird, können auch
jo bestimmte Hydroxylgruppen des Propylenoxids primär sein. Folglich steht a'so der prozentuale Anteil an in einem gegebenen Glykol-Blockmischpolymeren enthaltenen primären Hydroxylgruppen nicht zwangsläufig in direkter Beziehung zur Menge an eingeführten
Äthylenoxidresten. Die beiden Parameter, nämlich der prozentuale Anteil an primären Hydroxylgruppen und der gewichtsprozentuale Anteil an Äthylenoxidresten, sind Anzeichen für verschiedene Eigenschaften der Glykol-Blockmischpolymeren und stellen nicht nur unterschiedliche Möglichkeiten für dw Angabe derselben Eigenschaften dar.
Um zur Herstellung der elastomeren Polyurethane gemäß der Erfindung brauchbar zu sein, dürfen die Glykol-Blockmischpolymeren praktisch keine Spuren des bei ihrer Herstellung verwendeten basischen Katalysators mehr enthalten. Dies bedeutet, daß einerseits der pH-Wert der verwendeten Glykole im Bereich von 4,5 bis 9,0, vorzugsweise im Bereich von 6,0 bis 7,5, liegen und die Menge an in Glykolen vorhandenen Alkali metallionen zweckmäBigerweise unter 25 ppm, vor zugsweise unter 5 ppm, betragen sollen. Gehalte an Alkalimetallionen über 25 Teilen pro 1 Million Teile Polyrreres führen zu unerwünschten Ergebnissen infolge merklicher Trimerisierung des Diisocyanats während der Polyurethanbildungsreaktion.
Abgesehen davon, daß die bei der Herstellung der Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung verwendeten Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymeren den genannten Erfordernissen ge- nügen müssen, sollten sie vorzugsweise weniger als 0,06 Milliäquivalente/g ungesättigt sein (bestimmt nach der Methode ASTM D 1638-60T) und ferner einen Peroxidgehalt von weniger als 15 Teilen pro I Million Teile Polymeres aufweisen.
h5 Die beschriebenen Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymeren wurden bisher als oberflächenaktive Mittel bzw. Netzmittel und Zellensteuermittel bei zu Polyiirethanschaumütoffen führenden Reaktionen
verwendet. Es ist bisher noch nicht bekannt geworden, daß sich diese Substanzen in hervorragender Weise als Reaktionsteilnehmer bei der Herstellung von Polyurethanelastomeren verwenden lassen.
Die bei der Herstellung der Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung verwendeten verschiedenen Diole sind ebenso wie das hierbei verwendete Diisocyanat allgemein bekannt
Die Mengenanteile, in denen das Diisocyanat, die Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymeren und die Streckmittel bei der Herstellung der Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung zum Einsatz gelangen, sind derart, daß das Verhältnis der Isocyanatäquivalente zu den gesamten Äquivalenten an Hydroxylgruppen in dem Reaktionsgemisch im Bereich von etwa 1 :0,96 bis etwa 1 :1,10 liegen. Die relativen Mengen an Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymeren zu Diol (c) können je nach dem Molekulargewicht des Mischpolymeren sehr verschieden sein. In der Regel beträgt das Verhältnis der Äquivalente an Mischpolymerem zu Äquivalenten an Diol (c) etwa 1:1 bis etwa 1 :12. Es hat sich gezeigt, daß bei höheren Anteilen an Diol (c) zweckmäßigerweise Mischpolymere mit höherem Molekulargewicht verwendet werden sollten.
Die Härte der Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung liegt im Bereich von etwa Shore A von 60 bis etwa Shore D von 80. In der Regel ist die Härte eine Funktion des Molekulargewichts des PolyoxypropylenpoIyoxyäthylen-Mischpolymeren. Für jedes gegebene Verhältnis der Äquivalente Diol zu den Äquivalenten an Mischpolymerem hat es sich gezeigt, daß mit zunehmendem Molekulargewicht des Mischpolymeren das Elastomere weicher ist.
Wie bereits ausgeführt, werden die Polyurethanelastomeren gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise nach dem einstufigen Verfahren, vorzugsweise nach einem kontinuierlichen einstufigen Verfahren hergestellt. Bei derartigen Verfahren werden die Reaktionsteilnehmer in beliebiger Reihenfolge miteinander vereinigt Zweckmäßigerweise werden die Polyole, d. h. die
Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-BIockmischpolymeren, und die Streckmittel, vorgemischt ur.d dem Reaktior.sgemisch als ein Bestandteil zugeführt. Der andere Bestandteil besteht dann aus dem Diisocyanat bzw. dem gegebenenfalls verwendeten quasi-Vorpolymeren. Das Vermischen der Reaktionstoilnehmer kann nach üblichen bekannten Verfahren und in üblichen bekannten Vorrichtungen erfolgen. Vorzugsweise werden die einzelnen Bestandteile in üblicher bekannter Weise, beispielsweise dutch azeotrope Destillation unter Verwendung von Benzol, Toluol und dergleichen, oder durch Erhitzen unter vermindertem Druck auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunkts des Wassers bei dem angewandten Druck, praktisch vollständig von äußerer Feuchtigkeit befreit.
Das Vermischen der Reaktionsteilnehmer kann bei Raumtemperatur, in der Größenordnung von 25° C, durchgeführt werden. Die erhaltene Mischung wird dann auf eine Temperatur von etwa 40° bis 1300C, vorzugsweise von etwa 90" bis 120° C, erhitzt. Andererseits und vorzugsweise wird (werden) einer oder mehrere der Reaktionsteilnehmer vor dem Vermischen mit den sonstigen Reaktionsteilnehmern auf eine Temperatur innerhalb des angegebenen Bereichs vorerhitzt. Zweckmäßigerweise werden im Rahmen eines chargenweisen Verfahrens die erhitzten Reaktionsteilnehmer voi der Umsetzung entgs ,t, um darin eingeschlossene Luft- und sonstige Gasblasen zu entfernen. Dieses Entgasen erfolgt üblicherweise durch Erniedrigen des Drucks, unter dem die Reaktionsteilnehmer gehalten werden, bis keine weiteren Blasen mehr entweichen. Die entgasten Reaktionsteilnehmer werden dann miteinander gemischt und in geeignete Formen oder Extruder und dergleichen überführt unci schließlich bei Temperaturen in der Größenordnung von etwa 20° bis 115° C ausgehärtet Die Aushärtzeit hängt von der angewandten
ίο Härtungstemperatur und der Art der jeweiligen Rezeptur ab. Die für den Einzelfall erforderliche Härtungsdauer läßt sich durch einfache Vorversuche ermitteln. Es ist häufig zweckmäßig, jedoch nicht wesentlich, dem zur Herstellung der Elastomeren gemäß der Erfindung verwendeten Reaktionsgemisch einen Katalysator einzuverleiben. Hierbei können sämtliche üblicherweise zur Katalyse der Umsetzung eines Isocyanats mit endständige Wasserstoffatome aufweisenden Verbindungen geeigneten Katalysatoren verwendet werden (vgl. beispielsweise Saunders und Mitarbeiter »Polyurethanes, Chvcnistry and Technology«, Band 1, lnterscience Publishers, Mew York, 1963, Seiten 228 bis 232, und Britain und Mitarbeiter in »Journal of Applied Polymer Science«, 4, Seiten 207 bis 211 (I960)).
Geeignete Katalysatoren sind beispielsweise organische ind anorganische Säuresalze und organometallische Derivate von Wismuth, Blei, Zinn, Eisen, Antimon, Uran, Cadmium, Kobalt, Thorium, Aluminium, Quecksilber, Zink, Nickel, Cer, Molybdän, Vanadium, Kupfer,
jo Mangan und Zirkonium, sowie Phosphine und tertiäre organische Amine. Beispiele für geeignete Örganozinnkatalysatoren sind
Zinn(H)octoat, Zinn(II)oleat,
Dibutylzinndioctoat,
Dibutylzinndilaurat und dergleichen.
Beispiele für geeignete tertiäre organische Aminkatalysatoren sind
Triäthylamin, Triethylendiamin,
Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthytendiamin,
Ν,Ν,Ν',Ν'-TetraäthyläthyJendiamin,
N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin,
Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethylguanidin,
N.N.N'.N'-Tetramethyl-l.S-butandiamin,
Ν,Ν-Dimethyläthanolamin,
Ν,Ν-Diäthyläthanolamin und dergleichen.
Bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsteilnehnier sollte(n) etwa 0,02 bis etwa 2,0 Gew.-°/o Kata-
so lysator verwendet werden.
Wenn die Elastomeren gemäß der Erfindung nach dem Vorpolymerenverfahren hergestellt werden, werden das Diisocyanat und das Polyoxypropylenpolyoxyflthylenglykol gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators des beschriebenen Typs in einer Vorstufe unter Bildung einei endständige Isocyanati este aufweisenden Vorpolymeren umgesetzt. Das Diisocyanat und PoIyoxypropyhnpolyoxyäthylenglykol werden vorzugsweise in der geschilderten Weise vor der Bildung des Vorpolymeren praktisch vollständig von äußerer Feuchtigkeit befreit. Die Bildung des Vorpolymeren erfolgt zweckmäßigerweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 70° bis 130°C jnter Inertgasatmosphäre, z. B. unter gasförmigem Stickstoff, nach üblichen bekannten Verfahren. Das hierbei erhaltene Vorpolymere kann daiin zu jtdem beliebigen Zeitpunkt mit dem Diol (c) unter Bildung der Elastomeren gemäß der Erfindung weiter umgesetzt werden. Diese Umsetzung
erfolgt zweckmäßigerweise innerhalb des für das einstufige Verfahren angegebenen Reaktionstemperaturbereichs. In der Regel werden das Vorpolymere und das Diol (c) miteinander gemischt und zum Entgasen in der geschilderten Weise auf eine Temperatur innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs erhitzt. Dann wird das entgaste Gemisch in eine geeignete Form, einen Extruder und dergleichen übertragen und schließlich in der bei dem einstufigen Verfahren beschriebenen Weise gehärtet.
Gegebenenfalls kann man dem Reaktionsgemisch zu einem beliebigen Zeitpunkt (während der Herstellung der Elastomeren gemäß der Erfindung) Zusätze, wie Pigmente, Füllstoffe. Gleitmittel. Stabilisatoren, Antioxidantien. Farbstoffe. Feuerhemmittel und dergleichen, wie sie üblicherweise bei der Herstellung von Polyurethanelastomeren verwendet werden, zusetzen.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfin-
rl I ir» (T KiI *» C ci#-»K r»a-»ö»#T» /-Io Π ο· if A ηι..>.-» Inn* L* η r>tp I^ tr·
zu etwa 25% des Diols (c) ohne Beeinträchtigung der in höchstem Maße wünschenswerten Eigenschaften der Elastomeren gemäß der Erfindung durch ein anderes Diol ersetzt werden können. Durch einen solchen Ersatz kann man ohne Beeinträchtigung der sonstigen wünschenswerten Eigenschaften sogar die Hochtemperaturbeständigkeit der Polvureth.inelastomeren gemäß der Erfindung noch erhöhen. Beispiele für zum Ersatz eines Teils des Diols (c) geeignete Diole sind Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, verzweigtkettige aliphatische Diole mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie I.2-Propylenglykol, I.J-Butandiol und 3-Methyl-l,5-pentandiol, N-Methyldiäthanolamin, N-Äthyldiäthanolamin. PoIväthylenglykole mit Molekulargewichten im Bereich von 200 bis 1500, Polypropylenglykole mit Molekulargewichten im Bereich von 400 bis 1000, Polytetramethylenglykole mit Molekulargewichten im Bereich von 650 bis 1500 und Polycaprolactondiole mit Molekulargewichten im Bereich von 500 bis 3000.
Bei der Herstellung einer bevorzugten Gruppe von Elastomeren gemäß der Erfindung werden, auf Aquivalentbasis. 3 bis 10% des aus I.4-Butandiol bestehenden Diols (c) durch Dipropylenglykol. Diäthylenglykol. 3-Methyl-l,5-pentandiol, Polyäthylenglykol eines Molekulargewichts von etwa 400 oder Mischungen hiervon
Wenn ein Teil des Diols (c) durch ein anderes Diol des beschriebenen Typs ersetzt wird, kann letzteres dem Polyurethan-bildenden Reaktionsgemisch als getrennter Bestandteil oder in Vormischung mit den PolyolbcMandteilen zugesetzt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Beispiel I
Nach einem üblichen Standardverfahren wurde aus einer Reihe verschiedener Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymerer mit verschiedenen Äthyleroxidgehalten und Gehalten an primären Hydroxylgruppen, die jedoch sämtliche ein Molekulargewicht von 2000 aufwiesen, eine Reihe von Polyurethanelastomeren hergestellt. Der Äthylenoxidgehalt der Polyole wurde durch die in »Dow Chemical Company Bulletin Method TC-AM-66-23« vom 23.5. 1966 beschriebene Kernresonanzspektralanalyse ermittelt. In sämtlichen Fällen wurde als Polyisocyanat DiphL-nylmethan-4.4'-diisocyanat und als Diol (c) 1.4-Butandiol verwendet. Zur Herstellung der Elastomeren bediente man sich des folgenden Verfahrens:
Das jeweilige Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-Blockmischpolymere wurde durch 30minütiges Erhitzen unter vermindertem Druck auf eine Temperatur von 1100C entgast. Dann wurde das Block-Mischpolymere mit 1.4-Butandiol versetzt, worauf das erhaltene Gemisch erneut 30 min lang unter vermindertem Druck bei einer Temperatur von 110°C entgast wurde. Das noch 1100C heiße entgaste Gemisch wurde mit 0,024 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Reaktionsteilnehmer, Zinn(Il)octoat und dann mit Diphenyl- rnethan-4,4'-diisocyanat versetzt, worauf das Reaktionsgemisch 15 s lang mittels eines mechanischen Hochgeschwindigkeitsrührers gerührt und dann in eine fla-
Tabelle I
ehe Aluminiumschale gegossen wurde. Das in die Schale gegossene Elastomere wurde 24 h lang bei etwa 20°C stehengelassen. Hierauf wurde das Elastomere zu Stükken zerschnitten, granuliert und 3 h lang bei einer Temperatur von 110°C getrocknet. Aus dem getrockneten Material wurde zu Testzwecken durch Spritzguß eine 114.3 χ 114,3 χ 1,59 mm große Folie hergestellt. Die erhaltene Folie wurde 16 h lang bei einer Temperatur von 115°C und dann 7 Tage lang bei Raumtemperatur, etwa 20"C, nachgehärtet. Schließlich wurde das gehärtete Elastomere physikalischen Tests unterworfen.
In der folgenden Tabelle I sind die Mengenanteile der bei der Herstellung der verschiedenen Elastomeren nach dem geschilderten Verfahren verwendeten Bestandteile in Molen, sowie die physikalischen Eigenschaften der von den jeweiligen Elastomeren hergestellten und nachgehärteten Preßfolien angegeben. Ferner enthält die Tabelle Angaben über das Verhalten der verschiedenen Elastomeren bei Formtemperaturen von 176.7° bis 232,2°C Die außerhalb der Erfindung liegenden Elastomeren C und D vermochten zwar die Behandlungstemperaturen beim Spritzguß auszuhalter sie lieferten jedoch nur Spritzlinge schlechter physikalischer Eigenschaften. Die erfindungsgemäßen Elastomeren A und B lassen sich dagegen zu Spritzlingen mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften verarbeiten.
Elastomeres B c·) D*)
A 2 3 4
F'olyol Nr. 1 47 27 10
%-ualer Äthylenoxidgehalt des Polyols 46 84 75 63
%-ualer Gehalt an Hydroxylgruppen 81 <15
Nietall in ppm >15 7 7 7
pH-Wert 7
25 37 775 9 Fortsetzung Klastomeres Mengenanteile in Molen 5 min 215,6° C -41 B 10 Ii*)
Λ Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 5,94 bei 226,7° C
Γ >lyol 1 tic co /~> 232,20C 5,94 3,46
1,4-Butandiol 5 Eigenschaften 1 C-) 1
Dipropylenglykol — Härte (Shore) 44D 5 2,5
NCO/OII 0,99 Modul in kg/cm2 - 4,45 -
Formtemperatur in °C (Dauer der Einwirkung) 50% 78,7 0,99 I 0,l>9
176,70C gut 100% 99,1 3,5
193,3° C **) .'00% 179,3 gut gut
198,9" C Zugfestigkeit in kg/cm2 359,9 0,99
204,4° C Dehnung bei Bruch in % 510 15 min 10 min
Bleibende Verformung in % 26,3 bei gut bei
Clash-Berg-Modul 7>,0C
10 min
bei
^ I C CO Γ"
43D 9OA
63,3 51,3
71,0 92A 64,0
127,9 83,0
324,1 55,5 207,4
550 71,0 -
30,5 84,4
-40 227.8
Vergleichsbeispiele.
Die Pfeile bedeuten, daß das jeweilige Elustomere die angegebene Zeit lang bei der angegebenen Temperatur in einer
Spritzgußvorrichtung gehalten werden kann, ohne daß ein Abbau erfolgt.
Bei den zur Herstellung der Elastomeren gemäß Tabelle I verwendeten Polyolen, die in jedem Falle durch Umsetzen eines Polyoxypropylenglykols mit einer geeigneten Menge Äthylenoxid erhalten wurden, handelt es sich um Handelsprodukte.
Das in Probe A verwendete Polyol wurde vor Gebrauch durch handelsüblichen Ton filtriert.
Vergleichsversuch
a) In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
Polyol*)
1,4-Butandiol
DiphenyImethan-4,4'-diisocyanat
NCO/OH
1 Äquivalent
5 Äquivalente
6,21 Äquivalente 1,025/1,0
*) Handelsübliches Polyäthylenoxid-polypropylenoxid-
Mischpolymeres mit einem Molekulargewicht von 1750, einem Äthylenoxidgehalt von 44,6%, einem Gehalt an primären Hydroxylgruppen von >80, einem Gehalt an Alkalimetall von <5 Teilen pro 1 Million Teile Polymeres und einem pH-Wert von 6,8.
ein Polyurethanelastomeres hergestellt Das erhaltene Elastomere ließ sich bei einer Zylindertemperatur von 1983° C ohne Anzeichen eines Wärmeabbaus durch
Spritzguß verarbeiten. Der erhaltene Spritzling zeigte folgende physikalische Eigenschaften:
Dichte 1,18 g/cm'
Shore-D-Härte 47 Modul in kg/cm2 bei
50% 88,6
100% 110,4
300% 179,3
Zugfestigkeit in kg/cm2 370,5
Dehnung in % 510
Clash-Berg-Modul 7>in °C -34°C
b) Aus folgenden Bestandteilen:
Polyol*) I Äquivalent
1,4-Butandiol 4 Äquivalente
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 5,1 Äquivalente
NCO/OH 1,02/1,0
*) Handelsübliches Polyäthylenoxid-polypropylenoxid-
Mischpolymeres mit einem Molekulargewicht von 1500, einem Gehalt an Äthyler.oxidresten von 45%, einem Gehalt an primären Hydroxylgruppen von >80, einem Gehalt an Alkalimetall von <5 Teilen pro 1 Million Polymeres und einem pH-Wert von 6,8.
1 1
wurde entsprechend Beispiel I ein Polyurethnnela.slomeres hergestellt. Das erhaltene Elastomere wurde bei einer Zylindertemperatur von 210° bis 215.6°C ohne Anzeichen eines Wärmeabbaus durch Spritzguß verarbeitet. Der erhaltene Spritzling besaß folgende Eigenschaften:
Dichte 1.18 g/cmJ
Shore-D-Härte 45
Modul in kg/cm2 bei
50% 64
100% 86,5
300% 177,9
Zugfestigkeit in kg/cm2 305,8
Dehnung in % 420
Clash-Berg-Modul 7>in "C -27
c) Aus folgenden Bestandteilen:
Polyol*) I Äquivalent
1,4-Butandiol 2,6 Äquivalente
Dipheny !methan-4,4'-diisocyanat 3,67 Äquivalente
NCO/OH 1,02/1,0
') Handelsübliches Polyäthylenoxid-polypropylenoxid-
Mischpolymeres mit einem Molekulargewicht von 2000. einem Gehalt an Äthylenoxidresten von 30% (unter dem erfindungsgemäß einzuhaltenden Minimum), einem Gehalt an primären Hydroxylgruppen von 82%, einem Gehalt an Alkalimetall von <5 Teilen pro I Million Polymeres und einem pH-Wert von 6,0.
wurde in der im Beispiel 1 geschilderten Weise ein Polyurethanelastomeres außerhalb der Erfindung hergestellt. Die Herstellung erfolgte zum Beweis dafür, wie kristisch für den erfindungsgemäß angestrebten Erfolg der Mindestäthylenoxidgehalt des Polyols ist.
Das erhaltene Elastomere wurde bei einer ZyUndertemperatur von 198,9°C durch Spritzguß verarbeitet. Der erhaltene Spritzling besaß keine gleichmäßig guten Eigenschaften. Die erhaltenen Spritzlinge besaßen weit schlechtere Eigenschaften als die aus erfindungsgemäßen Elastomeren hergestellten Spritzlinge. Insbesondere besaßen sie folgende physikalische Eigenschaften:
Dichte 1,14 g/cm2
Modul in kg/cm2 bei
50% 38,7
100% 49,9
200% 64,0
300% 83
Zugfestigkeit in kg/cm2 203,9
Dehnung in % 520
Bleibende Verformung in % 48
Versuche zur Herstellung von Elastomeren unter Verwendung der zuletzt angegebenen Rezeptur, in der jedoch zur Erhöhung der Härte der Anteil an Butandioi. bezogen auf das Polyol, erhöht wurde, führten zu Elastomeren, die bei den zum Spritzguß erforderlichen Behandlungstemperaturen einen Abbau erfuhren.
Beispiel 2
In der in Beispiel I geschilderten Weise wurde mit wechselnden Verhältnissen Polyol zu 1,4-Butandiol eine Reihe von Elastomeren hergestellt. Als Polyol wurde in sämtlichen Fällen ein Polyoxypropylenpolyoxyäihylen-Blockcopolymeres mit einem Molekulargewicht von 2200, einem Äthylenoxidgehalt von 46 Gew.-%, einem Gehalt an primären Hydroxylgruppen von 81%, einem Alkalimetallgehalt von etwa 10 Teilen pro 1 Million Teile Polymeres und einem pH-Wert von 7 verwendet. In Tabelle Il sind die Mengenanteile der bei der Elastomerenherstellung verwendeten Bestandteile in Molen und die Eigenschaften der Elastomeren zusammengestellt. Sämtliche Elastomeren hielten 10 min lang ohne irgendwelche Zeichen eines Abbaus eine Formtemperatur von 215,6°C aus.
Tabelle II
Elastomeres E
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat
Polyol
1,4-Butandiol
NCO/OH
Formtemperatur in °C
Härte
Shore A
Shore D
Modul in kg/cm2
100%
200%
300%
Zugfestigkeit in kg/cm2
Dehnung bei Bruch in Vo
Zugverformung bei Bruch in %
Zerreißfestigkeit (Werkzeug C) in kg/cm Bleibende Verformung in %
Clash-Berg-Modul Th "C
4,08
1,02
215,6
76 25
35,9
493
633
173,6
940
170
78,6
403
-56 5,10
1,02
215,6
53,4
87,9
85,1
203,2
870
180
«5,5
41,2
-53
6,12
1,02
221,1
88
39
703
90,7
113,9
2763
730
140
1083
35,7
-49
7,14
1,02
226,7
92 42
87,9
114,6
143,4
353,6
710
140
119,6
40,8
-46
8,16
1,02
226,7
92
45
106,2
1343
180,0
3923
630
120
128,6
41
-42
Beispiel 3
Ir; der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurde aus Diphenylmethan^/t'-diisocyanat, dem in Beispiel I mit Polyol 2 bezeichneten Polyoxypropylcnpolyoxyäthylenglykol und 1,4-Butandiol. von welchem 5% durcn eine äquivalente Menge eines zweiten Diols ersetzt wurden, eine Reihe von Elastomeren hergestellt. Die bei der Herstellung der verschiedenen Elastomeren verwendeten Mengen an Bestandteilen in Molen und die Eigenschaften der erhaltenen Elastomeren nach der in Beispiel I beschriebenen Härtung sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt:
Tabelle !Il
Elastomeres I K
Diphenyl me than-4,4'-diisocyrnat
Polyol 2
6,12
6,12
6,12
1,4-Butandiol 4,75 4.75 4.75
Dipropylenglykol 0,25 -
Diäthylenglykol - 0.25 -
3-Methyl-l,5-pentandio! - - 0,25
NCO/OH 1,02 1.02 1.02
Eigenschaften:
Härte
Shore A
Shore D
82
40
86
40
-
Modul in kg/cm2
50%
100%
300%
54,8
82,3
176,5
63,3
89,3
164,5
56.2
84,4
151,1
Zugfestigkeit in kg/cm2 369,1 307,2 298.8
Bei spiel 4
Tabelle IV Elastomeres
M N
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat
Polyoxypropylenpolyoxyäthylenglykol
2,575 3,605 4,635
F-.lastomcrcs N O
M 2.5 3.5
. Bis-(2-hydroxyäthyloxy)- 1,5
benzol 1,03 1,03
NCO/OH 1.03
Eigenschaften:
in Härte 90 94
Shore A 80 42 50
Shore D -
Modul in kg/cm-' 63.3 84.4
50% 35,2 84.4 I 12.5
'"' 100% 49.2 114.5 168,0
300% 70,3 225.0 228.5
Zugfestigkeit in ke/cm2 200.4
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise, jedoch unter Ersatz des 1,4-Butandiols durch wechselnde Mengen des Bis-2-hydroxyäthyläthers von Hydrochinon als Streckmittel und unter Verwendung eines Polyoxy- propylenpolyoxyäthylen-Blockcopolymerisats mit einem Molekulargewicht von 1900, einem Äthylenoxidgehalt von 52%, einem Gehalt an primären Hydroxyl- gruppen von 83% und einem pH-Wert von 7 wurde eine Reihe von Elastomeren hergestellt. Die Menger.-anteile der bei der Herstellung der verschiedenen Elastomeren verwendeten Bestandteile in Molen und die Eigenschaften der erhaltenen Elastomeren nach der in Beispiel 1 beschriebenen Härtung sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt:
Beispiel ä
In der in Beispiel I geschilderten Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 7.55 Mole
Polyol 1 von Beispiel 1 1.0 Mol
1,4-Butandiol 6.0 Mole
Polyäthylenglykol (Molekular- 0.4 Mol
gewicht 400)
NCO/OH 1.02:1
ein Elastomeres P hergestellt. Aus dem Elastomeren wurde in der in Beispiel 1 geschilderten Weise eine Preßfolie hergestellt, die nach der in Beispiel 1 beschriebenen Härtung folgende Eigenschaften aufwies:
Dichte 1,185 g/cmJ
Härte Shore D 40
Modul in kg/cm; bei
100% 90,7
300% 157,5
Zugfestigkeit in kg/cm2 386.7
Dehnung bei Bruch in % 480
Dehnungsverformung in % 55
Bleibende Verformung in % 33
Clash-Berg-Modul 7}, °C -37
Die zu Testzwecken verwendete Preßfolie wurde aus dem Elastomeren durch Spritzguß hergestellt. Während des Formvorgangs zeigte das Elastomere ke: · Neigung zum Abbau.
Beispiel 6
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 7,45 Mole Polyol 2 von Beispiel 1 1,0 Mol
1,4-Butandiol 6,0 Mole
Polyäthylenglykol 03 Mol
(Molekulargewicht: 400)
NCO/OH 1,02 :1
ein Elastomeres Q hergestellt Dieses wurde in der in Beispiel t geschilderten Weise durch Spritzguß zu einer Preßfolie verarbeitet, die dann nach der in Beispiel 1 beschriebenen Härtung folgende Eigenschaften aufwies:
Härte Shore A 90 Modul in kg/cm2 bei
50% 80,1
100% 94.9
200% 130,1
300% 1673
Zugfestigkeit in kg/cm3 383,8 Dehnung bei Bruch in % 540 Dehnungsverformung in % 60 Bleibende Verformung in % 26
10
Während des Spritzgußvorgangs zeigte das Elastomere keine Anzeichen eines Abbaus.
Beispiel 7
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
Dehnung bei Bruch in % 520 Dehnungsverformung in % 60 Zerreißfestigkeit in kg/cm 162,5 Bleibende Vorformung in % 29 Clash-Berg-Modul Tt "C -39
Die Stabilität des erhaltenen Elastomeren gegenübei einer Verarbeitungstemperatur von 204,40C, wie sif beim Spritzguß auftritt, wurde mittels eines handelsüblichen Rheometers, in welchem eine Charge des Elastomeren im Extruderteil bei einer Temperatur vor 204,4° C gehalten und eine gegebene Menge des Materials in Intervallen von 5 min aus einer Düse untei einem Druck von 63 kg/cm2 (Manometerdruck) extrudien wurde, ermittelt. Hierbei wurde die zum Extrudieren der gegebenen Materialmenge benötigte Zeit ermittelt Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 4,08 Mole Polyol 2 von Beispiel 1 0,75 Mol
1,4-ButandioI 3,0 Mole
Poiyäthyiengiykoi 0,25 MoI
(Molekulargewicht: 1000)
NCO/OH 1,02:1,0
Verstrichene Zeit
20
ein Elastomeres R hergestellt. Dieses wurde in der in Beispiel 1 geschilderten Weise durch Spritzguß zu einer Preßfolie verarbeitet die nach der in Beispiel 1 geschilderten Härtung folgende Eigenschaften aufwies:
25
Dichte 1,169 g/cm3
Härte Shore A 80
Modui in kg/cm2 bei
50% 323
100% 47,1
200% 67.5
300% 875
Zugfestigkeit in kg/cm2 298,8
Dehnung bei Bruch in % 730
Zugverformung in % 90
Bleibende Verformung in % 23
Clash-Berg-Modul 7). °C -48
JO
J5
40
Das Elastomere zeigte während des Spritzgußvorgangs keine Anzeichen eines Abbaus. 45
Beispiel 8
In der in Beispiel 7 geschilderten Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 6,12 Mole Polyol 2 von Beispiel 1 0,75 Mol
1,4-Butandiol 5,0 Mole
Polyäthylenglykol 0,25 Mol (Molekulargewicht: 1000)
50
55
ein Elastomeres S hergestellt. Dieses wurde in der in Beispiel 1 geschilderten Weise durch Spritzguß zu einer Folie verarbeitet, die folgende Eigenschaften aufwies:
60
Dichte 1,196
Hirfe Shore A 90
Modul kg/cm2 bei
50% 73,1
100% 98,4
200% 135,0
300% 178,6
Zugfestigkeit in kg/cm2 380,3
Zum Extrudieren einer gegebenen Menge benötigte Zeit
5 min 0,225 min
10 min 0,201 min
15 min 0,195 min
20 min 0,255 min
Die Ergebnisse zeigen, daß das Material unter Extrusionsbedingungen stabil ist.
Beispiel 9
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 12.12 Mole Polyol 1 von Beispiel 1 1,0 Mo!
1,4-Butandiol 10,0 Mole
Polyäthylenglykol 1,0 Mol
(Molekulargewicht: 1500)
NCO/OH 1.01:1,0
ein Elastomeres T hergestellt. Dieses wurde in der in Beispiel 1 geschilderten Weise durch Spritzguß zu einer Folie verarbeitet worauf diese gehärtet wurde. Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Härtung besaß die Folie folgende Eigenschaften:
Härte Shore A 90
Modul in kg/cm2 bei
50% 62,6
100% 80,1
200% 104,7
300% 139,2
Zugfestigkeit in kg/cm2 315,7
Dehnung bei Bruch in % 660
Zugverformung in % 130
Bleibende Verformung in % 37
Clash-Berg-Modul Tn "C -AU
Während des Spritzgußvorgangs zur Herstellung der zu Testzwecken verwendeten Preßfolie zeigte das Elastomere keine Anzeichen eines Abbaus.
Beispiel 10
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurde aus folgenden Bestandteilen:
65
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 4,2 Mole
Polyol 2 von Beispiel 1 1,0 Mol
Bis(2-hydroxyäthyl)äther von 3,0 Mole
Resorcin
NCO/OH 1,05:1.0
030 148/178
ein Elastomeres U hergestellt. Dieses wurde ohne Anzeichen irgendeines Abbaus durch Spritzguß zu einer Preßfolie verarbeitet, die dann in der in Beispiel 1 geschilderten Weise gehärtet wurde. Sie besaß folgende Eigenschaften:
Dichte 1,18 g/cm3
Härte Shore A 89 Modul in kg/cm2 bei
50% 53,3
100% 83,7
300% 110,4
Zugfestigkeit in kg/cm2 184,9 Dehnung bei Bruch in % Zugverformung in % Bleibende Verformung in % Beispiel 11
In der in Beispiel 1 geschilderte! folgenden Bestandteilen:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat Polyoxypropylenpolyoxyäthylen-
Blockcopolymeres mit einem Molekulargewicht von 1900,
einem Äthylenoxidgehalt von
52%, einem Gehalt an primären
Hydroxylgruppen von 83% und
einem pH-Wert von 7 1,4-Butandiol Folycaprolactondiol
(Molekulargewicht: 2000) NCO/OH 1,04 :1,0
ein Elastomeres V hergestellt. Das erhaltene Elastomere wurde ohne jegliches Anzeichen irgendeines Abbaus durch Spritzguß zu einer Preßfolie verarbeitet, die in der in Beispiel 1 geschilderten Weise gehärtet wurde. Danach besaß sie folgende Eigenschaften:
Elastomeres W X
1,4-Butandiol
Polytetramethylenglykol NCO/OH
6,25 0,25 1,01 :1,0
5,55 0,11 1,04/1,0
Die beiden erhaltenen Elastomere wurden durch Spritzguß ohne jegliches Anzeichen irgendeines Abbaus zu Preßfolien verarbeitet, die nach der in Beispiel 1 beschriebenen Härtung folgende Eigenschaften besaßen:
690 15 Dichte, g/cm3 Elastomeres X
90 Härte Shore A W 1,18
Modul in kg/cm2 bei 1.18 87
20 50% 88
Veise wurde aus 100% 64,7
2ÖÖ% 64,7 83,0
300% 94,2 107,6
831 Mole Zugfestigkeit in kg/cm2 135,7 133,6
1,0 Mol 25 Dehnung bei Bruch in % it 87,0 346,6
Zugverformung in % 407,0 640
Dehnungsverformung in % 480
Zerreißfestigkeit 50 110
(Werkzeug C) in kg/cm
J0 Bleibende Verformung in % 126,8
Clash-Berg-Modul 7>, °C 32,5
7,14 Mole 27 -44
0,43 MoI -38,5
Härte Shore D 39
Modul in kg/cm2 bei
50% 73,8
100% 92,8
300% 158,9
Zugfestigkeit in kg/cm2 397,9
Dehnung in % 630
Zugverformung in % 80
Bleibende Verformung in % 43
Beispiel 12
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurden zwei Elastomere hergestellt, wobei jedoch ein untergeordneter Teil des 1,4-Butandiols durch ein Polytetramethylenglykol eines Molekulargewichts von 1000 ersetzt wurde. Im einzelnen wurden folgende Bestandteile in folgenden molaren Mengen verwendet:
Elastomeres W X
Diphcnylmeihan^'-di- 7,58 6,93
isocyanat Polvol 2 von Beispiel I 1.0 1.0
Beispiel 13
In der in Beispiel 1 geschilderten Weise wurde ein Elastomeres Y hergestellt, wobei jedoch ein untergeordneter Teil des 1,4-Butandiols durch ein Polypropylenglykol eines Molekulargewichts von 1025 ersetzt wurde. Im einzelnen wurden folgende Bestandteile in folgenden molaren Mengen verwendet:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat 6,86 Polyol 2 von Beispiel 1 1,0
1,4-Butandiol 5,55
Polypropylenglykol 0,11
NCO/OH 1,03:1,0
Das erhaltene Elastomere wurde ohne jegliches Anzeichen eines Abbaus durch Spritzguß zu einer Preßfolie verarbeitet, die dann nach der ir Beispiel 1 beschriebenen Härtung folgende Eigenschaften aufwies:
Dichte in g/cm3 1,18 Härte Shore A 87 Modul in kg/cm2 bei
50% 64,0
100% 84,4
200% 112,5
300% 147,6
Zugfestigkeit in kg/cm2 366,3 Dehnung bei Bruch in % 590 Zugverformung in % 90
Bleibende Verformung in % 31
Clash-Berg-Modul 7>, "C -42

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Thermoplastische Polyurethanelastomere, erhalten durch Umsetzung von
a) Diphenylmethan-^'-diisocyanat,
b) Polyoxypropyleripolyoxyäthylen-Blockmischpolyme.-en mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1000 bis JOOO, einem pH-Wert im
10 Bereich von 4,5 bis 9, einem Gehalt an primären Hydroxylgruppen von nicht weniger als 50% und einem Gehalt an Alkalimetallionen von nicht mehr als 25 Teilen pro 1 Million Teile Polymeres, die entsprechend der folgenden Gleichung:
DE2537775A 1974-09-09 1975-08-25 Thermoplastische Polyurethanelastomere Expired DE2537775C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50418374A 1974-09-09 1974-09-09
US05/572,741 US4202957A (en) 1974-09-09 1975-04-29 Thermoplastic polyurethane elastomers from polyoxypropylene polyoxyethylene block copolymers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2537775A1 DE2537775A1 (de) 1976-04-08
DE2537775B2 true DE2537775B2 (de) 1980-11-27
DE2537775C3 DE2537775C3 (de) 1985-06-27

Family

ID=27054753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2537775A Expired DE2537775C3 (de) 1974-09-09 1975-08-25 Thermoplastische Polyurethanelastomere

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4202957A (de)
JP (1) JPS5419038B2 (de)
AT (1) AT344994B (de)
CH (1) CH614964A5 (de)
DE (1) DE2537775C3 (de)
ES (1) ES440585A1 (de)
FR (1) FR2283917A1 (de)
GB (1) GB1462595A (de)
IT (1) IT1046918B (de)
NL (1) NL170544C (de)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3983094A (en) * 1975-09-11 1976-09-28 Uniroyal, Inc. Thermally stable polyurethane elastomers produced from poly(oxypropylene)-poly(oxyethylene)glycols of high oxyethylene group content
US4124572A (en) * 1977-07-05 1978-11-07 Uniroyal, Inc. Thermoplastic polyurethane elastomer
US4190711A (en) 1977-09-29 1980-02-26 Union Carbide Corporation Thermoplastic polyether polyurethane elastomers
DE2817457A1 (de) * 1978-04-21 1979-10-31 Bayer Ag Thermoplastische polyurethane fuer die verarbeitung in extrudern oder/und auf kalandern
US4379904A (en) * 1980-11-24 1983-04-12 The Upjohn Company Novel polyurethane product
US4525491A (en) * 1982-12-24 1985-06-25 Asahi Glass Company, Ltd. Process for producing a polyurethane elastomer by reaction injection molding
US4592947A (en) 1984-06-04 1986-06-03 Sierracin Corporation Low temperature laminatable polyurethane
US4707525A (en) * 1984-06-29 1987-11-17 Celanese Corporation Oxymethylene polymer molding compositions having enhanced impact resistance and article molded therefrom
US4689353A (en) * 1986-02-21 1987-08-25 The Dow Chemical Company Hydroxy and amino-functional polyahls containing carbonate, urethane and/or urea moieties
US4861909A (en) * 1986-04-11 1989-08-29 The Dow Chemical Company Isocyanate-modified poly(alkylene carbonate) polyahls
US4814412A (en) * 1987-12-17 1989-03-21 W. L. Gore & Associates, Inc. Two component polyurethane system for casting expanded polytetrafluoroethylene
WO1990011310A1 (en) * 1989-03-21 1990-10-04 The Dow Chemical Company Solvent resistant polyetherpolyurethane products and process for preparing the same
US5096993A (en) * 1990-11-02 1992-03-17 Olin Corporation Thermoplastic polyurethane elastomers and polyurea elastomers made using low unsaturation level polyols prepared with double metal cyanide catalysts
US5185420A (en) * 1990-11-02 1993-02-09 Olin Corporation Thermoplastic polyurethane elastomers and polyurea elastomers made using low unsaturation level polyols prepared with double metal cyanide catalysts
DE4134693A1 (de) * 1991-10-21 1993-04-22 Basf Ag Transparente, heissdampfsterilisierbare, nicht zytotoxische, im wesentlichen kompakte polyurethan-vergussmassen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung, insbesondere fuer medizinisch-technische artikel
US5428123A (en) * 1992-04-24 1995-06-27 The Polymer Technology Group Copolymers and non-porous, semi-permeable membrane thereof and its use for permeating molecules of predetermined molecular weight range
DE4339475A1 (de) * 1993-11-19 1995-05-24 Wolff Walsrode Ag Knisterfreie, antistatische Polyurethanfolie mit hoher Atmungsaktivität sowie ihre Verwendung
CA2134156A1 (en) * 1993-11-22 1995-05-23 Thomas P. Klun Coatable compositions, abrasive articles made therefrom, and methods of making and using same
US5618904A (en) * 1993-12-29 1997-04-08 Essex Specialty Products Inc. Polyurethane hot melt adhesive
US5468835A (en) * 1994-04-20 1995-11-21 Caterpillar Inc. Polyetherpolyurethane end caps for oil filters
US5591527A (en) * 1994-11-02 1997-01-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical security articles and methods for making same
AUPO251096A0 (en) 1996-09-23 1996-10-17 Cardiac Crc Nominees Pty Limited Polysiloxane-containing polyurethane elastomeric compositions
US5959059A (en) * 1997-06-10 1999-09-28 The B.F. Goodrich Company Thermoplastic polyether urethane
US6197878B1 (en) 1997-08-28 2001-03-06 Eastman Chemical Company Diol latex compositions and modified condensation polymers
USH1928H (en) * 1998-05-11 2000-12-05 Caterpillar Inc. High viscosity, solvent resistant, thermoset polyetherpolyurethane and A process for making the same
JP2002538259A (ja) 1999-03-03 2002-11-12 イーストマン ケミカル カンパニー ポリアミド/エマルジョンポリマーブレンド
WO2000052083A1 (en) 1999-03-03 2000-09-08 Eastman Chemical Company Silicone polymer diol compositions and condensation polymer/silicone polymer blends
EP1187870A1 (de) 1999-06-18 2002-03-20 Eastman Chemical Company Nylon-6 silikon zusammensetzungen
WO2000078842A1 (en) 1999-06-18 2000-12-28 Eastman Chemical Company Amide-type polymer/silicone polymer blends and processes of making the same
US6462109B1 (en) 1999-10-12 2002-10-08 Eastman Chemical Company Surfactantless latex compositions and methods of making polymer blends using these compositions
EP1172387A1 (de) * 2000-07-14 2002-01-16 Huntsman International Llc Verfahren zum Herstellen eines Elastomers
WO2002050151A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-27 Dow Global Technologies Inc. Thermoplastic polyurethane containing structural units of ethylene oxide polyol or ethylene oxide capped propylene oxide polyol
US6734273B2 (en) 2001-02-12 2004-05-11 Noveon Ip Holdings Corp. High molecular weight thermoplastic polyurethanes made from polyols having high secondary hydroxyl content
US6844390B2 (en) * 2001-04-09 2005-01-18 Eastman Chemical Company Modified alkyd compositions comprising polyol latex compositions and processes of making them
US20090005476A1 (en) * 2001-04-09 2009-01-01 Eastman Chemical Company Polyol latex compositions and process of making them
US6699931B2 (en) 2001-04-09 2004-03-02 Eastman Chemical Company Modified alkyd compositions comprising diol latex compositions and processes of making the same
ATE348849T1 (de) * 2002-02-23 2007-01-15 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur herstellung von weichen, gut entformbaren thermoplastischen polyurethanelastomeren mit geringer schwindung
US7235296B2 (en) * 2002-03-05 2007-06-26 3M Innovative Properties Co. Formulations for coated diamond abrasive slurries
US20070179255A1 (en) * 2002-11-08 2007-08-02 Noveon, Inc. Heat Resistant High Moisture Vapor Transmission Thermoplastic Polyurethane
US7202322B2 (en) * 2002-11-08 2007-04-10 Noveon, Inc. Heat resistant high moisture vapor transmission thermoplastic polyurethane
US7357889B2 (en) * 2003-04-09 2008-04-15 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun TPU fibers and process
KR20060036388A (ko) * 2003-07-24 2006-04-28 아사히 가라스 가부시키가이샤 폴리우레탄 수지 및 그 제조방법
US7566744B2 (en) * 2004-12-20 2009-07-28 Nalco Company Environmentally friendly demulsifiers for crude oil emulsions
US20060258831A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Nigel Barksby High molecular weight thermoplastic polyurethanes made from polyols having high secondary hydroxyl content
JP5129486B2 (ja) * 2006-01-20 2013-01-30 三井化学株式会社 熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物及び透湿性フィルム
JP4914661B2 (ja) * 2006-07-11 2012-04-11 中国電力株式会社 撒きだし装置
US20080176083A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Noveon, Inc. High Moisture Vapor Transmissive Polyurethanes
US8637629B2 (en) * 2007-01-18 2014-01-28 Lubrizol Advanced Materials, Inc. High moisture vapor transmissive polyurethanes
BRPI0810833B1 (pt) * 2007-04-11 2018-09-18 Bayer Materialscience Ag composições de poliuretano, plásticos poliméricos, e meios holográfico
US20100266799A1 (en) * 2007-07-12 2010-10-21 Dow Global Technologies Inc. Prepolymers and polymers for elastomers
KR101601782B1 (ko) * 2008-05-23 2016-03-09 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 섬유 보강된 tpu 복합제
JP2011079617A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Shoji Tsukasaki 定量排出装置
ITTO20120155A1 (it) 2012-02-21 2013-08-22 So F Ter S P A Composizione di polidrossialcanoati durevole
RU2615137C2 (ru) * 2012-08-06 2017-04-04 Курарей Ко., Лтд. Термопластичный полиуретан и его композиции
CN105745242B (zh) 2013-12-02 2019-02-01 陶氏环球技术有限责任公司 用于聚氨酯弹性体的存储稳定的多元醇组合物
WO2016075619A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Polytech A/S Polyurethane material, process for preparing such material and protective cover for wind turbine blade
US10072217B2 (en) 2015-03-04 2018-09-11 Ecolab Usa Inc. Reverse emulsion breaker polymers
CA2978434C (en) 2015-03-06 2023-03-28 Ecolab Usa Inc. Reverse emulsion breaker polymers
EP3589676B1 (de) * 2017-03-02 2021-04-21 Covestro Intellectual Property GmbH & Co. KG Schlagzähe thermoplastische polyurethane, deren herstellung und verwendung
SE542934C2 (en) * 2018-11-15 2020-09-15 Ingevity Uk Ltd A novel polyurethane or polyurethane-urea composition with reduced cold hardening
CN111499827B (zh) * 2020-04-15 2022-04-15 贵州大学 一种超韧性生物基聚氨酯复合材料的制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731071A (en) * 1951-07-19 1955-06-01 Du Pont Preparation of elastomers from polyalkylene ether glycols and diisocyanates
FR1250078A (fr) * 1959-01-26 1961-01-06 Wyandotte Chemicals Corp Urées-polyuréthane contenant des composés pipérazine liés par de l'urée
FR1250790A (fr) * 1959-01-26 1961-01-13 Wyandotte Chemicals Corp Urées-polyuréthane contenant des liaisons n-(hydroxyalkyl)-alkylène diamine-urée
NL128399C (de) * 1960-10-03
FR1344482A (fr) * 1962-10-19 1963-11-29 Mobay Chemical Corp Matières plastiques de polyuréthane
GB1034482A (en) * 1963-01-11 1966-06-29 Lankro Chem Ltd Improvements in or relating to polyethers and polyurethanes obtained therefrom
GB1115151A (en) * 1963-11-14 1968-05-29 Ici Ltd Improvements in or relating to the manufacture of polyurethanes
NL6413172A (de) * 1963-11-14 1965-05-17
GB1111383A (en) * 1963-11-14 1968-04-24 Ici Ltd Improvements in or relating to the manufacture of polyurethane foams
US3420796A (en) * 1964-10-31 1969-01-07 Kuraray Co Method of preparing powdered polyurethane resins
BE759829A (fr) * 1969-12-03 1971-06-03 Upjohn Co Preparation de polyurethanes
US3726825A (en) * 1971-03-15 1973-04-10 Diamond Shamrock Corp Polyurethane coating for moisture vapor barrier
JPS5244459B2 (de) * 1972-05-02 1977-11-08
GB1422056A (en) * 1973-05-29 1976-01-21 Ici Ltd Polyurethane foams

Also Published As

Publication number Publication date
AT344994B (de) 1978-08-25
ES440585A1 (es) 1977-03-01
NL170544C (nl) 1982-11-16
NL170544B (nl) 1982-06-16
NL7510610A (nl) 1976-03-11
CH614964A5 (de) 1979-12-28
FR2283917A1 (fr) 1976-04-02
JPS5152493A (de) 1976-05-10
DE2537775C3 (de) 1985-06-27
DE2537775A1 (de) 1976-04-08
JPS5419038B2 (de) 1979-07-12
FR2283917B1 (de) 1979-06-29
GB1462595A (en) 1977-01-26
ATA690675A (de) 1977-12-15
US4202957A (en) 1980-05-13
IT1046918B (it) 1980-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2537775C3 (de) Thermoplastische Polyurethanelastomere
USRE31671E (en) Thermoplastic polyurethane elastomers from polyoxypropylene polyoxyethylene block copolymers
DE2532040A1 (de) Thermoplastische polyurethanelastomere
DE2708819A1 (de) Thermoplastische polyurethan-elastomere
DE3005718C2 (de) Poly-1,2-propylenätherurethane und ein Verfahren zu deren Herstellung
EP3765539A1 (de) Thermoplastisches polyurethan aus recyclingrohstoffen
EP3872109A1 (de) Tpu pneumatikschlauch
EP0590420B1 (de) Schlagzähe Polyoxymethylenformmassen
WO2001012692A1 (de) Thermoplastische polyurethane
DE2516970C2 (de) Hochtemperaturbeständige, thermoplastische Polyurethanelastomere und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2019002263A1 (de) Thermoplastisches polyurethan
CH638543A5 (de) Verfahren zur herstellung eines thermoplastischen polyurethan-elastomeren.
US4083815A (en) Polyurethane coating compositions and process of preparation
EP0308733A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen
DE2509478A1 (de) Verfahren zur herstellung von polyaetherurethanschaeumen mit hoher rueckprallelastizitaet
DE4004881C1 (de)
EP3887421B1 (de) Kontinuierliche herstellung eines ppg basierten tpus
DE2712319A1 (de) Verfahren zur herstellung von flammverzoegernden thermoplastischen harzmassen
EP0688815B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen aus (Polyurethan) Polyharnstoffabfällen
EP0432596A2 (de) Thermoplastische Polyurethane mit verbesserter Fliessfähigkeit
DE2401760A1 (de) Polyurethane
CH672639A5 (de)
DE1247005B (de) Einstufiges Verfahren zur Herstellung homogener Polyurethanelastomerer
WO2024068411A1 (de) Verfahren zur herstellung von polyether-enthaltenden thermoplastischen polyurethanen
EP0324353A1 (de) Thermoplastische Formmassen auf Basis von PVC und einem Poly-alpha-olefin/Polyurethan-Blockcopolymerisat

Legal Events

Date Code Title Description
8263 Opposition against grant of a patent
8228 New agent

Free format text: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZEL, W., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8281 Inventor (new situation)

Free format text: BONK, HENRY WALTER, WALLINGFORD, CONN., US SHAH, TILAK MORARJEE, S-HERTOGENBOSCH, NL

C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: THE DOW CHEMICAL CO. (EINE GES.N.D.GESETZEN D. STA

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZEL, W., DIPL.-ING. KOTTMANN, D., DIPL.-ING, PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN