DE1145790B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus elastomeren Polyesterurethanen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus elastomeren Polyesterurethanen In neuerer Zeit haben gießbare, elastische Polyurethane steigenden Eingang in die Technik gefunden.
• Die Verarbeitung geschieht bekanntermaßen in der Art, daß man vorwiegend aus linearen, aliphatischen Komponenten bestehende hydroxylgruppenhaltige Polyester mit einem Überschuß von Diisocyanaten und gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen di- oder polyfunktionellen Komponenten umsetzt. Es resultieren hierbei gießbare Schmelzen, die mit zunehmender Vernetzung in den kautschukelastischen Zustand übergehen.
• Die Formgebung geschieht im allgemeinen in der Weise, daß man die gießbare Schmelze in beheizte Formen einbringt. Wie bei allen in der Technik gebräuchlichen Gußverfahren besteht die Gefahr von Lufteinschlüssen innerhalb der Artikel. Außerdem ist es sehr schwierig, genau maßhaltige Teile herzustellen, da durch geringe Temperaturschwankungen sehr leicht verschiedene Schwundmaße auftreten können. Man hat daher versucht, die zu fertigenden Artikel zunächst in Behelfswerkzeugen vorzugießen und anschließend unter Preßdruck endgültig zu verformen.
• Hierbei sind im allgemeinen durch mangelnde Plastizität der vorgeformten Preßlinge inhomogene Artikel festzustellen. Dieses ist dadurch bedingt, daß der Übergang in den kautschukelastischen, vernetzten Zustand unkontrollierbar verläuft und zumeist die Vernetzungsreaktion schon so weit abgelaufen ist, daß ein nachträgliches Verpressen nicht mehr möglich ist.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun erstmals möglich geworden, serienmäßig völlig gleichmäßige Artikel nach einem kombinierten »Gieß-Preß-Verfahren« herzustellen. Es wurde schon vorgeschlagen, die gießbare Schmelze unmittelbar nach dem Gießen so weit abzukühlen, daß die Vernetzungsreakfion gestoppt wird, um damit eine für das Verpressen ausreichende Plastizität und Verformbarkeit zu erreichen. In der Tat zeigte sich, daß mit diesem Verfahren eine wesentliche Verbesserung der bisherigen Arbeitsmethode zu erreichen war. Es waren jedoch immer noch recht erhebliche Ausschußziffern bei den nachträglich verpreßten Artikeln durch auftretende Inhomogenitäten festzustellen.
• Um diese Nachteile zu beseitigen, schafft die Erfindung ein Verfahren, bei dem Formkörper aus elastomeren Polyesteruethanen auf Grundlage von hydroxylgruppenhaltigen Polyestem, einem tlberschuß an 1,5-Naphthylendiisocyanat und einem Vernetzergemisch unter Abschrecken der geschmolzenen Reaktionsmasse auf unterhalb 400 C erhalten wurden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Masse sofort vergossen, dann unter Lichtausschluß auf eine Temperatur von 50 bis 1000 C abgeschreckt und nach dem weiteren Abkühlen in bekannter Weise verformt und ausgehärtet wird.
• Zu erklären ist dieser Erfolg damit, daß die Reaktivität von hochpolymeren, freie Isocyanatgruppen tragenden Molekülketten in starkem Maße katalytisch beeinflußbar ist. Angenommen, daß durch energiereiche Strahlung, also auch natürliches Tageslicht, die Reaktionsfähigkeit der N=C=O-Gruppe beeinflußt wird, so geht an der dem Licht ausgesetzten Oberfläche die Vernetzung schneller vonstatten als im Innern der Schmelze. Aus diesem Grunde neigen demnach belichtete Schmelzen beim nachträglichen Verpressen zu Inhomogenitäten, weil die stärker vernetzte Oberflächenschicht schon so weit vernetzt ist, daß keine einwandfreie Verformbarkeit mehr gewährleistet ist.
• Diese Theorie läßt sich dadurch erhärten, daß fertig vernetzte, elastische Polyurethane nachträglich einer intensiven Lichteinwirkung ausgesetzt werden.
• Bei fortschreitender, durch Licht beeinflußbarer Vernetzung müßten derartige Teile bessere mechanischphysikalische Daten ergeben. Es läßt sich nun nachweisen, daß dieses tatsächlich der Fall ist. Beispielsweise wurden zwei aus einem Guß hergestellte Prüfplatten einmal im Dunkeln gelagert und das andere Mal dem natürlichen Tageslicht ausgesetzt. Nach 4 Wochen wurden bei beiden Proben die Zerreißfestigkeit und die Kerbzähigkeit gemessen. Bei den belichteten Platten war eine deutliche Verbesserung der mechanischen Daten festzustellen, indem die Zerreißfestigkeit von 350 kg/cm2 bei der unbelichteten Platte auf 420 kg/cm2 bei der belichteten Platte stieg Im gleichen Verhältnis wurde die Kerbzälhigkeit verbessert.
• Beispielsweise muß bei einer Schmelze mit viel überschüssigem Diisocyanat, berechnet auf den eingesetzten Polyester, die Reaktion sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stufe an der untersten Grenze des Temperaturbereichs, also +50 bzw.50° C gehalten werden. Das nachstehende Beispiel erläutert die erfindungsgemäße Verfahrensweise: Beispiel 1000 g eines hydroxylgruppenhaltigen Polyesters mit der OH-Zahl etwa 50, der Säurezahl 1 und dem Molekulargewicht etwa 2000 werden mit 250 g 1,5 Naphthylendiisocyanat bei 1300 C während 15 Minuten in Vakuum umgesetzt.
• In den so entstandenen verlängerten Isocyanatpolyester werden 50 g eines Gemisches von 1,4 Butandiol und Trimethylolpropan während einer Minute eingerührt.
• Die Schmelze verbleibt dabei auf einer Temperatur von etwa 1300 C. Nach dem Einrühren wird die Schmelze auf eine etwa 700 C warme Platte in einer Schichtstärke von etwa 4 bis 5 mm aufgegossen und sofort so abgedeckt, daß keine Lichtstrahlen mehr an die Schmelze gelangen können.
• Man beläßt die Schmelze etwa 30 Minuten bei dieser Temperatur und kühlt dann anschließend auf etwa 0° C herunter. Das Abkühlen muß ebenfalls unter Lichtausschluß geschehen.
• Nach etwa weiteren 30 Minuten ist die Masse verarbeitungsfähig und wird nunmehr in Form eines gb schnitteten Rohlings in eine Preßform eingelegt und zu einem elastischen Polyurethanartikel verpreßt.
• Die Preßzeit beträgt etwa 20 Minuten bei einer Temperatur von etwa 1500 C. Der entnommene Artikel besitzt eine Shorehärte von etwa 750 Shore A.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus elastomeren Polyesterurethanen auf Grundlage von hydroxyigruppenhaltigen Polyestern, einem Überschuß an 1,5-Naphthylendiisocyanat und einem Vernetzergemisch unter Abschrecken der geschmolzenen Reaktionsmasse auf unter halb 400 C, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse sofort vergossen, dann unter Lichtaus schluß auf eine Temperatur von 50 bis 100kr C abgeschreckt und nach dem weiteren Abkühlen in bekannter Weise verformt und ausgehärtet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 831 604; deutsche Auslegeschrift Nr. 1031509.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1097130.