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DE3411361A1 - Einbettmaterial, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung - Google Patents

Einbettmaterial, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

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Publication number
DE3411361A1
DE3411361A1 DE19843411361 DE3411361A DE3411361A1 DE 3411361 A1 DE3411361 A1 DE 3411361A1 DE 19843411361 DE19843411361 DE 19843411361 DE 3411361 A DE3411361 A DE 3411361A DE 3411361 A1 DE3411361 A1 DE 3411361A1
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Germany
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adduct
castor oil
diisocyanate
embedding material
embedding
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DE19843411361
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Gerhard 8753 Obernburg Wick
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Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
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Akzo GmbH
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Publication date
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    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • B01D63/021Manufacturing thereof
    • B01D63/022Encapsulating hollow fibres
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Description

Die Erfindung betrifft ein Polyurethaneinbettmaterial auf der Basis von Rizinusöl sowie weiteren Hydroxy!verbindungen, insbesondere Trimethylolpropan und aliphatischen Diisocyanaten, seine Herstellung und seine Verwendung, insbesondere als Einbettmaterial für Membranen.
Es sind bereits zahlreiche Einbettmaterialien auf der Basis von Polyurethanen bekannt. So wird in der deutschen Patentschrift 28 13 197 ein Einbettmaterial beschrieben, bei dem man zunächst aus Rizinusöl, Trimethylolpropan und einem 2- bis 4-fachen Überschuß an NCO-Gruppen eines aromatischen Diisocyanate pro Äquivalent OH-Gruppen ein Voraddukt herstellt und dieses Voraddukt sodann mit einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan oder auch mit Rizinusöl allein aushärtet. Dieses Einbettmaterial eignet sich besonders zum Einbetten von Membranen. Derart eingebettete Membranen haben sich sehr bewährt und sind auch auf zahlreichen medizinischen Anwendungsgebieten eingesetzt worden.
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Unter Hydrolysebedxngungen können aber Polyurethane, die aus aromatischen Diisocyanaten aufgebaut sind, in geringem Maße aromatische Aminverbindungen bilden, die in Verdacht stehen, mutagen oder cancerogen zu wirken. Man ist deshalb bestrebt, zumal die Vorschriften in einigen Ländern für medizinisch einsetzbare Vorrichtungen sehr streng sind, Einbettmaterialien zur Verfügung zu haben, bei deren Herstellung nur in geringem Umfang, vorzugsweise überhaupt keine aromatischen Verbindungen eingesetzt worden sind. Für die Fertigung medizinischer Geräte wie Module für die Dialyse, Hämofiltration, Plasmapherese u.dgl. benötigt man Einbettmaterialien, die beständig sind, d.h. beim Einsatz sich nicht zersetzen oder toxische Verbindungen abgeben, die darüber hinaus blutverträglich und biokompatibel sind und somit physiologisch nicht zu beanstanden sind.
Man hat bereits versucht, bei der Herstellung von Einbettmaterial auf Polyurethanbasis das aromatische Diisocyanat ganz oder teilweise zu substituieren. So wird in der DE-OS 27 32 182 ein stabilisiertes Vorpolymerisat beschrieben, bei dem das aromatische Diisocyanat 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat durch eine Reihe von aliphatischen Diisocyanaten zum Teil substituiert ist, u.a.durch Isophorondiisocyanat. Die dort beschriebenen Materialien sind jedoch nicht sehr hydrolysestabil, insbesondere durch die Anwesenheit einer Polyesterkomponenten; auch sollen bei der Herstellung dieser Einbettmaterialien Biurete eingesetzt werden können, die das Einbettmaterial für medizinische Zwecke ungeeignet machen. So werden diese Einbettmaterialien vorwiegend auch zum Vergießen, Füllen, Einbetten und Einkapseln von elektrischen Bestandteilen eingesetzt.
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In der DE-AS 28 29 557 werden lagerstabile freie Isocyanatgruppen enthaltende Präpolymere auf Basis von Polyurethanen beschrieben/ die noch Eisenkomplexe des Acetylacetons und/oder Acetessigsäurealkylesters als Katalysator enthalten. Diese Vorpolymere können z.B. als Lacklösung eingesetzt werden, die bei Einwirkung von Wasser aushärten. Die vorwiegend auf technischem Gebiet eingesetzten Präpolymeren sind für den medizinischen Bereich wenig geeignet.
In der DE-OS 27 49 491 werden zahlreiche aromatische Diisocyanate zur Herstellung von Einbettmaterialien empfohlen. Zwar werden dort ganz allgemein auch aliphatische Diisocyanate genannt, vorzugsweise werden als Bausteine zur Herstellung dieser Polyurethane jedoch aromatische Diisocyanate eingesetzt. Als Vernetzer werden Hydroxylgruppen aufweisende Ester von aliphatischen Carbonsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen vorgeschrieben. Bei der Verarbeitung derartiger Einbettmaterialien treten jedoch Schwierigkeiten auf, außerdem sind die dort beschriebenen Zusammensetzungen physiologisch bedenklich.
In der DE-OS 31 49 527 werden ebenfalls Polyurethanmassen beschrieben, die als Einbettmaterial für Hohlfasern in Dialysatoren geeignet sein sollen. Sie sind auf der Basis von Rizinusöl, mehrfunktionellen Hydroxy!verbindungen sowie Lösungsvermittlern wie hydroxylgruppenhaltigen partiellen Estern von langkettigen Carbonsäuren unter Mitverwendung von Organozinnverbindungen als Katalysatoren und unter Einsatz üblicher Diisocyanate hergestellt worden. Auch die in dieser Offenlegungsschrift beschriebenen Polyurethane sind in physiologischer Hinsicht in vielfacher Hinsicht bedenklich; so werden vorzugsweise aromatische Diisocyanate zum
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Aufbau der Polyurethane empfohlen. Die dort erwähnten Zinn/Schwefelverbindungen als Katalysatoren können toxisch wirken. Auch bestehen Bedenken gegen den Einsatz von Zeolithen in Teilen, welche mit Blut in Berührung kommen. Schließlich ist der Einsatz von Lösungsvermittlern bei Einbettmaterialien, die im medizinischen Gebiet eingesetzt werden, bedenklich.
Die Vielzahl der Schutzrechte zeigt, daß es äußerst schwierig ist, für bestimmte Einsatzzwecke geeignete Einbettmaterialien mit spezifischen Eigenschaften herzustellen. Bei vielen Verfahren ist der Einsatz von größeren Mengen an Katalysatoren erforderlich, die toxisch wirken können und deshalb besonders im medizinischen Bereich auf Bedenken stoßen. Andererseits ist der Aufbau der Polyurethane kompliziert, und durch den Einsatz von höhermolekularen Substanzen wie Polyether, Polyester, Halbester u.dgl. werden die mechanischen Eigenschaften wie die Härte nachteilig beeinflußt.
Obwohl bereits zahlreiche Einbettmaterialien auf der Basis von Polyurethanen bekannt sind, besteht noch ein Bedürfnis nach verbesserten Einbettmaterialien sowie nach einfach durchzuführenden Verfahren zur Herstellung derselben, welche die obengenannten Nachteile nicht besitzen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Polyurethaneinbettmaterialien zur Verfügung zu stellen, die insbesondere zum Einbetten von Membranen geeignet sind, die auf medizinischem Gebiet eingesetzt werden sollen, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung derselben, das auf der Grundlage von einfach aufgebauten Ausgangsstoffen durchführbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, Polyurethaneinbettmaterialien zur Verfügung zu stellen, die bei der Herstellung schnell die gewünschten Eigenschaften, insbesondere eine entsprechende Shore-Härte besitzen, die toxikologisch unbedenklich sind und mit denen Einbettungen innerhalb kurzer Zeit, insbesondere auch in automatisch arbeitenden Vorrichtungen möglich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es weiter, Einbettmaterialien zur Verfügung zu stellen, die besonders geeignet sind zur Einbettung von Membranen, die im medizinischen Bereich eingesetzt werden sollen,und die unter den Einsatzbedingungen, insbesondere beim längeren Kontakt mit wäßrigen Systemen und Blut oder blutähnlichen Zusammensetzungen beständig sind, nicht zur Hydrolyse, insbesondere zum Abspalten von aromatischen Verbindungen neigen und die· keine oder nur eine geringfügige Quellung aufweisen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Einbettmaterial, erhalten durch Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses eines oder mehrerer aliphatischer Diisocyanate mit Rizinusöl und gegebenenfalls weiteren Hydroxyverbindungen zu einem NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukt und Umsetzung des Voraddukts in Gegenwart von Metallverbindungen als Katalysator mit einem Kettenverlängerergemisch, das Rizinusöl, Trimethylolpropan und N-Methyldiäthanolamin enthält. Vorzugsweise wird ein Voraddukt verwendet, das durch Umsetzung eines aliphatischen Diisocyanats mit einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan erhalten worden ist. Als aliphatisches Diisocyanat ist Isophorondiisocyanat besonders geeignet. Sehr günstig sind als aliphatische Diisocyanate auch Hexamethylendiisocyanat und Trimethylhexamethylendiisocyanat. Als Metallverbindung werden Eisenacetylacetonat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat und Titantetrabutylat bevorzugt.
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Zur Herstellung eines derartigen Einbettmaterials kann ein Verfahren durch Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses eines oder mehrerer aliphatischer Diisocyanate mit Rizinusöl und gegebenenfalls weiteren Hydroxyverbindungen zu einem NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukt und katalysierte Umsetzung des Voraddukts mit einem Rizinusöl und Trimethylolpropan enthaltenden Kettenverlängerergemisches dienen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Vöraddukt aus einem oder mehreren aliphatischen Diisocyanaten und Rizinusöl und gegebenenfalls weiteren Hydroxyverbindungen herstellt und der stöchiometrische Überschuß des aliphatischen Diisocyanats, bezogen auf die OH-Gruppen der Hydroxylverbindung mindestens 1 VaI beträgt und das erhaltene Voraddukt in Gegenwart von katalytisehen Mengen einer Metallverbindung mit einem Gemisch, das Rizinusöl, Trimethylolpropan und N-Methyldiäthanolamin enthält, aushärtet. Als aliphatisches Diisocyanat ist Isophorondiisocyanat besonders geeignet. Zweckmäßig sind auch Hexamethylendiisocyanat und Trimethylhexamethylendiisocyanat. Als Metallverbindung wird vorzugsweise Eisenacetylacetonat verwendet, das zweckmäßigerweise in Mengen von 0,01 bis 0,3, vorzugsweise von 0,02 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsstoffe eingesetzt wird.
Das Kettenverlängerergemisch setzt sich vorzugsweise in einem Verhältnis von 3 bis 5,5 VaI Rizinusöl, 0,5 bis 2,0 VaI Trimethylolpropan und 1 bis 2,5 VaI N-Methyldiäthanolamin zusammen und wird, bezogen auf die Hydroxylgruppen in einem stöchiometrischen Unterschuß, bezogen auf die NCO-Gruppen des Voraddukts eingesetzt. Es ist vorteilhaft, wenn man zur Herstellung des Voraddukts pro VaI Rizinusöl bzw. VaI Gemisch Rizinusöl/weitere Hydroxylverbindung 2 bis 6 VaI aliphatisches Diisocyanat einsetzt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Voraddukt zur Umsetzung mit dem Kettenverlängerergemisch eingesetzt, das einen NCO-Gehalt von 16 bis 2 2, insbesondere von 18,0 bis 20,0 Gew.-% aufweist.
Das Einbettmaterial ist besonders geeignet als Einbettmaterial von Membranen, insbesondere von Membranen, welche auf medizinischem Gebiet eingesetzt werden sollen.
Die aliphatischen Diisocyanate, welche im Rahmen der Erfindung zum Einsatz gelangen, können allein oder auch in Mischung eingesetzt werden.
Isophorondiisocyanat, auch S-cyclohexylisocyanat genannt, welches bevorzugt eingesetzt wird, ist ein Diisocyanat, das zwei Isocyanatgruppen mit unterschiedlicher Reaktivität aufweist. Obwohl die cycloaliphatisch gebundene Isocyanatgruppe zehnmal langsamer reagiert als die aliphatisch gebundene, ist es möglich, die Einbettung rasch durchzuführen, wobei die Reaktionszeit jedoch ausreicht, um die Membranen entsprechend einbetten zu können, bevor das Einbettmaterial ausgehärtet ist.
Es versteht sich von selbst, daß die eingesetzten Diisocyanate in hoher Reinheit verwendet werden und tunlichst frei von Beimengungen sein sollen, die im Einbettmaterial eine toxische Wirkung entfalten könnten.
Das gemäß der Erfindung zum Einsatz gelangene Trimethyl-
hexamethylendiisocyanat kann sowohl als 2,2,4-Trimethyl-
hexamethylendiisocyanat als auch als 2,4,4-Trimethyl-
hexamethylendiisocyanat oder auch als Isomerengemisch einge setzt werden.
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Als weiteres aliphatisches Diisocyanat sei beispielsweise Dicyclohexylmethandiisocyanat-(4.4') erwähnt.
Rizinusöl, wie es im Rahmen der Erfindung zum Einsatz gelangt, soll ebenfalls in hoher Reinheit zum Einsatz gelangen und möglichst wasserfrei sein.
Beim Aufbau des Voraddukts kann Rizinusöl allein oder im Gemisch mit weiteren geeigneten Hydroxylverbindungen eingesetzt werden. Als weitere Hydroxylverbindung, die zusammen mit Rizinusöl eingesetzt werden kann, ist Trimethylolpropan besonders geeignet.
An Stelle von Trimethylolpropan können auch andere Triole wie Glycerin mitverwendet werden. Auch Glykole, wie Neopentylglykol und Butandiol können mit Rizinusöl zusammen eingesetzt werden.
Durch die Mitverwendung von weiteren Hydroxylverbindungen neben Rizinusöl kann die Viskosität des Voraddukts reguliert werden, wobei der Zusatz von Trimethylolpropan viskositätssteigernd wirkt.
Das Trimethylolpropan wird bei der Herstellung des Voraddukts vorzugsweise zunächst in Rizinusöl vorgelöst und in Mischung mit Rizinusöl mit einem Überschuß an Diisocyanat umgesetzt. Diese Arbeitsweise ist vorteilhafter, als wenn man Diisocyanat, Rizinusöl und Trimethylolpropan gleichzeitig aber unvermischt in ein Reaktionsgefäß gibt.
Rizinusöl, gegebenenfalls in Mischung mit weiteren Hydroxylverbindungen wird mit einem stöchiometrischen Überschuß des aliphatischen Diisocyanats zum Voraddukt umgesetzt, d.h. pro
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OH-Gruppe des Rizinusöls bzw. des Gemischs aus Rizinusöl und weiteren Hydroxylverbindungen werden mehr als eine NCO-Gruppe, stammend aus dem Diisocyanat eingesetzt. Vorzugsweise kommen auf eine OH-Gruppe mindestens zwei Isocyanatgruppen zum Einsatz, d.h. der Überschuß des Diisocyanats beträgt mindestens 1 VaI.
Neben der stöchiometrischen Abstimmung von NCO-Gruppen zu OH-Gruppen ist es günstig, wenn man dafür Sorge trägt, daß auch das Gewichtsverhältnis der NCO-Gruppen im Voraddukt entsprechend abgestimmt ist. So hat es sich gezeigt, daß Verhältnisse von 16 bis 22 Gew.-% Isocyanat im Voraddukt, insbesondere 18,0 bis 20,0 Gew.-% besonders vorteilhaft sind. Der realtive Anteil von aliphatischen Diisocyanaten und Rizinusöl bzw. Rizinusöl und weiteren Hydroxylgruppen, um solche NCO-Gehalte zu erreichen, läßt sich einfach an Hand der Molekulargewichte der eingesetzten Verbindungen errechnen.
Das Voraddukt, das insbesondere bei höheren stöchiometrischen Überschüssen von aliphatischem Diisocyanat neben den aus Diisocyanat und Rizinusöl bzw. weiteren Hydroxylverbindungen entstandenen Additionsverbindungen auch noch nicht umgesetztes aliphatisches Diisocyanat enthalten kann, wird mit dem Kettenverlangerergemisch, das geringe Mengen an Metallverbindungen als Katalysator enthält, umgesetzt. Für die Umsetzung kann man das Voraddukt, auch Α-Komponente genannt, bereits auf Vorrat herstellen, die als solche über längere Zeit beständig ist. Die sogenannte B-Komponente, das Kettenverlangerergemisch, kann ebenfalls separat hergestellt und für den Einsatzzweck gelagert werden. Für die Aushärtung werden die A- und B-Komponente in entsprechenden Mengen miteinander gemischt und vorzugsweise auch entsprechend ent-
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gast. Das Einbetten von Membranen, insbesondere von Hohlfasermembranen findet vorzugsweise nach dem sogenannten Schleudergußverfahren statt, wie es z.B. in der deutschen Patentschrift Nr. 1 544 107 beschrieben wird. Es können jedoch auch sonstige dem Durchschnittsfachmann bekannte Einbettverfahren zur Hilfe genommen werden. Die sogenannte A- und B-Komponente, d.h. das Voraddukt und das Kettenverlängerergemisch werden in Mengen eingesetzt, daß ein leichter stöchiometrischer NCO-Gruppenüberschuß vorhanden ist. Das molare Verhältnis von NCO-Gruppen zu Hydroxylgruppen des Kettenverlängerers liegt zweckmäßig in Bereichen von 1,01 bis 1,3 : ΐ. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn der NCO-Gruppengehalt bei der Aushärtung nicht nur entsprechend den angegebenen Molverhältnissen ausgewählt wird, sondern wenn er auch, was seinen Überschuß betrifft, in einem bestimmten Gewichtsverhältnis zu den Gesamtausgangskomponenten steht, d.h., zu dem Gesamtgewicht Komponente A und B, d.h. Voraddukt und Vernetzer. Es ist vorteilhaft, wenn der NCO-Gruppenüberschuß zwischen 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtausgangsgemisch beträgt, vorzugsweise zwischen 0,3 bis 1 Gew.-%.
Es ist ferner günstig, wenn die Komponenten A und B so aufeinander abgestimmt sind,daß sie entsprechend den oben gemachten Angaben, was die Molverhältnisse betrifft, auch in Gewichtsmengen zueinander eingesetzt werden, daß etwa 40 bis 60 Teile Komponente A mit 60 bis 40 Teilen Komponente B vermengt werden. Bei diesen Gewichtsverhältnissen der Komponenten A und B wird eine besonders gute Durchmischung und gleichmäßige Aushärtung erzielt.
Es ist vorteilhaft, wenn das Voraddukt, welches mit der Komponente B vermengt wird, Viskositäten bis etwa max. 10 Pa.s
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aufweist. Die Viskosität kann auf entsprechende Werte eingestellt werden, indem man neben dem Rizinusöl z.B. ein Triol, nämlich Trimethylolpropan mitverwendet, das viskositätssteigernd wirkt. Als Metallverbindung, welche in katalytischen Mengen bei der Aushärtung mitverwendet wird, ist Exsenacetylacetonat besonders geeignet. Auch sind entsprechende Zinnverbindungen brauchbar, insbesondere Dibutylzinndiacetat. Weitere brauchbare Zinnkatalysatoren sind z.B. Dibutylzinndilaurat und Di-n-butylzinndinonanoat. Als Titanverbindungen können u.a. übliche Titanalkylate eingesetzt werden, wie Titantetrabutylat, auch sind Verbindungen geeignet, die neben Titan noch ein anderes Metallatom enthalten, z.B. Titanmagnesiumhexaalkylat.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die eingesetzten Katalysatoren zunächst in dem bei der Aushärtung mitverwendeten N-Methyldiäthanolamin gelöst werden und man diese Lösung sodann filtriert. Diese Lösung einer Metallverbindung in N-Methyldiäthanolamin kann als Stammlösung auf Vorrat bereitet werden und bei Bedarf mit den weiteren Kettenverlängerern vermischt werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine homogene Verteilung des Katalysators sowohl in dem Kettenverlängerergemisch zu erzielen, als auch in dem Gesamtreaktionsgemisch nach Zugabe des Voraddukts.
Es war besonders überraschend, daß man nach der Erfindung nicht nur Einbettmaterial erhält, das in physiologischer Hinsicht unbedenklich ist, sondern daß es auch möglich ist, ein Material zu erhalten, das besonders zum Einbetten von Membranen geeignet ist, vorzugsweise von Membranen, die auf medizinischem Gebiet eingesetzt werden sollen. Die Aushärtungszeiten sind sehr günstig so daß man die Einbettung von Membranen auch mit Hilfe von sogenannten Automaten durchführen kann. Bei derart automatisch arbeitenden Einbettverfahren kommt es insbesondere auch darauf
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an, daß die Gelierzeiten entsprechend abgestimmt sind und der Viskositätsverlauf während dem Aushärten günstig ist. Einmal soll die Aushärtung nicht zu schnell beginnen, damit es möglich ist, die einzubettenden Membranen noch in das Einbettungsgemisch, bestehend aus den Komponenten A und B, einzubringen, wie es z.B. bei den Schleudergußverfahren praktiziert wird. Zum anderen soll alsbald nach der Einbettung das Gemisch aushärten und nach möglichst kurzer Zeit soweit ausgehärtet sein, daß die eingebetteten Membranen aus der Einbettungsvorrichtung entnommen werden können. Von großem Vorteil ist ferner, daß es mit den erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, Einbettmaterial herzustellen, das die Härten aufweist, wie sie für Einbettungen gefordert werden, insbesondere ist die Shore-A-Härte ausgezeichnet.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einbettmassen ist darin zu suchen, daß sie unter Arbeitsbedingungen, d.h. wenn sie z.B. mit Blut, blutähnlichen Systemen oder wäßrigen Systemen in Kontakt stehen, nicht oder nur in untergeordnetem Maße quellen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ferner möglich, Einbettmaterial mit befriedigenden Eigenschaften herzustellen unter Verwendung von nur minimalen Mengen an Katalysator. So ist es möglich, zufriedenstellende Ergebnisse zu erhalten, wenn man wenige ppm Metallverbindung verwendet. Dies ist besonders für medizinische Anwendungen von Bedeutung, wo man Materialien benötigt, die möglichst wenig Katalysatorreste enthalten. Die gemäß der Erfindung benötigten Mengen sind so niedrig, daß sie beim Einsatz des Einbettmaterials keine toxische Wirkungen entfalten können.
Es war ferner besonders überraschend, daß durch die Mitverwendung von N-Methyldiäthanolamin als Bestandteil des Ketten-
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verlängerergemischs Einbettmaterial mit so hervorragenden Eigenschaften erhalten werden. Erst durch die Mitverwendung dieser Verbindung ist es möglich, die hervorragenden mechanischen und physiologischen Eigenschaften zu erhalten. Werden in sonst gleicher Weise ohne Mitverwendung von N-Methyldiäthanolamin und unter Verwendung von aliphatischen Diisocyanaten Einbettmaterialien hergestellt, so erreichen diese längst nicht die mechanischen Eigenschaften und sind vielfach so weich, daß sie nicht verwendet werden können.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert:
Herstellung des Voraddukts (A-Komponente)
In einem mit Stickstoff gespülten Dreihalskolben werden bei Raumtemperatur 4479,4 g Isophorondiisocyanat vorgelegt (11,0 VaI). Unter Rühren werden 2520,6 g Rizinusöl (2,0 VaI) zugegeben. Dabei wird weiter Stickstoff übergeleitet. Dann wird innerhalb 1 Stunde auf 1200C Innentemperatur erwärmt und 3 Stunden bei 1200C reagieren gelassen. Der Isocyanatgehalt des resultierenden Voraddukts soll nach Abkühlen auf Raumtemperatur unterhalb des Sollwerts von 19,78 Gew.-% liegen und beträgt im allgemeinen 19,3 %. Die dynamische Viskosität der Α-Komponente wird bei 20° gemessen und beträgt ca. 2,75 Pa >s
(Haake Viskosimeter).
Herstellung eines Katalysatorstammansatzes
16,28 g Eisenacetylacetonat werden in 820,72 g N-Methyldiäthanolamin 3 1/2 Stunden bei 8O0C unter Rühren und unter Stickstoffüberleitung gelöst und im warmen Zustand durch Glasfilternutschen filtriert.
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Herstellung der B-Komponente
5686,35 g Rizinusöl (3,0 VaI), 492,93 g Trimethylolpropan (2,0 VaI) und 820,72 g N-Methyldiäthanolamin (2,5 VaI) gemäß Stammansatz mit Acetylacetonat werden miteinander vermengt und langsam auf 800C erwärmt. Nach 2 Stunden sind die Bestandteile völlig miteinander homogen vermischt. Die B-Komponente ist dann einsatzbereit. Die dynamische Viskosität der B-Komponente beträgt bei 200C 0,855 Pa-s (Haake Viskosimeter). Die beiden Komponenten A und B werden in einem Gewichtsverhältnis von 56,75 : 43,25 miteinander vermengt und in an sich bekannter Weise nach dem Schleudergußverfahren zum Einbetten eines Hohlfaserbündels eingesetzt. Es werden einwandfreie Einbettungen erhalten, die Haftung der Hohlfäden in der Einbettung ist hervorragend.
In der folgenden Tabelle werden weitere Zusammensetzungen für die B-Komponente (Kettenverlängerer) angegeben.
Tabelle
B-Komponente (Kettenverlängerer)
Bezeichnung
VaI Rizinusöl VaI TMP
VaI N-MDEA
1 VaI B (Ä'q.-Gew. theor.)
Gew.-% Rizinusöl Gew.-% TMP Gew.-% N-MDEA
(ÄG 44 344) 4 ,0 3 ,5 3 ,0 4 ,5 4, 0 3 ,5 5 ,5
(ÄG 59 ,73) 1 ,0 1 ,5 2 ,0 2 ,0 2, 0 2 ,0 1 ,0
(ÄG ,58) 2 ,5 2 ,5 2 ,5 1 ,0 1, 5 2 ,0 1 ,0
209,28 189,34 169,39 226,27 207,31 188,35 266,17
87,66 84,79
2,85 4,72
9,49-10,49
81,23 91,22 88,50 85,23 94,77
7,04 5,27 5,75 6,33 2,24
11,73 3,51 5,75 8,44 2,98
dyn. Viskosität η bei 200C in Pa»s 0,92 0,95
1,12 1,30 1,20
1,20 1,15
TMP
N-MDEA
= Trimethylolpropan
= N-Methyldiäthanolamin
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Die in der Tabelle angegebenenen Gemische der B-Komponente werden jeweils eingesetzt mit 0,1 Gew.-%, 0/05 Gew.-%, 0,03 Gew.-% und 0,01 Gew.-% Eisenacetylacetonat, wobei der Katalysator analog dem Verfahren gemäß der Herstellung des Stammansatzes zugegeben wird. In gleicher Weise werden B-Komponenten gemäß Tabelle hergestellt unter Verwendung von 500 ppm, 300 ppm, 200 ppm und 100 ppm Dibutylzinndilaürat, wobei sich die ppm-Angabe auf Zinn, berechnet als elementares Zinn, bezieht.

Claims (22)

  1. Patentansprüche
    Einbettmaterial erhalten durch Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses eines oder mehrerer aliphatischer Diisocyanate mit Rizinusöl und gegebenenfalls weiteren Hydroxylverbindungen zu einem NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukt und Umsetzung des Voraddukts in Gegenwart von Metallverbindungen als Katalysator mit einem Kettenverlängerergemisch, das Rizinusöl, Trimethylolpropan und N-Methyldiäthanolamin enthält.
  2. 2. Einbettmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Voraddukt verwendet, das durch Umsetzung eines aliphatischen Diisocyanats mit einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan erhalten worden ist.
  3. 3. Einbettmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches Diisocyanat Isophorondiisocyanat verwendet.
  4. 4. Einbettmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches Diisocyanat Hexamethylendiisocyanat verwendet.
  5. 5. Einbettmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches Diisocyanat Trimethylhexamethylendiisocyanat verwendet.
    - 2 - A3GW32078
  6. 6. Einbettmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallverbindung Eisenacetylacetonat verwendet.
  7. 7. Einbettmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallverbindung Dibutylzinndiacetat verwendet.
  8. 8. Einbettmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallverbindung Titantetrabutylat verwendet.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung eines Einbettmaterials nach Anspruch 1 durch Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses eines oder mehrerer aliphatischer Diisocyanate mit Rizinusöl und gegebenenfalls weiteren Hydroxy!verbindungen zu einem NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukt und katalysierte Umsetzung des Voraddukts mit einem Rizinusöl und Trimethylolpropan enthaltenden Kettenverlängerergemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man das Voraddukt aus einem oder mehreren aliphatischen Diisocyanaten und Rizinusöl und gegebenenfalls weiteren Hydroxy!verbindungen herstellt und der stöchiometrische Überschuß des aliphatischen Diisocyanats, bezogen auf die OH-Gruppen der Hydroxylverbindung mindestens 1 VaI beträgt und das erhaltene Voraddukt in Gegenwart von katalytischen Mengen einer Metallverbindung mit einem Gemisch, das Rizinusöl, Trimethylolpropan und N-Methyldiäthanolamin enthält, aushärtet.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß man als aliphatisches Diisocyanat Isophorondiisocyanat verwendet.
    - 3 - A3GW32078
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches Diisocyanat Hexamethylendiisocyanat verwendet.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches Diisocyanat Trimethylhexamethylendiisocyanat verwendet.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallverbindung Eisenacetylacetonat verwendet.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man Eisenacetylacetonat in Mengen von 0,01 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsstoffe verwendet.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,02 bis 0,1 Gew.-% Eisenacetylacetonat verwendet.
  16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kettenverlängerergemisch in einem Verhältnis 3 bis 5,5 VaI Rizinusöl, 0,5 bis 2,0 VaI Trimethylolpropan und 1,0 bis 2,5 VaI N-Methyldiäthanolamin verwendet und das Kettenverlängerergemisch, bezogen auf die Hydroxylgruppen in stöchiometrischem Unterschuß, bezogen auf die NCO-Gruppen des Voraddukts, einsetzt.
  17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des Voraddukts pro VaI Rizinusöl oder VaI Gemisch Rizinusöl/weitere Hydroxylverbindung 2 bis 6 VaI aliphatisches Diisocyanat verwendet.
    - 4 - A3GW32078
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man ein NCO-Gruppen aufweisendes Voraddukt verwendet, das einen NCO-Gehalt von 16 bis 2 2 Gew.-% aufweist.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Voraddukt einen NCO-Gehalt von 18,0 bis 20,0 Gew.-% aufweist.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metallverbindung in einer abfiltrierten Lösung von N-Methyldiäthanolamin verwendet.
  21. 21. Verwendung des Einbettmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Einbetten von Membranen.
  22. 22. Verwendung des Einbettmaterials nach Anspruch
    zum Einbetten von medizinisch eingesetzten Membranen.
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