203776. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntött térhálós poliuretán elasztomerek előállítására
1 HU 203 776 B 2 A találmány térhálós poliuretán elasztomerek előállítására vonatkozik, melyekből öntött darabok, műszaki cikkek és alkatrészek, stb. állíthatók elő. Az irodalom szerint a poliuretán elasztomerek előállításához használt alapanyagok a megadott izocianáttípus felhasználása mellett prepolimer előállításához főként poliészterbázisú poliolok kerültek előtérbe. Ennek oka valószínűleg a poliészterláncok igen jó szilárdsági tulajdonságai, stb. A kiváló tulajdonságok mellett azonban meg kell jegyezni ezen rendszerek hátrányos tulajdonságaként a viszonylag rossz hidrolízisállóságot. A felhasználás során, bizonyos idő elteltével a környezeti tényezők (légnedvesség, hő, fény, oxigén, hőmérséklet-ingadozás) hatására a felületen előbb mikrorepedések, majd töredezések jelentkeznek, melyek bizonyíthatóan ezen hatások következtében lépnek fel. [Farkas F. - Kelemenné Haller A.: Műanyag és gumi 1987. 24. 10. 307- 313.; Panteleeva, B. N. - Korotkina, D. S.: Kaucsuk i Rezina 31/6. 8-9. (1972.)]. Egyes irodalmi utalás a poliretánok hidrolízisállóságában döntő szerepet tulajdonít a poliolláncnak. [Bronkerow, B. E. - Sims, d. - Wright, J.: Rubber Journal, 153/6. 48-61 (1971.)]. A poliéterek hidrolízisállóságát egyes kutatók a szakirodalom szerint 5-10-szer jobbnak találták. [Athey, R. J.: Rubber Age, 96, (9) 705. (1965), Szotnikova, E. M. - Orlenko, G. P. - Konstantinova, T. N.: Kaucsuk i Rezina 28, (8) 15 (1969.)]. A poliuretánok hidrolízissel szembeni érzékenység szempontjából a kötések tekintetében az alábbi sorrendet mutatták ki; észter>biuret>karbamid [Haughton, R. M. - Williamson, A. D.: SPE Journal, 27/9, 43 (1971.)]. A poliéterbázisú poliuretánok a hidegállóság tekintetében is felülmúlják a poliészterbázisúakat. (Becker - Braun: Kunststoff Handbuch). A szabadalmi irodalomból ismert 3 543 120 DE szabadalmi leírás szerinti megoldás, valamint a C. A. 94 158 411 K közleményből poliuretánalapú ragasztók ismerhetők meg, melyek nem önthető elasztomerek. A prepolimer tárolhatósága és az öntéshez való előkészítése blokkoló ágensekkel biztosítható, melyek megválasztására kellő irodalmi utalás nem található. A jelen találmány kidolgozásánál az a felismerés vezetett, hogy amennyiben az általában használatos PUR-bázisú egy-, két-, vagy többkomponensű ragasztók egyik komponense több funkciós, elágazó, de primer OH-csoportot tartalmazó oligomer poliolok keverékek és a másik komponens 4,4’-difenil-metándiizocianát (MDI), vagy ennek valamilyen prepolimerje, abban az esetben biztosítható kiváló adhéziós tulajdonsággal rendelkező, emellett még a nagyon jó flexibilitású és nagy mechanikai szilárdságú anyag nyerése. A találmány célkitűzése a meglévő hiányok kiküszöbölése és a fenti felismerés alapján jó adhezív tulajdonságú, jó mechanikai szilárdságú PUR-elasztomerek előállítása. Fenti cékitűzésnek megfelelően a találmány eljárás öntött térhálós poliuretán elasztomerek előállítására, melynek meghatározója, hogy 0,8-1,2 tömegrész poliolt 65-75 ”C-on, 2500-2700 Pa nyomáson, a poliol tömegét mintegy 9-12 t%-kal meghaladó, 20-25 t% NCO-tartalmú 4,4’-difenil-metán-diizocianáttal vagy annak prepolimeijével reagáltatjuk. A keletkezett prepolimert, - melynek NCO-tartalma 6,75 t%-nyi, - adott esetben nukleofil ágensekkel, előnyösen metiletil-ketoximmal, vagy dimetil-ketoximmal való blokkolás után a feldolgozásig 50 °C-ra visszahűtve tároljuk. Feldolgozáshoz a prepolimer tömegére számított 3-7 t%-nyi, 1,4-bután-diollal mintegy egy percen át tartó, 70 °C-on való keverés után célszerűen 100 °C-ra előmelegített, formaleválasztóval bekent szerszámba öntve térhálósítjuk. A találmány előnye, hogy az eljárás során előállított térhálós szerkezetű poliuretán elasztomerek fémhez való tapadása meghaladja az ismert önthető poliuretán rendszereket oly mértékben, hogy fémfelületet előkészítő munkafázisra, valamint tapadásközvetítő anyagok, illetve egyéb ragasztók alkalmazására nincs szükség. A találmány szerinti eljárás alapján közel azonos alapanyagokból kiindulva a keménység-skála igen széles intervallumában sikerült jó tulajdonságú térhálós poliuretán elasztomereket előállítani úgy, hogy a PUR- elasztomerekhez képest viszonylag nagy súrlódási tényezőt töltőanyag alkalmazása nélkül értük el. A továbbiakban a találmány szerinti eljárást részletesen, majd kiviteli példák keretében is ismertetjük. Fűthető, hűthető, keverővei ellátott duplikátorba számított mennyiségű Elastopan S-7053 poliolt, 110 °C-on, min. 2700 Pa vákuum alkalmazásával keverés (min. 50 ford/perces fordulatszámmal) közben 1 órát hőkezelünk. Ezután vákuumban 70 °C-ra hűtjük és állandó keverés mellett hozzáadagolunk számított mennyiségű 23% NCO-tartalmú 4,4’-difenil-metán-diizocianát prepolimert (pl. LupranatMP-102). A kapott keveréket 70 °C-on, vákuum alkalmazása mellett 1 órán át kevertetjük. A prepolimer-előállítás utolsó fázisaként, ha a felhasználás várható időtartama meghaladja a tizennégy napot, a kevertetett prepolimerhez hozzáadjuk a számított mennyiségű blokkoló ágenst, mely pl. metil-etil-ketoxim, dimetil-ketoxim, E-kaprolaktám, fenol- vagy szubsztituált fenolok, etilaceto-acetát, ciklohexanol vagy/és ennek szubsztituált típusai. A beadagolás után 0,5 órán át 70 “C-on kevertetjük, majd a kész prepolimert kb. 50 *C-ra hűtés után üres, száraz hordókba letöltjük. Feldolgozáskor a 70 'C-ra felmelegített prepolimerhez számított mennyiségű térhálósító szert (pl. 1,4-butándiol) adagolunk. Egy perces intenzív keverés után a kb. 100 ’C-os, formaleválasztóval kezelt szerszámba öntjük. A kb. 3,5 perces fazékidő után az előrehaladt polimerizáció miatt a viszkozitás olyan mértékben megnő, hogy a tovább folytatott öntés során a késztermék tulajdonságainak romlása nagyrészt elkerülhetetlen. A szerszámbontási idő kb. fél óra, mely függ a szerszám méretétől, kiképzésétől, alakjától, valamint a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
