WO1992010350A1 - Verfahren zum herstellen von formkörpern durch verpressen von kleinstückigen teilchen bzw. granulat auf basis von polyisocyanat-polyadditionsprodukten - Google Patents

Verfahren zum herstellen von formkörpern durch verpressen von kleinstückigen teilchen bzw. granulat auf basis von polyisocyanat-polyadditionsprodukten Download PDF

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WO1992010350A1
WO1992010350A1 PCT/EP1991/002217 EP9102217W WO9210350A1 WO 1992010350 A1 WO1992010350 A1 WO 1992010350A1 EP 9102217 W EP9102217 W EP 9102217W WO 9210350 A1 WO9210350 A1 WO 9210350A1
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WO
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granules
pressing
particles
shear stress
polyisocyanate polyaddition
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PCT/EP1991/002217
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Joachim Wagner
Werner Rasshofer
Thomas Elsner
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Bayer Aktiengesellschaft
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
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    • C08G18/6681—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6685—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
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    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/251—Particles, powder or granules

Definitions

  • the invention relates to a method for producing shaped bodies by pressing small particles or granules based on polyisocyanate polyaddition products in a press tool under the action of pressures up to 1000 bar and temperatures up to 230 ° C.
  • EP-A3-310 896; EP-A2-348 760 It is known (EP-A3-310 896; EP-A2-348 760) to produce moldings by extrusion under the action of heat and pressure, as described in the introduction, from particles based on polyisocyanate polyadducts.
  • the particles can be obtained for this purpose in an appropriate size directly from a reaction mixture with shaping or by comminuting material, as was either produced for this purpose or comes from recycling.
  • the material is crushed by chunky to powdery instead. Particles of different sizes can also be mixed. If necessary, a granulate is made from the crushed material.
  • thermoforming, thermocompression and, in particular, of extrusion presses usually takes place in compression molds equipped with sealing plunge edges
  • the material to be pressed has been distributed as evenly as possible in the mold cavity.
  • the particles or granules are pressed isostatically against each other and thereby brought into direct contact.
  • the quality of this contact largely determines the achievable properties of the
  • this quality can be influenced for a given material by the choice of temperature, the pressing pressure and the pressing time.
  • the object is to improve the known method in such a way that with a given material, a given measuring temperature, a given pressing pressure and / or a given pressing time, the cohesion of the particles or granules and thus the strength properties of the shaped body are significantly increased.
  • This object is achieved in that when pressing between the individual particles or the individual An additional shear stress occurs.
  • This shear stress is achieved by a pronounced relative movement of the particles to each other. With normal compression of a layer of uniform height, however, the particles are only subjected to pressure.
  • the shear stress is preferably brought about by a targeted accumulation of the material to be pressed at one point in the mold cavity.
  • openings specifically in order to obtain desired flow paths Moldings produced in this way must, however, be trimmed.
  • Particles or granules are obtained from the mold cavity in additional cavities.
  • the shear stress is varied over the pressing time.
  • This measure makes it possible to give the molded body locally different properties.
  • polyisocyanate polyaddition products used are e.g. Those which, by reacting a) organic polyisocyanates, b) compounds with a molecular weight between 1800 and 12000, which on average have at least 2.5 groups reactive towards isocyanate groups, optionally c) polyamines with at least 2 primary and / or
  • auxiliaries which may be used in the preparation of the polyisocyanate polyaddition products and additives e) are, for example, internal mold release agents, catalysts for the polyisocyanate polyaddition reaction, blowing agents, surface-active additives, cell regulators, pigments, dyes, flame retardants, stabilizers, plasticizers or substances having an antistatic or bacteriostatic effect, as described, for example, in EP-BO 081 701, column 6, line 40, until column 9, line 31, are described as examples.
  • the preferred auxiliaries and additives to be used include the fillers and / or reinforcing materials known per se, such as, for example, barium sulfate, kieselguhr, sludge chalk, mica, cellulose fibers, lignocellulose fibers, and also comminuted natural or synthetic rubbers, synthetic fibers, in particular polyamide fibers, LC fibers , Aramid fibers, inorganic fibers, in particular glass fibers, glass flakes, glass balls or carbon fibers, carbides, metal fibers, metal mats made of aluminum, steel or copper, these fillers and / or reinforcing materials in amounts of up to 80% by weight, preferably up to 50 % By weight, based on the total weight of the filled or reinforced polyisocyanate polyaddition products, can also be used.
  • the fibrous fillers can also be in the form of fabrics, mats, knitted fabrics, non-wovens, nets,
  • the fillers and reinforcing materials which can be used in the production of the polyisocyanate polyaddition products e) are also the fillers and reinforcing materials f) which can additionally be incorporated in the method according to the invention.
  • fillers and reinforcing materials f) When incorporating fillers and reinforcing materials f) by the process according to the invention, it is completely irrelevant whether fillers and reinforcing materials are already present in the granulated polyisocyanate polyaddition products or not.
  • the shredding or granulation of the polyisocyanate polyaddition products is carried out in suitable devices for producing small and very small parts from larger molded parts.
  • suitable methods of comminution are e.g. Cutting processes, tearing, chopping or granulating processes, as are known to the person skilled in the art.
  • Suitable devices for comminution are offered commercially.
  • Cutting mills with rotating knives and subsequent screening are particularly suitable.
  • Such devices are e.g. available from Weiss, D-6340 Dillenburg, FRG.
  • the implementation of the method according to the invention i.e. the processing of the comminuted or granulated polyisocyanate polyadducts caused by the action of pressure and temperature can be carried out using any suitable apparatus, such as e.g.
  • the tools to be used for the method according to the invention preferably have a plunge edge which enables pressure to build up in the material, and caverns or open spaces which, after the tool has been closed and the pressure build-up, can still allow material to escape from the actual area of the molded part and in this way enable shearing after the actual pressure build-up.
  • the method according to the invention permits the production of shaped bodies in the form of hollow bodies for inserts, cups, containers of various dimensions and contents; as covers for dashboards, switching consoles, steering column covers; as linings for wheel arches, for sheet-like vehicle body elements, such as door leaves, side parts, fenders or engine compartment or trunk hoods; as well as for the production of hubcaps, seat scarves or backrests.
  • the process products according to the invention are also suitable as writing pads, display boards with magnetic holders, adhesive labels, protective films and coatings for a wide variety of purposes.
  • the process products according to the invention can also be used in the form of
  • Motor vehicle door linings, doors, flaps, ceilings, and similar articles are used, they can also be pressed with wood and similar materials and then used in the interior of vehicles. They are also suitable for articles in
  • Process products according to the invention can also be hard-elastic in the form of small molded parts as keyboard elements. Sealing parts and cuffs, recessed grips and grip bodies, small damping elements or underlay or Spacers are used, also used as stiffened and non-stiffened profiles for cable ducts and sealing lips or as any other solid small body.
  • NCO-reactive component and NCO component were used in a ratio of 100:39.
  • the plates produced above were comminuted in a cutting knife mill from Fallmann, D-6660 Zweimaschinen, type PS-4-5, with a 4 mm sieve insert. Impact mills can also be used for crushing
  • Grind material to powder ⁇ 2 mm, or hammer mills can also be used.
  • the shredded material was preheated in a heating cabinet at 180 ° C. for 15 minutes and then immediately placed in a plunge edge plate tool. The tool was closed and then the pressure of 200 bar was built up by a hydraulic press (Model 200 T from Schwabenthan, D-1000 Berlin, FRG).
  • the actual pressing process lasted 3 minutes at 180 ° C, then the plate was removed from the still hot mold.
  • the surface of the plate showed the typical granular structure and was very smooth.
  • An ASTM tensile rod was removed from the plate and the tensile strength was determined to be 4.2 MPa and the elongation at break was 88% in accordance with DIN 53 504.
  • the experiment was repeated with the same pressing conditions, but between laterally open pressing plates. In this way the particles were sheared.
  • the plate-like shaped body produced in this way showed clearly visible flow lines and was only half as thick with the same amount of material.
  • the tensile test on an ASTM tensile bar of this plate showed a tensile strength of 8.8 MPa and an elongation at break of 310%.
  • Example 2 Boards were produced from the following components:
  • Predominantly primary hydroxyl groups 4 parts of a mixture of 1 part carbon black and 4 parts of a polyether of OH number 35, produced by the blockwise addition of 87% by weight first.
  • Propylene oxide and then 13% by weight of ethylene oxide on trimethylolpropane 2.5 parts of a mixture of 65% 1-methyl-2,4-diamino-3,5-diethylbenzene and 35% 1-methyl-2,6-diamino-3, 5-diethylbenzene 0.1 part of Dabco 33 LV ®, an amine catalyst from Air Products, USA
  • Leverkusen, FRG based on urethane-modified MDI with 23 Y. NCO and density 1.22.
  • NCO-reactive component and NCO component were used in a ratio of 100:39.
  • the specimen showed a tensile strength of 13.3 MPa with an elongation at break of 390%.
  • a sample of the molded body produced between two laterally open press plates had a tensile strength of 16.3 MPa at 440 Y.

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Abstract

Bei der Herstellung von Formkörpern durch Verpressen von kleinstückigen Teilchen bzw. Granulat auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten in einem Presswerkzeug unter Einwirkung von Drücken bis 1000 bar und Temperaturen bis 230 °C wird deren Festigkeit dadurch verbessert, dass beim Verpressen zwischen den einzelnen Teilchen bzw. Granulatkörnern eine zusätzliche Scherbeanspruchung erfolgt.

Description

Verfahren zum Herstellen von Formkorpern durch Verpressen von kleinstückigen Teilchen bzw. Granulat auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkorpern durch Verpressen von kleinstückigen Teilchen bzw. Granulat auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten in einem Preßwerkzeug unter Einwirkung von Drücken bis 1000 bar und Temperaturen bis 230°C.
Es ist bekannt (EP-A3-310 896; EP-A2-348 760), Formkörper durch Fließverpressen bei Einwirkung von Wärme und Druck, wie eingangs beschrieben, aus Teilchen auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten herzustellen. Die Teilchen können dabei für-di.esen Zweck in entsprechender Große direkt aus einem Reaktionsgemisch unter Formgebung oder durch Zerkleinerung von Material, wie es entweder für diesen Zweck erzeugt wurde oder aus Recycling stammt, gewonnen werden. Je nach den gewünschten physikalischen Eigenschaften der zu fertigenden Formkörper findet eine Zerkleinerung des Materials von grobstückig bis pulvrig statt. Es lassen sich auch Teilchen unterschiedlicher Große mischen. Erforderlichenfalls stellt man aus dem zerkleinerten Material ein Granulat her.
Das Verpressen - man spricht von Heißverpressung,
Thermoverformung, Thermoverpressung und insbesondere von Fließpressen - erfolgt in der Regel in mit abdichtenden Tauchkanten ausgestatteten Preßformwerkzeugen aus
Stahl,
Damit die herzustellenden Formkorper eine hohe Homogenität aufweisen, hat man das zu verpressende Material möglichst gleichmäßig im Formhohlraum verteilt. Beim Verpressen werden die Teilchen bzw. Granulatkörner isostatisch gegeneinandergepreßt und dadurch in direkten Kontakt gebracht. Die Güte dieses Kontaktes bestimmt maßgeblich die erzielbaren Eigenschaften des zu
fertigenden Formkörpers, Diese Güte kann bei vorgegebenem Material durch die Wahl der Temperatur, des Preßdruckes und der Preßzeit beeinflußt werden.
Es besteht die Aufgabe, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß bei vorgegebenem Material, gegebener Meßtemperatur, gegebenem Preßdruck und/oder gegebener Preßzeit der Zusammenhalt der Teilchen bzw, Granulatkörner und damit die Festigkeitseigenschaften des Formkörpers deutlich gesteigert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß beim Verpressen zwischen den einzelnen Teilchen bzw. den einzelnen Granulatkörnern eine zusätzliche Scherbeanspruchung erfolgt.
Diese Scherbeanspruchung wird also durch eine ausgeprägte Relativbewegung der Teilchen zueinander erreicht. Bei normalem Verpressen einer Schicht gleichmäßiger Höhe hingegen werden die Teilchen nur auf Druck beansprucht.
Vorzugsweise wird die Scherbeanspruchung durch gezielte Anhäufung des zu verpressenden Materials an einer Stelle des Formhohlraumes herbeigeführt.
Überraschenderweise hat sich durch diese einfache Maßnahme eine deutliche Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des hergestellten Formkörpers gezeigt. Beim Schließen des Formwerkzeuges und während des Preßvorganges breitet sich das Material im Formhohlraum aus, wobei die Relativbewegung zwischen den Teilchen entsteht. Es versteht sich, daß bei größeren Formhohlräumen an mehreren Stellen Anhäufungen des zu verpressenden Materials vorgesehen werden können. Wichtig ist nur, daß durch ausreichende Fließwege und ausreichende Relativbewegung der Teilchen sichergestellt wird, daß die gewünschte Scherbeanspruchung eintritt.
Gemäß einer Variante des neuen Verfahrens wird die
Scherbeanspruchung durch Auspressen von Teilchen bzw. Granulat durch Öffnungen im Formhohlraum erzielt,
Dies heißt im einfachsten Falle, daß der Formhohlraum seitlich offen ist. Es ist jedoch zweckmäßig, Öffnungen gezielt vorzusehen, um erwünschte Fließwege zu bekommen. So hergestellte Formkorper müssen allerdings besäumt werden.
Alternativ läßt sich die gleiche Wirkung erreichen, indem die Scherbeanspruchung durch Auspressen von
Teilchen bzw. Granulat aus dem Formhohlraum in zusätzliche Kavitäten erzielt wird.
Gemäß einer weiteren besonderen Durchführungsform des neuen Verfahrens wird die Scherbeanspruchung über die Preßzeit variiert.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, dem Formkorper lokal unterschiedliche Eigenschaften zu verleihen.
Als Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte verwendet man z.B. solche, die durch Umsetzung von a) organischen Polyisocyanaten, b) Verbindungen mit einem Molekulargewicht zwischen 1800 und 12000, welche im statistischen Mittel mindestens 2,5 gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähige Gruppen aufweisen, gegebenenfalls c) Polyaminen mit mindestens 2 primären und/oder
sekundären, aromatisch gebundenen Aminogruppen des Molekulargewichtsbereiches 108 bis 400, sowie gegebenenfalls d) gegebenenfalls Ethergruppen aufweisenden (Cyclo)- alkanpolyolen oder (Cyclo)alkanpolyaminen des Molekulargewichtsbereiches 60 bis 1799, mit einer NCO- Reaktivität von mindestens 2, sowie gegebenenfalls unter Mitverwendung von e) den aus der Polyurethan-Chemie an sich bekannten Hilfs- und Zusatzmitteln, unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von 60 bis 140 im Ein- oder Mehrstufenverfahren hergestellt worden sind, sowie gegebenenfalls zusätzlich f) Füll- und/oder Verstärkungsstoffe,
Überraschenderweise ist eine Reihe von weiteren Vorteilen neben der besseren Haftung der Teilchen bzw. Granulatkörner aneinander mit dem erf indungsgemäßen Verfahren verbunden, nämlich verbesserte Formteiloberfläche, bessere Glanzgrade sowie verbesserte mechanische Werte bei größerer Eigenschaftserhaltung verglichen mit dem Eigenschaftsniveau der unzerkleinerten Ausgangsprodukte.
Bei den bei der Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs und Zusatzmitteln e) handelt es sich beispielsweise um innere Formtrennmittel, Katalysatoren für die Polyisocyanat-Polyadditionsreaktion, Treibmittel, oberflächenaktive Zusatzstoffe, Zellregler, Pigmente, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Weichmacher oder fύngistatisch bzw. bakteriostatisch wirkende Substanzen, wie sie beispielsweise in EP-B-O 081 701, Spalte 6, Zeile 40, bis Spalte 9, Zeile 31, beispielhaft beschrieben sind.
Zu den bevorzugten, gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs- und Zusatzstoffen gehören die an sich bekannten Füll- und/oder Verstärkungsstoffe, wie beispielsweise Bariumsulfat, Kieselgur, Schlämmkreide, Mica, Cellulosefasern, Lignocellulosefasern, ferner zerkleinerte Naturoder Synthetikkautschuke, synthetische Fasern, insbesondere Polyamidfasern, LC-Fasern, Aramidfasern, anorganische Fasern, insbesondere Glasfasern, Glasflakes, Glaskugeln oder Kohlefasern, Carbide, Metallfasern, Metallmatten aus Aluminium, Stahl oder Kupfer, wobei diese Füll- und/oder Verstärkungsstoffe in Mengen von bis zu 80 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 50 Gew,-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der gefüllten bzw. verstärkten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, mitverwendet werden können, Die faserförmigen Füllstoffe können auch in Form von Geweben, Matten, Gestricken, non wovens, Netzen,
Gittern, Sieben oder Gewirken etc. vorliegen.
Die bei der Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte verwendbaren Füll- und Verstärkungsstoffe e) sind auch die beim erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlieh einarbeitbaren Füll- und Verstärkungsstoffe f). Es ist bei der Einarbeitung von Füll- und Verstärkungsstoffen f) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dabei vollkommen unerheblich, ob in den granulierten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten bereits Füll- und Verstärkungsstoffe vorliegen oder nicht.
Das Zerkleinern bzw. Granulieren der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erfolgt in geeigneten Geräten zur Herstellung von Klein- und Kleinstteil.en aus größeren Formteilen. Geeignete Methoden zur Zerkleinerung sind z.B. Schneidverfahren, Reiß-, Häcksel- oder Granulierverfahren, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Geeignete Apparaturen für die Zerkleinerung werden kommerziell angeboten.
Gut geeignet sind beispielsweise Schneidmühlen mit rotierenden Messern und nachfolgender Siebung. Solche Vorrichtungen sind z.B. von der Firma Weiss, D-6340 Dillenburg, BRD, erhältlich.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. die durch Einwirkung von Druck und Temperatur bewirkte Verarbeitung der zerkleinerten bzw. granulierten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, kann unter Verwendung beliebiger, hierfür geeigneter Apparaturen, wie z.B.
Pressen, SMC-Schließen, RIM-Schließen, Kalandern, Tiefziehpressen, erfolgen. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt es jedoch nicht zu einem Aufschmelzen des Materials, wie es von im eigentlichen Sinne "thermoplastischen" Kunststoffen her bekannt ist; eine flüssige, relativ niederviskose, makroskopische Phase wird zu keinem Zeitpunkt eingenommen.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwendenden Werkzeuge besitzen vorzugsweise eine Tauchkante, die einen Druckaufbau im Material ermöglicht, und Kavernen oder offene Stellen, die nach dem Schließen des Werkzeuges und dem Druckaufbau noch Material aus dem eigentlichen Bereich des Formteiles austreten lassen können und auf diese Weise eine Scherung nach dem eigentlichen Druckaufbau ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Herstellung von Formkorpern in Form von Hohlkörpern für Einsätze, Becher, Behälter verschiedener Abmessungen und Inhalte; als Abdeckungen für Armaturentafeln, Schaltkonsolen, Lenksäulenabdeckungen; als Auskleidungen für Radkästen, für flächenförmige Fahrzeugkarosserieelemente, wie Türblätter, Seitenteile, Kotflügel oder Motorraum- oder Kofferraumhauben; sowie zur Herstellung von Radkappen, Sitzschalsn oder Rückenlehnen. In flächiger Form eignen sich die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte auch als Schreibunterlagen, Anzeigetafeln mit Magnethalterungen, Klebeschilder, Schutzfolien und Beschichtungen für die verschiedensten Zwecke, Die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte können auch in Form von Sitzschalen,
Rückenlehnen, Kisten, Schalenkoffern und ähnlichen Behältern, Konstruktionsteilen für Karosserien, Fahrgestelle, Versteifungselementen, Profilen, wie z,B,
Rahmen, Träger, steifen Karosserieaußenteilen, wie Kotflügel oder Motorraum- bzw. Kofferraumhauben,
Radkappen, Versteifungselemente für Blenden,
Kraftfahrzeug-Türinnenverkleidungen, Türen, Klappen, Decken, und ähnliche Artikel Verwendung finden, Sie können auch mit Holz und ähnlichen Materialien verpreßt werden und dann im Innenraum von Fahrzeugen Verwendung finden. Sie eignen sich ferner für Artikel im
Freizeitbereich.
Erfindungsgemäße Verfahrensprodukte können außerdem in Form von kleinen Formteilen als Tastaturelemente, hartelastische. Dichtungsteile und Manschetten-, Griffmulden und Griffkorper, kleine Dämpfungselemente oder Unterlegbzw. Distanzscheiben Verwendung finden, ferner als versteifte und unversteifte Profile für Kabelkanäle und Dichtungslippen oder als beliebige andere, massive kleine Körper eingesetzt werden.
Bei sp i e l 1
Aus folgenden Komponenten wurden Platten hergestellt:
NCO-reaktive Komponente:
83,3 Teile Polyethertriol der OH-Zahl 28, hergestellt durch blockweise Addition von zuerst 83 Gew.-% Propylenoxid und dann 17 Gew.-%
Ethylenoxid an Trimethylolpropan mit vor- wiegend primären Hydroxylgruppen
4 Teile einer Mischung aus 1 Teil Ruß und 4 Teilen eines Polyethers der OH-Zahl 35, hergestellt durch blockweise Addition von zuerst 87 Gew.- V. Propylenoxid und dann 13 Gew,-% Ethylenoxid an Trimethylolpropan 2 Teile eines Gemisches aus 80 % 1-Methyl-2,4-diamino-3,5-diethylbenzol und 20 % 1-Methyl2,6-diamino-3,5-diethylbenzol
0,1 Teil Dabco 33 LV, eines Aminkatalysators der
Firma Air Products, USA
0,1 Teil Fomrez® UL 28, eines Zinnkatalysators der
Firma Witco, USA NCO-Komponente;
PU 0743, ein Handelsprodukt der Bayer AG, D-5090
Leverkusen, BRD, auf urethan-modifizierter MDI-Basis mit 23 % NCO und der Dichte 1,22 g/cm3.
NCO-reaktive Komponente und NCO-Komponente kamen im Verhältnis 100:39 zum Einsatz.
Zur Herstellung des PUR-Granulates wurden die oben hergestellten Platten in einer Schneidmessermühle der Firma Fallmann, D-6660 Zweibrücken, Typ PS-4-5, mit einem 4 mm Siebeinsatz zerkleinert. Zur Zerkleinerung können auch Prallmühlen verwendet werden, die das
Material zu Pulver <2 mm mahlen, oder auch Hammermühlen verwendet werden.
Das zerkleinerte Material wurde in einem Heizschrank bei 180°C für die Dauer von 15 Minuten vorgewärmt und sofort anschließend in ein Tauchkanten-Plattenwerkzeug gegeben. Das Werkzeug wurde geschlossen und danach der Druck von 200 bar durch eine hydraulische Presse (Modell 200 T der Firma Schwabenthan, D-1000 Berlin, BRD) aufgebaut.
Der eigentliche Preßvorgang dauerte 3 Minuten bei 180°C, Anschließend wurde die Platte aus der noch heißen Form entnommen. Die Oberfläche der Platte zeigte die typische Granulatstruktur und war sehr glatt. Aus der Platte wurde ein ASTM-Zugstab entnommen und nach DIN 53 504 die Zugfestigkeit zu 4,2 MPa und die Bruchdehnung zu 88 % bestimmt. Der Versuch wurde mit gleichen Preßbedingungen wieder- holt, jedoch zwischen seitlich offenen Preßplatten. Auf diese Weise wurden die Teilchen durch Scherung beansprucht. Der so hergestellte plattenartige Formkorper zeigte deutlich sichtbare Fließlinien und war bei gleicher Materialmenge nur halb so dick. Der Zugversuch an einem ASTM-Zugstab dieser Platte ergab eine Zugfestigkeit von 8,8 MPa und eine Bruchdehnung von 310 %.
Beispiel 2 Aus folgenden Komponenten wurden Platten hergestellt:
NCO-reaktive Komponente:
83,3 Teile Polyethertriol der OH-Zahl 35, hergestellt durch blockweise Addition von zuerst 87
Gew.-% Propylenoxid und dann 13 Gew.-%
Ethylenoxid an Trimethylolpropan mit
vorwiegend primären Hydroxylgruppen 4 Teile einer Mischung aus 1 Teil Ruß und 4 Teilen eines Polyethers der OH-Zahl 35, hergestellt durch blockweise Addition von zuerst 87 Gew,- %. Propylenoxid und dann 13 Gew.-% Ethylenoxid an Trimethylolpropan 2,5 Teile eines Gemisches aus 65 % 1-Methyl-2,4-diamino-3,5-diethylbenzol und 35 % 1-Methyl- 2,6-diamino-3,5-diethylbenzol 0,1 Teil Dabco® 33 LV, eines Aminkatalysators der Firma Air Products, USA
0,1 Teil Fomrez® UL 28, eines Zinnkatalysators der
Firma Witco, USA NCO-Komponente:
PU 0743, ein Handelsprodukt der Bayer AG, D-5090
Leverkusen, BRD, auf urethan-modif izierter MDI-Basis mit 23 Y. NCO und der Dichte 1,22.
NCO-reaktive Komponente und NCO-Komponente kamen im Verhältnis 100:39 zum Einsatz.
Die Zerkleinerung und Vorbereitung für den Preßvorgang sowie der Preßvorgang selbst erfolgten wie in Beispiel 1,
Bei dem im Tauchkantenwerkzeug hergestellten Formkorper ergab die Probe eine Zugfestigkeit von 13,3 MPa bei einer Bruchdehnung von 390 %. Eine Probe des zwischen zwei seitlich offenen Preßplatten hergestellten Formkörpers besaß eine Zugfestigkeit von 16,3 MPa bei 440 Y. Bruchdehnung,

Claims

Patentansprüche
1, Verfahren zum Herstellen von Formkorpern durch Verpressen von kleinstückigen Teilchen bzw, Granulat auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten in einem Preßwerkzeug unter Einwirkung von Drücken bis 1000 bar und Temperaturen bis 230°C, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verpressen zwischen den einzelnen Teilchen bzw« den einzelnen Granulat- körnern eine zusätzliche Scherbeanspruchung
erfolgt,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherbeanspruchung durch gezielte Anhäufung des zu verpressenden Materials an einer Stelle des Formhohlräumes herbeigeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherbeanspruchung durch Auspressen von Teilchen bzw, Granulat durch Öffnungen im Formhohlraum erzielt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherbeanspruchung durch Auspressen von Teilchen bzw, Granulat aus dem Formhohlraum in zusätzliche Kavitäten erzielt wird,
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherbeanspruchung über die Preßzeit variiert wird.
PCT/EP1991/002217 1990-12-07 1991-11-26 Verfahren zum herstellen von formkörpern durch verpressen von kleinstückigen teilchen bzw. granulat auf basis von polyisocyanat-polyadditionsprodukten WO1992010350A1 (de)

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