DD139808A1 - Trenn-und beschichtungsmittel fuer polyurethanformkoerper - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist eine reibungslose Verarbeitung von Polyurethanschäumen zu Formteilen, wobei ein reaktives, filmbildendes Trennmittel zur Anwendung kommt, welches sich nach Verdunsten des Lösungsmittels und Verschäumen des Polyurethans als festhaftender, zähelastischer Überzug der Formteiloberfläche verankert. Dieses Ziel kann durch Zusätze von löslichen Thermoplasten, vorzugsweise Polyurethanelastomeren, zu Cellulosederivaten erreicht werden, wobei das Trennmittel in Form von Lösungen oder Dispersionen vorliegt und gegebenenfalls angefärbt ist.

Description

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Titel der Erfindung

Trenn- und Beschichtungsmittel für Polyurethanformkörper

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung von reaktiven, filmbildenden Trenn- und Be-. Schichtungsmitteln für die Verarbeitung von Polyurethanschäumen zu Fonnkörpern, wobei der Trennfilm nach der Sntformung als festhaftender Überzug auf der Polyurethanoberfläche verankert ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Herstellung von Formkörpern aus Polyurethan-Schaumstoffen ist grundsätzlich bekannt- und erfolgt durch Einfüllen der reaktionsfähigen Ausgangskomponenten in eine Form. Die Trennung des ausreagierten Schaumstoffkörpers von der Formenwand bereitet jedoch große Schwierigkeiten, so daß die Anwendung von Trennmitteln oder Folien unerläßlich ist.

Formen aus Siliconkautschuk oder· mit Polytetrafluoräthylenbeschichtunsen bzw. sogenannte innere Trennmittel erleichtern zwar die Entformung, die Schwjbrigkeiten können damit jedoch nicht behoben werden.

Als Trennmittel zur Verarbeitung von Polyurethanen kommen Pasten, Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen von natürlichen und synthetischen Wachsen, ölen, Salzen höherer Fettsäuren, Fettsäureestern, Paraffinen, Siliconen u. a. in Betracht. Für viele der hergestellten PUE-Formkörper ist eine nachträgliche Lackierung unbedingt erforderlich oder erwünscht. Durch den auf den Formkörper noch haftenden Trennfilm wird eine ausreichende Lackhaftung in den meisten Fällen erschwert oder ist überhaupt nicht gewähr-

leistet.

Durch Anwendung bestimmter Wachseompounds oder bei Verwendung von abwaschbaren Trennmitteln wird eine nachträgliche Lackierung möglich. In jedem Falle muß sorgfältig gearbeitet werden, da stärkere Wachsanhäufungen auf dem Formteil die Lackhaftung beeinträchtigen,bzw. die Nacharbeiten erschweren. Andererseits kommt es zur Bildung von Wachskrusten in den Arbeitsformen, die einen normalen Produktionsablauf zunehmend behindern, so daß zusätzliche Reinigungsarbeiten anfallen. Die Verwendung von Trennfolien aus Polyäthylen oder PVG würden diese Nachteile beseitigen. Es hat sich jedoch erwiesen, daß die Trennwirkung dieser Folien schnell verloren geht und außerdem eine so glatte Oberfläche am Formteil entsteht, daß auch hier eine ausreichende Haftung des Lackes nicht gegeben ist.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, die eine lackierte Oberfläche dadurch erreichen, daß eine flüssige Lackßchicht in den Formhohlraum gebracht wird, wobei sich zwischen der Oberfläche der Form und der Lackschicht ein vorher aufgebrachtes flüssiges, wasserlösliches Trennmittel befindet. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und stellt besonders hohe Ansprüche an die Oberflächenqualität der Schäumwerkzeuge. Ein weiterer Fortschritt gemäß Stand der Technik wurde dadurch erreicht, daß durch das Auftragen einer Lösung eines Celluloseester oder eines Polycarbonates in einem organischen Lösungsmittel und durch Verdunsten des Lösungsmittels ein Trennfilm erzeugt wird, der eine größere Adhäsion zum PUR-Schaum als zum Material der Formeninnenseite aufweist.' .

Mit diesem Trennmittel können Polyurethanteile mit kompakter, d* h. nicht zellförmiger Oberfläche hergestellt werden, wobei die entformten Teile mit einem fest haftenden Überzug versehen sind.

•Nachteilig jedoch machte sich bisher die Anwendung der Lösungen von Cellulosemischestern insbesondere bei flexiblen Polyurethanschäumen bemerkbar. Der aus der Lösung

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austrocknende Film ist relativ snröde, so daß sich, bei der Benutzung der so hergestellten PUR-Formteile bald Risse zeigen, die auch durch eine Decklackierung nicht beseitigt werden können. Außerdem kann es schon bei der Verarbeitung des Schaumes aufgrund der Unelastizität des Filmes zu Rissen kommen, wobei das reaktionsfähige Polyurethangemisch in Kontakt mit den Metall- oder Kunstharzformoberflächen kommt und ein stellenweises Haften der Polyurethanteile und damit eine schlechte Entformbarkeit verursacht wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu überwinden.und ein Trenn- und Beschichtungsmittel zu entwickeln, welches eine reibungslose Verarbeitung von Polyurethanschäumen ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trenn- und Beschichtungsmittel zu-entwickeln, welches für die Verarbeitung von PU-Schäumen zu Formteilen sowohl mit kompakter als auch mit zellförmiger Oberfläche geeignet ist.

- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Trenn- und Beschichtungsmittel, bestehend aus Cellulosederivaten mit noch freien Hydroxylgruppen und/oder anderen aktiven. Wasserstoff enthaltenden funktionellen Gruppen unter Zusatz von löslichen Thermoplasten und ggf. Farbpigmenten und/oder löslichen Farbstoffen in Form von Lösungen oder Dispersionen, verwendet wird. Bei den gemäß der Erfindung verwendeten Cellulosederivaten handelt es sich vorzugsweise um solche Celluloseester und Celluloseäther, bei denen nur ein Teil der

im Cellulosemolekül vorhandenen Hydroxylgruppen modifiziert wurde. Es ist jedoch auch möglich> alle Hydroxylgruppen zu modifizieren, wenn die dazu verwendeten Sub-

stanzen ihrerseits Η-aktive funktioneile Gruppen aufweisen oder diese anschließend durch chemische Reaktion erzeugt werden. Geeignete Cellulosederivate im Sinne dieser Erfindung sind beispielsweise 2,5 Celluloseacetat, Celluloseacetopropionat, Celluloseacetobutyrat, Cellulosepropyläther, Cellulosebutyläther, Cellulosehydroxyäthyläther. .

Obgleich die Cellulosederivate bereits allein trennende Eigenschaften besitzen, hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, den Cellulosederivaten lösliche Thermoplaste zuzusetzen. Als lösliche Thermoplaste werden vorzugsweise Thioplaste, PVC, PUR-Elastomere und unvulkanisierte Kautschukmassen verwendet.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn den Cellulosederivaten lösliche Polyurethanelastomere bis zu 60 % des. Gesamtanteils zugesetzt werden. Dadurch werden nicht nur die trennenden, sondern auch die filmbildenden Eigenschaften des Trenn- und Beschichtungsmittels verbessert, so daß auch komplizierte Formteile bis ins kleinste Detail nachgebildet werden und eine Deckschicht mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit erhalten.

In einem vorzugsweise aus.20 Teilen bis 70 Teilen halogenierten Kohlenwasserstoff, 10 Teilen bis 30 Teilen Keton und 15 Teilen bis 50 Teilen Essigsäureester bestehenden . Lösungsmittelgemisch gelöst, bildet das erfindungsgemäße Trennmittel nach dem Auf trag auf die Form einen dünnen, zäh elastischen, geschlossenen Film, v/elcher nach dem Eintragen des Polyurethangemisches sich gleichzeitig durch chemische Reaktion der vorhandenen freien Hydroxylgruppen und/oder anderen aktiven Wasserstoff enthaltenden funktioneilen Gruppen mit den Isocyanatgruppen des Polyurethangemisches fest verbindet und beim Entformungsvorgang mit dem Formkörper vollständig aus der Form entfernt wird. Damit wird erreicht, daß in der Form keinerlei Treim- und Beschichtungsmittelrückstände verbleiben, welche im Laufe der Zeit zu einer Formverschmutzung führen könnten.

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Andererseits bildet der chemisch.'fest .mit; dem Polyurethanformkörper verbundene Trennmittelfilm eine ideale Grundlage für anschließend aufzubringende Lack- und/oder anderweitige Deckschichten· . . Dem Trenn- und Beschichtungsmittel können auch lösliche Farbstoffe mit einem Anteil von 0,5 % bis 2 % und/oder 10 % bis 20 % Farbpigmente, bezogen auf den Feststoffgehalt, zugesetzt werden, wodurch sich der gleichmäßige Trennmittelauftrag in der Form gut kontrollieren läßt und andererseits sofort farbige Polyurethankörper erhalten werden, die keiner weiteren Oberflächenveredlung bedürfen. .

Selbst Polyurethane mit zelliger Oberfläche, wie z. B. bestimmte Polyurethan-Hart- oder Weichschaumstoffe können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Trenn- und Beschichtungsmittels entformt werden, .wodurch in einigen Anwendungsfallen überhaupt erst eine Lackierung der Teile möglich wird.

Die Erfindung soll nachstehend an 1 - 8 Ausführungbeispielen näher erläutert werden:

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Ausführungsbeispiel 1;

Es werden 70 Gew.-Teile 2,5 Azetylcellulose in 300.Gew.-Teilen Azeton gelöst. Dieser Lösung werden 300 Gew.-Teile Methylenchlorid unter Rühren zugesetzt. Außerdem wird eine Lösung aus 30 Gew.-Teilen eines PU-Blastomeren (hergestellt aus einem linearen Polyesteralkohol auf der Basis von Adipinsäure und Butandiol/"~1,4__7 sowie einem difunktionellen Isocyanat, z. B. HMDI) und 100 Gew.-Teilen Methylenchlorid angefertigt. Die Azetylcelluloselösung wird mit der PU-Elastomer-Lösung vereinigt und unter Rühren werden 200 Gew.-Teile einer Mischung aus gleichen Teilen Butyl- und Äthylazetat zugegeben. Man erhält eine klare, viskose Lösung.

Ausführungsbeispiel 2;

60 Gew.-Teile 2,5 Azetylcellulose werden in einem Gemisch aus 250 Gew.-Teilen Methyl-äthyl-keton und 4Ό0 Gew.-Teilen Methylenchlorid aufgelöst. Dieser Lösung werden 150 Gew.-Teile eines bekannten Einkomponenten-PUR-Lackes mit 30 % Bindemittelgehalt und hoher Elastizität zugesetzt und anschließend I50 Gew.-Teile Äthylazetat untergerührt.

Aus führungsb ei spiel 3:

50 Gew.-Teile 2,5 Azetylzellulose und 30 Gew.-Teile Zellulose-azeto-phtalat werden in einem Gemisch aus 250 Gew.-Teilen Azeton und 400 Gew.-Teilen Methylenchlorid gelöst. Der Lösung werden 100 Gew.-Teile einer 20 %igen Lösung eines elastischen Plastwerkstoffes in Methylenchlorid und 170 Gew.-Teilen Äthylazetat zugesetzt.

AusfülirungsbeiSTDiel 4·:

Der Lösung nach Ausführungsbeispiel 3 werden 1 % eines organischen, Farbstoffes bezogen auf den Bindemittelgehalt, zugesetzt. Man erhält eine transparent eingefärbte viskose Lösung eines Trennlackes.

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Ausführiingsbeispiel 5.i

Der Lösung nach Ausführunssbeispiel 2 werden 20 % einer handelsüblichen Pigment-Farbpaste zugemischt. Man erhält einen farbigen viskosen Trennlack.

Ausführungsbeispiel 6:

Ein Formwerkzeug aus herkömmlichen Werkstoff wird mittels Farbspritzpistole mit einem dünnen, gleichmäßigen Film der Lösung nach Ausführungsbeispiel 1 bis 5 versehen. Die Form kann sofort mit einem Polyurethan-Schaumsystem, bestehend aus der Komponente A (85 Teile eines Polyesterpolyols, 10 Teile Butandiol (1,4), 1 Teil Aktivator, 9 Teile Treibmittel) und der Komponente B (Prepolymer aus einem Polyesterpolyol und einem Polyisocyanat mit einem Isocyanatgehalt von 20 %), die im Verhältnis 1 : 1 intensiv vermischt wurden, gefüllt werden. Nach einer Aushärtezeit von 7 Minuten kann der.Form leicht ein elastischer Formkörper entnommen werden, auf dessen Oberfläche der Trennfilm fest anreagiert ist und eine außerordentlich festhaftende Lackierung mit einem elastischen Lack gewährleistet.

Ausführung;sbeispiel 7:

Bin. Schaumwerkzeug mit strukturierter Oberfläche wird mittels Spritzpistole mit einem dünnen Film eines Trenn- und Beschichtungsmittels nach Ausführungsbeispiel 1 bis versehen. Die Form kann sofort mit einem Polyurethan-Schaumstoff syst em, bestehend aus der Komponente A (97 Teile eines Polyols mit einer Hydroxylzahl von 480, 1,75 Teile Aktivator, 0,5 Teile Wasser) und der Komponente B (Polyisocyanat mit einem Isocyanatäquivalent von 135), die im Verhältnis 1:1,1 intensiv vermischt wurden, gefüllt werden. Nach einer Aushärtezeit von 10 Minuten kann der Form leicht ein Formkörper entnommen werden, welcher genau die Konturen des Werkzeuges aufweist. Der Formkörper kann mit einem transparenten oder pigmentierten Decklack dauerhaft überzogen werden.

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Ausführungsbeispiel 8:

Eine Form wird mittels Spritzpistole mit einem dünnen, gleichmäßigen Film eines Trennmittels nach Ausführungs-"beispiel 1 bis 5 versehen. Das Werkzeug kann sofort mit einem Polyurethan-Schaumstoff system, bestehend aus der Komponente A-(5 Teile Polyätherpolyol mit einer Hydroxylzahl von 480, 50 Teile Polyätherpolyol mit eine,r Hydroxylzahl von 33, 4 Teile'Aktivator, 41 Teile Treibmittel) und der Komponente B (Polyisocyanat mit einem Isocyanatäquivalent von 135)» die im Verhältnis 1 : 1,4 intensiv vermischt wurden, gefüllt werden. Nach einer Aushärtezeit von 5 Minuten kann der Form ein Formkörper entnommen werden, dessen Oberfläche fest mit dem Trennfilm verbunden ist und dadurch eine Lackierung ermöglicht wird. .

Vergleichsbeispiel 1:

100 Gew.-Teile 2,5 Azetylzellulose werden unter Rühren in 3OO Gew.-Teilen Azeton gelöst. Dieser Lösung werden unter kräftigem Rühren 400 Gew.-Teile Methylenchlorid zugesetzt und rührt anschließend 200 Gew.-Teile Äthylaaetat unter. Man erhält eine viskose, wasserklare Lösung.

Vergleichsbeispiel 2;

In 750 Gew.-Teilen Methylenchlorid werden 75 Gew.-Teile Zellulose-tri-azetat aufgelöst. Der Lösung werden 175 Gew.-Teile Äthylazetat zugesetzt.

Vergleichsbeispiel 3:

Ein Werkzeug wird mittels Spritzpistole mit einem dünnen Film eines Trennmittels nach Vergleiöhsbeispiel 1 und 2 versehen. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels zeigt der Trennfilm feine Risse. Beim Füllen der Form mit einem Polyurethan-Schaumsystem nach Ausführungsbeispiel 6 bis dringt der Schaum durch die Risse im Trennfilm. Nach dem Aushärten kann der Formkörper nur mit großem Kraftaufwand entformt werden. Das führt u. TJ. zur Zerstörung des Formlings.

Claims (6)

-9- 2 Erf irtdungsansprfi ehe

1. Trenn- und Beschichtungsmittel für Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trenn- und Beschichtungsmittel, bestehend aus Cellulosederivaten mit noch freien Hydroxylgruppen und/oder anderen aktiven Wasserstoff enthaltenden funktionellen Gruppen, unter Zusatz von löslichen Thermoplasten und ggf. Farbpigmenten und/oder organischen löslichen Farbstoffen in Form von Lösungen oder Dispersionen, verwendet wird.

2· Trenn- und Beschichtungsmittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche Thermoplaste vorzugsweise Polyurethanelastomere verwendet werden.

3. Trenn- und Beschichtungsmittel nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethanelastomere in Mengen von 1 bis 60 Teilen, vorzugsweise 10 bis

• 50 Teilen, den Cellulosederivaten zugesetzt werden·

4. Trenn- und Beschichtungsmittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trenn- und Beschichtungsmittel in Form von Lösungen oder Dispersionen in einer Konzentration von 5 % bis 15 % verwendet wird.

5. Trenn- und Beschichtungsmittel nach Punkt 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trenn- und Beschichtungsmittel gegebenenfalls 10 % bis 20 % Farbpigmente, bezogen auf den Feststoffgehalt, zugesetzt werden.

6. Trenn- und Beschichtungsmittel nach Puntk 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trenn- und Beschichtungsmittel gegebenenfalls 0,5 % bis 2 % organische lösliche Farbstoffe zugesetzt werden.