DE10215641C1 - Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit einem geringen Anteil an Diisocyanatmonomeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit einem geringen Anteil an DiisocyanatmonomerenInfo
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Abstract
Beschrieben werden ein Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt mindestens ein isocyanatreaktives Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat umgesetzt wird und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt das oder die im ersten Schritt erhaltenen Umsetzungsprodukte mit mindestens einem isocyanatterminierten Prepolymer, das im wesentlichen frei ist von Diisocyanatmonomeren, vermischt werden in der Weise, daß die resultierende Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat enthält, sowie die Verwendung der so hergestellten Polyurethan-Zusammensetzung in einem Klebeverfahren oder zu Beschichtungszwecken.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Poly
urethan-Zusammensetzungen mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren.
Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung die nach dem erfindungs
gemäßen Verfahren herstellbaren Polyurethan-Zusammensetzungen sowie
ihre Verwendung.
Zur Herstellung von Polyurethan-Zusammensetzungen sind viele unterschied
liche Verfahren bekannt. Dabei sind jedoch meistens mehr als zwei Verfah
rensschritte notwendig, um auf die gewünschte Zusammensetzung zu kom
men. Je komplexer das Verfahren und je größer die Anzahl der Bestandteile
ist, desto fehleranfälliger und teurer wird das Herstellungsverfahren.
Polyurethan-Zusammensetzungen gibt es in großer Vielzahl. Bei industriellen
Anwendungen sind sie regelmäßig auf spezielle Applikationen nach Vorgabe
durch den Anwender abgestimmt, wobei insbesondere feuchtigkeitsreaktive
Polyurethan-Zusammensetzungen als Schmelzkleber zur Anwendung kom
men.
Der Einsatz dieser Polyurethan-Zusammensetzungen ist jedoch nicht unpro
blematisch, da die enthaltenen monomeren Diisocyanate mindergiftig, ge
sundheitsschädlich, reizend und sensibilisierend sind, so daß bei der Verar
beitung der Polyurethan-Zusammensetzungen darauf geachtet werden muß,
daß die dampfdruckabhängige maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK)
der Isocyanate nicht überschritten wird. Die MAK-Kommission hat sogar ver
schiedene monomere Isocyanate in die Kategorie 3 "Stoffe mit begründetem
Verdacht auf krebserzeugendes Potential" des Abschnitts III (Krebserregende
Arbeitsstoffe) der MAK-Liste eingestuft. Die Berufsgenossenschaft Chemie
hat eigens ein Merkblatt "Polyurethan-Herstellung und Verarbeitung/Isocy
anate" mit Hinweisen zum sicheren Umgang mit Isocyanaten herausgegeben.
Die Handhabung monomerer Diisocyanate und Zusammensetzungen, die
monomere Diisocyanate enthalten, erfordert demnach besondere Sorgfalt, und
die monomeren Diisocyanante bzw. Zusammensetzungen, die monomere Diiso
cyanate enthalten, sind nach den Vorschriften der Gefahrstoffverordnung ent
sprechend zu kennzeichnen. Bei einem sehr geringen Gehalt an monomeren
Diisocyanaten (weniger als 0,1 Gew.-%) in der Zusammensetzung kann die
Pflicht zur Gefahrstoffkennzeichnung dagegen entfallen.
Die DE 199 57 351 A1 beschreibt die Herstellung einer reaktiven Poly
urethan-Kleb-/Dichtstoffzusammensetzung mit einem niedrigen Gehalt an
Isocyanatmonomeren, wobei eine Diolkomponente mit einem monomeren
Diisocyanat umgesetzt wird und aus diesem Umsetzungsprodukt das nicht
umgesetzte monomere Diisocyanat durch Umkristallisation und/oder Waschen
mit einem aprotischen Lösemittel entfernt wird und das so entstandene hoch
molekulare Diisocyanat mit einem Polyol umgesetzt wird. Dieses Verfahren
hat den Nachteil, daß das überschüssige monomere Diisocyanat entfernt wer
den muß, um auf einen geringen Gehalt an monomeren Diisocyanat in der
Polyurethan-Zusammensetzung zu kommen.
Die DE 199 31 997 A1 beschreibt ein Polyurethanbindemittel mit einem nied
rigen Gehalt an leichtflüchtigen Restmonomeren und verbesserter Gleitmittel
haftung und ein mehrstufiges Verfahren zu seiner Herstellung. Bei dem mehr
stufigen Verfahren werden unterschiedliche difunktionelle Isocyanate und
Polyolkomponenten eingesetzt. Dadurch ist das beschriebene Verfahren sehr
teuer und fehleranfällig, da bei der Herstellung genau darauf geachtet werden
muß, zu welchem Zeitpunkt welche Komponenten in welchen Mengen zum
Einsatz kommen.
Die DE-AS 29 17 314 betrifft ein feuchtigkeitshärtendes Polyurethan-Binde
mittel mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren, welches dadurch her
gestellt wird, daß in einer ersten Stufe eine in etwa äquimolare Umsetzung
von TDI und Polyol mit anschließender Entfernung von eventuell vorhande
nem monomerem TDI bis unter 1% erfolgt und in einer zweiten Stufe dieses
Reaktionsprodukt weiter mit MDI und weiterem Polyol umgesetzt wird, so
daß die resultierende Endmischung weniger als 1% freies TDI enthält.
Die DE 42 32 015 A1 beschreibt lösungsmittelfreie Zweikomponenten-Poly
urethanklebstoffsysteme mit niedrigen Migrationswerten, die durch Umset
zung spezieller Hydroxylpolyester mit speziellen, Isocyanatgruppen enthalte
nen Prepolymeren erhalten werden.
Die DE 198 51 182 A1 beschreibt niedrigviskose Polyurethanbindemittel mit
einem niedrigen Gehalt an leicht flüchtigen Monomeren, welche durch Um
setzung mindestens eines mindestens zwei NCO-Gruppen tragenden Pre
polymers, das mindestens zwei unterschiedlich gebundene NCO-Gruppen
unterschiedlicher Reaktivität aufweist, mit einem mindestens difunktionellen
Isocyanat, dessen NCO-Gruppen eine höhere Reaktivität aufweisen, erhalten
werden.
Die DE 100 30 908 A1 betrifft haftklebrige Polyurethan-Zusammensetzungen
mit einem niedrigen Monomergehalt, die hergestellt sind durch Umsetzung
eines Polyurethan Prepolymers, das durch Umsetzung mindestens einer
Polyolkomponente mit mindestens zwei mindestens difunktionellen unter
schiedlich Isocyanaten erhältlich ist, mit einem mindestens difunktionellen
Härter, der pro Molekül mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reak
tionsfähige funktionelle Gruppen aufweist, wobei das Verhältnis von Iso
cyanatgruppen zu gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen funktionellen
Gruppen größer als 0,75 und kleiner als 1,15 ist.
Die in dem zuvor geschilderten Stand der Technik beschriebenen Verfahren
sind bezüglich ihrer Durchführung jedoch relativ aufwendig und führen nicht
bzw. nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit zu monomerarmen Produkten,
die nicht kennzeichnungspflichtig sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren
zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an
Diisocyanatmonomeren bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Poly
urethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren
zur Verfügung zu stellen, die beispielsweise in einem Klebeverfahren oder zu
Beschichtungszwecken verwendet werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltun
gen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Verfahrens-Unteransprüche
(Ansprüche 2 bis 28).
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß die gesundheits
gefährdenden monomeren Diisocyanate lediglich im ersten Schritt zum Ein
satz kommen, in dem sie aber zusammen mit mindestens einem isocyanat
reaktiven Polymer umgesetzt werden, so daß bei der anschließenden Ver
mischung des Umsetzungsprodukts mit einem isocyanatterminierten Prepoly
mer auf monomere Diisocyanate verzichtet werden kann, ohne daß die herge
stellte Polyurethan-Zusammensetzung etwas von ihrer Reaktivität oder Qua
lität verliert. Auf diese Weise führt das beschriebene Verfahren zu einer ge
mäß Gefahrstoffverordnung kennzeichnungsfreien Polyurethan-Zusammen
setzung.
In dem ersten Verfahrenschritt können ein Umsetzungsprodukt oder mehrere
unterschiedliche Umsetzungsprodukte entstehen, so daß der verwendete Be
griff "Umsetzungsprodukt" den Singular und den Plural umfaßt. Für das im
ersten Verfahrensschritt zum Einsatz kommende Diisocyanat, von dem auch
mehrere unterschiedliche eingesetzt werden können, gilt ebenfalls, daß der
verwendete Begriff "Diisocyanat" sowohl den Singular als auch den Plural
umfaßt.
Als Diisocyanatkomponente ist erfindungsgemäß beispielsweise auch ein Ge
misch aus 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 2,4'-Diisocyanatodiphenyl
methan geeignet, vorzugsweise mit einem Gehalt an 2,4'-Diisocyanatodiphe
nylmethan von mehr als 20 Gew.-%, insbesondere mehr als 30 Gew.-%, be
vorzugt mehr als 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 50 Gew.-%,
bezogen auf das Diisocyanatgemisch. Beispiele für erfindungsgemäß geeig
nete Gemische aus 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 2,4'-Diisocyanatodi
phenylmethan sind das von der Bayer AG unter der Bezeichnung Desmodur®
2460 M und das von der Elastogran GmbH, Lemförde, unter der Bezeichnung
Lupranat® MI vertriebene, bei Raumtemperatur flüssige Produktgemisch.
Die Verwendung von unsymmetrisch substituierten Diisocyanaten mit NCO-
Gruppen unterschiedlicher Reaktivität wie insbesondere das 2,4'-Diisocyana
todiphenylmethan, hat den Vorteil, daß die in 2-Position befindliche NCO-
Gruppe - im Gegensatz zu der NCO-Gruppe in 4'-Position - relativ reaktions
träge und folglich in der erfindungsgemäßen Polyurethan-Zusammensetzung
über einen längeren Zeitraum stabil vorhanden ist. Generell werden daher ger
ne unsymmetrisch substituierte Diisocyanate mit jeweils zwei NCO-Gruppen
unterschiedlicher Reaktivität eingesetzt. Ein Beispiel für ein erfindungsgemäß
geeignetes 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan ist das von der Elastogran
GmbH, Lemförde, unter der Bezeichnung Lupranat® MCI vertriebene, bei
Raumtemperatur als kristalliner Feststoff vorliegende Produkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als
Diisocyanat ein maskiertes oder blockiertes Diisocyanat verwendet werden,
welches insbesondere unter Wärme- und/oder Feuchtigkeitseinwirkung die
blockierenden oder maskierenden Gruppen abspaltet. Blockierte oder mas
kierte Diisocyanate dieser Art sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik
an sich bekannt. Erfindungsgemäß geeignete blockierte oder maskierte Diiso
cyanate wird er je nach Anwendung entsprechend auswählen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als
Diisocyanat ein sogenanntes verkapseltes oder oberflächendesaktiviertes Di
isocyanat verwendet werden, d. h. ein Diisocyanat mit retardierter Reaktivität.
Verkapselte oder oberflächendesaktivierte Disocyanate sind dem Fachmann
aus dem Stand der Technik geläufig. Beispielsweise kann verwiesen werden
auf die EP 0 204 970 A2 bzw. die entsprechende US-A-4 888 124, die WO 99/58590 A1
bzw. die entsprechende DE 198 20 270 A1 oder aber auf die EP 0 922 720 A1,
deren gesamter Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme
eingeschlossen ist. Als Desaktivierungsmittel werden insbesondere Verbin
dungen mit hydrophilen Gruppen, wie insbesondere Aminogruppen oder Hy
droxylgruppen, verwendet, die mit den freien Isocyanatgruppen des Diisocya
nats reagieren können und somit eine Art Oberflächenhülle auf den Diisocya
naten ausbilden, welche die Diisocyanate zunächst desaktiviert (z. B. Amine,
Diamine, Polyamine, Alkohole, Diole, Polyole oder die entsprechenden Thio
verbindungen). Insbesondere wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das
Desaktivierungsmittel in Art und Menge derart ausgewählt, daß die Verkapse
lung oder Oberflächendesaktivierung vorzugsweise bei Temperaturen ober
halb der Raumtemperatur aufgebrochen wird.
Außerdem kann die Umsetzung des isocyanatreaktiven Polymers mit dem
monomeren Diisocyanat in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens in
Gegenwart mindestens eines Katalysators und gegebenenfalls nichtisocyanat
reaktiver Bestandteile, wie z. B. nichtisocyanatreaktiver Polymere, Harze,
Wachse, Füllstoffe, Additive und/oder Lösemittel, ablaufen. Als erfindungs
gemäß geeignete Katalysatoren können Katalysatoren verwendet werden, wie
sie aus der Polyurethanchemie gängig und bekannt sind.
In dem zweiten Verfahrensschritt (b) wird das aus dem ersten Verfahrens
schritt (a) erhaltene Umsetzungsprodukt mit einem im wesentlichen mono
merfreien isocyanatterminierten Prepolymer vermischt. Der Ausdruck "im we
sentlichen monomerfrei" meint, daß das isocyanatterminierte Prepolymer
höchstens 0,1 Gew.-% an Diisocyanatmonomer enthält und besonders bevor
zugt frei ist von Diisocyanatmonomer.
Erfindungsgemäß geeignete, monomerfreie isocyanatterminierte Prepolymere
leiten sich beispielsweise von MDIs und/oder TDIs ab. Beispiele für erfin
dungsgemäß geeignete, monomerfreie isocyanatterminierte Prepolymere, die
aufgrund ihres geringen Restmonomergehalts gemäß Gefahrstoffverordnung
kennzeichnungsfrei erhältlich sind, sind die von Dow Chemicals unter der Be
zeichnung Vorastar® 1500, Vorastar® 1505, Voramer® 1022 und Voramer®
1020 vertriebenen Produkte.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Polyurethan-Zusam
mensetzung, die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28 er
hältlich ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Polyurethan-Zu
sammensetzung nach Anspruch 30. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Polyurethan-Zusammensetzung sind Gegenstand der An
sprüche 31 und 32.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der
Polyurethan-Zusammensetzung in einem Klebeverfahren, insbesondere einem
Schmelzklebeverfahren, sowie zu Beschichtungszwecken.
Die vorliegende Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels
veranschaulicht, welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Hydroxylpolyester und nichtisocyanatreaktive Bestandteile (Polymere, Harze,
Füllstoffe, Additive) werden mit monomeren Isocyanaten (aromatisch oder
aliphatisch) so umgesetzt, daß nur ein geringer Überschuß an Isocyanatgrup
pen (NCO-Gruppen) vorhanden ist (max. 0,5%). Normalerweise steigt die
Viskosität bei diesem Mischungsverhältnis so stark an, daß das Material nicht
mehr wie ein Schmelzklebstoff gehandhabt werden kann. Wenn man aber
nach Zugabe der Isocyanat-Monomere zusätzlich ein monomerfreies Isocya
natprepolymer, das bei der Herstellung zuvor entmonomerisiert wurde, zugibt,
so erhält man einen niedrigviskosen Schmelzklebstoff, der nur noch eine ge
ringe Menge an monomeren Isocyanaten enthält.
37,5 g Polyester 1 Dynacoll® 7250 (Degussa AG) (OHZ: 21 mg KOH/g)
und
37,5 g Polyester 2 Dynacoll® 7360 (Degussa AG) (OHZ: 32 mg KOH/g) und
25,0 g Harz Novarez® TM 80 (VFT AG)
werden mit 5,98 g Diisocyanat Lupranat® MCI (Elastogran) (33,6% NCO) in der Schmelze bei 140 bis 150°C umgesetzt. Der theoretische Isocyanatgehalt beträgt 0,49%.
37,5 g Polyester 2 Dynacoll® 7360 (Degussa AG) (OHZ: 32 mg KOH/g) und
25,0 g Harz Novarez® TM 80 (VFT AG)
werden mit 5,98 g Diisocyanat Lupranat® MCI (Elastogran) (33,6% NCO) in der Schmelze bei 140 bis 150°C umgesetzt. Der theoretische Isocyanatgehalt beträgt 0,49%.
Anschließend verdünnt man das Ganze mit 31,8 g eines monomerfreien Iso
cyanatprepolymers Vorastar® B1500 (Dow) (NCO-Gehalt 3,0%).
Man erhält eine niedrigviskose Polyurethan-Zusammensetzung nach der vor
liegenden Erfindung, die weniger als 0,1% monomeres Diisocyanat (MDI)
enthält und sich insbesondere als Klebstoff (Hotmelt) eignet.
Claims (34)
1. Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit ei
nem geringen Anteil an Diisocyanatmonomeren, bei dem
in einem ersten Verfahrensschritt (a) mindestens ein isocyanatreakti ves Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat in der Schmelze umgesetzt wird, wobei die Umsetzung in Schritt (a) derart durchgeführt wird, daß in der nach Durchführung von Schritt (a) vor handenen Mischung höchstens 0,5 Gew.-% freie Isocyanatgruppen vorhanden sind,
in einem zweiten Verfahrensschritt (b) anschließend das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umsetzungsprodukte mit mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umset zungsprodukte, mindestens eines isocyanatterminierten Prepolymers mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von bis zu 25 Gew.-%, das höchstens 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf das iso cyanatterminierte Prepolymer, enthält, vermischt werden in der Weise, daß die resultierende Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat enthält.
in einem ersten Verfahrensschritt (a) mindestens ein isocyanatreakti ves Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat in der Schmelze umgesetzt wird, wobei die Umsetzung in Schritt (a) derart durchgeführt wird, daß in der nach Durchführung von Schritt (a) vor handenen Mischung höchstens 0,5 Gew.-% freie Isocyanatgruppen vorhanden sind,
in einem zweiten Verfahrensschritt (b) anschließend das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umsetzungsprodukte mit mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umset zungsprodukte, mindestens eines isocyanatterminierten Prepolymers mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von bis zu 25 Gew.-%, das höchstens 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf das iso cyanatterminierte Prepolymer, enthält, vermischt werden in der Weise, daß die resultierende Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isocyanat
reaktive Polymer mindestens zwei isocyanatreaktive Gruppen, vorzugs
weise isocyanatreaktive H-Atome pro Molekül besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das isocyanat
reaktive Polymer Hydroxyl-, Amino-, Carboxyl-, Carbonsäureanhydrid-,
Mercapto-, Silyl- und/oder Carbonamidgruppen aufweist.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umsetzung des isocyanatreaktiven Polymers mit dem
monomeren Diisocyanat in Schritt (a) bei Temperaturen zwischen 50 und
160°C, vorzugsweise zwischen 100 und 150°C, erfolgt.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umsetzung des isocyanatreaktiven Polymers mit dem
monomeren Diisocyanat in Schritt (a) in Gegenwart eines geringen Über
schusses an Diisocyanat erfolgt.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das isocyanatreaktive Polymer ein mittleres Molekularge
wicht von mehr als 1.000 g/mol, insbesondere von 2.000 bis 8.000 g/mol,
vorzugsweise von 2.000 bis 5.000 g/mol, aufweist.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich das isocyanatreaktive Polymer ableitet von isocyanat
reaktiven Polymeren und/oder Copolymeren und insbesondere ausgewählt
ist aus der Gruppe von isocyanatreaktiven Polyestern, Polycaprolacton
polyestern, Polyethern, Polyurethanen, Polyamiden, Polytetrahydrofura
nen, Polyacrylaten und Polymethacrylaten sowie deren Copolymeren und
Mischungen, jeweils mit isocyanatreaktiven Gruppen, insbesondere Hy
droxylfunktionen.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das isocyanatreaktive Polymer ausgewählt ist aus der Grup
pe von hydroxylfunktionalisierten Polymeren, insbesondere hydroxyl
funktionalisierten Polyestern und/oder hydroxylfunktionalisierten Poly
ethern, vorzugsweise mit mindestens zwei Hydroxylgruppen je Molekül.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umsetzung des isocyanatreaktiven Polymers mit dem
monomeren Diisocyanat in Schritt (a) und/oder die in Schritt (b) durchge
führte Vermischung des in Schritt (a) erhaltenen Umsetzungsproduktes
mit dem isocyanatterminierten Prepolymer in Gegenwart nichtisocyanat
reaktiver Bestandteile erfolgt, die insbesondere ausgewählt sind aus der
Gruppe von nichtisocyanatreaktiven Polymeren, Harzen, Wachsen, Füll
stoffen, Additiven und/oder Lösemitteln und die vorzugsweise homogen
über das oder die Umsetzungsprodukte und/oder das isocyanatterminierte
Prepolymer verteilt oder hiermit vermischt sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtisocya
natreaktiven Harze ausgewählt sind aus der Gruppe von aliphatischen,
cyclischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffharzen, Terpen
phenolharzen, Cumaron-Indenharzen, α-Methylstyrolharzen, polymeri
sierten Tallharzestern oder Ketonaldehydharzen, insbesondere wobei die
Harze eine niedrige Säurezahl, vorzugsweise mit Werten kleiner als 1 mg
KOH/g, aufweisen.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
nichtisocyanatreaktiven Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe von (i)
Ethylen/Vinylacetat-Polymeren oder -Copolymeren, insbesondere solchen
mit Vinylacetat-Gehalten zwischen 12 und 40 Gew.-%, insbesondere 18
bis 28 Gew.-%, und/oder mit Schmelzindices (MFIs, DIN 53735) von 8
bis 800, insbesondere 150 bis 500; (ii) Polyolefinen, insbesondere mit
mittleren Molekulargewichten von 5.000 bis 25.000 g/mol, vorzugsweise
10.000 bis 20.000 g/mol, und/oder mit Erweichungsbereichen nach Ring
und Kugel zwischen 80 und 170°C, vorzugsweise zwischen 80 und
130°C; und (iii) (Meth-)Acrylaten wie Styrol(meth-)acrylaten sowie
Mischungen dieser Verbindungen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die nichtisocyanatreaktiven Wachse ausgewählt sind aus der Gruppe
von Polyolefinwachsen, insbesondere Polyethylen- und Polypropylen
wachsen, sowie auf dieser Basis modifizierten Wachsen.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das monomere Diisocyanat ein aliphatisches und/oder aro
matisches Diisocyanat, insbesondere mit freien endständigen NCO-Grup
pen, ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Diisocya
nat ausgewählt ist aus der Gruppe von Diisocyanatodiphenylmethanen
(MDIs), insbesondere 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 2,4'-Diiso
cyanatodiphenylmethan, sowie Mischungen verschiedener Diisocyanato
diphenylmethane; 1,5-Diisocyanatonaphthalin (NDI); Diisocyanatotolu
olen (TDIs), insbesondere 2,4-Diisocyanatotoluol, sowie TDI-Urethdio
nen, insbesondere dimerem 1-Methyl-2,4-phenylen-diisocyanat (TDI-U),
und TDI-Harnstoffen; 1-Isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethyl
cyclohexan (IPDI) und dessen Isomeren und Derivaten, insbesondere Di-,
Tri- und Polymerisaten, sowie IPDI-Isocyanurat (IPDI-T); 3,3'-Dimethyl
biphenyl-4,4'-diisocyanat (TODI); 3,3'-Diisocyanato-4,4'-dimethyl-N,N'-
diphenylharnstoff (TDIH); sowie Mischungen und Prepolymeren der zu
vor genannten Verbindungen.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Diisocyanat ein unsymmetrisch substituiertes Diisocyanat ist, das zwei
NCO-Gruppen unterschiedlicher Reaktivität aufweist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß das Diisocyanat ein Gemisch aus 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan
und 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan ist, vorzugsweise mit einem Gehalt
an 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan von mehr als 20 Gew.-%, insbeson
dere mehr als 30 Gew.-%, bevorzugt mehr als 40 Gew.-%, ganz besonders
bevorzugt mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf das Diisocyanatgemisch.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß das Diisocyanat 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Diisocyanat ein maskiertes oder blockiertes Diisocyanat ist, wel
ches insbesondere unter Wärme- und/oder Feuchtigkeitseinwirkung die
blockierenden oder maskierenden Gruppen abspaltet.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Diisocyanat ein verkapseltes oder oberflächendesaktiviertes Iso
cyanat ist, insbesondere wobei die Verkapselung oder Oberflächendesak
tivierung vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur
aufbricht.
20. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umsetzung in Schritt (a) in Gegenwart mindestens eines
Katalysators abläuft.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysa
tor ausgewählt ist aus der Gruppe von in der Polyurethanchemie gängigen
und bekannten Katalysatoren, nämlich organischen Zinnverbindungen wie
Dibutylzinndilaurat (DBTL), Alkylmercaptidverbindungen des Dibutyl
zinns oder aber organischen Eisen-, Blei-, Cobalt-, Wismuth-, Antimon-,
Zinkverbindungen und Mischungen der zuvor genannten Verbindungen
sowie Katalysatoren auf Aminbasis wie tertiären Aminen, 1,4-Diazabi
cyclo[2.2.2]octan und Dimorpholinodiethylether sowie deren Mischun
gen, insbesondere wobei der Gehalt an Katalysator 0,01 bis 5 Gew.-%, be
zogen auf die Polyurethan-Zusammensetzung, beträgt.
22. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das isocyanatterminierte Prepolymer in Schritt (b) erhältlich
ist durch Umsetzung eines Di- oder Polyisocyanats mit mindestens einem
isocyanatreaktiven Polymer, gefolgt von einer Entfernung des nichtrea
gierten Di- oder Polyisocyanats, vorzugsweise durch Verdampfen/Ab
dampfen des nichtreagierten Di- oder Polyisocyanats oder durch Strippen
mit mono- oder difunktionellen isocyanatreaktiven Additiven wie Ami
nen, Alkoholen oder Mercaptanen.
23. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das isocyanatterminierte Prepolymer ganz frei ist von mono
merem Diisocyanat.
24. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Viskosität des isocyanatterminierten Prepolymers bei
20°C mindestens 1.500 mPas, insbesondere mindestens 3.000 mPas, vor
zugsweise mindestens 8.000 mPas, besonders bevorzugt mindestens
10.000 mPas, beträgt.
25. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das isocyanatterminierte Prepolymer einen Gehalt an freien
NCO-Gruppen von bis zu 3 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-%, vorzugs
weise 10 Gew.-%, enthält.
26. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das isocyanatterminierte Prepolymer ausgewählt ist aus der
Gruppe von MDI-Prepolymeren, TDI-Prepolymeren und MDI/TDI-Pre
polymeren.
27. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß in Schritt (b) das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umset
zungsprodukte mit mindestens 25 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%
des monomerfreien isocyanatterminierten Prepolymers, bezogen
auf das Umsetzungsprodukt, vermischt werden.
28. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zusammensetzung mindestens 1 Gew.-%, insbesondere
mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 3 Gew.-% oder mehr,
bezogen auf die in Schritt (b) erhaltene Gesamtzusammensetzung, freie
NCO-Gruppen enthält, wobei hiervon höchstens 0,1 Gew.-% durch mono
meres Diisocyanat zur Verfügung gestellt werden.
29. Polyurethan-Zusammensetzung, erhältlich durch ein Verfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 28.
30. Polyurethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an Diisocyanatmo
nomeren, enthaltend:
Umsetzungsprodukt(e) aus der in der Schmelze durchgeführten Reaktion von mindestens einem isocyanatreaktiven Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat, wobei das oder die Um setzungsprodukte höchstens 0,5 Gew.-% freie Isocyanatgruppen ent halten, und
mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das oder die Umsetzungspro dukte, mindestens eines isocyanatterminierten Prepolymers mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von bis zu 25 Gew.-%, das höchstens 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf das iso cyanatterminierte Prepolymere, enthält,
wobei die Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, enthält.
Umsetzungsprodukt(e) aus der in der Schmelze durchgeführten Reaktion von mindestens einem isocyanatreaktiven Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat, wobei das oder die Um setzungsprodukte höchstens 0,5 Gew.-% freie Isocyanatgruppen ent halten, und
mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das oder die Umsetzungspro dukte, mindestens eines isocyanatterminierten Prepolymers mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von bis zu 25 Gew.-%, das höchstens 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf das iso cyanatterminierte Prepolymere, enthält,
wobei die Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, enthält.
31. Polyurethan-Zusammensetzung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich
net, daß die Zusammensetzung nichtisocyanatreaktive Bestandteile ent
hält, die insbesondere ausgewählt sind aus der Gruppe von nichtisocya
natreaktiven Polymeren, Harzen, Wachsen, Füllstoffen, Additiven und/
oder Lösemitteln.
32. Polyurethan-Zusammensetzung nach Anspruch 30 oder 31, gekennzeich
net durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils eines oder mehrerer
der Ansprüche 2, 3 sowie 7 bis 28.
33. Verwendung einer Polyurethan-Zusammensetzung nach einem der An
sprüche 29 bis 32 in einem Klebeverfahren, insbesondere einem Schmelz
klebeverfahren, oder zu Beschichtungszwecken.
34. Klebstoff oder Beschichtungsmasse, enthaltend eine Polyurethan-Zusam
mensetzung nach einem der Ansprüche 29 bis 32.
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