DE202008018346U1

DE202008018346U1 - Multifunktionale Polyurethangele

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Publication number: DE202008018346U1
Application number: DE200820018346
Authority: DE
Original assignee: GT Elektrotechnische Produckte GmbH
Current assignee: GT Elektrotechnische Produckte GmbH
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2018-02-06

Abstract

Polyurethangele herstellbar durch Umsetzung von (a) einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkoholen der Hydroxylzahl 28 bis 90 mg KOH/g, (b) einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkoholen der Hydroxylzahl 240 bis 500 mg KOH/g, (c) einem oder mehreren Diisocyanaten, (d) einem oder mehreren Triisocyanaten, die vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellt wurden, (e) mindestens einem Zusatzstoff, er eine vorgegebene Funktion erfüllt und (f) mindestens einem Zusatzstoff mit einer Teilchengröße im Bereich von 1 bis 650 nm in Gegenwart von einem oder mehreren Katalysatoren für die Polyurethanbildung.

Description

Diese Erfindung betrifft neuartige Polyurethangele, die mittels spezieller Zusammensetzung und spezieller Additive auf verschiedenartige Funktionen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen eingestellt werden können, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.
So genannte Polyurethangele sind bekannt. Es handelt sich hierbei in der Regel um elastische Polyurethane mit Shore-A-Härten im Bereich 40 bis 70, die auf Polyetherbasis mit Di- und/oder Polyisocyanaten in der Regel mit einem Isocyanatindex weit unter 100, vielfach sogar unter 50, hergestellt werden. Solche Polyurethangele werden z. B. in der Prothetik, im Sportbereich (Fahrradsättel) und bei Kabeldurchführungen eingesetzt.
Nach dem bekannten Stand der Technik werden Polyurethangele z. B. in der Medizintechnik (Dekubitus) oder im Sportbereich seit den 60er Jahren eingesetzt. Diese Polyurethangele basieren auf der Kombination von zwei Polyetheralkoholen mit unterschiedlicher Hydroxylzahl – in der Regel ein typisches trifunktionelles Weichschaumpolyol und ein typisches tri- oder höherfunktioneller Hartschaumpolyetheralkohol – zum Teil auch mit Polyoxypropylenglykolen sowie di- oder trifunktionellen Isocyanaten oder Gemischen mit Isocyanatindices unter 50, d. h. mit einem beträchtlichen Isocyanatunterschuss. In einzelnen Beispielen werden an Stelle der Hartschaumpolyetheralkohole auch Polyesteralkohole verwendet, in der Regel Standardprodukte für die Lack- oder Elastomerherstellung. Nach FAPU 45, S. 5 (Nov. 2007) sind seit kurzem auch Polyurethangele für die Elektrotechnik, allerdings nicht für die elektrische Isolation, sondern als Abdichtung für Wanddurchführungen, bekannt. Diese Materialien sollen sich sanft jeder Kabelkontur anpassen, auch bei kleinsten Kabeldurchmessern. Außerdem soll das Material über eine ausgezeichnete Kälteflexibilität und hohen Bewegungsausgleich verfügen.
So werden in der EP 0 057 838 z. B. Gelpolster zur Vermeidung des Dekubitus beschrieben, die aus einem Gel und einer flexiblen, elastischen Umhüllung bestehen, wobei das Gel aus bis zu 62 einer hochmolekularen Matrix aus kovalent vernetztem Polyurethan und bis zu 85% eines über Nebenvalenzen gebundenen flüssigen Dispersionsmittels aufgebaut ist. In der EP 0 511 570 werden verbesserte Gelmassen als Reaktionsprodukte aus Polyolen und Polyisocyanaten beschrieben, bei denen eine Polyolkomponente aus mehreren Polyolen der Hydroxylzahlen unter 112 sowie solchen mit Hydroxylzahlen im Bereich 112 bis 600 mg KOH/g bestehen und der Isocyanatindex des Gemisches zwischen 15 und 70 liegt. Nach KR 1020060033464 kann die Verarbeitung der Gele mit Zwei-Komponenten-Maschinen erfolgen, die mit unterschiedlich temperierten Vorratsbehältern ausgerüstet sind. Weiterhin werden nach DE-PS 199 57 397 Polyurethangele als Verbunde mit viskoelastischen Schaumstoffen beschrieben, bei denen das Gel aus einem oder mehreren Polyolen mit Hydroxylzahlen unter 112 mg KOH/g und einem oder mehreren Polyolen mit Hydroxylzahlen im Bereich von 112 bis 600 mg KOH/g bei einem Gewichtsverhältnis der Komponenten zwischen 90:10 und 10:90 sowie ggf. bekannter Füll- und Zusatzstoffe hergestellt wird. Die Polyurethangele können nach der Lehre der DE OS 100 16 539 auch mit expandierendem Calciumcarbonat gefüllt sein, um ein niedrigeres Raumgewicht zu erhalten. Zur Anwendung bei Schuhen können Polyurethangele gemäß der Lehre der EP 1 277 801 mit darin fein verteilten Phase-Change-Materialien, die z. B. aus kristallinen, gesättigten Kohlenwasserstoffen bestehen, eingesetzt werden.
Nach der Lehre der DE-OS 10 2004 048 154 können zwei Räume gegeneinander flüssigkeits- und gasdicht abgedichtet werden, wenn der dichtende Körper als Gel und einer damit verbundenen Haut ausgebildet wird. Weiterhin wird in der DE GM 20 2007 002 809 U1 ein Kombinationswerkstoff aus mindestens zwei Werkstoffen beschrieben, bei denen ein Werkstoff ein Kautschukmaterial und das zweite ein Gel ist, die an einer Kontaktoberfläche eine innige Verbindung eingehen. Nach der DE OS 198 05 022 besteht eine weitere technische Lösung in Abdichtungssystemen für Bauwerke gegenüber Witterungseinflüssen, die aus hydrophilen Polyurethan-Prepolymeren und sich unter Einfluss von Wasser verfestigenden Bestandteilen bestehen.
Nach der Lehre der DE-OS 196 18 825 A1 werden hydrophile, selbstklebende Polyurethan-Gelmassen aus Polyetherpolyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen mit Hydroxylzahlen zwischen 20 und 112 mg KOH/g und einem Ethylenoxidgehalt von mehr als 10%, Antioxydantien, in den Polyolen löslichen Wismut-III-carboxylaten als Katalysatoren und Hexamethylendiisocyanat hergestellt, wobei das Produkt der Funktionalität der Polyurethan bildenden Komponenten mindestens 5,2 betragen soll.
Die bisherigen technischen Lösungen beschreiben zwar im Detail die Herstellung von Polyurethangelen unter Verwendung einer Reihe für die Polyurethanchemie typischer Ausgangsstoffe. Es wurden bisher keine Polyurethangele mit einem höheren Flammschutz, einer Widerstandsfähigkeit gegenüber höheren elektrischen Feldstärken oder einer Isolationsfähigkeit gegenüber Mittelspannungen in der Elektrotechnik beschrieben bzw. es ist keine technische Lösung zur Mitverwendung oder alleinigen Verwendung von nanoteilchenhaltigen Polyetheralkoholen beschrieben oder bekannt geworden. Zusätzlich zu den o. g. Funktionen der Polyurethangele sind außer den oben im Stand der Technik beschriebenen keine weder durch die Struktur der verwendeten Polymere noch durch Zusatzstoffe bekannt.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, Polyurethangele mit einer Reihe von Funktionen in Form eines Baukastens durch eine Kombination von Polyurethanstruktur und Zusatzstoff zur Verfügung zu stellen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Polyurethangelen, herstellbar durch Umsetzung von

(a) einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkoholen der Hydroxylzahl 28 bis 90 mg KOH/g,
(b) einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkoholen der Hydroxylzahl 240 bis 500 mg KOH/g,
(c) einem oder mehreren Diisocyanaten,
(d) einem oder mehreren Triisocyanaten, die vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellt wurden,
(e) mindestens einem Zusatzstoff, er eine vorgegebene Funktion erfüllt und
(f) mindestens einem Zusatzstoff mit einer Teilchengröße im Bereich von 1 bis 650 nm

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyurethangelen, ist dadurch gekennzeichnet, dass

(a) ein Polyetheralkohol aus einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid der Hydroxylzahl 28 bis 90 mg KOH/g,
(b) ein Polyetheralkohol aus einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid der Hydroxylzahl 240 bis 500 mg KOH/g,
(c) ein oder mehrere Katalysatoren für die Polyurethanbildung,
(d) mindestens ein Zusatzstoff, er eine vorgegebene Funktion erfüllt und
(e) mindestens ein Zusatzstoff mit einer Teilchengröße im Bereich von 1 bis 650 nm innig miteinander vermischt werden und anschließend mit
(f) einem oder mehreren Diisocyanaten,
(g) einem oder mehreren Triisocyanaten, die vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellt wurden,

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäßen Polyurethangele basieren auf einem Netzwerk, das sowohl in der Weichsegmentphase als auch in der Hartsegmentphase vernetzt ist und zusätzlich in der Weichsegmentphase aus zwei Netzwerken wesentlich unterschiedlicher Netzkettenabstände (charakterisiert durch die mittlere Molmasse zwischen den Netzwerkknoten) aus einem im wesentlichen einheitlich aufgebauten Polyetheralkoholgemisch mit dem hydrophoberen Strukturelement Propylenglykol sowie einer Vernetzung im Hartsegment über Triisocyanate besteht. Hierbei werden die Triisocyanate aus Gemischen von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen Diisocyanaten sowie mindestens einem aromatischen Diisocyanat in Gegenwart bestimmter Katalysatoren vorgebildet, wobei der Anteil an aromatischem Diisocyanat das Ausmaß der Trimerisierung des Isocyanatgemisches und damit den Grad der Vernetzung (Vernetzungsdichte) im Hartsegment bestimmt.
Das Verhältnis des Polyetheralkohls (a) zum Polyetheralkohol (b) bestimmt die Härte und Elastizität des Polyurethangels. Dieses Verhältnis liegt erfindungsgemäß zwischen (a):(b) wie 97:3 bis 65:35. Um eine Härte z. B. von Shore-A 80 zu erreichen, ist ein Verhältnis von (a) zu (b) von 72:28 erforderlich. Weiterhin wird bei abnehmender Härte unabhängig von der Stöchiometrie der Umsetzung mit dem Di- und/oder Triisocyanat und damit steigendem Anteil an Polyetheralkohol (a) und steigendem Anteil an Triisocyanat beobachtet, dass die für die Polyurethangele erwünschte Haftfestigkeit ansteigt und somit durch das Verhältnis der Polyetheralkohole zueinander und den Anteil trifunktioneller Isocyanate gesteuert werden kann.
Das stöchiometrische Verhältnis von Hydroxylgruppen zu Isocyanatgruppen, das nach dem Stand der Technik bei 0,5 bzw. darunter liegen sollte, kann durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise auch wesentlich darüber liegen und sogar über 1 betragen, was bei Polyurethangelen für die Elektrotechnik wegen des geforderten Oberflächenwiderstandes und der für den Mittelspannungsbereich erforderlichen Durchschlagspannung von Bedeutung ist, da die freien Hydroxylgruppen wesentlich zur Leitfähigkeit des Materials beitragen.
Als Katalysatoren zur Herstellung der Gele kommen in erster Linie bestimmte tertiäre Amine in Betracht, z. B. Bis-(dimethylaminoethyl)ether, Pentamethyldiethylentriamin, Dimorpholinodiethylether, Tris-(3-dimethylamino)propylamin, Pentamethylpropylentriamin, N-Methyldi-cyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N,N'-Dimethylpiperazin, 1-Dimethylaminoethyl-4-methyl-piperazin. Andererseits sind auch metallorganische Verbindungen einsetzbar, z. B. Wismut- oder Bleiverbindungen wie die Carboxylate, z. B. Wismuttriacetat, Wismuttrioleat, Wismutsubsalizylat oder Wismutbis-neodecanoat sowie spezielle Zinnverbindungen, insbesondere solche, die thermisch aktivierbar sind, z. B. Dibutylzinnbis(2-ethyl-hexyl-thioglykolat). Diese Katalysatoren werden in Mengen zwischen 0,0001 und 1 Gew.-% bezogen auf das Polyetheralkoholgemisch eingesetzt.
Die Herstellung von teiltrimerisierten Diisocyanaten mit einstellbarem Trimerisierungsgrad erfolgt in Gemischen aus aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen Diisocyanaten sowie mindestens einem aromatischen Diisocyanat. Die Menge an verwendetem aromatischen Di- und/oder Polyisocyanat bestimmt neben der Menge an Katalysator das Ausmaß der Trimerisierung. Erfindungsgemäß sollte das Verhältnis von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen Diisocyanaten und aromatischen Di- und/oder Polyisocyanat zwischen 98:2 und 80:20 liegen. Die Trimerisierung erfolgt durch Zusatz von 0,001 bis 0,5 Gew.-% einer bestimmten, die Trimerisierung von Isocyanaten katalysierenden Verbindung oder Kombinationen von Verbindungen. Für die Herstellung dieser Teiltrimerisate werden insbesondere bekannte Katalysatoren wie Tris-(2,4,6-dimethylmethyl)phenol, Tris-1,3,5-(dimethylaminopropyl)hexahydro-s-triazin, Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl)hexahydro-s-triazin, Tris-1,3,5-(diethylaminobutyl)hexahydro-s-triazin, Kombinationen aus Triethylendiamin und Epoxyden verwendet. Das Verhältnis der aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen Diisocyanate zu dem aromatischen Diisocyanat bestimmt das Ausmaß der Trimerisierung sowie die Lichtechtheit (UV-Stabilität) der Teiltrimerisate. In der Regel wird nur ein geringer Anteil zwischen 1 und 20 Teilen aromatisches Diisocyanat im Gemisch eingesetzt, wobei ein Anteil von 3 bis 12 Gew.-% besonders bevorzugt wird. So kann z. B. aus 89 Teilen 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat und 11% 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,15 Gew.-% Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl)hexahydro-s-triazin ein solches Teiltrimerisat mit einem Isocyanatgehalt von 14,3% und einer Viskosität von 4.870 mPas (25°C) hergestellt werden.
Als Zusatzstoffe zur Erzielung bestimmter Funktionen kommen eine Reihe von Materialien in Frage. Diese werden im folgenden hinsichtlich der Erzielung der Funktion und der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen näher erläutert.
Eine Funktion der Gele ist eine gute Wärmeleitung, die z. B. bei der Anwendung im medizinischen oder Sportbereich erforderlich ist. Zur Erzielung einer guten Wärmeleitung werden einem Polyurethansystem, bestehend aus

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g,
(b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate,
(d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung, hergestellt und dem Gemisch aus (a), (b) und (e) vor der Vermischung mit den Bestandteilen (c) und (d)
(f) 0,1 bis 15 Teilen eines die Wärmeleitfähigkeit verbessernden Stoffes in mikronisierter Form, vorzugsweise Siliziumcarbid, Graphit oder Molybdänsulfid mit Teilchendurchmessern zwischen 0,1 und 500 μm, und
(g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Eine weitere Funktion der Polyurethangele ist eine hohe elektrische Isolationsfähigkeit, wie sie z. B. in Kabelverbindern oder Vergussmassen von Kabeln oder Durchführungen gefordert wird. Zur Erzielung einer guten Isolationsfähigkeit werden einem Polyurethansystem, bestehend aus

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g,
(b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten,
(d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung, hergestellt und dem Gemisch aus (a), (b) und (e) vor der Vermischung mit den Bestandteilen (c) und (d)
(f) 1 bis 15 Teilen eines flüssigen, pastösen oder gelartigen höhermolekularen Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise ein Mineralöl oder Vaseline, und
(g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Eine weitere Funktion der Polyurethangele ist eine gute elektrische Leitfähigkeit, wie sie z. B. bei leitfähigen Bändern in Rohren zur Datenübertragung oder in Fahrzeugen zur Ableitung statischer Elektrizität erforderlich ist. Zur Erzielung einer guten elektrischen Leitfähigkeit werden einem Polyurethansystem, das aus

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g,
(b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten,
(d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung,

(f) 0,1 bis 15 Teilen eines die elektrische Leitfähigkeit verbessernden Stoffes in mikronisierter Form, vorzugsweise jodbehandelter Kohlenstoff, Graphit oder Molybdänsulfid mit Teilchendurchmessern zwischen 0,1 und 500 μm, und
(g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Eine weitere Funktion der Polyurethangele ist z. B. ein verbesserter Flammschutz. So wird für Kabelvergussmassen auf Schiffen oder in Bergwerken eine Brennbarkeit nach DIN 4102 der Klasse B1 gefordert. Diese kann üblicherweise mit Kunststoffen wie Polyurethanen nur durch Einsatz von flüssigen oder festen halogen- und phosphorhaltigen Flammschutzmitteln zusätzlich zu einer Trimerisierung einer Vielzahl von Isocyanatgruppen erreicht werden. Erfindungsgemäße flammgeschützte Polyurethangele können eine Einstufung in die Klasse B1 der DIN 4102 erreichen, wenn sie mit festen mikronisierten stickstoffhaltigen Verbindungen oder Polymeren versetzt werden. Zur Erzielung eines hohen Flammschutzes werden einem Polyurethansystem, das aus

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g,
(b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate,
(d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung,

(f) 2,5 bis 15 Teilen eines die Flammfestigkeit verbessernden Stoffes in mikronisierter Form, vorzugsweise Melamin, Melamincyanurat, Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehydharz und/oder Polycyanuratharz mit Teilchendurchmessern zwischen 0,1 und 500 μm, und (g) 0,1 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Eine weitere Funktion der Polyurethangele ist eine verbesserte Haftung auf anderen Materialien, z. B. Kunststoffen, Metallen, Nichtmetallen, Keramiken, Glas usw. Zur Erzielung einer guten Haftung an Werkstoffoberflächen wird ein Polyurethansystem, das aus

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g,
(b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 3 bis 18 Teilen eines aliphatisch-aromatischen Polyesteralkohols der Hydroxylzahl 180 bis 320 mg KOH/g gemäß der DE-Anm. (P364205),
(d) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten,
(e) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(f) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung

(g) 0,1 bis 5 Teilen eines modifizierten nativen Öls, und
(h) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Polyurethangele sind solche, die unter Verwendung von oligoharnstoffhaltigen langkettigen Polyetheralkoholen (a) hergestellt werden. Solcherart hergestellte Polyurethangele sind bisher nicht bekannt geworden und stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Die oligoharnstoffhaltigen langkettigen Polyetheralkohole (a) wiederum werden durch Depolymerisation von Polyurethan-Blockweich-schaumstoffen durch Solvolyse mit einem Gemisch aus mindestens einem Glykol und mindestens einem sekundären aliphatischen Amin gemäß der DE-PS 199 17 932 hergestellt. Dabei werden solche Bedingungen gewählt, die (a1) zu einem Dispersionspolyol mit einem Teilchendurchmesser der Oligoharnstoffe zwischen 1 und 1000 μm oder (a2) zu einem nanteilchenhaltigen, klaren Polyol mit einem Teilchendurchmesser der Oligoharnstoffe zwischen 50 und 1000 nm führen.
Ein Polyurethangel mit tixotropen Eigenschaften, das z. B. als Schmiergel verwendet werden kann, hat die folgende Zusammensetzung

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g mit zwischen 2 und 15 Gew.-% dispergierten Oligoharnstoffen der Teilchengröße 10 bis 1000 μm, der ggf. zusätzlich Glykole enthalten kann,
(b) 25 bis 10 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate,
(d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung,
(f) 0,1 bis 5 Teilen eines modifizierten nativen Öls

(g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Polyurethangele mit höherer Elastizität werden durch Einsatz von Polyetheralkoholen (a2) mit nanoskaligen Oligoharnstoffen hergestellt. Dabei wird der Anteil der trifunktionellen Isocyanate etwas reduziert. Ein Polyurethangel mit verbesserter Elastizität, das z. B. im Sportbereich als Dämpfungsgel verwendet werden kann, hat die folgende Zusammensetzung

(a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g mit zwischen 2 und 15 Gew.-% dispergierten Oligoharnstoffen der Teilchengröße 10 bis 1000 nm sowie ggf. einem oder mehreren Glykolen,
(b) 25 bis 10 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g,
(c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate,
(d) 2,5 bis 10 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats,
(e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung

(f) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Polyurethangele sind solche, die unter Verwendung von 1 bis 25 Gew.-% bezogen auf die Polyolkomponente an schwach verzweigten aromatischen Polyesteralkoholen auf der Basis aromatischer Dicarbonsäuren wie Terephthalsäure, Phthalsäure oder Isophthalsäure und zwischen 0,1 und 25 Gew.-% Glycerin sowie einem oder mehreren Glykolen hergestellt werden. Üblicherweise sind Gemische aus Polyetheralkoholen und Polyesteralkoholen instabil und trennen sich bereits kurze Zeit nach der Vermischung. Durch die spezielle Struktur der verzweigten aromatischen Polyesteralkohole, die als Strukturkomponenten neben der aromatischen Dicarbonsäure und einem Glykol eine aliphatische Dicarbonsäure und ein Diol mit einer sekundären und einer primären Hydroxylgruppe aufweisen und nach der Lehre der DE-Anm. 10 2007 063 442.2 hergestellt werden, können stabile Mischungen mit den Polyetheralkoholen erzeugt werden, die weiter zu homogenen Polyurethangelen führen. Durch die Verwendung solcher verzweigter aromatischer Polyesteralkohole in Mengen von 1 bis 25 Gew.-% kann sowohl die Härte auf einen gewünschten höheren Wert als auch eine verbesserte Haftfestigkeit der Gele erzielt werden.
Die neuen Polyurethangele zeichnen sich durch auf den speziellen Anwendungsfall genau eingestellte Eigenschaften aus. Diese können durch die erfindungsgemäße Kombination von der Struktur der Basispolyurethane und der in ihnen dispergierten oder verteilten oder eingebauten Zusatzstoffe erzielt werden. Ein wesentliches Kriterium des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass

a) im wesentlichen auf Propylenoxid basierende Polyether mit keinem oder maximal 5 Gew.-% Anteil an Ethylenoxid und
b) die Stöchiometrie der Hydroxyl – Isocyanat – Reaktion im wesentlichen ausgeglichen ist und nur in bestimmten Fällen, in dem eine extreme Weichheit der Gele gefordert wird, unterstöchiometrisch bis in den Bereich von 0,6 gearbeitet wird.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Gele folgt im wesentlichen der in der Polyurethanchemie üblichen Verfahrensweise, dass

(a) eine Vormischung (Komponente) aus den Hydroxylverbindungen, den Katalysatoren und den Zusatzstoffen hergestellt und diese mit
(b) dem bzw. den Isocyanat(en) innig vermischt,
(c) ggf. in eine Form gegeben und
(d) in dieser bis zum gewünschten Grad gehärtet wird.

Dabei wird durch das Verhältnis der Polyether zueinander und dieser zu den Isocyanaten derart eingestellt, dass das Verhältnis der Hydroxylgruppen zu den Isocyanatgruppen im molaren Verhältnis von 1:0,5 bis 1:1,2 liegt und die Shore-A-Härte der erfindungsgemäßen Polyurethangele zwischen 35 und 85 liegt.
Beispiele
Beispiel 1
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,48 g N-Methyl-dicyclohexylamin, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 116,7 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 8,7 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,175 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl) hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 76 auf, hat eine Durchschlagspannung von 10,5 kV sowie eine sehr gute Haftung zwischen den Oberflächen.
Beispiel 2
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,48 g N-Methyl-dicyclohexylamin, 2,7 g nanoskaligen Montmorillinits, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 116,7 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 8,7 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,175 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl)hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruck-maschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 77 auf, hat eine Durchschlagspannung von 12,05 kV sowie eine sehr gute Haftung zwischen den Oberflächen.
Beispiel 3
a) Herstellung einer Oligoharnstoffdispersion in einem Polyetheralkohol
Ein Gemisch aus 255 g Dipropylenglykol und 45 g Di-n-butylamin wird in einem 1,5 1-Vierhalskolben auf 160°C unter Rühren und Beschleiern mit Stickstoff erwärmt. Nach Erreichen der Temperatur werden innerhalb von 55 Minuten 700 g Flocken eines Polyurethan-Blockweichschaumstoffs hinzugefügt. Dabei wird die Temperatur langsam auf 210°C erhöht. Nach Abschluss der Zugabe wird noch 30 Minuten bei 210°C gerührt. Anschließend wird das Reaktionsprodukt in einen Vakuumrotationsverdampfer überführt und bei 130°C/1 mm der größte Teil des Dipropylenglykols und überschüssige Leichtsieder abdestilliert. Man erhält nach dem Abkühlen 835 g eines Dispersionspolyols der Hydroxylzahl 76,7 mg KOH/g mit einer Teilchengröße der Oligoharnstoffteilchen von 5 μm bis 130 μm.
b) Herstellung des erfindungsgemäßen Polyurethangels
Aus einem Gemisch von 75,85 g des Polyetheralkohols mit dispergierten Oligoharnstoffteilchen, 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,3 g N-Methyldicyclohexylamin und 2,05 g nanoskaligen Montmorrilinits, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 94,5 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 7,3 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,165 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl) hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen wird das erfindungsgemäße Polyurethangel hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 50 auf, hat eine Durchschlagsfestigkeit von 20 kV/mm sowie eine sehr gute Haftung zwischen den Oberflächen.
Beispiel 4
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,48 g N-Methyl-dicyclohexylamin 7,2 g mikronisiertem Melamincyanurat und 1,97 g Schichtsilikat, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 116,7 g 4,4'-Dicyclohexylmethyl-diisocyanat und 8,7 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,175 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl) hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 55 auf, hat eine Durchschlagsfestigkeit von 24 kV/mm sowie eine sehr gute Haftung zwischen den Oberflächen. Sein Brandverhalten wurde über den Sauerstoffindex (LOI-Methode) bestimmt und betrug 25,3.
Beispiel 5
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,48 g N-Methyl-dicyclohexylamin, 4,5 g Molybdändisulfid und 1,5 g Schichtsilikat, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 116,7 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 8,7 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,175 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl)hexa-hydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 60 auf, hat eine Durchschlagsfestigkeit von 28 kV/mm, eine Oberflächenleitfähigkeit von 310 mS/cm und einen spezifischen Widerstand von 800 Ω/cm.
Beispiel 6
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,48 g N-Methyl-dicyclohexylamin, 6,65 g mikronisiertem Siliziumcarbid und 2,15 g Schichtsilikat, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 116,7 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiiso-cyanat und 8,7 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,175 g Tris-1,3,5-(diethylamino-propyl)hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponen-ten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 65 auf, hat eine Durchschlagsfestigkeit von 30 kV/mm sowie eine Wärmeleitfähigkeit von 3,67 W/Km².
Beispiel 7
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 25,5 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 16,5 g eines aromatischen Polyesteralkohols auf der Basis von Terephthalsäure, 2-Ethyl-1,3-hexandiol und Glycerin mit einer Hydroxylzahl von 319 mg KOH/g und einer Hydroxylfunktionalität von 2,14 nach der DE-Anm. 10 2007 063 442.2 , 0,55 g N-Methyldicyclohexylamin, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 116,7 g 4,4'-Dicyclohexylmethyl-diisocyanat und 8,7 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,175 g Tris-1,3,5-(diethyl-aminopropyl)hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 80 auf und hat eine sehr gute Haftung zu einer Polystyrol-Oberfläche, so dass die Verbindung zwischen beiden nur unter Zerstörung eines Werkstoffs möglich ist.
Beispiel 8
a) Herstellung einer nanoskaligen Oligoharnstoffdispersion in einem Polyetheralkohol
Ein Gemisch aus 255 g Dipropylenglykol und 45 g Di-n-butylamin wird in einem 1,5 1-Vierhalskolben auf 160°C unter Rühren und Beschleiern mit Stickstoff erwärmt. Nach Erreichen der Temperatur werden innerhalb von 55 Minuten 700 g Flocken eines Polyurethan-Blockweichschaumstoffs und simultan 78 g eines propylenoxidbasierten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g hinzugefügt. Dabei wird die Temperatur langsam auf 210°C erhöht. Nach Abschluss der Zugabe wird noch 30 Minuten bei 210°C gerührt. Anschließend wird das Reaktionsprodukt in einen Vakuumrotationsverdampfer überführt und bei 120°C/1 mm der größte Teil des Dipropylenglykols und überschüssige Leichtsieder abdestilliert. Man erhält nach dem Abkühlen 896 g eines Dispersionspolyols der Hydroxylzahl 73,2 mg KOH/g mit einer Teilchengröße der Oligoharnstoffteilchen von 110 bis 850 nm.
b) Herstellung des erfindungsgemäßen Polyurethangels
Aus einem Gemisch von 78,0 g des Polyetheralkohols mit dispergierten Oligoharnstoffnanoteilchen, 39,15 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 0,3 g N-Methyldicyclohexylamin und 2,05 g nanoskaligen Montmorrilinits, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 94,5 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 7,3 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,165 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl) hexa-hydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen wird das erfindungsgemäße Polyurethangel hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 45 auf, hat eine Durchschlagsfestigkeit von 22 kV/mm sowie eine sehr gute Haftung zwischen den Oberflächen.
Beispiel 9
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 25,5 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 16,5 g eines aromatischen Polyesteralkohols auf der Basis von Terephthalsäure, 2-Ethyl-1,3-hexandiol und Glycerin mit einer Hydroxylzahl von 319 mg KOH/g und einer Hydroxylfunktionalität von 2,14, 0,55 g N-Methyl-dicyclohexylamin und 16,2 g eines hochviskosen Transformatorenöls (Viskosität bei 25°C 980 mPas), die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 105 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 9 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,18 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl)hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 63, Weiterreissfestigkeit > 30 N/mm, sowie eine Durchschlagspannung von 32 kV/mm auf und hat einen spezifischen Widerstand von 8·10¹⁴ Ω × cm. Die Haftfestigkeit zweier Gelschichten ist so, dass die Verbindung zwischen beiden nur unter Zerstörung eines der Gele möglich ist. Die Lichtbogenbeständigkeit beträgt 280 s, die Dielektrizitätskonstante beträgt 3,4ε_r und einem Verlustfaktor von < 0,0035 tan δ.
Beispiel 10
Ein Polyurethangel wird hergestellt aus einem Gemisch aus 95,85 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 3000 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 55,5 mg KOH/g, aus 25,5 g eines Polyetheralkohols der Molmasse 420 auf der Basis Glycerin und Propylenoxid, Hydroxylzahl 402 mg KOH/g, 15 g eines epoxidierten Sojaöls mit einer Epoxydzahl von 63 mg KOH/g, 0,55 g N-Methyl-dicyclohexylamin, die zunächst 30 Minuten bei 25°C vorgemischt werden, sowie einem teiltrimerisierten Isocyanat, das aus 75 g 4,4'-Dicyclohexylmethyldiisocyanat und 7,2 g 2,4-Toluylendiisocyanat in Gegenwart von 0,14 g Tris-1,3,5-(diethylaminopropyl) hexahydro-s-triazin hergestellt wurde, durch Vermischen mittels einer 2-Komponenten-Niederdruckmaschine und Vergießen in Formen hergestellt. Das erhaltene Polyurethangel weist eine Shore-A-Härte von 51 auf. Das erfindungsgemäße Polyurethangel ist nach der Herstellung ein kompakter Block, der sich jedoch bei mechanischer Belastung verformt und bei hinreichender äußerer Kraft flüssig wird. Das Gel hat tixotrope Eigenschaften und wird zum Schmieren von schnell bewegten Maschinenteilen an Stellen eingesetzt, die mit flüssigen Schmiermitteln schnell trocken laufen würden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0057838 [0004]
EP 0511570 [0004]
KR 1020060033464 [0004]
DE 19957397 [0004]
DE 10016539 [0004]
EP 1277801 [0004]
DE 102004048154 [0005]
DE 202007002809 U1 [0005]
DE 19805022 [0005]
DE 19618825 A1 [0006]
DE 19917932 [0023]
DE 102007063442 [0026, 0037]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 4102 der Klasse B1 [0021]
DIN 4102 [0021]

Claims

Polyurethangele herstellbar durch Umsetzung von (a) einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkoholen der Hydroxylzahl 28 bis 90 mg KOH/g, (b) einem oder mehreren, überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkoholen der Hydroxylzahl 240 bis 500 mg KOH/g, (c) einem oder mehreren Diisocyanaten, (d) einem oder mehreren Triisocyanaten, die vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellt wurden, (e) mindestens einem Zusatzstoff, er eine vorgegebene Funktion erfüllt und (f) mindestens einem Zusatzstoff mit einer Teilchengröße im Bereich von 1 bis 650 nm in Gegenwart von einem oder mehreren Katalysatoren für die Polyurethanbildung.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyetheralkohol (a) ein auf einen 2- bis 4-funktionellen Starter ausschließlich mit Propylenoxid aufgepfropfter Polyetheralkohol mit einer Hydroxylzahl zwischen 44 und 80 mg KOH/g eingesetzt wird.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyetheralkohol (a) ein oligoharnstoffhaltiger langkettiger Polyetheralkohol, in dem die Oligoharnstoffe durch Depolymerisation von Polyurethan-Blockweichschaumstoffen durch Solvolyse mit einem Gemisch aus mindestens einem Glykol und mindestens einem sekundären aliphatischen Amin erzeugt werden, in einer Menge von 0,1 bis 25 Gew.-% vorliegen und einen Teilchendurchmesser von 1 bis 1000 μm aufweisen.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyetheralkohol (a) ein oligoharnstoffhaltiger langkettiger Polyetheralkohol, in dem die Oligoharnstoffe durch Depolymerisation von Polyurethan-Blockweichschaumstoffen durch Solvolyse mit einem Gemisch aus mindestens einem Glykol und mindestens einem sekundären aliphatischen Amin erzeugt werden, in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-% vorliegen und einen Teilchendurchmesser von 1 bis 1000 nm aufweisen.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyetheralkohol (b) ein auf einen 2- bis 4-funktionellen Starter ausschließlich mit Propylenoxid aufgepfropfter Polyetheralkohol mit einer Hydroxylzahl zwischen 350 und 480 mg KOH/g ist.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyetheralkohol (b) ein auf einen 2- bis 4-funktionellen Starter ausschließlich mit Propylenoxid aufgepfropfter Polyetheralkohol und mit einer aliphatischen Dicarbonsäure im Unterschuss umgesetzter Polyetherester mit einer Hydroxylzahl zwischen 340 und 420 mg KOH/g ist.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Triisocyanate (d) teiltrimerisierte Gemische von aliphatischen, aralphatischen und/oder cycloaliphatischen, und mindestens einem aromatischen Diisocyanat eingesetzt werden.
Polyurethangele nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aromatische Diisocyanat mit 1 bis 15 Gew.-% im Gemisch eingesetzt wird.
Polyurethangele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren Bis-(dimethylaminoethyl)ether, Pentamethyldiethylentriamin, Dimorpholinodiethylether, Tris-(3-dimethylamino)propylamin, Pentamethylpropylentriamin, N-Methyldi-cyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N,N'-Dimethylpiperazin und/oder 1-Dimethylaminoethyl-4-methylpiperazin eingesetzt werden.
Polyurethangele (mit hoher Wärmeleitung) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g, (b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten, (d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (f) 0,1 bis 15 Teilen eines die Wärmeleitfähigkeit verbessernden Stoffes in mikronisierter Form, vorzugsweise Siliziumcarbid, Graphit oder Molybdänsulfid mit Teilchendurchmessern zwischen 0,1 und 500 μm, und (g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.
Polyurethangele (mit hoher elektrischer Leitfähigkeit) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g, (b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten, (d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (f) 0,1 bis 15 Teilen eines die elektrische Leitfähigkeit verbessernden Stoffes in mikronisierter Form, vorzugsweise jodbehandelter Kohlenstoff, Graphit oder Molybdänsulfid mit Teilchendurchmessern zwischen 0,1 und 500 μm, und (g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.
Polyurethangele (mit hoher elektrischer Isolationsfähigkeit) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g, (b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten, (d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (f) 1 bis 15 Teilen eines flüssigen, pastösen oder gelartigen höhermolekularen Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise ein Mineralöl oder Vaseline, und (g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.
Polyurethangele (mit hoher Flammfestigkeit) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g, (b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate, (d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (f) 2,5 bis 15 Teile eines die Flammfestigkeit verbessernden Stoffes in mikronisierter Form, vorzugsweise Melamin, Melamincyanurat, Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehydharz und/oder Polycyanuratharz mit Teilchendurchmessern zwischen 0,1 und 500 μm, und (g) 0,1 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.
Polyurethangele (mit hoher Haftfestigkeit) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g, (b) 30 bis 15 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 3 bis 18 Teilen eines aliphatisch-aromatischen Polyesteralkohols der Hydroxylzahl 180 bis 320 mg KOH/g gemäß der DE-Anm. 10 2007 063 442.2 , (d) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanaten, (e) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (f) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (g) 0,1 bis 5 Teilen eines modifizierten nativen Öls und (h) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.
Polyurethangele (mit tixotropen Eigenschaften) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g mit zwischen 2 und 15 Gew.-% dispergierten Oligoharnstoffen der Teilchengröße 10 bis 1000 μm, (b) 25 bis 10 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate, (d) 5 bis 15 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (f) 0,1 bis 5 Teilen eines modifizierten nativen Öls und (g) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.
Polyurethangele (mit verbesserter Elastizität) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethansystem aus (a) 40 bis 60 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 44 bis 90 mg KOH/g mit zwischen 2 und 15 Gew.-% dispergierten Oligoharnstoffen der Teilchengröße 10 bis 1000 nm, (b) 25 bis 10 Teilen eines überwiegend aus auf ein Startermolekül der Hydroxylfunktionalität zwischen 2 und 4 addierten Propylenoxid hergestellten Polyetheralkohols der Hydroxylzahl 320 bis 450 mg KOH/g, (c) 25 bis 42 Teilen eines oder mehrerer Diisocyanate, (d) 2,5 bis 10 Teile eines vorzugsweise durch Trimerisierung von Diisocyanaten hergestellten Triisocyanats, (e) 0,001 bis 0,5 Teilen eines oder mehrerer Katalysatoren für die Polyurethanbildung besteht und (f) 0,01 bis 5 Teilen eines nanoskaligen Schichtsilikats mit einer Teilchengröße im Bereich von 50 bis 650 nm zugesetzt werden.