DE2808668A1

DE2808668A1 - Herstellung von elastomeren aus heterodispersen systemen im reaktionsguss

Info

Publication number: DE2808668A1
Application number: DE19782808668
Authority: DE
Inventors: Claus Hartwig; Thies Dipl Chem Dr Timm
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1979-09-06
Also published as: US4225683A; FR2418803B1; JPS54124100A; SU1166665A3; FR2418803A1

Description

Es können bekanntlich u.a. besonders vorteilhaft mit Hilfe des Polyadditionsverfahren im Reaktionsguß Polymerwerkstoffe mit breitgefächertem Eigenschaftsspektrum hergestellt werden.

Ausgangsprodukte für derartige Prozesse sind nach dem heutigen Stand der Technik vor allem Polyisocyanate bzw. Polyepoxide in Verbindung mit polyfunktionellen Substanzen, die bewegliche Wasserstoffatome innerhalb ihrer reaktiven Gruppen enthalten, wie z.B. Polydi Ie, Polyamine, Polycarbonsäuren, Polyamide, Polymercaptane, Wasser u.a.m.

Für die Herstellung von Elastomeren sind im besonderen Maße die Umsetzungen von Diisocyanaten mit Diolen und Diaminen sowie ggf. höherfunktionellen Verbindungen dieser Klasse prädestiniert, weil sich so gummielastische Endprodukte mit hervorstechenden Eigenschaften, und diese auch in einem bislang schwierig zugänglichen höheren Härtebereich herstellen lassen. Am Beispiel dieses Verfahrens soll daher der erfindungsgemäße Gedanke erläutert werden, ohne hiermit von vornherein eine Beschränkung der Erfindung auf Polyadditionsreaktionen im allgemeinen und auf Isocyanatreaktionen im besonderen vornehmen zu wollen.

In der klassischen Verfahrenstechnik werden zur Herstellung von Elastomeren mit Hilfe der Diisocyanat-Polyadditionsreaktion als reaktive Partner der Isocyanatkomponente - in erster Linie aromatische Diisocyanate - Makrodiole in Kombination mit Mikrodiolen bzw. Mikrodiaminen eingesetzt.

Erstere - häufig auch als Polymerdiole oder einfach Poly-ole apostrophiert - sind höhermolekulare Produkte mit in der Regel endständigen, primären Hydroxylgruppen - vor allem Vertreter aus der Reihe der linearen, aliphatischen Polyesteroder Polyätherdiole - mit Molekulargewichten zwischen 800 bis 5000, dominierend mit Molgewichten zwischen 2000 bis 3000.

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Es können darüberhinaus natürlich auch geeignete Makrodiole aus anderen VerbindungskLassen zur Umsetzung herangezogen werden, so etwa die in letzter Zeit propagierten sog. te! echelischen, flüssigen Diole des Butadiens oder Isoprens bzw. deren Kopolymerisate mit Styrol, Acrylnitril usw.

Mikrodiole bzw. Mikrodiamine sind niedermolekulare Substanzen unterschiedlichsten Aufbaus mit Molgewichten in einem Bereich von etwa 50 bis 500. Auch sie besitzen vorzugsweise primär gebundene OH- bzw. NH_-Gruppen. \'iel verwendete Mikrodiole sind z.B. die niederhomologen Alkandiole aber auch Alkenbzw. Alkindiole. Mikrodiamine für das Diisocyanat-Polyadditionsverfahren stammen in den meisten Fällen aus der Reihe der aromatischen Diamine ggf. mit Kernsubstituenten zur Abschwächung ihrer hohen Reaktivität. Aliphatische Diamine werden wegen ihrer vergleichsweise sehr viel höheren Reaktionsgeschwindigkeit mit Isocyanaten bislang nur in Sonderfällen für die Herstellung von Elastomeren eingesetzt.

Chemismus und Methodik des Reaktionsgusses können in diesem Rahmen nicht detailliert behandelt werden, es sei auf die Standardliteratur auf diesem Gebiet verwiesen, etwa:

Kunststoff-Handbuch Bd. 7 (Hoechtlen) Herausgeber: R. Vieweg

Carl Hanser Verlag München 1966

J.H. Saunders and K.C. Frisch Polyurethane Chemistry and Technology Part ! and Part 2
Interscience Publishers New York 1964

P. Wright and A.P.C.Cumming Solid Polyurethane Elastomers Mac Larens & Sons London 1969

Es verknüpfen sich jedenfalls bei der gemeinsamen Reaktion der Diisocyanate mit Makro- und Mikrodiolen die Reaktanten über Urethaneinheiten zu Polymermolekülen, deren Kettengerüst durch eine Folge von flexiblen und starren Strukturblöcken als Resultat der jeweiligen Umsetzung des Diisocyanate mit den Makro- bzw. Mikrodiolen gekennzeichnet ist.

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Das Mengenverhältnis der sich bildenden "Weich- und Hartsegmente" im Po Iymergefüge bestimmt primär die Härte der Endprodukte und ist offensichtlich über den Mengeneinsatz der Ausgangskomponenten steuerbar.

Werden anstel Le von Mikrodiolen Mikrodiamine bei der Polyadditionsreaktxon verwendet, so entstehen beim Umsatz mit dem Isocyanat Harnstoffbindungen, d.h. es resultiert letztlich ein Polyurethanharnstoff. Im folgenden soll zwischen diesen beiden Elastomertypen nicht unterschieden werden, sondern es wird für beide als gemeinsamer Oberbegriff der Ausdruck PU-Elastomer oder PUR verwendet.

Der Vernetzungsgrad von PU-Elastomeren ergibt sich aus dem gewählten Isocyanatindex oder der Isocyanatkennziffer, im Rezepturaufbau einfachheitshalber als Index oder Kennziffer bezeichnet. Diese Zahl charakterisiert bekanntlich das eingestellte Aquxvalenzverhältnxs des Isocyanats zur Summe seiner Reaktanten (z.B. Makro- + Mikrodiol). Bei Einsatz ausschließlich bifunktioneller Verbindungen werden genau äquivalente Mengen von Isocyanaten und wasserstoffaktiven Substanzen - also bei einem Index von J - hochmolekulare Kettenmoleküle (theoretisch) ohne Quervernetzung entstehen. Man erhält ein PUR mit thermoplastischen Materialeigenschaften. Steigende Kennziffern, also wachsender Überschuß an verfügbaren Isocyanatgruppen im Ansatz, erzeugen Elastomere zunehmender Vernetzungsdichte. Die Vernetzung erfolgt hierbei durch Reaktion nicht abreagierter Isocyanateinheiten beim Kettenaufbau, die in Folgereaktionen nunmehr auch die weniger reaktiven Urethan- bzw. Harnstoffstrukturen des Polymergerüstes attackieren und hierdurch (in bifunktioneller Reaktion) intermolekulare Querverbindungen über AlIophanat- bzw. Biureteinheiten aufrichten.

Vergleicht man nun die Eigenschaften solcher PU-Elastomere generell mit denen aus hochwertigen konventionellen Polyen-Kautschuken, die z.B. mit Vernetzungsagenzien wie Schwefel, Peroxiden usw. vernetzt worden sind und Aktivruß zur Ein-

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stellung eines hohen Eigenschaftsniveaus enthalten, so zeigen in der Regel PU-EIastomere, jedenfalls unter normalen Seanspruchungsbedingungen, in den meisten Prüfdisziplinen überlegene Eigenschaften. Dies gilt im besonderen Maße bei der vergleichenden Betrachtung der Festigkeitswerte und des Abriebwiderstandes. Gerade wegen der letztgenannten Eigenschaft hat es zwangsläufig nicht an Versuchen gefehlt, PUR als Reifenwerkstoff im Laufflächenbereich einzusetzen. Die Erwartungen haben sich leider nur bedingt erfüllen lassen, denn man mußte feststellen, daß PUR-Laufflächen in Extremsituationen, d.h. bei einer vollblockierenden Notbremsung etwa aus einer Fahrgeschwindigkeit von 80 km/h nicht den Ansprüchen genügen, die man bei dem hohen Stand der Reifenentwicklung heute an eine Lauffläche stellen muß. Laufflächenqualxtäten auf Basis von PUR konventionellen Aufbaus zeigen zwar bei vollblockierenden Bremsvorgängen eine erstaunliche Verzögerung, doch schließt sich dann eine Phase des "Nachrutschens" an, während der das Material bei den auftretenden hohen Friktionstemperaturen unter mehr oder minder schmelzartiger Erweichung einen unto Lerierbaren Mengenabtrag aufweist.

Ohne näher auf Einzelheiten einzugehen, darf man annehmen, daß dieser nachteilige Effekt auf eine inhärente Eigenschaft herkömmlicher PU-Elastomere zurückzuführen ist, nämlich der Thermo!abilität der bei der Polyaddition entstehenden Verknüpfungsstellen im Polymergerüst. Im geschilderten Beanspruchungsfall dürften vorwiegend die thermisch am anfälligsten anzusehenden Allophanat- und/oder Biuretstrukturen betroffen sein, wobei It. Literatur Biuretbindungen wiederum instabiler als Allophanateinheiten einklassifiziert werden. Man kann die Hypothese, daß unter den Temperatureinwirkungen einer Notbremsung vor allem diese Verknüpfungsstellen des Netzwerkes aufgespalten werden, insofern bestätigt finden, als mit zunehmendem Index des Ansatzes die Schmier- und Abtragserscheinungen bei der Laufflächenqualität ausgeprägter

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auftreten, unter der Voraussetzung allerdings, daß der Index einen Wert von etwa "♦ .05 nicht unterschreitet. Die Urethan- und Harnstoffbindungen im Kettengerüst sind unter diesen Bedingungen anscheinend ausreichend thermostabil, denn es zeigen sich bei gleichem Isocyanatindex keine signifikanten Unterschiede im Notbremsverhalten von Elastomeren auf Basis von Polyurethan- (Einsatz von Mikrodiolen) und Polyurethanharnstoffen (Einsatz von Mikrodiaminen), zwischen denen an sich Differenzen auftreten sollten, rangieren doch nach allgemeiner Anschauung Harnstoffbindungen hinsichtlich ihrer Thermostabilität über Urethanbindungen. (Ebenso sind unter den genannten Testbedingungen allenfalls geringfügige Unterschiede in der Verhaltensweise von (vergleichbaren) PU-Elastomeren auf Basis von Polyester- bzw. Polyätherdiolen gängigen Typs festzustellen).

Es sind allerdings eine ganze Reihe von Maßnahmen bekannt, die Thermostabilität von PU-Elastomeren prinzipiell heraufzusetzen, wobei die Möglichkeit der Indexvariation bereits Erwähnung fand. Andere Beispiele sind: Das Arbeiten mit aliphatischen bzw. zykloaliphatischen Diisocyanaten (aliphatische Urethane sind thermostabiler als aromatische), der Einsatz von speziellen Polyester- und Polyätherdiolen mit "thermostabilisierender" Wirkung (Einbau von heterozyklischen und aromatischen Ringstrukturen u.a.m.),die Zugabe von Wärmestabilisatoren, die Verwendung spezifischer Mikrodiole oder -diamine sowie schließlich auch der Einsatz von Makro- bzw. Mikrokomponenten höherer Funktionalität als zwei und/oder von Polyisocyanaten mit mehr als zwe^ -NCO-Gruppen im Molekül. HöherfunktionelIe Makro- und MikroVerbindungen vermögen soweit jedenfalls ihre reaktiven Gruppen primär gebunden sind unmittelbar Netzwerke über die (gegenüber Allophanat- bzw. Biuretbindungen) thermostabileren Urethan- bzw. Harnstoff-Addukte zu bilden, leider allerdings zumeist unter Einbuße

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an anderen Eigenschaften. Desungeachtet kann man mit den aufgeführten Maßnahmen zweifellos im einen oder anderen Fall eine graduelle Verbesserung der Thermostabilität erreichen, doch sind die Effekte erfahrungsgemäß nicht ausreichend, um den Verschleiß bei hohen Verformungsgeschwindigkeiten unter hohen Lasten und entsprechend hoher Temperaturentwicklung signifikant zu reduzieren.

Andere Möglichkeiten, im Rahmen der Isocyanatreaktionen thermostabile PU-Elastomere aufzubauen, ergeben sich durch bislang auf dem Elastomersektor unübliche Verfahrensweisen. So können beispielsweise durch eine Trimerisierungsreaktion der Isocyanatgruppen mit speziellen Katalysatorsystemen (Mannichbasen, tertiäre Amine, Carboxylate, Phenolate usf.) sehr wärmebeständige Vernetzungen über die sich bildenden heterozyklischen Isocyanurat-Ringstrukturen erreicht werden. Mit ähnlichen Katalysatoren ergeben Isocyanate in Verbindung mit Epoxidverbindungen gleichfalls thermisch sehr resistente heterozyklische Struktureinheiten vom Typ der Oxazolidone. Oxycarbonsäureester vermögen mit Isocyanaten zu Hydantionabkömmlingen zu reagieren und schließlich entstehen unter dem katalytischen Einfluß von Phospholinoxiden auf Isocyanate unter bimolekularer Kondensation (Abspaltung von Kohlendioxid) Carbodiimideinheiten, die sich gleichfalls durch hohe Thermostabilität auszeichnen. Bei Prüfung der Verschleiß-Festigkeit von PU-Elastomeren mit solchen Strukturelementen unter oben erwähnten extremen Testbedingungen ist der Schmiereffekt zwar völlig eliminiert, doch ist der Materialverlust immer noch erheblich, vermutlich eine Folge des im ganzen geringeren mechanischen Eigenschaftsniveaus derartig aufgebauter PU-Elastomere. Es ist allerdings derzeit nicht unbedingt auszuschließen, daß durch systematische Rezepturoptimierung Fortschritte in der gewünschten Richtung noch zu erzielen sind.

Es hat desweiteren auch nicht an Versuchen gefehlt, Polyurethan-Elastomere durch Agenzien zu vernetzen, wie sie etwa bei der Vulkanisation von Allzweck -Kautschuken aus Homo- und Kopolymeren

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des Butadiens bzw. Isoprens üblich sind, für die als wichtigste Vulkanisationsmittel heute immer noch Schwefel und Peroxide anzusehen sind. Auf diese Weise lassen sich auch Ansätze für Pü-Elastomere allerdings nur vernetzen, wenn man entsprechend vernetzungsaktive Struktureinheiten in das PUR-System einführt. Dies kann z.B. geschehen durch Verwendung hydroxylterminierter, flüssiger Dienpoiymere (Telechelics), durch Polyäther- oder Polyesterdiole mit reaktiven Doppelbindungen im Molekülverband, durch Einsatz von ungesättigten Mikrodiolen mit (möglichst) allylischen Doppelbindungen und schließlich durch Diisocyanate mit vulkanisierbaren Struktureinheiten im Molekül. ''So ist z.B. die Methylengruppe des Diphenylmethandiisocyanats durch Peroxide radikaLisch aktivierbar). Aufgrund eigener Erfahrungen erreicht man auch mit diesen Systemen trockene Abriebe unter Notbremsverhältnissen, doch sind wiederum die auftretenden Abriebverluste (im Vergleich zu den PKW-Laufflächenqualitäten konventioneller Stahlkordreifen) zu hoch.

Die Einmischung hochaktiver Furnaceruße in PUR-Systeme kann in gewissen Fällen eine wesentliche und u.U. ausreichende Anhebung der Verschleißfestigkeit für Extrembeanspruchungen herbeiführen, allerdings nur dann, wenn effektive Mengen (d.h. Dosierungen von über 25 phr) eingemischt werden. Die hohe Viskosität solcher Ansätze macht aber ihre Verarbeitung mit herkömmlichen Gießtechniken praktisch unmöglich, so daß beispielsweise vorgeschlagen worden ist, die pastosen Massen über Schablonen in die Form einzuspachteln oder aber es sind Überlegungen für speziell konstruierte Dosierungs- und Fördersysteme notwendig.

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Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden und einen elastomeren unter Hitze abriebfesten Polymerwerkstoff auf Polyurethanoder Polyepoxidbasis zu schaffen, der die bisherigen Schwierigkeiten vermeidet und dennoch die bisher hohen Abriebfestigkeitswerte bei hoher Elastizität mit einer erheblichen Wärmestabilität verbindet. Im speziellen soll ein Polymerwerkstoff erstellt werden, der die bisherigen Eigenschaften eines Laufflächenstreifens aufweist» Außerdem soll bei der Anwendung von Polyurethankunststoff die nachteilige Rutscheigenschaft infolge eines eventuellen Schmelzvorganges vermieden werden.

Die Erfindung geht daher aus von einem Verfahren zum Herstellen eines unter Hitze abriebfesten elastomeren Polymerwerkstoffes auf Polyurethan- oder Polyepoxidbasis durch Umsetzung aliphatischer oder aromatischer Diisocyanate, niederer Polydiole bzw. Polydiamine und hydroxylhaltiger Polyester oder Polyäther mit einem Molgewicht zwischen 800 und 5OOO, insbesondere zwischen 2000 und 3OOO in äquimolaren Mengen in flüssiger Phase ο

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung gemeinsam mit einem in der Reaktionsmasse dispers verteilten Kautschukpulver mit eingebauten Dien-Einheiten in einem Mengenanteil von 20 bis 50 Gewichtsprozent in Gegenwart von Schwefel oder Peroxyd erfolgt und der Pulverkautschuk eine Teilchengröße zwischen 5 und 500, insbesondere 20 und 100 ,& aufweist und die Polyurethanreaktionsmasse überschüssige und vernetzungsfähige auf die Dienkautschuk molar abgestimmte Doppelbindungen aufweist. Bei einer derartigen Umsetzung einer Polyurethanreaktionsmasse und dem Kautschukpulver erfolgt neben einer Reaktion zwischen den molekularen Bestandteilen des Polyester oder Polyätherurethans auch eine Umsetzung zwischen den Dien-Einheiten des Kautschuks und den vernetzungsfähigen Doppelbindungen im Polyurethan.

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Die Umsetzungen zwischen den Reaktionskomponenten des Polyurethans und des Dienkautschuks verlaufen parallel. Das Kautschukpulver muß daher schnell und gleichmäßig in die Reaktionsmasse eingerührt werden. Für die Dienkautschuktypen können alle solche Kautschuktypen zur Anwendung kommen, die wenigstens eine reaktionsfähige Diengruppe aufweisen und daher in der Lage sind, mit den Bestandteilen des Polyurethans in Reaktion zu treten. Kautschuktypen dieser Art sind Polybutadien mit cis-1,4-Struktur, Polyisopren, Styrolbutadienpolymerisat, Vinylkautschuk, EPDM, Vinylkautschk (Blockcolymere aus cis-1,4-Butadien und 1,2-Butadien) Kopolymere des Acrylnitrils und Butadien, Polychlorbutadiene, Äthylen-Propylen-Kopolymere mit dienscher Terkomponente usf.. Die vorgesehenen Mengenanteile an Dienkautschukpulver von 20 - 50 Gewichtsprozent richten sich einerseits nach den angestrebten Eigenschaften. Ein höherer Anteil von Dienkautschuk führt zu einer größeren Härte. Dabei ist jedoch die Zusatzmenge an aktivem Ruß oder Füllstoff zu berücksichtigen. Dieser ist auf die Mengen des Kautschukpulvers anteilig ausgerichtet. Die optimalen Rußkonzentrationen liegen erfahrungsgemäß im Bereich zwischen kO Gewichtsteile bis 85 Gewichtsteilen bezogen auf die Kautschukkomponente. Eine Vernetzung kann je nach Kautschuktyp mit Schwefel oder Peroxyd erfolgen. Ein wesentlicher Gesichtspunkt des vorliegenden Materials liegt darin, daß zwischen den Polyurethankomponenten und dem Kautschukpulver sowohl untereinander als auch gegenseitig Vernetzungsreaktionen eintreten. Diese Art der wechselseitigen Vernetzung ist durch die zu verwendenden Bestandteile steuerbar und hat auch auf die Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses Einflüsse.

Als Diisocyanat können aromatische und aliphatische aber auch zykloaliphatische Diisocyanate Anwendung finden. Beispiele hierfür sind Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Naphthylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat,-Isophorondiisocyanat, 2.2.3-Trimethylhexandixsocyanat.

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Als Hydroxylgruppenhaltige Polyester kommen Verbindungen vom Typ der linearen bzw. schwach verzweigten Polyester in Betracht. Die HydroxylζahIeη können zwischen 4θ und 100 liegen. Die Säurezahlen liegen zwischen 2 und 4„ Weiterhin können hydroxylhaltige PoIyäther Verwendung finden» Auch diese können linear oder verzweigt sein. Ihre Molgewichte liegen zwischen 2000 und 4000. Die Hydroxylzahlen liegen. zwischen 50 und 6θ. Anstelle von Rußen können auch andere übliche aktive Füllstoffe eingesetzt werden z„ B. feinteilige Kieselsäure.

Herstellungsbeispiel:

Rezeptur (Index 1.20)

Makrodiol: Polycaprolacton (MG 2000) mit 2 OH-Endgruppen

Diisocyanat: 1,4 Dipheny!methan

100,00 Gewichtsteile

diiocyanat	43,90 " ··
Mikrodiol: Butendiol (Buten 2 diol 1,4)	8,46 " "
Pulve rkaut s chuk (s.o.)	35.00
Schwefel	0 , 6^Λι Gemeinsames
ZnO aktiv	1, 2 Wulkani sati 0,23J system
Zn-N-Äthylphenyldithiocarbamat	0,5 "
2.2'-Methylen-bis-(4 Methyl- 6-tert, butyl-phenol)	1,5
S te arinsäure

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Das Makrodiol (Capa 220) wird aufgeschmolzen (etwa bei 1OO°C bis "HO⁰C), mit dem Alterungsschutzmittel (Vulkanox QKF) versetzt und anschließend wird die gesamte Menge Pulverkautschuk samt Vulkanisationsagenzien (Schwefel, P extra N.ZnO) mit einem hochtourigen Schneidrührer (Umdrehungsgeschwindigkeit ca. 10.000 Upm) im Makrodiol dispergiert. Um ein evtl. Hochschäumen des Ansatzes in der Prepolymerisxerungsphase zu unterbinden, können ca. 0.5 % Entschäumer hinzugesetzt werden. Die Dispersion wird wie üblich im Reaktionskessel zur Herstellung des Prepolymers (Voradduktes) mit einem Vakuum von etwa 0.2 bar

30' entwässert bzw. entgast. Nach dieser Periode wird das

ο Diisocyanat bei 120 C hinzugesetzt und der Endpunkt der

Polyadditionsreaktion in dieser Phase abgewartet (ca.20 Minuten) . erkennbar am abflachenden Temperaturverlauf nach Erreichen einer Temperaturspitze durch die Exothermie der Additionsreaktion.

Der Ansatz wird dem Reaktionskessel entnommen und bei etwa 90°C das Mikrodiol (Buten 2 diol ι .4) eingerührt. Im Bereich 80°C bis "»00^oC ergeben sich die günstigsten Verhältnisse hinsichtlich Ansatzviskosität und Topfzeit, die je nach Vorgabetemperatur zwischen ι Minute und 3 0 Minuten liegt, in der Regel zwischen 2 und 5 Minuten.

Das fertige Reaktionsgemisch kann sodann in die Form gegossen werden, deren Temperatur auf f0 C eingestellt ist. Die Entformungszeit beträgt etwa 20'. Das Produkt muß dann (wie üblich), mindestens ?2h bei "Ό0 C nachgetempert werden, bezogen auf eine maximale Wandstärke von 10 mm.

Die mechanisch technologischen Werte des beschriebenen Ansatzes sind im Anhang zusammengestellt. Dort sind auch im Vergleich zu anders aufgebauten PU-Elastomeren und zu einer hochwertigen konventionellen Gummilauffläche die Prüfstandsergebnisse für das Verschleißverhalten bei blockierender Bremsung zusammengestellt.

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Diese Labormethode an 6 mm dicken Streifenproben wurde gewählt, um unabhängig vom Reifenaufoau, von der Reifenprofilierung, den Eigenschaften des Testwagens und des Testfahrers echte Materialkennwerte bei dieser Prüfdisziplin zu erhalten. Praktische Fahrversuche haben gezeigt, daß diese Methode sich zur Vorselektierung von Reifenlaufflächen gut eignet.

Die Testeinrichtung besteht aus einer rotierenden Stahltrommel, auf die die gehalterte Streifenprobe bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 75 km/h mit einer Last von 3¹OO N ruckartig aufgebracht wird, wobei ein Überlastschalter den Elektroantrieb abschaltet. Dieser Vorgang wird fünfma¹ wiederholt. Der Bremsweg wird gemessen und als Mittelwert angegeben. Ferner wird das Abriebverhalten beurteilt und der Gesamtverlust Γ g infolge Materialverschleiß gemessen.

Aus der Zusammenstellung läßt sich die Überlegenheit der erfindungsgemäßen PU-Elastomere deutlich erkennen; sie erreichen praktisch das Niveau der Verschleißfestigkeit hochwertiger.Laufflächen für PKW-Stahlkordreifen.

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Ergebnisse dos Bloekierbremstest

Bremsgeschwindigkeit: 75 km/h Bremslast : 310 kp

Versuchsreihe

PUE-System

Erfind. PUR. System Abriebbild

Abriebmenge

Konventionell schmierend, fadenzieh and

7.8- 9.2 g

II

III

enthält Gummimahlgut

Isocyanurathaltig trockener,krümeliger Abrieb

trockener, feinteiliger Abrieb

3.6- 4.6 g

7.9- 9.4 g

IV

Schwefel-vulkanisierbar trockener, feinbis grobteiliger
"Abrieb

4.2- i?.4 g

Gummi-Lauffl.

mit Pulverkautschuk gefüllt trockener, sehr

feinteiliger Abrieb 0.4- 0.6 g

trockener, sehr

feinteiliger Abrieb 0.2- 0.4 g

CTi CD

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Physikalische Daten eines erfindungsgemäßen PUR-Systems mit Pulverkautschuk gefüllt

	MPa	Erfind,,	Gummi-
	*	PUR-System	lauffläche
Bruchfestigkeit	MPa	23	16
Bruchdehnung	MPa	410	450
Modul 100$		3.9	1.6
Spannungswert 300$	*	10.8	9.2
Shore-Härte A	mm	80	65
Rückprallelastizität 20⁰C	kN/m	38	28
Abrieb	kN/m	27	67
Weiterreißfestigkeit	⁰O	35	35
Weiterreißfestigkeit n. Graves	⁰C	40	39
Einfriertemperatur (Anxx) t°C]*		-21	-30
^Tg M	ß/cnr	-40	-40
log. Dekrement 20° (-Λ-)	0.22	0.3
Dichte	1.17	1.16

Prüfmethoden Pos

. ι bis 4:

IO bis -«2: 13

Ringprobe DIN 53504

DIN 53505

DIN 53513

DIN 53521

DIN 53507 (Streifenprobe)

DIN 53515 (Winkelprobe mit Einschnitt)

DIN 53521 (Torsionspendel)

DIN 53479 (Hydrostatische Waage)

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Claims

Ansprüche

»/) Verfahren zum Herstellen eines elastomeren unter Hitze abriebfesten Kunststoffes auf Polyure.than- oder Polyepoxidbasis durch Umsetzung aliphatischer oder aromatischer Diisocyanaten, niederen PoIydiolen bzw. Polydiaminen und hydroxylhaltigen PolyesternCder Polyäther mit einem Molgewicht zwischen 800 - 5000, insbesondere 2000 - 3000 in äquimolaren Mengen in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung gemeinsam mit einem in der Reaktionsmasse dispers verteilten Kautschukpulver mit Dien-Einheiten in einem Mengenanteil von 20 - 50 Gew.-% in Gegenwart von Schwefel oder Peroxyd erfolgt und der Pulverkautschuk eine Teilchengröße zwischen 5 und ^00 ^J , insbesondere 20 und 100 JJ aufweist und die Polyurethanreaktionsmasse überschüssige und vernetzungsfähige Doppelbindungen aufweist.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgemisch k0 - 80 Gewichtsteile phr an Ruß oder anderen aktiven Füllstoffen zugesetzt wird.

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