EP4127010A1 - Leitfähiges polyurethan - Google Patents

Leitfähiges polyurethan

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Publication number
EP4127010A1
EP4127010A1 EP21716156.1A EP21716156A EP4127010A1 EP 4127010 A1 EP4127010 A1 EP 4127010A1 EP 21716156 A EP21716156 A EP 21716156A EP 4127010 A1 EP4127010 A1 EP 4127010A1
Authority
EP
European Patent Office
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polyol composition
weight
composition according
polyol
polyurethane
Prior art date
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Pending
Application number
EP21716156.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Eisele
Ramona STUMM
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Rampf Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Rampf Holding GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rampf Holding GmbH and Co KG filed Critical Rampf Holding GmbH and Co KG
Publication of EP4127010A1 publication Critical patent/EP4127010A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives

Definitions

  • the present invention is directed to a polyol composition comprising carbon nanotubes and at least one carbon particle, polyurethane systems comprising this polyol composition and polyurethanes, their production and use, in particular for filter potting.
  • Polyurethanes are reaction products of polyols with polyisocyanates. Due to their variable product properties, polyurethanes are used in a wide variety of applications, e.g. as casting compounds, adhesives, flexible foams, rigid foams, elastomers, etc.
  • Polyurethane elastomers are used in large quantities, e.g. in shoe soles.
  • shoe soles are antistatic, i.e. conductive to a certain extent, in order to prevent electrical charging and thereby increase wearing comfort.
  • the conductivity of the products can also have a safety-relevant aspect, for example in the case of work shoes, in order to prevent electrostatic discharges, e.g. in explosive environments.
  • the conductivity is achieved, for example, by adding electrically conductive fillers.
  • the filler In order to ensure matrix conductivity of the plastic material, the filler must be used in concentrations above the percolation limit. Such high filler contents, however, lead to a considerable increase in the viscosity of the polymer material, which makes processing considerably more difficult, if not impossible.
  • JP 2018-039959 discloses electrically conductive adhesive compositions made from thermoplastics and thermosets with inorganic conductive filler particles. In order to ensure sufficient electrical conductivity, a filler content of 10-30% by weight is suggested.
  • WO 01/23466 discloses epoxy-modified polyurethane resins with a conductive filler, in particular metal flakes.
  • the sharp-edged filler particles have extremely abrasive properties and cannot be processed economically in commercial mixers.
  • polymers filled in this way tend to corrode.
  • KR 20030063246 discloses adhesives for laying floor coverings.
  • the antistatic properties are achieved by adding significant amounts of carbon black.
  • EP 0 786 422 discloses electrically conductive polyurethane films for producing flexible inserts for containers for storing flammable liquids.
  • the electrostatic finishing of the thermoplastic polyurethane material takes place through high concentrations of carbon black with a high specific surface.
  • the antistatic polyurethanes known from the prior art can hardly be processed in commercially available mixing units, either due to the filler properties or the high matrix viscosity, or they do not have the required conductivities.
  • a low adhesive viscosity is essential for easy dosing and good contacting of the substrates, especially in complex structures (e.g. undercuts).
  • the object of the present invention is therefore to provide polyurethane systems which, on the one hand, have high electrical conductivity, are at the same time easy to process and are particularly suitable for adhesive applications (for example filter potting).
  • adhesive applications for example filter potting.
  • the polyol composition according to the invention has a low viscosity and can be easily processed in dynamic and dynamic static mixing systems.
  • the polyurethanes obtained are distinguished by good mechanical properties with regard to hardness, elongation at break, tensile and tear strength and impact strength.
  • the invention therefore relates to a polyol composition
  • a polyol composition comprising
  • Polyols are compounds which have at least two OH groups, which are in particular reactive towards isocyanates.
  • Component (i) defines the entirety of all polyols with a functionality of> 2.2, preferably> 2.8.
  • a preferred polyol is a polyester polyol with an OH functionality of> 2.2, preferably> 2.8, or a polyether polyol with a functionality of>
  • component (i) comprises at least two polyols, each with a functionality of> 2.2, preferably> 2.8.
  • component (i) comprises at least one polyester polyol, castor oil and optionally at least one polyether polyol, each with a functionality of> 2.2, preferably> 2.8.
  • the polyol with a functionality of> 2.2, preferably> 2.8, in component (i) has an OFI number of 120-800 mg KOFI / g, preferably 140-500 mg, more preferably 140- 450 mg KOFI / g.
  • Component (i) overall preferably has a viscosity of 300-16,000 mPas, more preferably 300-2,000 mPas, more preferably 300-1,200 mPas, measured at 20 ° C. in accordance with DIN EN 53019-1.
  • Component (i) preferably makes up 40-99.7% by weight, more preferably 50-99.7% by weight, even more preferably 60-99.7% by weight, based on the polyol composition.
  • the polyol composition further comprises carbon nanotubes (component (ii)).
  • Single-walled carbon nanotubes (SWCNT) are preferably used in the polyol composition.
  • the carbon nanotubes preferably have an average outer diameter of 0.5-50 nm, more preferably 1.0-2.0 nm.
  • the carbon nanotubes (component (ii)) have an average length of 1-500 pm, preferably 1-50 pm.
  • the average aspect (length / outer diameter) ratio of the carbon nanotubes is in the range of 20-1,000,000, more preferably 500-100,000.
  • the carbon nanotubes can be predispersed in a carrier material.
  • suitable carrier materials are e.g. fatty acid esters, fatty acid glycidyl esters, alkyl glycidyl esters, glycol esters,
  • pre-dispersed carbon nanotubes are available, for example, in a concentration of 50-200 g / kg carrier material. Suitable predispersed nanotubes are described, for example, by C.H. Erbslöh sold commercially under the name Tuball Matrix 202.
  • the carbon nanotubes are preferably characterized by a specific electrical conductivity of 100-10,000 S / cm, more preferably 300-8,000 S / cm, measured in accordance with DIN ES 12178-1987.
  • Component (ii) preferably makes up 0.01-0.1% by weight, more preferably 0.02-0.05% by weight, based on the polyol composition.
  • the polyol composition comprises as component (iii) at least one carbon particle with a specific electrical resistance of ⁇ 1 W / cm.
  • Component (iii) preferably comprises at least one conductive carbon black.
  • the carbon particles according to component (iii) are preferably essentially amorphous, more preferably at least 95% amorphous.
  • the carbon particles in component (iii) are preferred by burning acetylene in the presence of substoichiometric amounts get oxygen.
  • Suitable carbon particles are sold commercially, for example, by Orion Engineered Carbons (eg Y50A).
  • the carbon particles preferably have a BET value of 5-300 m 2 / g, more preferably 20-200 m 2 / g according to ASTM D 6556.
  • component (iii) makes 0.2-4 wt. %, more preferably 1.0-3.0% by weight based on the polyol composition.
  • the weight ratio of component (ii) to component (iii) is 1:75-1: 3, preferably 1:50-1: 10.
  • the polyol composition can also contain at least one filler (component (iv)).
  • Preferred fillers are selected from the group consisting of inorganic or organic fillers, in particular carbonates, such as calcium carbonate or magnesium carbonate, dolomite, Al (OFI) 3 or Al2O3, S1O2, barium sulfate, talc, zirconium oxide or mixtures thereof.
  • the totality of the fillers makes up preferably 0-50% by weight, more preferably 0.01-50% by weight, even more preferably 0.01-35% by weight, based on the polyol composition.
  • the polyol composition according to the present invention can further comprise
  • auxiliaries are e.g. defoamers such as Byk-A 535 or Byk 088, wetting and dispersing auxiliaries such as Disperbyk 2157 or Byk 9076.
  • the polyol composition according to the invention contains essentially no foaming agent, in particular essentially no water and essentially no hydrocarbons, for example pentane, cyclopentane, etc., or methylene chloride.
  • the water content in the polyol composition according to the invention is preferably 0.01-2% by weight, more preferably ⁇ 1.5% by weight, based on the
  • the hydrocarbon content in the polyol composition according to the invention is preferably 0.01-2% by weight, more preferably ⁇ 1.5% by weight, based on the
  • the auxiliaries (v) are preferably used in total in a concentration of 0-5% by weight, more preferably 0.001-5% by weight, even more preferably 0.001-2.5% by weight, based on the polyol composition.
  • Water scavengers (vi) can preferably be present in total in a concentration of 0-10% by weight, more preferably 0.1-10% by weight, even more preferably 1-5% by weight in the polyol composition.
  • the polyol composition of the present invention preferably has a viscosity of 500-10,000 mPas, preferably 2,000-6,000 mPas at 20 ° C. measured in accordance with DIN EN 53019-1.
  • the polyol composition according to the invention is distinguished by a high storage stability. In the case of the polyol compositions according to the invention, no phase separation can be seen with the naked eye after 6 months, preferably after 12 months.
  • Another aspect of the present invention is comprising a polyurethane system
  • polyisocyanates are compounds which have at least two NCO groups.
  • the polyisocyanate is preferably selected from aromatic or aliphatic polyisocyanate, in particular monomeric MDI, oligomeric MDI or polymeric MDI, TDI, HDI, IPDI, H12MDI or TMXDI.
  • the polyisocyanate preferably has an NCO content of> 15%, more preferably> 23%.
  • the NCO content of component (b) overall is preferably> 15%, more preferably> 23%, even more preferably> 30%.
  • the molar ratio of isocyanate reactive groups (e.g. -OH, -NH2 or -SH) to isocyanate groups is preferably 1.0-1.1: 1.1, 1-1.0, more preferably essentially 1: 1.
  • the overall viscosity of component (b) is preferably 10-5,500 mPas, more preferably 20-1,000 mPas at 20 ° C. measured in accordance with DIN EN 53019-1.
  • the present invention relates to a method for producing a polyurethane comprising the steps
  • the present invention also relates to a polyurethane which can be obtained by the process described above. It has surprisingly been found that a functionality of> 2 in the polyol leads to a higher conductivity of the polyurethane produced with the polyol composition than when using polyols of lower functionality.
  • the polyurethane system according to the invention or polyurethane is preferably a cast elastomer.
  • the polyurethane system according to the invention or polyurethane is preferably not a foam.
  • the polyurethane system or polyurethane according to the invention preferably has a porosity of ⁇ 2%, more preferably 0.001-1.5%, measured from the ratio of the density of the foamed material to the solid, the density being determined in accordance with ASTM D792.
  • the polyurethane of the present invention preferably has a specific surface resistance of 0.05-0.5 MW / cm measured according to IEC 62631-3-2 and / or a specific transmission resistance of 0.005-0.5 MW / cm measured according to ASTM D 991 / IS01853.
  • the polyurethane of the present invention preferably has a hardness in the range from Shore A 40 to Shore D 85.
  • the polyurethane systems of the present invention are easy to process and self-leveling due to their low viscosity.
  • the polyurethanes made from them have good mechanical and electrical properties.
  • the polyurethanes have good compatibility with other substrates, such as metal, polystyrene, SAN, PA, polyolefin, e.g. PE, PP and ABS.
  • Another aspect of the present invention is therefore the use of the polyol composition according to the invention, the polyurethane system according to the invention and the polyurethane according to the invention as Adhesive and sealant, in particular for gluing filters in a corresponding filter housing (filter potting).
  • polyurethane system of the present invention can be processed via conventional dynamic or static dynamic mixing systems without substantial abrasion.
  • Viscosity of the polyol system (20 ° C) 2070 mPas Specific transmission resistance: 59 MW / cm
  • the present invention includes the following points:
  • a polyol composition comprising
  • component (i) comprises at least two polyols with a functionality of> 2.2 each.
  • component (i) comprises a polyester polyol with a functionality of> 2.2.
  • component (i) comprises a polyether polyol with a functionality of> 2.2.
  • component (i) comprises castor oil or a castor oil derivative with a functionality of> 2.2.
  • component (i) comprises at least one polyester polyol, castor oil and optionally at least one polyether polyol each with a functionality> 2.2.
  • component (i) has a total functionality of 2, 2-5.0, preferably 2, 2-4.0 and / or an OH number of 140-500 mg KOH / g, preferably 140-450 mg KOH / g.
  • component (i) having a total viscosity of 300-16,000 mPas, preferably 300-2,000 mPas, more preferably 300-1,200 mPas at 20 ° C. measured in accordance with DIN EN 53019-1.
  • component (i) makes up 40-99.7% by weight based on the polyol composition.
  • Carrier material a fatty acid ester, a
  • Fatty acid glycidyl ester an alkyl glycidyl ester, a glycol ester, a fatty acid carboxylate ester derivative, an ethoxylated alcohol, distyryl biphenyl derivative, alkylene glycol, triethylene glycol dimethacrylate, polyolefin ammonium salt, or a mixture thereof.
  • component (ii) makes up 0.01-0.1% by weight, preferably 0.02-0.05% by weight, based on the polyol composition.
  • Polyol composition according to one of the preceding points the specific surface area of the carbon particles having a BET value of 5-300 m 2 / g, preferably 20-200 m 2 / g, measured in accordance with ASTM D 6556.
  • component (iii) makes up 0.2-4% by weight, preferably 1.0-3.0% by weight, based on the polyol composition.
  • polyol composition according to one of the preceding points, wherein the filler is selected from the group consisting of inorganic or organic fillers, in particular carbonates, such as calcium carbonate or magnesium carbonate, dolomite, AI (OFI) 3 or AI2O3, S1O2, barium sulfate, talc, Zirconium oxide, or mixtures thereof.
  • carbonates such as calcium carbonate or magnesium carbonate, dolomite, AI (OFI) 3 or AI2O3, S1O2, barium sulfate, talc, Zirconium oxide, or mixtures thereof.
  • component (iv) makes up 0-50% by weight, preferably 0.01-35% by weight, based on the polyol composition.
  • auxiliary such as defoamer, wetting and dispersing aid, and
  • component (v) makes up 0-5% by weight, preferably 0.001-2.5% by weight, based on the polyol compositions.
  • component (vi) makes up 0.1-10% by weight, preferably 1-5% by weight, based on the polyol composition.
  • polyisocyanate (b) at least one polyisocyanate.
  • a method for producing a polyurethane comprising the steps:

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine Polyolzusammensetzung umfassend Kohlenstoffnanoröhren und mindestens einen Kohlenstoffpartikel, Polyurethansysteme umfassend diese Polyolzusammensetzung sowie Polyurethane, deren Herstellung und Verwendung, insbesondere für den Filterverguss.

Description

Leitfähiges Polyurethan Beschreibung
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine Polyolzusammensetzung umfassend Kohlenstoffnanoröhren und mindestens einen Kohlenstoffpartikel, Polyurethansysteme umfassend diese Polyolzusammensetzung sowie Polyurethane, deren Herstellung und Verwendung, insbesondere für den Filterverguss.
Polyurethane sind Reaktionsprodukte aus Polyolen mit Polyisocyanaten. Polyurethane werden aufgrund ihrer variablen Produkteigenschaften in verschiedensten Anwendungen, z.B. als Vergussmassen, Klebstoffe, Weichschäume, Hartschäume, Elastomere, etc., eingesetzt.
Polyurethanelastomere werden in großen Mengen z.B. in Schuhsohlen verwendet. Idealerweise sind Schuhsohlen antistatisch, d.h. im gewissen Maße leitfähig, um elektrische Aufladung zu verhindern und dadurch den Tragekomfort zu erhöhen. Die Leitfähigkeit der Produkte kann aber auch einen sicherheitsrelevanten Aspekt haben, beispielsweise bei Arbeitsschuhen, um elektrostatische Entladungen z.B. in explosionsgefährdeten Umgebungen zu verhindern.
Die Leitfähigkeit wird beispielsweise durch Zugabe von elektrisch leitfähigen Füllstoffen erreicht. Um eine Matrixleitfähigkeit des Kunststoffmaterials sicherzustellen, muss der Füllstoff in Konzentrationen oberhalb der Perkulationsgrenze eingesetzt werden. Derart hohe Füllstoffgehalte führen allerdings zu einem erheblichen Viskositätsanstieg des Polymermaterials, der die Verarbeitung erheblich erschwert, wenn nicht unmöglich macht. JP 2018-039959 offenbart elektrisch leitfähige Klebstoffzusammensetzungen aus Thermoplasten und Duroplasten mit anorganischen leitfähigen Füllstoffpartikeln. Um ausreichende elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten, wird ein Füllstoffgehalt von 10-30 Gew.-% vorgeschlagen.
WO 01/23466 offenbart epoxidmodifizierte Polyurethanharze mit einem leitfähigen Füllstoff, insbesondere Metallflakes. Die scharfkantigen Füllstoffpartikel haben extrem abrasive Eigenschaften und sind in kommerziellen Mischern nicht wirtschaftlich zu verarbeiten. Darüberhinaus neigen derart gefüllte Polymere zur Korrosion.
KR 20030063246 offenbart Klebstoffe für das Verlegen von Fußbodenbelägen. Die antistatischen Eigenschaften werden durch Zugabe von erheblichen Mengen an Ruß erreicht.
EP 0 786 422 offenbart elektrisch leitfähige Polyurethanfolien zur Herstellung von flexiblen Einlagen für Behälter zur Lagerung brennbarer Flüssigkeiten. Die elektrostatische Ausrüstung des thermoplastischen Polyurethanmaterials erfolgt durch hohe Konzentrationen an Ruß mit hoher spezifischer Oberfläche.
Die aus dem Stand der Technik bekannten antistatischen Polyurethane sind entweder aufgrund der Füllstoffeigenschaften oder der hohen Matrixviskosität in marktüblichen Mischeinheiten kaum verarbeitbar oder weisen nicht die geforderten Leitfähigkeiten auf. Hinzu kommt, dass bei Klebeanwendungen eine niedrige Viskosität des Klebstoffs wesentlich für eine einfache Dosierung und gute Kontaktierung der Substrate besonders in komplexen Strukturen (z.B. Hinterschneidungen) ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Polyurethansysteme bereitzustellen, die einerseits hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, gleichzeitig gut verarbeitbar sind und sich insbesondere für Klebeanwendungen (z.B. Filterverguss) eignen. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Kombination von Kohlenstoffnanoröhren und Kohlenstoffpartikeln in einem Polyol bereits bei niedrigen Füllstoffgehalten eine hohe Leitfähigkeit des Polyurethan-Produkts
5 bewirkt. Entsprechend hat die erfindungsgemäße Polyolzusammensetzung eine geringe Viskosität und ist leicht in dynamischen und dynamisch statischen Mischsystemen verarbeitbar. Die erhaltenen Polyurethane zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften hinsichtlich Härte, Bruchdehnung, Zug- und Weiterreißfestigkeit und Schlagzähigkeit aus.
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In einem Aspekt betrifft die Erfindung daher eine Polyolzusammensetzung umfassend
(i) mindestens ein Polyol mit einer Funktonalität von > 2,2, bevorzugt
15 2 8
(ii) Kohlenstoffnanoröhren,
(iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm gemessen gemäß IS 12178- 1987 (Indian Standard), und
20 (iv) gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff.
Polyole sind Verbindungen, die mindestens zwei OH-Gruppen aufweisen, die insbesondere reaktiv gegenüber Isocyanaten sind.
25 Komponente (i) definiert die Gesamtheit aller Polyole mit einer Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8.
Ein bevorzugtes Polyol ist ein Polyesterpolyol mit einer OH-Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8, oder ein Polyetherpolyol mit einer Funktionalität von >
30 2,2, bevorzugt >2,8, oder Rizinusöl bzw. ein Rizinusölderivat (z.B. Albodur 901 , Albodur 903, Setathane 1150, Setathane 1160, Voranol RN490) mit einer OH-Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8. ln einer Ausführungsform umfasst die Komponente (i) mindestens zwei Polyole mit einer Funktionalität von jeweils > 2,2, bevorzugt >2,8.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Komponente (i) mindestens ein Polyesterpolyol, Rizinusöl und ggf. mindestens ein Polyetherpolyol mit jeweils einer Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Polyol mit einer Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8, in Komponente (i) eine OFI-Zahl von 120- 800 mg KOFI/g, bevorzugt 140-500 mg, stärker bevorzugt 140-450 mg KOFI/g auf.
Sämtliche Polyole mit einer Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8, bilden die Komponente (i), welche insgesamt bevorzugt eine Funktionalität von 2, 2-5,0, stärker bevorzugt 2, 2-4,0 und/oder eine OFI-Zahl von 140-500 mg KOFI/g, stärker bevorzugt 140-450 mg KOFI/g, aufweist.
Die Komponente (i) hat insgesamt bevorzugt eine Viskosität von 300- 16.000 mPas, stärker bevorzugt 300-2.000 mPas, stärker bevorzugt 300- 1.200 mPas, bei 20 °C gemessen gemäß DIN EN 53019-1.
Die Komponente (i) macht bevorzugt 40-99,7 Gew.-%, stärker bevorzugt 50- 99,7 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 60-99,7 Gew.% bezogen auf die Polyolzusammensetzung aus.
Die Polyolzusammensetzung umfasst ferner Kohlenstoffnanoröhren (Komponente (ii)). Bevorzugt werden einwandige Kohlenstoffnanoröhren (single-walled carbonanotubes (SWCNT)) in der Polyolzusammensetzung verwendet. Die Kohlenstoffnanoröhren haben bevorzugt einen durchschnittlichen äußeren Durchmesser von 0,5- 50 nm, stärker bevorzugt 1 ,0- 2,0 nm. Die Kohlenstoffnanoröhren (Komponente (ii)) haben eine durchschnittliche Länge von 1-500 pm, bevorzugt 1-50 pm. Bevorzugt ist das durchschnittliche Aspekt (Länge/äußerer Durchmesser)-Verhältnis der Kohlenstoffnanoröhren im Bereich von 20-1.000.000, stärker bevorzugt 500-100.000.
Die Kohlenstoffnanoröhren können in einem Trägermaterial vordispergiert sein. Geeignete Trägermaterialien sind z.B. Fettsäureester, Fettsäureglycidylester, Alkylglycidylester, Glycolester,
Fettsäurecarboxylatesterderivat, ethoxylierter Alkohol, Distyryl- biphenylderivat, Alkylenglykol, Triethylenglykoldimethacrylat, Polyolefin- Ammoniumsalz oder eine Mischung davon sein. Die vordispergierten Kohlenstoffnanoröhren liegen z.B. in einer Konzentration von 50-200 g/kg Trägermaterial vor. Geeignete vordispergierte Nanoröhren werden beispielsweise von C.H. Erbslöh unter dem Namen Tuball Matrix 202 kommerziell vertrieben.
Die Kohlenstoffnanoröhren zeichnen sich bevorzugt durch eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von 100-10.000 S/cm, stärker bevorzugt 300-8.000 S/cm, gemessen gemäß DIN ES 12178-1987 auf.
Komponente (ii) macht bevorzugt 0,01-0,1 Gew-%, stärker bevorzugt 0,02- 0,05 Gew.% bezogen auf die Polyolzusammensetzung aus.
Die Polyolzusammensetzung umfasst als Komponente (iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm. Bevorzugt umfasst Komponente (iii) mindestens einen leitfähigen Ruß. Bevorzugt sind die Kohlenstoffpartikel gemäß Komponente (iii) im Wesentlichen amorph, stärker bevorzugt zu mindestens 95 % amorph.
Bevorzugt werden die Kohlenstoffpartikel in Komponente (iii) durch Verbrennung von Acetylen in Gegenwart von substöchiometrischen Mengen an Sauerstoff erhalten. Geeignete Kohlenstoffpartikel werden beispielsweise von Orion Engineered Carbons (z.B. Y50A) kommerziell vertrieben.
Die Kohlenstoffpartikel haben bevorzugt einen BET-Wert von 5-300 m2/g, stärker bevorzugt von 20-200 m2/g gemäß ASTM D 6556. In einer bevorzugten Ausführungsform macht die Komponente (iii) 0,2-4 Gew.-%, stärker bevorzugt 1 , 0-3,0 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gewichtsverhältnis der Komponente (ii) zu Komponente (iii) 1 :75 — 1 :3, bevorzugt 1 :50-1 : 10.
Die Polyolzusammensetzung kann ferner mindestens einen Füllstoff enthalten (Komponente (iv)). Bevorzugte Füllstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorganischen oder organischen Füllstoffen, insbesondere Carbonaten, wie z.B. Calciumcarbonat oder Magnesiumcarbonat, Dolomit, AI(OFI)3 bzw. AI2O3, S1O2, Bariumsulfat, Talkum, Zirkonoxid oder Mischungen davon.
Die Gesamtheit der Füllstoffe (Komponente (iv)) macht bevorzugt 0-50 Gew.- %, stärker bevorzugt 0,01-50 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 0,01-35 Gew.- % bezogen auf die Polyolzusammensetzung aus.
Die Polyolzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner
(v) mindestens einen Hilfsstoff und
(vi) ggf. einen Wasserfänger enthalten.
Geeignete Hilfsstoffe sind z.B. Entschäumer, wie z.B. Byk-A 535 oder Byk 088, Netz- und Dispergierhilfsmittel, wie z.B. Disperbyk 2157 oder Byk 9076.
Als Wasserfänger kommen Zeolithe und/oder Siliziumdioxidpartikel in Betracht. ln einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Polyolzusammensetzung im Wesentlichen kein Schäummittel, insbesondere im Wesentlichen kein Wasser und im Wesentlichen kein Kohlenwasserstoff, z.B. Pentan, Cyclopentan, etc., oder Methylenchlorid. Der Wassergehalt in der erfindungsgemäßen Polyolzusammensetzung liegt bevorzugt bei 0,01-2 Gew.-%, stärker bevorzugt bei <1 ,5 Gew.-%, bezogen auf die
Polyolzusammensetzung. Der Kohlenwasserstoffgehalt in der erfindungsgemäßen Polyolzusammensetzung liegt bevorzugt bei 0,01-2 Gew.-%, stärker bevorzugt bei <1 ,5 Gew.-%, bezogen auf die
Polyolzusammensetzung.
Bevorzugt werden die Hilfsstoffe (v) insgesamt in einer Konzentration von 0-5 Gew.%, stärker bevorzugt 0,001-5 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 0,001-2,5 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung verwendet. Die
Wasserfänger (vi) können bevorzugt insgesamt in einer Konzentration von 0- 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,1-10 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 1- 5 Gew.-% in der Polyolzusammensetzung zugegen sein.
Bevorzugt hat die Polyolzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine Viskosität von 500-10.000 mPas, bevorzugt 2.000-6.000 mPas bei 20 °C gemessen gemäß DIN EN 53019-1.
Die erfindungsgemäße Polyolzusammensetzung zeichnet sich durch eine hohe Lagerstabilität ab. So ist bei den erfindungsgemäßen Polyolzusammensetzungen keine Phasentrennung nach 6 Monaten, bevorzugt nach 12 Monaten, mit dem bloßen Auge zu erkennen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Polyurethansystem umfassend
(a) eine Polyolzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und
(b) mindestens ein Polyisocyanat. Polyisocyanate sind Verbindungen, die mindestens zwei NCO-Gruppen aufweisen. Bevorzugt ist das Polyisocyanat ausgewählt aus aromatischem oder aliphatischem Polyisocyanat, insbesondere monomerem MDI, oligomerem MDI oder polymerem MDI, TDI, HDI, IPDI, H12MDI oder TMXDI.
Das Polyisocyanat hat bevorzugt einen NCO-Gehalt von > 15 %, stärker bevorzugt > 23 %. Ebenso ist der NCO-Gehalt der Komponente (b) insgesamt bevorzugt > 15 %, stärker bevorzugt > 23 %, noch stärker bevorzugt > 30 %.
In dem Polyurethansystem ist das molare Verhältnis von isocyanatreaktiven Gruppen (z.B. -OH, -NH2 oder -SH) zu Isocyanatgruppen bevorzugt 1 ,0- 1 , 1 : 1 , 1 -1 ,0, stärker bevorzugt im Wesentlichen 1 :1.
Die Viskosität der Komponente (b) liegt insgesamt bevorzugt bei 10-5.500 mPas, stärker bevorzugt 20-1 .000 mPas bei 20 °C gemessen gemäß DIN EN 53019-1.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans umfassend die Schritte
(I) Bereitstellen einer Polyolzusammensetzung der vorliegenden Erfindung,
(II) Bereitstellen mindestens eines Polyisocyanats wie oben beschrieben,
(III) Mischen der Polyolzusammensetzung und mindestens eines Polyisocyanats ggf. unter Zugabe eines Katalysators und ggf. bei erhöhter Temperatur.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Polyurethan, welches durch das oben beschriebene Verfahren erhältlich ist. Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine Funktionalität von >2 im Polyol zu einer höheren Leitfähigkeit des mit der Polyolzusammensetzung hergestellten Polyurethans führt als bei Verwendung von niedriger funktionellen Polyolen.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Polyurethansystem oder Polyurethan bevozugt ein Gießelastomer. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Polyurethansystem oder Polyurethan kein Schaum. Bevorzugt hat das erfindungsgemäße Polyurethansystem oder Polyurethan eine Porosität von < 2 %, stärker bevorzugt 0,001-1 ,5 %, gemessen aus dem Verhältnis der Dichte des geschäumten Materials zum Feststoff, wobei die Dichte gemäß ASTM D792 bestimmt wurde.
Das Polyurethan der vorliegenden Erfindung hat bevorzugt einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 0,05-0,5 MW/cm gemessen gemäß IEC 62631-3- 2 und/oder einen spezifischen Durchleitwiderstand von 0,005-0,5 MW/cm gemessen gemäß ASTM D 991/IS01853.
Bevorzugt hat das Polyurethan der vorliegenden Erfindung eine Härte im Bereich von Shore A 40 - Shore D 85.
Es hat sich gezeigt, dass die Polyurethansysteme der vorliegenden Erfindung aufgrund ihrer niedrigen Viskosität leicht zu verarbeiten und selbstnivellierend sind. Die daraus hergestellten Polyurethane haben gute mechanische und elektrische Eigenschaften. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Polyurethane gute Kompatibilität zu anderen Substraten, wie z.B. Metall, Polystyrol, SAN, PA, Polyolefin, z.B. PE, PP und ABS, aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Polyolzusammensetzung, des erfindungsgemäßen Polyurethansystems sowie des erfindungsgemäßen Polyurethans als Klebstoff und Dichtungsmittel, insbesondere zum Verkleben von Filtern in ein entsprechendes Filtergehäuse (Filterverguss).
Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Kombination aus Kohlenstoffnanoröhren und Kohlenstoffpartikeln selbst bei geringen Konzentrationen zu hohen Leitfähigkeiten in der Polymermatrix führen. Die geringen Anteile an leitfähigen Füllstoffen ermöglichen die Bereitstellung von niedrigviskosen Polyolzusammensetzungen und Polyurethan-Systemen. Die Füllstoffkombination beeinflusst die mechanischen Eigenschaften der Polyurethane kaum, sodass gegenüber den ungefüllten Polyurethanen keine wesentliche Reduktion des E-Moduls oder der Bruchdehnung zu beobachten ist. Die variablen Polyurethansysteme können für die jeweiligen Anwendungen in Bezug auf Härte, Haftung zu Substraten, Aushärtungsgeschwindigkeit, etc. maßgeschneidert werden
Weiterhin kann das Polyurethansystem der vorliegenden Erfindung ohne wesentliche Abrasion über konventionelle dynamische oder statisch dynamische Mischsysteme verarbeitet werden.
Die vorliegende Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele nicht abschließend erläutert werden:
Beispiele
Beispiel 1 :
28,2 Gew.-% Rizinusöl
30,8 Gew.-% Glycerin gestartetes Polyesterpolol OHZ = 400 mgKOH/g 0,5 Gew.-% Dispergieradditiv
3.5 Gew.-% Molekularsieb
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert 35 Gew.-% Kreide
1.5 Gew.-% Leitruß, acetylen-basierend Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis 100:41 Kennzahl: 102
Physikalische Kenndaten:
Viskosität vom Polyol-System (20 °C) = 3900 mPas Härte: Shore-D = 79
Spezifischer Obeflächenwiderstand: 0,07 MW/cm Spezifischer Durchleitwiderstand: 0,02 MW/cm
Beispiel 2:
39,6 Gew.-% Rizinusöl
29,4 Gew.-% rizinusölbasierendes Polyesterpolyol mit OHZ = 160 mgKOH/g 0,5 Gew.-% Dispergieradditiv
3.5 Gew.-% Molekularsieb
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert 25 Gew.-% Kreide
1.5 Gew.-% Leitruß, acetylen-basierend
Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis 100:27 Kennzahl: 100
Physikalische Kenndaten:
Viskosität von Polyol-System (20 °C) = 4300 mPas Härte: Shore-A = 80
Spezifischer Oberflächenwiderstand 0,4 MW/cm Spezifischer Durchleitwidderstand: 0,2 MW/cm
Verqleichsbeispiel 1 :
19,5 Gew.-% Rizinusöl
51 Gew.-% rizinusölbasierendes Polyesterpolyol mit OHZ = 185 mgKOH/g 1 ,0 Gew.-% Dispergieradditiv 3,0 Gew.-% Molekularsieb
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert
25 Gew.-% Kreide
Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis: 100:31 Kennzahl: 102
Viskosität Polyol-System (20 °C) = 2230 mPas Spezifischer Oberflächenwiderstand: >50 GQ/cm Spezifischer Durchleitwidderstand: >50 GQ/cm
Verqleichsbeispiel 2:
39.5 Gew.-% Rizinusöl
24.5 Gew.-% expoxidiertes Sojabohnenöl basierendes Polyesterpolyol OHZ = 80 mgKOH/g
1 ,0 Gew.-% Dispergieradditiv
3,0 Gew.-% Molekularsieb
5 Gew.-% 1 ,4-Butandiol
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert
25 Gew.-% Kreide
1.5 Gew.-% Ruß, nicht acetylen-basierend
Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis: 100:36 Kennzahl: 102
Viskosität vom Polyol-System (20 °C) = 2070 mPas Spezifischer Durchleitwiderstand: 59 MW/cm Die vorliegende Erfindung umfasst die folgenden Punkte:
1. Polyolzusammensetzung umfassend
(i) mindestens ein Polyol mit einer Funktionalität von > 2,2,
(ii) Kohlenstoffnanoröhren,
(iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm gemessen gemäß IS 12178-1987 (Indian Standard), und
(iv) gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff.
2. Polyolzusammensetzung nach Punkt 1, wobei Komponente (i) mindestens zwei Polyole mit einer Funktionalität von jeweils > 2,2 umfasst.
3. Polyolzusammensetzung nach Punkt 1 oder 2, wobei Komponente (i) ein Polyesterpolyol mit einer Funktionalität von > 2,2 umfasst.
4. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) ein Polyetherpolyol mit einer Funktionalität von > 2,2 umfasst.
5. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) Rizinusöl bzw. ein Rizinusölderivat mit einer Funktionalität von > 2,2 umfasst.
6. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) mindestens ein Polyesterpolyol, Rizinusöl und ggf. mindestens ein Polyetherpolyol mit jeweils einer Funktionalität > 2,2 umfasst.
7. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei das Polyol mit einer Funktionalität von > 2,2 in Komponente (i) eine OH-Zahl von 120-800 mg KOH/g, bevorzugt 140-500 mg KOH/g, stärker bevorzugt 140-450 mg KOH/g aufweist.
8. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) insgesamt eine Funktionalität von 2, 2-5,0, bevorzugt 2, 2-4,0 und/oder eine OH-Zahl von 140-500 mg KOH/g, bevorzugt 140-450 mg KOH/g aufweist.
9. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) insgesamt eine Viskosität von 300- 16.000 mPas, bevorzugt 300 - 2.000 mPas, stärker bevorzugt 300-1.200 mPas bei 20 °C gemessen nach DIN EN 53019-1 aufweist.
10. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) 40-99,7 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht.
11. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffnanoröhren einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNT) sind.
12. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffnanoröhren einen durchschnittlichen äußeren Durchmesser von 0,5-50 nm, bevorzugt 1, 0-2,0 nm aufweisen.
13. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffnanoröhren eine durchschnittliche Länge von 1-500 pm, bevorzugt 1-50 pm aufweisen und wobei die Kohlenstoffnanoröhren bevorzugt ein durchschnittliches Aspektverhältnis von 20-1.000.000 aufweisen. 14. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffnanoröhren in einem Trägermaterial dispergiert sind.
15. Polyolzusammensetzung nach Punkt 14, wobei das
Trägermaterial einen Fettsäureester, einen
Fettsäureglycidylester, einen Alkyl-Glycidylester, einen Glycolester, ein Fettsäurecarboxylatesterderivat, einen ethoxylierten Alkohol, Distyryl-biphenylderivat, Alkylenglykol, Triethylenglykoldimethacrylat, Polyolefin-Ammoniumsalz, oder eine Mischung davon umfasst.
16. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffnanoröhren eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von 100-10.000 S/cm gemessen gemäß DIN ES 12178-1987 (Indian Standard) aufweisen.
17. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (ii) 0,01-0,1 Gew.-%, bevorzugt 0,02-0,05 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht.
18. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffpartikel im Wesentlichen amorph sind.
19. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffpartikel erhältlich sind durch Verbrennung von Acetylen in Gegenwart von substöchiometrischen Mengen an Sauerstoff.
20. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die spezifische Oberfläche der Kohlenstoffpartikel einen BET-Wert von 5-300 m2/g, bevorzugt 20-200 m2/g gemessen nach ASTM D 6556 aufweist. 21. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Komponente (iii) 0,2-4 Gew.-%, bevorzugt 1, 0-3,0 Gew.-%, bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht.
22. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponenten (ii):(iii) 1:75 - 1:3 ist.
23. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus anorganischen oder organischen Füllstoffen, insbesondere Carbonaten, wie z.B. Calciumcarbonat oder Magnesiumcarbonat, Dolomit, AI(OFI)3 bzw. AI2O3, S1O2, Bariumsulfat, Talkum, Zirkonoxid, oder Mischungen davon.
24. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Komponente (iv) 0-50 Gew.-%, bevorzugt 0,01-35 Gew.-%, bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht.
25. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, ferner umfassend
(v) mindestens einen Hilfsstoff, wie z.B. Entschäumer, Netz- und Dispergierhilfsmittel, und
(vi) ggf. einen Wasserfänger.
26. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Komponente (v) 0-5 Gew.-%, bevorzugt 0,001-2,5 Gew.-%, bezogen auf die Polyolzusammensetzungen ausmacht.
27. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Komponente (vi) 0,1 - 10 Gew-%, bevorzugt 1-5 Gew.- %, bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht. Polyurethansystem umfassend
(a) eine Polyolzusammensetzung nach einem der Punkte 1-27 und
(b) mindestens ein Polyisocyanat. Polyurethansystem nach Punkt 28, wobei das Polyisocyanat ausgewählt ist aus aromatischem oder aliphatischem Polyisocyanat, insbesondere MDI, oligomerem oder polymerem MDI, TDI, HDI, IPDI, H12MDI oder TMXDI. Polyurethansystem nach Punkt 28 oder 29, wobei das Polyisocyanat einen NCO-Gehalt von > 15 % aufweist. Polyurethansystem, nach einem der Punkte 28-30, wobei das molare Verhältnis von isocyanatreaktiven Gruppen (z.B. -OH; - NH2 oder -SH) zu Isocyanatgruppen 1,0-1, 1:1, 1-1,0, bevorzugt 1:1, ist. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans umfassend die Schritte:
(I) Bereitstellen einer Polyolzusammensetzung (a) nach einem der Punkte 1-27,
(II) Bereitstellen mindestens eines Polyisocyanats (b),
(III) Mischen der Polyolzusammensetzung und des mindestens einen Polyisocanats ggf. unter Zugabe eines Katalysators und ggf. bei erhöhter Temperatur. Polyurethan erhältlich durch ein Verfahren nach Punkt 32. 34. Polyurethan nach Punkt 32, wobei der spezifische Oberflächenwiderstand 0,05-0,5 MW/cm gemessen gemäß IEC 62631-3-2 ist. 35. Polyurethan nach einem der Punkte 33 oder 34, wobei der spezifische Durchleitwiderstand 0,005-0,5 MW/cm gemessen gemäß ASTM D991 / ISO 1853 ist.
36. Polyurethan nach einem der Punkte 33-35, wobei die Härte im Bereich von Shore A 40 - Shore D 85 liegt.
37. Verwendung einer Polyolszusammensetzung nach einem der Punkte 1-27, eines Polyurethansystems nach einem der Punkte 28-31 oder eines Polyurethans nach einem der Punkte 33-36 als Klebstoff, Dichtungsmittel, insbesondere zum Filterverguss.

Claims

Ansprüche
1. Polyolzusammensetzung umfassend
(i) mindestens ein Polyol mit einer Funktionalität von > 2,2,
(ii) Kohlenstoffnanoröhren,
(iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm gemessen gemäß IS 12178-1987 (Indian Standard), und
(iv) gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff.
2. Polyolzusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei Komponente (i) mindestens ein Polyesterpolyol, Rizinusöl und ggf. mindestens ein Polyetherpolyol mit jeweils einer Funktionalität > 2,2 umfasst.
3. Polyolzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
Komponente (i) 40-99,7 Gew.-% bezogen auf die
Polyolzusammensetzung ausmacht.
4. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei die Kohlenstoffnanoröhren einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNT) sind und bevorzugt einen durchschnittlichen äußeren Durchmesser von 0,5-50 nm, bevorzugt 1, 0-2,0 nm aufweisen.
5. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei Komponente (ii) 0,01-0,1 Gew.-%, bevorzugt 0,02-0,05 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht.
6. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei die Kohlenstoffpartikel im Wesentlichen amorph sind und bevorzugt erhältlich sind durch Verbrennung von Acetylen in Gegenwart von substöchiometrischen Mengen an Sauerstoff.
7. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei die Komponente (iii) 0,2-4 Gew.-%, bevorzugt 1, 0-3,0 Gew.-%, bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht.
8. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponenten (ii):(iii) 1:75 - 1:3 ist.
9. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, ferner umfassend
(v) mindestens einen Hilfsstoff, wie z.B. Entschäumer, Netz- und Dispergierhilfsmittel, und
(vi) ggf. einen Wasserfänger.
10. Polyurethansystem umfassend
(a) eine Polyolzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-9 und
(b) mindestens ein Polyisocyanat.
11. Polyurethansystem nach Anspruch 10, wobei das Polyisocyanat ausgewählt ist aus aromatischem oder aliphatischem Polyisocyanat, insbesondere MDI, oligomerem oder polymerem MDI, TDI, HDI, IPDI, H12MDI oder TMXDI und bevorzugt einen NCO-Gehalt von > 15 %, stärker bevorzugt > 23 % aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans umfassend die Schritte: (I) Bereitstellen einer Polyolzusammensetzung (a) nach einem der Ansprüche 1-9,
(II) Bereitstellen mindestens eines Polyisocyanats (b), (III) Mischen der Polyolzusammensetzung und des mindestens einen Polyisocanats ggf. unter Zugabe eines Katalysators und ggf. bei erhöhter Temperatur.
13. Polyurethan erhältlich durch ein Verfahren nach Anspruch 12.
14. Verwendung einer Polyolszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-9, eines Polyurethansystems nach einem der Ansprüche 10-11 oder eines Polyurethans nach Anspruch 13 als Klebstoff, Dichtungsmittel, insbesondere zum Filterverguss.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0786422A3 (de) 1996-01-26 1998-10-28 Wolff Walsrode Ag Verwendung einer einseitig elektrisch leitfähigen Polyurethanfolie zur Herstellung von flexiblen Einlagen für Behälter zur Lagerung brennbarer Flüssigkeiten
AU7722300A (en) 1999-09-27 2001-04-30 Georgia Tech Research Corporation Electrically conductive adhesive containing epoxide-modified polyurethane
DE10259498A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-01 Bayer Ag Leitfähige Thermoplaste mit Ruß und Kohlenstoff-Nanofibrillen
KR100528611B1 (ko) 2003-03-28 2005-11-21 주식회사화성 전도성 일액형 폴리우레탄계 접착제 조성물 및 그의 제조방법
DE102006037582A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-14 Bayer Materialscience Ag Antistatische und elektrisch leitfähige Polyurethane
US20100261002A1 (en) * 2007-10-31 2010-10-14 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Surface-treating liquid for conductive elastic layer, method of surface treatment of the same, and surface-treated conductive member
WO2011081485A2 (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 고려대학교 산학협력단 폴리우레탄 폼-탄소나노튜브 복합체 및 이의 제조 방법
JP2018039959A (ja) 2016-09-09 2018-03-15 タツタ電線株式会社 導電性接着剤組成物

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