EP4127010A1 - Conductive polyurethane - Google Patents

Conductive polyurethane

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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
Prior art keywords
polyol composition
weight
composition according
polyol
polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21716156.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Eisele
Ramona STUMM
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rampf Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Rampf Holding GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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/en
Pending legal-status Critical Current

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

The invention relates to a polyol composition comprising carbon nanotubes and at least one carbon particle, polyurethane systems comprising said polyol composition, and polyurethanes, to the preparation and use thereof, in particular for filter encapsulation.

Description

Leitfähiges Polyurethan Beschreibung Conductive polyurethane description
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. 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.
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. 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.
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. Polyurethane elastomers are used in large quantities, e.g. in shoe soles. Ideally, shoe soles are antistatic, i.e. conductive to a certain extent, in order to prevent electrical charging and thereby increase wearing comfort. However, 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.
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. The conductivity is achieved, for example, by adding electrically conductive fillers. 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 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. 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. In addition, polymers filled in this way tend to corrode.
KR 20030063246 offenbart Klebstoffe für das Verlegen von Fußbodenbelägen. Die antistatischen Eigenschaften werden durch Zugabe von erheblichen Mengen an Ruß erreicht. KR 20030063246 discloses adhesives for laying floor coverings. The antistatic properties are achieved by adding significant amounts of carbon black.
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. 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.
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. 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. In addition, in adhesive applications, a low adhesive viscosity is essential for easy dosing and good contacting of the substrates, especially in complex structures (e.g. undercuts).
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-ProduktsThe 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). Surprisingly, it has been found that the combination of carbon nanotubes and carbon particles in a polyol gives the polyurethane product high conductivity even at low filler contents
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. 5 causes. Accordingly, 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.
10 10
In einem Aspekt betrifft die Erfindung daher eine Polyolzusammensetzung umfassend In one aspect, the invention therefore relates to a polyol composition comprising
(i) mindestens ein Polyol mit einer Funktonalität von > 2,2, bevorzugt(i) at least one polyol with a functionality of> 2.2, preferred
15 2 8 15 2 8
(ii) Kohlenstoffnanoröhren, (ii) carbon nanotubes,
(iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm gemessen gemäß IS 12178- 1987 (Indian Standard), und (iii) at least one carbon particle with a specific electrical resistance of <1 W / cm measured in accordance with IS 12178-1987 (Indian Standard), and
20 (iv) gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff. 20 (iv) optionally at least one filler.
Polyole sind Verbindungen, die mindestens zwei OH-Gruppen aufweisen, die insbesondere reaktiv gegenüber Isocyanaten sind. Polyols are compounds which have at least two OH groups, which are in particular reactive towards isocyanates.
25 Komponente (i) definiert die Gesamtheit aller Polyole mit einer Funktionalität von > 2,2, bevorzugt >2,8. Component (i) defines the entirety of all polyols with a functionality of> 2.2, preferably> 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 >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>
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. 30 2.2, preferably> 2.8, or castor oil or a castor oil derivative (e.g. Albodur 901, Albodur 903, Setathane 1150, Setathane 1160, Voranol RN490) with an OH functionality of> 2.2, preferably> 2.8 . In one embodiment, component (i) comprises at least two polyols, each with a functionality of> 2.2, preferably> 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 a preferred embodiment, 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.
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. In a preferred embodiment, 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.
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. All polyols with a functionality of> 2.2, preferably> 2.8, form component (i), which overall preferably has a functionality of 2, 2-5.0, more preferably 2, 2-4.0 and / or has an OFI number of 140-500 mg KOFI / g, more preferably 140-450 mg KOFI / g.
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. 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.
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. 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.
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. 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. Preferably, 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.
Die Kohlenstoffnanoröhren können in einem Trägermaterial vordispergiert sein. Geeignete Trägermaterialien sind z.B. Fettsäureester, Fettsäureglycidylester, Alkylglycidylester, Glycolester,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,
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. Fatty acid carboxylate ester derivative, ethoxylated alcohol, distyryl biphenyl derivative, alkylene glycol, triethylene glycol dimethacrylate, polyolefin ammonium salt or a mixture thereof. The 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.
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. 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.
Komponente (ii) macht bevorzugt 0,01-0,1 Gew-%, stärker bevorzugt 0,02- 0,05 Gew.% bezogen auf die Polyolzusammensetzung aus. Component (ii) preferably makes up 0.01-0.1% by weight, more preferably 0.02-0.05% by weight, based on the polyol composition.
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. 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.
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. 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).
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. 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. In a preferred embodiment, component (iii) makes 0.2-4 wt. %, more preferably 1.0-3.0% by weight based on the polyol composition.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gewichtsverhältnis der Komponente (ii) zu Komponente (iii) 1 :75 — 1 :3, bevorzugt 1 :50-1 : 10. In a preferred embodiment, the weight ratio of component (ii) to component (iii) is 1:75-1: 3, preferably 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. 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.
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. The totality of the fillers (component (iv)) 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.
Die Polyolzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner The polyol composition according to the present invention can further
(v) mindestens einen Hilfsstoff und (v) at least one excipient and
(vi) ggf. einen Wasserfänger enthalten. (vi) contain a water catcher, if applicable.
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. Suitable auxiliaries are e.g. defoamers such as Byk-A 535 or Byk 088, wetting and dispersing auxiliaries such as Disperbyk 2157 or 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 dieZeolites and / or silicon dioxide particles come into consideration as water scavengers. In a preferred embodiment, 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
Polyolzusammensetzung. Der Kohlenwasserstoffgehalt in der erfindungsgemäßen Polyolzusammensetzung liegt bevorzugt bei 0,01-2 Gew.-%, stärker bevorzugt bei <1 ,5 Gew.-%, bezogen auf diePolyol composition. 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
Polyolzusammensetzung. Polyol composition.
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. DieThe 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. the
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. 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.
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. 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.
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. 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.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Polyurethansystem umfassend Another aspect of the present invention is comprising a polyurethane system
(a) eine Polyolzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und(a) a polyol composition according to the present invention and
(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. (b) at least one polyisocyanate. 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.
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 %. The polyisocyanate preferably has an NCO content of> 15%, more preferably> 23%. Likewise, the NCO content of component (b) overall is preferably> 15%, more preferably> 23%, even more preferably> 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. In the polyurethane system, 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.
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. 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.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans umfassend die Schritte In another aspect, the present invention relates to a method for producing a polyurethane comprising the steps
(I) Bereitstellen einer Polyolzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, (I) providing a polyol composition of the present invention,
(II) Bereitstellen mindestens eines Polyisocyanats wie oben beschrieben, (II) providing at least one polyisocyanate as described above,
(III) Mischen der Polyolzusammensetzung und mindestens eines Polyisocyanats ggf. unter Zugabe eines Katalysators und ggf. bei erhöhter Temperatur. (III) Mixing the polyol composition and at least one polyisocyanate, optionally with the addition of a catalyst and optionally at an elevated temperature.
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. 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.
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. 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.
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. 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.
Bevorzugt hat das Polyurethan der vorliegenden Erfindung eine Härte im Bereich von Shore A 40 - Shore D 85. The polyurethane of the present invention preferably has a hardness in the range from Shore A 40 to 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. It has been shown that 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. In addition, it has been shown that the polyurethanes have good compatibility with other substrates, such as metal, polystyrene, SAN, PA, polyolefin, e.g. PE, PP and ABS.
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). 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).
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 It has surprisingly been shown that the combination of carbon nanotubes and carbon particles lead to high conductivities in the polymer matrix even at low concentrations. The small proportions of conductive fillers enable the provision of low-viscosity polyol compositions and polyurethane systems. The filler combination hardly influences the mechanical properties of the polyurethanes, so that no significant reduction in the modulus of elasticity or elongation at break can be observed compared with the unfilled polyurethanes. The variable polyurethane systems can be tailored to the respective applications in terms of hardness, adhesion to substrates, curing speed, etc.
Weiterhin kann das Polyurethansystem der vorliegenden Erfindung ohne wesentliche Abrasion über konventionelle dynamische oder statisch dynamische Mischsysteme verarbeitet werden. Furthermore, the polyurethane system of the present invention can be processed via conventional dynamic or static dynamic mixing systems without substantial abrasion.
Die vorliegende Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele nicht abschließend erläutert werden: The present invention is not intended to be conclusively explained on the basis of the following examples:
Beispiele Examples
Beispiel 1 : Example 1 :
28,2 Gew.-% Rizinusöl 28.2% by weight castor oil
30,8 Gew.-% Glycerin gestartetes Polyesterpolol OHZ = 400 mgKOH/g 0,5 Gew.-% Dispergieradditiv 30.8% by weight of glycerol-initiated polyesterpolol OHZ = 400 mg KOH / g 0.5% by weight of dispersing additive
3.5 Gew.-% Molekularsieb 3.5% by weight molecular sieve
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert 35 Gew.-% Kreide 0.5% by weight of nanotubes, predispersed 35% by weight of chalk
1.5 Gew.-% Leitruß, acetylen-basierend Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis 100:41 Kennzahl: 102 1.5% by weight carbon black, acetylene-based Curing with Desmodur 44V20 LF in a mixing ratio of 100: 41, index: 102
Physikalische Kenndaten: Physical characteristics:
Viskosität vom Polyol-System (20 °C) = 3900 mPas Härte: Shore-D = 79 Viscosity of the polyol system (20 ° C) = 3900 mPas hardness: Shore D = 79
Spezifischer Obeflächenwiderstand: 0,07 MW/cm Spezifischer Durchleitwiderstand: 0,02 MW/cm Specific surface resistance: 0.07 MW / cm Specific transmission resistance: 0.02 MW / cm
Beispiel 2: Example 2:
39,6 Gew.-% Rizinusöl 39.6% by weight castor oil
29,4 Gew.-% rizinusölbasierendes Polyesterpolyol mit OHZ = 160 mgKOH/g 0,5 Gew.-% Dispergieradditiv 29.4% by weight castor oil-based polyester polyol with OHN = 160 mgKOH / g 0.5% by weight dispersing additive
3.5 Gew.-% Molekularsieb 3.5% by weight molecular sieve
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert 25 Gew.-% Kreide 0.5% by weight of nanotubes, predispersed 25% by weight of chalk
1.5 Gew.-% Leitruß, acetylen-basierend 1.5% by weight carbon black, acetylene-based
Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis 100:27 Kennzahl: 100 Curing with Desmodur 44V20 LF in a mixing ratio of 100: 27, index: 100
Physikalische Kenndaten: Physical characteristics:
Viskosität von Polyol-System (20 °C) = 4300 mPas Härte: Shore-A = 80 Viscosity of the polyol system (20 ° C) = 4300 mPas hardness: Shore A = 80
Spezifischer Oberflächenwiderstand 0,4 MW/cm Spezifischer Durchleitwidderstand: 0,2 MW/cm Specific surface resistance 0.4 MW / cm Specific transmission resistance: 0.2 MW / cm
Verqleichsbeispiel 1 : Comparative example 1:
19,5 Gew.-% Rizinusöl 19.5% by weight castor oil
51 Gew.-% rizinusölbasierendes Polyesterpolyol mit OHZ = 185 mgKOH/g 1 ,0 Gew.-% Dispergieradditiv 3,0 Gew.-% Molekularsieb 51% by weight castor oil-based polyester polyol with OHN = 185 mgKOH / g 1.0% by weight dispersing additive 3.0 wt% molecular sieve
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert 0.5% by weight of nanotubes, predispersed
25 Gew.-% Kreide 25% by weight chalk
Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis: 100:31 Kennzahl: 102 Curing with Desmodur 44V20 LF in a mixing ratio: 100: 31, index: 102
Viskosität Polyol-System (20 °C) = 2230 mPas Spezifischer Oberflächenwiderstand: >50 GQ/cm Spezifischer Durchleitwidderstand: >50 GQ/cm Viscosity polyol system (20 ° C) = 2230 mPas Specific surface resistance:> 50 GQ / cm Specific transmission resistance:> 50 GQ / cm
Verqleichsbeispiel 2: Comparative example 2:
39.5 Gew.-% Rizinusöl 39.5% by weight castor oil
24.5 Gew.-% expoxidiertes Sojabohnenöl basierendes Polyesterpolyol OHZ = 80 mgKOH/g 24.5% by weight of expoxidized soybean oil-based polyester polyol OHN = 80 mgKOH / g
1 ,0 Gew.-% Dispergieradditiv 1.0% by weight dispersing additive
3,0 Gew.-% Molekularsieb 3.0 wt% molecular sieve
5 Gew.-% 1 ,4-Butandiol 5% by weight 1,4-butanediol
0,5 Gew.-% Nanotubes, vordispergiert 0.5% by weight of nanotubes, predispersed
25 Gew.-% Kreide 25% by weight chalk
1.5 Gew.-% Ruß, nicht acetylen-basierend 1.5% by weight of carbon black, not based on acetylene
Aushärtung mit Desmodur 44V20 LF im Mischungsverhältnis: 100:36 Kennzahl: 102 Curing with Desmodur 44V20 LF in a mixing ratio: 100: 36, index: 102
Viskosität vom Polyol-System (20 °C) = 2070 mPas Spezifischer Durchleitwiderstand: 59 MW/cm Die vorliegende Erfindung umfasst die folgenden Punkte: Viscosity of the polyol system (20 ° C) = 2070 mPas Specific transmission resistance: 59 MW / cm The present invention includes the following points:
1. Polyolzusammensetzung umfassend 1. A polyol composition comprising
(i) mindestens ein Polyol mit einer Funktionalität von > 2,2,(i) at least one polyol with a functionality of> 2.2,
(ii) Kohlenstoffnanoröhren, (ii) carbon nanotubes,
(iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm gemessen gemäß IS 12178-1987 (Indian Standard), und(iii) at least one carbon particle with a specific electrical resistance of <1 W / cm measured in accordance with IS 12178-1987 (Indian Standard), and
(iv) gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff. (iv) optionally at least one filler.
2. Polyolzusammensetzung nach Punkt 1, wobei Komponente (i) mindestens zwei Polyole mit einer Funktionalität von jeweils > 2,2 umfasst. 2. Polyol composition according to item 1, wherein component (i) comprises at least two polyols with a functionality of> 2.2 each.
3. Polyolzusammensetzung nach Punkt 1 oder 2, wobei Komponente (i) ein Polyesterpolyol mit einer Funktionalität von > 2,2 umfasst. 3. Polyol composition according to item 1 or 2, wherein component (i) comprises a polyester polyol with a functionality of> 2.2.
4. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) ein Polyetherpolyol mit einer Funktionalität von > 2,2 umfasst. 4. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (i) comprises a polyether polyol with a functionality of> 2.2.
5. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) Rizinusöl bzw. ein Rizinusölderivat mit einer Funktionalität von > 2,2 umfasst. 5. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (i) comprises castor oil or a castor oil derivative with a functionality of> 2.2.
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. 6. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (i) comprises at least one polyester polyol, castor oil and optionally at least one polyether polyol each with a functionality> 2.2.
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. 7. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the polyol with a functionality of> 2.2 in component (i) has an OH number of 120-800 mg KOH / g, preferably 140-500 mg KOH / g, more preferably 140-450 mg KOH / g.
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. 8. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein 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.
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. 9. Polyol composition according to one of the preceding points, 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.
10. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei Komponente (i) 40-99,7 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht. 10. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (i) makes up 40-99.7% by weight based on the polyol composition.
11. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffnanoröhren einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNT) sind. 11. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes (SWCNT).
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. 12. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon nanotubes have an average outer diameter of 0.5-50 nm, preferably 1.0-2.0 nm.
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. 13. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon nanotubes have an average length of 1-500 μm, preferably 1-50 μm, and wherein the carbon nanotubes preferably have an average aspect ratio of 20-1,000,000. 14. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon nanotubes are dispersed in a carrier material.
15. Polyolzusammensetzung nach Punkt 14, wobei das15. The polyol composition according to item 14, wherein the
Trägermaterial einen Fettsäureester, einenCarrier material a fatty acid ester, a
Fettsäureglycidylester, einen Alkyl-Glycidylester, einen Glycolester, ein Fettsäurecarboxylatesterderivat, einen ethoxylierten Alkohol, Distyryl-biphenylderivat, Alkylenglykol, Triethylenglykoldimethacrylat, Polyolefin-Ammoniumsalz, oder eine Mischung davon umfasst. 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.
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. 16. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon nanotubes have a specific electrical conductivity of 100-10,000 S / cm measured in accordance with DIN ES 12178-1987 (Indian Standard).
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. 17. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (ii) makes up 0.01-0.1% by weight, preferably 0.02-0.05% by weight, based on the polyol composition.
18. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffpartikel im Wesentlichen amorph sind. 18. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon particles are essentially amorphous.
19. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Kohlenstoffpartikel erhältlich sind durch Verbrennung von Acetylen in Gegenwart von substöchiometrischen Mengen an Sauerstoff. 19. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the carbon particles are obtainable by burning acetylene in the presence of substoichiometric amounts of oxygen.
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. 20. 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. 21. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (iii) makes up 0.2-4% by weight, preferably 1.0-3.0% by weight, based on the polyol composition.
22. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponenten (ii):(iii) 1:75 - 1:3 ist. 22. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein the weight ratio of components (ii) :( iii) is 1:75-1: 3.
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. 23. 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.
24. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, wobei die Komponente (iv) 0-50 Gew.-%, bevorzugt 0,01-35 Gew.-%, bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht. 24. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (iv) makes up 0-50% by weight, preferably 0.01-35% by weight, based on the polyol composition.
25. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden Punkte, ferner umfassend 25. The polyol composition according to any one of the preceding points, further comprising
(v) mindestens einen Hilfsstoff, wie z.B. Entschäumer, Netz- und Dispergierhilfsmittel, und (v) at least one auxiliary such as defoamer, wetting and dispersing aid, and
(vi) ggf. einen Wasserfänger. (vi) a water catcher, if applicable.
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. 26. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (v) makes up 0-5% by weight, preferably 0.001-2.5% by weight, based on the polyol compositions.
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 27. Polyol composition according to one of the preceding points, wherein component (vi) makes up 0.1-10% by weight, preferably 1-5% by weight, based on the polyol composition. Comprehensive polyurethane system
(a) eine Polyolzusammensetzung nach einem der Punkte 1-27 und (a) a polyol composition according to any one of items 1-27 and
(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: (b) at least one polyisocyanate. Polyurethane system according to item 28, wherein the polyisocyanate is selected from aromatic or aliphatic polyisocyanate, in particular MDI, oligomeric or polymeric MDI, TDI, HDI, IPDI, H12MDI or TMXDI. Polyurethane system according to item 28 or 29, wherein the polyisocyanate has an NCO content of> 15%. Polyurethane system according to any one of items 28-30, wherein the molar ratio of isocyanate-reactive groups (eg -OH; -NH2 or -SH) to isocyanate groups is 1.0-1, 1: 1, 1-1.0, preferably 1: 1 , is. A method for producing a polyurethane comprising the steps:
(I) Bereitstellen einer Polyolzusammensetzung (a) nach einem der Punkte 1-27, (I) providing a polyol composition (a) according to one of items 1-27,
(II) Bereitstellen mindestens eines Polyisocyanats (b),(II) providing at least one polyisocyanate (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. (III) Mixing the polyol composition and the at least one polyisocyanate, optionally with the addition of a catalyst and optionally at an elevated temperature. Polyurethane obtainable by a process according to point 32. 34. Polyurethane according to item 32, the specific surface resistance being 0.05-0.5 MW / cm measured in accordance with IEC 62631-3-2. 35. Polyurethane according to one of items 33 or 34, the specific transmission resistance being 0.005-0.5 MW / cm measured in accordance with ASTM D991 / ISO 1853.
36. Polyurethan nach einem der Punkte 33-35, wobei die Härte im Bereich von Shore A 40 - Shore D 85 liegt. 36. Polyurethane according to one of points 33-35, the hardness being in the range from Shore A 40 to Shore D 85.
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. 37. Use of a polyol composition according to one of items 1-27, a polyurethane system according to one of items 28-31 or a polyurethane according to one of items 33-36 as an adhesive, sealant, in particular for filter potting.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Polyolzusammensetzung umfassend 1. A polyol composition comprising
(i) mindestens ein Polyol mit einer Funktionalität von > 2,2,(i) at least one polyol with a functionality of> 2.2,
(ii) Kohlenstoffnanoröhren, (ii) carbon nanotubes,
(iii) mindestens einen Kohlenstoffpartikel mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von < 1 W/cm gemessen gemäß IS 12178-1987 (Indian Standard), und(iii) at least one carbon particle with a specific electrical resistance of <1 W / cm measured in accordance with IS 12178-1987 (Indian Standard), and
(iv) gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff. (iv) optionally at least one filler.
2. Polyolzusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei Komponente (i) mindestens ein Polyesterpolyol, Rizinusöl und ggf. mindestens ein Polyetherpolyol mit jeweils einer Funktionalität > 2,2 umfasst. 2. Polyol composition according to claim 1, wherein component (i) comprises at least one polyester polyol, castor oil and optionally at least one polyether polyol each with a functionality> 2.2.
3. Polyolzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei3. Polyol composition according to claim 1 or 2, wherein
Komponente (i) 40-99,7 Gew.-% bezogen auf dieComponent (i) 40-99.7% by weight based on the
Polyolzusammensetzung ausmacht. Polyol composition.
4. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden4. Polyol composition according to any one of the preceding
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. Claims, wherein the carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and preferably have an average outer diameter of 0.5-50 nm, preferably 1.0-2.0 nm.
5. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden5. Polyol composition according to any one of the preceding
Ansprüche, wobei Komponente (ii) 0,01-0,1 Gew.-%, bevorzugt 0,02-0,05 Gew.-% bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht. Claims, wherein component (ii) makes up 0.01-0.1% by weight, preferably 0.02-0.05% by weight, based on the polyol composition.
6. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden6. Polyol composition according to any one of the preceding
Ansprüche, wobei die Kohlenstoffpartikel im Wesentlichen amorph sind und bevorzugt erhältlich sind durch Verbrennung von Acetylen in Gegenwart von substöchiometrischen Mengen an Sauerstoff. Claims, wherein the carbon particles are essentially amorphous and are preferably obtainable by combustion of Acetylene in the presence of substoichiometric amounts of oxygen.
7. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden7. Polyol composition according to any one of the preceding
Ansprüche, wobei die Komponente (iii) 0,2-4 Gew.-%, bevorzugt 1, 0-3,0 Gew.-%, bezogen auf die Polyolzusammensetzung ausmacht. Claims, wherein component (iii) makes up 0.2-4% by weight, preferably 1.0-3.0% by weight, based on the polyol composition.
8. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden8. Polyol composition according to any one of the preceding
Ansprüche, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponenten (ii):(iii) 1:75 - 1:3 ist. Claims, wherein the weight ratio of components (ii) :( iii) is 1:75 - 1: 3.
9. Polyolzusammensetzung nach einem der vorangehenden9. Polyol composition according to any one of the preceding
Ansprüche, ferner umfassend Claims further comprising
(v) mindestens einen Hilfsstoff, wie z.B. Entschäumer, Netz- und Dispergierhilfsmittel, und (v) at least one auxiliary such as defoamer, wetting and dispersing aid, and
(vi) ggf. einen Wasserfänger. (vi) a water catcher, if applicable.
10. Polyurethansystem umfassend 10. Comprising polyurethane system
(a) eine Polyolzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-9 und (a) a polyol composition according to any one of claims 1-9 and
(b) mindestens ein Polyisocyanat. (b) at least one polyisocyanate.
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. 11. Polyurethane system according to claim 10, wherein the polyisocyanate is selected from aromatic or aliphatic polyisocyanate, in particular MDI, oligomeric or polymeric MDI, TDI, HDI, IPDI, H12MDI or TMXDI and preferably an NCO content of> 15%, more preferably> 23 % having.
12. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans umfassend die Schritte: (I) Bereitstellen einer Polyolzusammensetzung (a) nach einem der Ansprüche 1-9, 12. A method for producing a polyurethane comprising the steps: (I) providing a polyol composition (a) according to any one of claims 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. (II) providing at least one polyisocyanate (b), (III) mixing the polyol composition and the at least one polyisocyanate, optionally with the addition of a catalyst and optionally at an elevated temperature.
13. Polyurethan erhältlich durch ein Verfahren nach Anspruch 12. 13. Polyurethane obtainable by a process according to claim 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. 14. Use of a polyol composition according to one of claims 1-9, a polyurethane system according to one of claims 10-11 or a polyurethane according to claim 13 as an adhesive, sealant, in particular for filter potting.
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