DE3224206A1

DE3224206A1 - Formtrennmittel

Info

Publication number: DE3224206A1
Application number: DE19823224206
Authority: DE
Inventors: Ramchandra Krishna 07436 Oakland N.J. Hulyalkar; Alvin Harold 07039 Livingston N.J. Lerner
Original assignee: Dart Industries Inc
Current assignee: Dart Industries Inc
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-06-29
Publication date: 1983-01-20
Also published as: SE8204157L; JPS5815593A; SE8204157D0; FR2508919A1; IL66161A0; BE893509A; GB2101140A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P, WEINHOLD · dr. P. BARZ · München DIPL.-ING. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurt

ZUCELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

-3-

SIECFRIEDSTRASSE β βΟΟΟ MÜNCHEN 4O

TELEFONi (089) 335024 + 335025 TELEGRAMME, WIRPATENTE TELEX: 5215679

RC-1519-MD28 Wä/Sh

Dart Industries Inc.
2211 Sanders Road
Northbrook, Illinois 60062, USA

Formtrennmittel.

Die meisten polymeren Formsysteme, insbesondere die, welche auf Polyurethanen oder Polyestern basieren, besitzen den Nachteil, daß Gegenstände, die aus solchen Systemen geformt werden, sich nach ihrer Formung nicht rasch von der Form trennen. Dies ist auf die hochklebrige Haftung des Polymers in der Zusammensetzung zurückzuführen. Eine allgemeine angewendete Maßnahme zur Vermeidung dieses klebrigen Anhaftens an der Form, in welcher der Gegenstand geformt wird, ist das Auftragen eines Formtrennmittels auf die Oberfläche der Form. Dies erfordert natürlich den Aufwand sowohl an Zeit'als auch an Arbeitskraft. Weiter muß bedacht werden, daß die Verwendung eines Formtrennmittels zum Aufbau des Mittels auf den Formflächen bis zu dem Ausmaß führt, daß periodisch eine Reinigung der Form erforderlich wird, was zu Zeitverlusten auf Grund von Betriebsunterbrechungen führt. Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde bereits versucht, direkt ein Formtrennmittel, wie beispielsweise Zinkstearat, dem polymeren System zuzusetzen. Direkte Zusätze von Formtrennmitteln waren jedoch bisher beim Reaktionsspritzguß

von Polyurethan- oder Polyestersystemen nicht erfolgreich, weil es schwierig ist, eine gleichförmige Verteilung des Zinkstearats im polymeren System zu erreichen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die Schaffung eines Formtrennmittels, welches wirksam bei Polyurethan- und Polyestersystemen verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß ein erfolgreiches und wirksames Formtrennmittel geschaffen werden kann, wenn man ein Metallsalz einer langkettigen Fettsäure zusammen mit einem epoxidierten pflanzlichen ül erhitzt. Ein solches Formtrennmittel kann direkt in das Polyurethanoder-Polyestersystem eingebracht werden, welches beim Reaktionsspritzguß verwendet wird.

Die Formtrennmittel Zusammensetzung kann leicht hergestellt werden, indem man ein Gemisch des Metallsalzes und des epoxidierten pflanzlichen üls unter dauerndem Rühren auf 110-140 C erhitzt. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt bei 125-135⁰C. Die resultierende klare homogene Lösung wird abgekühlt und dem polymeren System zugesetzt.

Es wurde gefunden, daß das polymere System, welches das oben beschriebene Formtrennmittel enthält, sich leicht von den Formoberflächen trennt, was im deutlichen Gegensatz zu einem Polymersystem steht, welches kein Formtrennmittel enthält.

Ein weiterer Vorteil, der erfindungsgemäß festgestellt werden konnte, ist der, daß das polymere System, welches das Formtrennmittel gemäß vorliegender Erfindung enthält, mit einer wesentlich größeren Geschwindigkeit geliert als das unbehandelte System, wenn das Formtrennmittel als dritte Komponente zusammen mit dem Polyol und dem Isocyanat bei der Herstellung eines Urethans eingesetzt wird. Dies zeigt, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bestehend aus Metal 1 salz und epoxidiertem pflanzlichem ül, wenn sie auf diese Weise eingesetzt werden, eine katalytische Wirkung, zusätzlich zu den gewünschten Formtrenneigenschaften auf das polymere Formsystem ausüben.

Obgleich die erfindungsgemäßen Formtrennmittel jedem polymeren System zugesetzt werden können, wurde gefunden, daß sie mit besonders großem Vorteil im Zusammenhang mit einem System eingesetzt werden können, welches auf Polyurethan- oder Polyesterharzen basiert. Solche Harze und die auf ihnen basierenden Gießsysteme sind bekannt.

Als Metal 1 salzkomponente für das erfindungsgemäße Formtrennmittel kann irgend ein bekanntes Metall-

,,. ·.··! · ι · n· Zinksalz dienen, wie beispielsweise Calcium-, Bari um-,Kadmium-,/, und andere Metallsalze von langkettigen Fettsäuren, einschließlich Stearinsäure, Palmitinsäure und ölsäuren, sowie deren Glyceride. Die Metal 1 sal zkomponente kann in Form eines Einzelsalzes oder in Form von gemeinsam gebildeten Salzsystemen bestehend aus zwei verschiedenen Metallen, wie sie beispielsweise im folgenden Beispiel 5 näher beschrieben sind, vorliegen. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung von Zinkstearat als Metal 1 salzkomponente.

Als epoxidierte pflanzliche ölkomponente kann irgendein pflanzliches öl, wie beispielsweise epoxidiertes Sojabohnenöl und epoxidiertes Leinöl eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung von epoxidiertem Octyltallat. Erfindungsgemäß sind die einzelnen Komponenten in Anteilen von 20-50 Gew.-Teilen Metallsalz zu 80-50 Gew.-Teilen des epoxidierten pflanzlichen Öls zugegen. Der vorzugsweise Bereich liegt bei 25-40 Gew.-Teilen Metallsalz zu 75-60 Gew.-Teilen epoxidiertes pflanzliches öl.

Bei der Herstellung des Formtrennmittels können die Komponenten trocken gemischt und sodann auf eine solche Temperatur so lange erhitzt werden, bis eine homogene Lösung erhalten wird. Manchmal ist es jedoch vorteilhaft, das epoxidierte pflanzliche öl vor dem Vermischen mit der Metal 1 salzkomponente vorzuerhitzen. Es kann eine Temperatur von 110-140⁰C während einer Zeitperiode von etwa 15-30 min. angewendet werden.

"linseedate"

Das Formtrennmittel kann dem polymeren System durch direktes Zumischen, wie dies bei der Zugabe von Zusätzen zu Gießzusammensetzungen allgemein bekannt ist, zugegeben werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, ohne auf diese beschränkt zu sein, näher erläutert.

Beispiel 1

10 Teile Zinkstearat und 90 Teile epoxidiertes Sojabohnenöl werden in einen Kessel eingetragen, trocken vermischt und sodann unter dauerndem Rühren etwa 15 min. lang auf 125-13O⁰C erhitzt. Es bildet sich eine klare bernsteinfarbige Lösung. Diese Lösung wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt und bleibt als klare bernsteinfarbige Lösung bestehen. Sodann wird diese Lösung einem Polyurethan-Reaktionsspritzgußsystem, wie beispielsweise RIM 125 der Firma Union Carbide Corporation, in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, daß im System 1,5 Gew.-% Zinkstearat enthalten sind.

Beispiel 2

35 Teile Zinkstearat und 65 Teile epoxidiertes Octyltallat werden in einen Kessel eingebracht und unter dauerndem Rühren etwa 15 min. lang auf 125-13O⁰C erhitzt. Es wird eine klare bernsteinfarbige Lösung erhalten. Diese Lösung wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei sie als klare bernsteinfarbige Lösung verbleibt. Die Lösung wird einem Polyurethan-Reaktionsspritzgußsystem in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, daß im System 1,5 Gew.-% Zinkstearat vorhanden sind.

Λ-

Beispiel 3

30 Teile Zinkstearat und 70 Teile Octylepoxyleinsamenöl (linseedate) werden in einen Kessel eingebracht und unter dauerndem Rühren während etwa 15 min. auf 125-13O⁰C erhitzt. Es wird eine klare bernsteinfarbige Lösung erhalten, welche nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur als klare bernsteinfabrige Lösung verbleibt. Diese Lösung wird einem Polyurethan-Reaktionsspritzgußsystem in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, daß im System 1,8 Gew.-% Zinkstearat enthalten sind.

Beispiel 4

45 Teile Zinkstearat und 55 Teile Vikoflex 4050, ein Epoxyester, hergestellt von der Firma Viking Chemical Company, werden in einen Kessel eingetragen und unter dauerndem Rühren während etwa 15 min. auf 125-130 C erhitzt. Es wird eine klare 1ichtbernsteinfarbige Lösung erhalten, welche nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur als klare bernsteinfarbige Lösung verbleibt. Diese Lösung wird einem Reaktionsspritzgußsystem in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, daß 1,5 Gew.-% Zinkstearat im System enthalten sind.

Beispiel 5

5 Teile Magnesiumstearat und 25 Teile Zinkstearat werden trocken miteinander vermischt und allmählich innerhalb etwa 15 min. zu 70 Teilen vorgewärmtem Octyl oxytailat (125-135⁰C) unter ständigem Rühren hinzugefügt. Es wird eine klare bernsteinfarbi'ge Lösung erhalten. Diese Lösung wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt und einem Polyurethan-Reaktionsspritzgußsystem in einer Menge hinzugefügt, die ausreicht, daß im System 1,5 Gew.-% der Stearate enthalten sind.

Bei sρiel 6

25 Teile Zinkstearat und 75 Teile epoxydiertes Sojabohnenöl werden in einen Kessel eingebracht und unter ständigem Rühren während etwa 15 min. auf 125-13O⁰C erhitzt. Es wird eine klare bernsteinfarbige Lösung erhalten. Diese Lösung wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei sie als klare bernsteinfarbige Lösung verbleibt. Diese Lösung wird einem Polyurethan-Reaktionsspritzgußsystem in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, daß im System 1,8 Gew.-% Zinkstearat enthalten sind.

Nach dem Formvorgang lösen sich die Gegenstände, hergestellt aus den Reaktionsspritzgußzusammensetzungen, welche die Formtrennmitteln gemäß den Beispielen 1-6 enthalten, leicht von einer Aluminiumschale ab. Systeme derselben Reaktionsspritzgußzusammensetzungen, die jedoch kein Formtrennmittel gemäß den Beispielen 1-6 enthalten, haften beim Spritzguß an der Aluminiumschale an.

Dies wird durch folgendes Beispiel erläutert.

Bei spi el 7

Ein Formtrennmittel wurde nach der Verfahrensweise gemäß Beispiel 2 hergestellt und zu einer Urethan-Reaktionsspritzgußzusammensetzung "RIM 125" in einer Gewichtmenge von 5 Teilen pro 100 Teile der Gesamtzusammensetzung hinzugefügt, wonach die resultierende Zusammensetzung auf einem Aluminiumsubstrat bei 6O⁰C während einer Zeitdauer von 1 min gehärtet wurde.

Ein Vergleichsmuster bestehend aus RIM 125 wurde ebenfalls bei 6O⁰C während einer Zeitdauer von 1 min gehärtet.

Die Abschälkraft, welche erforderlich war, die Proben vom Aluminiumsubstrat zu trennen, wurden mit folgenden Ergebnissen gemessen:

Probe

a) RIM

b) RIM 125 + 5 pph des Produktes gemäß Beispiel 5

Abschälkraft in kg/linear cip

5,786 2,232

Die oben beschriebenen Tests wurden unter Verwendung eines chromplatierten Stahl Substrats anstelle des Aluminium substra.ts wiederholt.

Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Probe

Abschäl kraft i η kg/linear cm

a) RIM 125

b) RIM 125 + 5 pph Produktes gemäß Bei spiel 5

des

4,589 1 ,429

Die in den obigen Tests erhaltenen Ergebnisse veranschaulichen die markant überlegenen Fqrmtrenneigenschaften, welche durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Formtrennmittel erzielt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Formtrennmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 5-50 Gew.-Teilen eines Metallsalzes und 95-50 Gew.-Teilen eines epoxidierten pflanzlichen Öls besteht.

2. Formtrennmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Zinkstearat ist.

3. Formtrennmittel nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das epoxidierte pflanzliche Öl epoxidiertes Sojabohnenöl ist.

4. Formtrennmittel nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das epoxidierte pflanzliche Öl Octyleijpoxytallat ist.

5. Formtrennmittel nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Metallsalz zu epoxidiertem pflanzlichem Öl 1:10-1:1 beträgt.

6. Formtrennmittel nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Metallsalz Zinkstearat und das epoxidierte pflanzliche Öl epoxidiertes Sojabohnenöl oder Octylepoxytallat ist.

7. Verfahren zum Reaktionsspritzguß eines polymeren

Systems,insbesondere basierend auf Polyurethan oder Polyester, dadurch gekennzeichnet, daß dem polymeren System ein Innenformtrennmittel bestehend aus 0,5-5 Gew.-Teilen eines Metallsalzes und 1,5-15 Gew.-Teilen eines epoxidierten pflanzlichen Öls zugesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz Zinkstearat eingesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß als epoxidiertes pflanzliches Öl epoxidiertes Sojabohnenöl eingesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß als epox diertes pflanzliches Öl Octylepoxytailat eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Metallsalz zu epoxidiertem pflanzlichem Öl 1:10 bis 1:1 beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz Zinkstearat und als epoxidiertes pflanzliches Öl epoxidiertes Sojabohnenöl oder Octylepoxytallat eingesetzt wird.