Жидкий отвердитель для полиуретановых систем

 

Использование: при получении полиуретановых изделий, эксплуатирующихся в режиме циклического нагружения, например, при получении мембран. Сущность изобретения: в состав отвердителя для полиуретановых систем наряду с 3,3ʹ-дихлор-4,4ʹ -диаминодифенилметаном входит смесь полиэтиленгликольадипината мол. м. 800 с полиокситетраметиленгликолем мол. м. 1000 при молярном соотношении 1:1. Отверждение полиуретановых систем осуществляют ступенчато: 24 ч при 80± 5^qC и 12 часов при 110± 5°C. 4 табл.

Изобретение относится к рецептурам жидких отвердителей, включающим ароматический диамин и смесь нелетучих растворителей, предназначенных для отверждения форполимеров с концевыми изоцианатными группами и используемых при получении полиуретановых композиций различного назначения, в частности, при получении полиуретановых изделий, эксплуатирующихся в режиме циклического нагружения (мембраны, диафрагмы, подушки для штамповки эластичной средой и др.).

Известен состав жидкого отвердителя для полиуретановых систем, включающий ароматический диамин и нелетучий растворитель, в качестве которого используют простые полиэфиры, низкомолекулярные диолы или олигоэфиракрилаты, причем компоненты отвердителя взяты в следующем соотношении массовых частей, мас.ч.

Нелетучий растворитель 25-40 Смесь диаминов 60-75 [1] Данный отвердитель обеспечивает получение полиуретановых материалов с высокими эксплуатационными характеристиками. Однако из-за большого содержания ароматического диамина в составе отвердителя реакционные массы с его содержанием имеют пониженную жизнеспособность.

Известен также жидкий отвердитель, включающий, мас.ч.

Нелетучий растворитель 50-70 Ароматический диамин 30-50 где в качестве нелетучего растворителя используют бис (орто- или пара-аминобензоат) общей формулы: В качестве ароматического диамина могут быть использованы диамины разнообразного строения, в частности, 3,3^I-дихлор-4,4^I- диаминодифенилметан [2] Известный отвердитель обладает увеличенным сроком хранения после его приготовления при сохранении высоких прочностных свойств готовых полиуретановых эластомеров. Реакционные массы с его содержанием имеют повышенную жизнеспособность, достаточную для литья крупногабаритных полиуретановых изделий.

Однако полиуретановые эластомеры, полученные с использованием известного жидкого отвердителя, обладают невысокой работоспособностью при циклическом режиме нагружения.

Наиболее близким к заявляемому по составу и технической сущности является жидкий отвердитель для форполимеров с концевыми изоцианатными группами, включающий ароматический диамин 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметан и нелетучий растворитель полиокситетраметиленгликоль мол.м. 1000, при следующем соотношении компонентов (мас.ч.): 3,3-Дихлор-4,4-диаминодифе- нилметан 50-97,4 Полиокситетрамети- ленгликоль 2,6-50 [3] Недостатком жидкого отвердителя, представленного состава, является его нестабильность при хранении, обусловленная невысокой растворимостью ароматического хлорсодержащего диамина в полиокситетраметиленгликоле. Однако основным недостатком данного типа отвердителя, как и предыдущего, является то, что полиуретановые изделия с его содержанием, эксплуатирующиеся в режиме длительного циклического нагружения, имеют невысокий ресурс количество циклов нагружения до резкого ухудшения физико-механических показателей.

Целью изобретения является повышение циклической устойчивости полиуретановых эластомеров при сохранении высоких физико-механических показателей и живучести реакционной массы. Указанный результат достигается тем, что в качестве нелетучего растворителя используют смесь сложного полиэфирдиола полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и простого полиэфирдиола полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 1:1 и следующем соотношении между компонентами жидкого отвердителя, мас.

Ароматический диамин 3,3^I-
дихлор-4,4^I-диаминоди- фенилметан 38-42
Смесь полидиэтиленгли-
кольадипината с
полиокситетраметилен- гликолем 58-62
Заявляемые количества полиэфирдиолов и ароматического диамина определены экспериментальным путем и являются оптимальными. Использование больших количеств полидиэтиленгликольадипината (ПДА-800), чем 1:1 в смеси с полиокситетраметиленгликолем (полифурит-1000), в качестве растворителя 3,3^I-дихлор-4,4^I- диаминодифенилметана приводит к резкому уменьшению жизнеспособности реакционной массы. Увеличение же количества полифурита 1000 в смеси с ДПА-800 сверх заявляемого приводит к уменьшению растворимости ароматического диамина в смешанном растворителе, что влечет за собой ухудшение физико-механических свойств полиуретанового эластомера.

Заявляемое соотношение между нелетучим смешанным растворителем и 3,3^I-дихлор-4,4^I-диаминодифенилметаном позволило реализовать оптимальную структуру полиуретановой матрицы с двумя типами физических узлов: узлов, образованных жесткими доменами, и узлов, образованных межцепными физическими связями. В результате синтезирован полиуретановый эластомер, физико-механические свойства которого и живучесть реакционной массы находятся на уровне существующих полиуретанов, а устойчивость при длительном циклическом нагружении значительно выше.

Жидкий отвердитель может быть получен заранее или непосредственно перед употреблением путем растворения ароматического диамина в смеси полиэфирдиолов при температуре 80-90^оС. Полифурит-1000 и ПДА-800 перед изготовлением отвердителя предварительно сушатся до влажности менее 0,05% Использование предлагаемого жидкого отвердителя предусматривает возможность введения при синтезе полиуретановых эластомеров целевых технологических и рецептурных добавок катализаторов, пигментов, наполнителей и др.

Совмещение готового отвердителя с отверждаемым изоцианатным форполимером должно проводиться при температуре не выше 30^оС. Процесс отверждения можно проводить как при комнатной температуре, так и при нагревании до 110-120^оС.

Существенность отличий предлагаемой рецептуры жидкого отвердителя состоит в том, что совместное использование сложного и простого полиэфирдиолов для растворения ароматического диамина привело к повышению циклической устойчивости полиуретановых эластомеров при одновременном сохранении их физико-механических характеристик и живучести реакционной массы.

П р и м е р 1. В табл.1 приведена рецептура жидких отвердителей, а в табл. 2 сравнительные характеристики полиуретановых эластомеров, полученных на основе форполимера полиоксипропиленгликоля с мол. массой 1000 (Лапрол 1052) и 2,4-толуилендиизоцианата, и жидкого отвердителя различного состава. Отверждение проводили ступенчато: 24 ч при (80±5)^оС и 12 ч при (110 ±5)^оС.

П р и м е р 2. В табл.3 приведена рецептура жидких отвердителей, а в табл. 4 сравнительные характеристики полиуретановых эластомеров, полученных на основе форполимера полифурита 1000 и 2,4-толуилендиизоцианата (СКУ-ПФЛ-100), и жидкого отвердителя различного состава. Отверждение проводили ступенчато аналогично примеру 1.

Таким образом, заявляемый жидкий отвердитель для форполимеров с концевыми изоцианатными группами позволяет сохранить высокую живучесть реакционной массы и обеспечивает получение полиуретановых эластомеров с высоким уровнем физико-механических свойств и повышенной циклической устойчивостью, что дает возможность рекомендовать его для изготовления упругих полиуретановых элементов, работающих в режиме длительного циклического нагружения, с высоким уровнем (200%) эксплуатационных деформаций.

Формула изобретения

ЖИДКИЙ ОТВЕРДИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ СИСТЕМ, включающий 3,3ʹ-дихлор- 4,4ʹ -диаминодифенилметан и нелетучий растворитель, отличающийся тем, что в качестве нелетучего растворителя он содержит смесь полиэтиленгликольадипината с мол.м. 800 и полиокситетраметиленгликоля с мол.м. 1000 при молярном соотношении 1 1 и при следующем соотношении компонентов отвердителя, мас.

3,3ʹ -Дихлор- 4,4ʹ -диаминодифенилметан 38 42
Смесь полиэтиленгликольадипината с полиокситетраметиленгликолем 58 - 62

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3