Способ получения жидких полиуретанов с концевыми эпоксидными группами

 

Изобретение относится к способу получения жидких полиуретанов с концевыми эпоксидными группами, которые могут быть использованы в качестве связующего для клеев, герметиков, покрытий различного функционального назначения, применяемых в строительстве и других областях промышленности. Описывается способ получения жидких полиуретановых полимеров с концевыми эпоксидными группами взаимодействием соединения оксида пропилена с толуилендиизоцианатом с последующей обработкой образующегося форполимера глицидолом при перемешивании в присутствии стабилизатора - соли дибутилолова фракции жирных синтетических кислот С₁₀-С₁₃ или соли дибутилолова лауриновой кислоты С₁₂, лимонной кислоты или аэросила, с дальнейшим взаимодействием с 2-этилгексанолом в присутствии катализатора оксида магния. Изобретение позволяет получить жидкий полиуретан с концевыми эпоксидными группами, который может отверждаться при атмосферных условиях. 3 табл.

Изобретение относится к способам получения жидких полиуретанов с концевыми эпоксидными группами, которые могут быть использованы в качестве связующего для клеев, герметиков, покрытий различного функционального назначения, применяемых в строительстве и других областях промышленности.

Известен способ получения уретановых полимеров с концевыми эпоксидными группами путем исчерпывающего взаимодействия полиалкиленоксида с молекулярной массой 750-3500 с толуилендиизоцианатом с последующей обработкой образующегося форполимера 25-30%-ным водным раствором пероксида водорода и далее - эпоксиспиртом - глицидолом при перемешивании и температуре 40-80^oС по патенту 1151545 А МПК С 08 G 18/08, 1985.

Синтез таких соединений осуществляется в две стадии: первая - получение макродиизоцианатов; HO-R-OH+2NCO-R'-NCO-->NCO-R'-NHCOO-R-NHCOO-R'-NCO вторая - взаимодействие макродиизоцианата с гидроксильными группами эпоксисоединений типа эпоксиспиртов.

Однако полученные такими способами олигомеры, как правило, обладают высокой вязкостью.

Задачей настоящего изобретения является получение жидкого полиуретана с концевыми эпоксидными группами, который может отверждаться при атмосферных условиях.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе получения уретановых полимеров с концевыми эпоксидными группами в качестве полиалкиленоксида используют продукт сополимеризации глицерина с оксидом пропилена с молекулярной массой 4503-5003 и получение форполимера ведут при отсутствии пероксида водорода и в присутствии стабилизатора - лимонной кислоты или аэросила при 50-60^oС, с дальнейшим охлаждением до 45-50^oС, взаимодействием с 2-этилгексанолом в присутствии катализатора оксида магния, охлаждением форполимера до 35-40^oС, с последующим смешиванием с глицидолом при 40-50^oС, введением при охлаждении до 35-40^oС стабилизатора 222-08 - соли дибутилолова фракции жирных синтетических кислот С₁₀-С₁₃ или стабилизатора 222-09 - соли дибутилолова лауриновой кислоты С₁₂ и проведением реакции при 60-65^oС до отсутствия NCO-групп.

Предлагаемое техническое решение позволяет получать низковязкие жидкие полиуретаны, отверждающиеся при комнатной температуре, за счет взаимодействия продукта сополимера глицерина и оксида пропилена с молекулярной массой 4503-5003, толуилендиизоцианата, глицидола в три стадии: 1 стадия - получение форполимера путем взаимодействия продукта сополимера глицерина и оксида пропилена с молекулярной массой 4503-5003 и толуилендиизоцианата в присутствии стабилизатора - лимонной кислоты или аэросила: 2 стадия - синтез предполимера - взаимодействие полученного форполимера с 2-этилгексанолом в присутствии катализатора - оксида магния: 3 стадия - синтез каучука - удлинение цепи за счет реакции NCO-групп форполимера с глицидолом в присутствии стабилизатора 222-08 - соли дибутилолова фракции жирных синтетических кислот C₁₀-C₁₃ или стабилизатора 222-09 - соли дибутилолова лауриновой кислоты С₁₂:

При осуществлении способа используются компоненты, представленные в таблице 1.

Способ осуществляют следующим образом.

В реактор емкостью 1 литр с перемешивающим устройством, рубашкой для обогрева и охлаждения, штуцером для создания вакуума загружают при температуре 50-60^oС продукт сополимеризации глицерина и оксида пропилена с молекулярной массой 4503-5003. Для стабилизации синтеза вводят лимонную кислоту или аэросил и смесь перемешивают при температуре 60-80^oС, затем смесь охлаждают до температуры 50-60^oС и вводят диизоцианат (толуилен-2,4 и 2,6 изомеры в соотношении 65:35 или толуилен-2,4 и 2,6 изомеры в соотношении 80: 20, или толуилен-2,4-диизоцианат). Реакционную смесь перемешивают при температуре 60-70^oС и остаточном давлении не более 20 мм рт. ст. до постоянного содержания NCO-групп.

Затем полученный форполимер охлаждают до температуры 45-50^oС и вводят в него окись магния и 2-этилгексанол и ведут синтез при температуре 45-55^oС и остаточном давлении не более 20 мм рт. ст. до постоянного содержания NCO-групп.

Далее полученный форполимер охлаждают до температуры 35-40^oС, при перемешивании вводят глицидол и ведут синтез при температуре 40-50^oС.

Через 2 часа синтеза смесь охлаждают до температуры 30-40^oС, вводят стабилизатор 222-08 - соль дибутилолова фракции жирных синтетических кислот C₁₀-C₁₃ или стабилизатор 222-09 - соль дибутилолова лауриновой кислоты С₁₂ и ведут синтез до отсутствия NCO-групп.

Температурные режимы примеров конкретного выполнения представлены в таблице 2.

Результаты синтеза жидкого полиуретана представлены в таблице 3.

На основе полиуретана с эпоксидными группами, полученного данным способом, на заводе им. С.М.Кирова изготовлены опытно-промышленные партии строительной мастики ЛТ-1М, которая прошла успешные испытания. Герметик имеет прочность более 1,0 МПа, относительное удлинение 250-600%, эластичен при температуре ниже -50^oС, может воспринимать деформации в стыках 30-40%, имеет хорошее сцепление с сухим и влажным бетоном.

Герметик удовлетворительно ведет себя при воздействии климатических факторов: УФ-облучении, дождевании, знакопеременных температур от -60 до +70^oС

Формула изобретения

Способ получения жидких полиуретановых полимеров с концевыми эпоксидными группами взаимодействием соединения оксида пропилена с толуилендиизоцианатом с последующей обработкой образующегося форполимера глицидолом при перемешивании, отличающийся тем, что в качестве соединения оксида пропилена используют продукт сополимеризации глицерина с оксидом пропилена с молекулярной массой 4503-5003 и получение форполимера ведут в присутствии стабилизатора - лимонной кислоты или аэросила при 50-60^oС, с дальнейшим перемешиванием при 60-70^oС и охлаждением до 45-50^oС, взаимодействием с 2-этилгексанолом в присутствии катализатора оксида магния при 45-55^oС, охлаждением форполимера до 35-40^oC с последующим смешением с глицидолом при 40-50^oС, введением при охлаждении до 35-40^oС стабилизатора 222-08 - соли дибутилолова фракции жирных синтетических кислот С₁₀-С₁₃ или стабилизатора 222-09 - соли дибутилолова лауриновой кислоты C₁₂ и проведением реакции при 60-65^oС до отсутствия NCO-групп.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3