Способ получения модифицирующей добавки для полиуретанов

 

Изобретение относится к технологии полиуретанов, которые могут быть использованы в качестве клеев, лаков, конструкционных материалов. Описывается способ получения модифицирующей добавки для полиуретанов растворением галогенида металла переменной валентности в этаноламине при мольном соотношении галогенид металла:этаноламин, равном 1:5-10, что позволяет увеличить жизнеспособность в 2 раза, устойчивость к истиранию в 2-3 раза, термомеханические свойства повысить на 20%, к тому же физико-механические показатели, такие как твердость по Шору, предел прочности при разрыве, эластичность по отскоку и удельное объемное сопротивление остаются на уровне немодифицированного образца. 2 табл.

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к получению полиуретановых эластопластов и термоэластопластов, которые могут быть использованы в качестве клеев, лаков, конструкционных материалов.

Известна модифицирующая добавка для полиуретанов, которую получают путем растворения хлорида двухвалентной меди или хлорида трехвалентного железа в растворителе, см. патент RU 2028317, кл. C 08 G 18/77, C 08 K 3/24, 1995.

Недостатком известной модифицирующей добавки является то, что полученная модифицирующая добавка снижает жизнеспособность, а также показатели устойчивости к истиранию и термомеханические свойства полиуретана, что обуславливает нерентабельность использования модифицирующей добавки, полученной по известному способу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения модифицирующей добавки для полиуретанов путем растворения галогенида металла - хлорида двухвалентной меди в растворителе, в качестве растворителя используют N, N^,-диэтилгидроксиламин при мольном соотношении хлорида двухвалентной меди и растворителя 1:1, причем модифицирующую добавку берут в количестве 2,5-3% от массы полиуретана, патент RU 2028318, кл. C 08 G 18/77, 18/22, 79/00, 1995.

Задачей данного изобретения является получение модифицирующей добавки, которая увеличивает устойчивость к истиранию, термомеханические свойства и жизнеспособность полиуретанов с сохранением их антистатических и прочностных свойств.

Техническая задача решается способом получения модифицирующей добавки для полиуретанов растворением галогенида металла переменной валентности в растворителе, в котором используют галогенид металла переменной валентности, а в качестве растворителя берут этаноламин (ЭА) при мольном соотношении галогенид металла:этаноламин 1:(5-10).

Решение технической задачи позволяет увеличить жизнеспособность в 2 раза, устойчивость к истиранию в 2-3 раза, термомеханические свойства повысить до 20%, к тому же физико-механические показатели, как твердость по Шору, предел прочности при разрыве, эластичность по отскоку, удельное объемное электрическое сопротивление, остаются на уровне контрольного немодифицированного образца.

Характеристика веществ, используемых при получении модифицирующей добавки, приведена в таблице 1.

Модифицирующую добавку, полученную по заявленному способу, можно вводить как в сетчатые, так и в термопластичные полиуретаны. В термопластичный полиуретан добавку вводят как на стадиях его синтеза, так и в готовый продукт, т.е. через его расплав или раствор, а в сетчатый только на стадиях его синтеза, поскольку сетчатый полиуретан не плавится и не растворяется.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения: Пример 1. Модифицирующую добавку получают следующим образом: берут 0,047 г хлорида двухвалентной меди СuСl₂ и растворяют в этаноламине. Мольное соотношение хлорид двухвалентной меди:этаноламин составляет 1:5. Хлорид двухвалентной меди составляет 0,05% от массы полиуретана, в данном примере сетчатого полиуретана, в качестве исходного берут 80 г форполимера СКУ-ПФЛ-100 (или синтезируют форполимер на основе олигоэфирдиол и ароматического изоцианата). В него вводят модифицирующую добавку при температуре 80^oС, смесь перемешивают при вакуумировании и той же температуре в течение 10-15 мин, после чего реакционную смесь отверждают. Для этого реакционную массу охлаждают до 60^oС и при перемешивании вводят в нее отвердитель 13,93 г 3,3^,-дихлор-4,4^,-диаминодифенилметан, затем ее вакуумируют в течение 1-2 минут и заливают в формы. Для отверждения формы с полимерной массой помещают в термошкаф при температуре 80-90^oС и выдерживают в течение 24 часов. Содержание галогенидов металла в массовом отношении к полиуретану может составлять 0,05-3,0%.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что модифицирующую добавку вводят в полиэфир.

Пример 3. Способ получения модифицирующей добавки аналогично примеру 1 (на примере хлорида двухвалентной меди). Для получения полиуретана, в данном случае термоэластопласта, в качестве исходного берут 90 г форполимера, полученного, например, взаимодействием 60 г олигоэфирдиола - полиокситетраметиленгликоля (М.М.=1000) и 30 г 4,4^,-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении олигоэфирдиола к изоцианату 1:2. В форполимер вводят модифицирующую добавку при температуре 80^oС, смесь перемешивают при вакуумировании и при той же температуре в течение 10-15 минут, после чего вводят 5,5 г удлинителя цепи 1,4-бутандиола (1,02 моля), перемешивают реакционную массу в течение 1-2 минут и заливают в формы. Формы помещают в термошкаф при температуре 90-100^oС в течение 24 часов.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 3, отличие состоит в том, что модифицирующую добавку, представляющую собой раствор дигидрида хлорида двухвалентной меди в ЭА при их мольном соотношении, равном 1:5, вводят непосредственно в олигоэфирдиол, хлорид двухвалентной меди составляет 1,5% от массы полиуретанов.

Таким образом, модифицирующая добавка может быть использована для различных по составу и структуре полиуретанов.

Испытания физико-механических показателей полиуретанов проводили после двухнедельной выдержки образцов в нормальных условиях в соответствии с ГОСТами: 263-75 - твердость по Шору; 270-75 - сопротивление раздиру; 6950-75 - эластичность по отскоку, %; 426-77 - истираемость, удельное электрическое сопротивление по методу Добровольского В.Н., Кроловец А.Н. "Определение удельного сопротивление и постоянной Холла на образцах, дуальных образцах Ван-дер-Бау" // Физика и техника полупроводников. 1979, т. 13. 2. С.386-389.

Результаты физико-механических и электрических испытаний образцов полиуретанов, полученных по заявляемому способу и способу-прототипу, представлены в таблице 2.

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, с использованием модифицирующей добавки, получаемой по заявляемому способу, увеличивается жизнеспособность полиуретанов в 2 раза, устойчивость к истиранию в 2-3 раза, повышают термомеханические свойства до 20%, к тому же такие физико-механические показатели, как твердость по Шору, предел прочности при разрыве, эластичность по отскоку, удельное объемное электрическое сопротивление, остаются на уровне контрольного немодифицированного полиуретана.

Формула изобретения

Способ получения модифицирующей добавки для полиуретанов растворением галогенида металла в растворителе, отличающийся тем, что используют галогенид металла переменной валентности, а в качестве растворителя используют этаноламин при мольном соотношении галогенид металла: этаноламин, равном 1: 5-10.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3