Полиуретановая композиция


 


Владельцы патента RU 2427599:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)

Изобретение относится к области получения быстроотверждающихся полиуретановых композиций, используемых в качестве различных защитных покрытий, клеев, герметиков, напольных покрытий и т.д. Полиуретановая композиция содержит уретановый форполимер - продукт взаимодействия 1,0 моль полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и 2,2-2,3 молей смеси 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата при соотношении 80:20, отвердитель на основе 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и низкомолекулярных полиэфиров с молекулярной массой 400-1000 при массовом соотношении 35:65, а также катализатор оксипропилированный этилендиамин и краситель. Технический результат - улучшение технологических и эксплуатационных характеристик, а именно повышение жизнеспособности композиции, прочности адгезии, придание композиции необходимой степени вязкости. 4 табл.

 

Изобретение относится к области получения быстроотверждающихся полиуретановых композиций, используемых в качестве защитных покрытий, клеев, герметиков, напольных покрытий и т.д.

Актуальным является создание новых герметизирующих составов с повышенными эксплуатационными свойствами и увеличенным сроком службы.

Известна полиуретановая композиция, включающая полифуритный уретановый форполимер СКУ-ПФЛ-100, адгезионную добавку - глицидилметакрилат, наполнитель - аэросил, пластификатор - ди-(2-этилгексил)фталат, жидкий отвердитель на основе 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 в мольном соотношении 0,95:0,1 (RU №2339664, C08L 75/04, C09D 175/04, C08K 3/36, 2008.11.27).

Известная композиция обладает недостаточной эластичностью.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является композиция для получения мягких полиуретановых материалов, включающая форполимер с концевыми изоцианатными группами на основе 2,4-толуилендиизоцианата и гидроксилсодержащего соединения, а также жидкий отвердитель на основе ароматического диамина 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и растворителя полиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800, в качестве гидроксилсодержащего соединения содержит олигоэфир-полиэтиленбутиленгликольадипинат с молекулярной массой 2000 (П-6БА), а в качестве растворителя жидкого отвердителя - смесь олигоэфиров-полиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 (ПДА-800) и полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 (RU 2275400, C08L 75/06, C08G 18/34, C08G 18/32, C08G 18/65, 2006.04.27).

Однако данная композиция обладает не достаточно высокими прочностными и адгезионными характеристиками, а также низкой жизнеспособностью.

Задачей изобретения является создание полиуретановой композиции с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, расширяющими ассортимент композиций данного назначения.

Технический результат заключается в улучшении технологических и эксплуатационных характеристик (повышение жизнеспособности композиции, прочности и адгезии, придание композиции необходимой степени вязкости).

Технический результат достигается тем, что полиуретановая композиция, характеризующаяся тем, что она содержит уретановый форполимер - продукт взаимодействия 1,0 моль полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и 2,2-2,3 молей смеси 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата при соотношении 80:20, отвердитель на основе ароматического амина 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и низкомолекулярных полиэфиров с молекулярной массой 400-1000, при массовом соотношении 35:65, катализатор - оксипропилированный этилендиамин при следующем соотношении компонентов в мас.ч.:

Уретановый форполимер 100
Отвердитель 19,4-30,5
Катализатор 1,0-5,0
Краситель 0,1-7,0

Изготовление полиуретановой композиции осуществляли следующим образом:

вначале получали уретановый форполимер. Для этого расчетное количество (ν1 моль) полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 вакуумировали при температуре 100-110°С до исчезновения пузырей. Затем при охлаждении до температуры 60-70°С добавляли расчетное количество (ν2 моль) смеси 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата при соотношении 80:20 (см. таблица 1). Реакцию проводили в течение 3 часов при температуре 60-70°С при постоянном вакуумировании.

Отвердитель получали растворением ароматического диамина в низкомолекулярных полиэфирах, таких как полипропиленгликоль с молекулярной массой 400, или полипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, или полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800, при нагревании до 45°С и постоянном перемешивании (см. таблица 2), после полного растворения в смесь добавляли расчетное количество катализатора и красителя.

Полученный уретановый форполимер смешивали с отвердителем и интенсивно перемешивали в течение 5 минут. Полученную таким образом смесь заливали в заранее приготовленные формы, обработанные антиадгезионной смазкой. Приготовленные композиции отверждали при комнатной температуре в течение 24 ч.

Примеры конкретного выполнения полиуретановых композиций и их эксплуатационные свойства приведены в таблицах 3 и 4.

Для получения полимерной композиции были использованы следующие вещества: полиэтиленбутиленгликольадипинат - ТУ 38.103582-85; смесь 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианат марки Т-80 - ТУ 113-00-05761643-17-85; ароматический амин 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан ТУ 6-14-980-84; низкомолекулярные полиэфиры с молекулярной массой 400-1000, такие как - Voranol P-400 (ТУ 025322-69-4), Лапрол 1052 (ТУ 6-05-2035-87) и ПДА-800 (ТУ 38.103287-80); оксипропилированный этилендиамин марки Лапромол 294 (ТУ 2226-010-10488057-94); оксид хрома (ГОСТ 2912-79), оксид цинка (ТУ 2329-001-99273051-2007), оксид титана (ТУ 6-09-2166-77), технический углерод (ГОСТ 7885-86), белая сажа марки БС-324 (ГОСТ 18307-78).

Содержание изоцианатных групп синтезированных форполимеров определяли по ТУ 113-03-413-89, время высыхания композиции определяли по ГОСТ 19007-73, адгезию покрытия к металлической поверхности оценивали по ГОСТ 14760-69, твердость по Шору - по ГОСТ 263-75, физико-механические свойства полимерных пленок определяли при растяжении в соответствии с ГОСТ 11262-80, химическую стойкость - по ГОСТ 12020-72.

Получение уретанового форполимера при соотношении полиэфир: диизоцианат, равном 2,2-2,3:1, позволяет увеличить срок хранения от 3 до 12 месяцев.

Таблица 2
Отвердитель (ОТ) Название ароматического диамина Содержание ароматического диамина, мас.% Название ПЭ содержание ПЭ, мас.%
1 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан 35 Пполипропиленгликоль с молекулярной массой 400 65
2 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан 35 Полипропиленгликоль с молекулярной 65
массой 1000
3 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан 35 Полидиэтиленгликоль-адипинат с молекулярной массой 800 65
Таблица 3
Компоненты композиции Состав, мас.ч.
Примеры конкретного выполнения
1 2 3 4 5 6
Уретановый форполимер ФП1
Уретановый форполимер ФП2
100
100
100

100

100

100
Отвердитель ОТ1
Отвердитель ОТ2
Отвердитель ОТ3
19,4


27,9


26,2
21,2


30,5


28,6
Катализатор 5 4 2 3 2 1
Оксид хрома - 7
Технический углерод 7
Цинковые белила 7
Белая сажа марки БС-324 7
Пигментная паста 0,1 -
Таблица 4
Свойства реакционных смесей и отвержденных составов
Показатели Составы
1 2 3 4 5 6 прототип
Жизнеспособность реакционных смесей, мин 30 34 20 32 35 23 -
Время отверждения, часы 13 12 12 13 12 12 24
Твердость по Шору А, усл.ед. 57 62 71 67 68 74 45-62
Предел прочности при растяжении, МПа 22,1 35,3 25,5 23,7 24,2 22,6 20-31,2
Относительное удлинение, % 634 745 602 594 687 607 886-1100
Предел прочности при отрыве (СТЗ), МПа 3,98 4,66 5,22 2,45 3,23 4,05 -
Тиксотропность не стекает не стекает не стекает не стекает не стекает не стекает не стекает

Из таблиц 1-4 следует, что замена 2,4- на смесь изомеров марки Т-80 вследствие их высокой реакционной способности позволяет ускорить процесс отверждения в 2 раза при сохранении прочности, твердости и незначительном ухудшении эластичности. Также использование толуилендиизоцианата марки Т-80 значительно удешевляет себестоимость полиуретановой композиции.

При соотношении ароматического диамина к полиэфиру, равном 35:65, наблюдается наибольшая жизнеспособность (срок хранения) отвердителя при максимально возможном содержании 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана в ароматическом диамине, при котором не происходит термодинамических изменений в нем, что дополнительно увеличивает прочность получаемых полиуретановых композиций.

Полиуретановая композиция, характеризующаяся тем, что она содержит уретановый форполимер - продукт взаимодействия 1,0 моль полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и 2,2-2,3 молей смеси 2,4 - толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата при соотношении 80:20, отвердитель на основе ароматического амина 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и низкомолекулярных полиэфиров с молекулярной массой 400-1000 при массовом соотношении 35:65, катализатор - оксипропилированный этилендиамин и краситель при следующем соотношение компонентов, мас.ч.:

Уретановый форполимер 100
Отвердитель 19,4-30,5
Катализатор 1,0-5,0
Краситель 0,1-7,0


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к полимерным композициям на основе литьевых полиуретановых эластомеров и может быть использовано для получения шумозащитных покрытий для использования как в судостроительной промышленности, так и в различных областях техники.
Изобретение относится к полимерной антикоррозионной композиции. .
Изобретение относится к области получения полиуретановых композиций на основе алкидных олигомеров и диизоцианатов для защитных покрытий по металлу, древесине и бетону.
Изобретение относится к области ракетной техники и касается разработки полиуретанового лака для применения в качестве подслоя для увеличения адгезии полимерных составов к поверхности вкладных зарядов, забронированных составами на основе акрилатов или ацетилцеллюлозы, к поверхности лигированных сталей различных марок, титановых и алюминиевых корпусов, к термоизоляционным покрытиям различных типов (ДСВ, АГ-4В, ФРНК, резина, стеклопластик) перед вклеиванием зарядов в корпус.

Изобретение относится к смолам на основе сложных полиэфиров и их использованию в двухкомпонентных композициях и композициях для покрытия на водной основе. .
Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты рук человека и может быть использовано для изготовления изделий (рукавиц, перчаток) с полимерным покрытием для работы в условиях агрессивных сред, при низких температурах, с оборудованием нефтепромыслов.

Изобретение относится к сшиваемой связующей композиции на водной основе, содержащей (А) водную дисперсию гибридной смолы на основе сложного полиэфира-полиакрилата, который на 50-90% (масс.) состоит из сложного полиэфира и на 10-50% (масс.) состоит из полиакрилата, причем гибридная смола получается в результате прививки композиции полимеризуемых по радикальному механизму ненасыщенных мономеров на частично ненасыщенный гидрокси-функциональный сложный полиэфир, и (В) органический полиизоцианат, где частично ненасыщенный гидрокси-функциональный сложный полиэфир, получаемый в результате реакции смеси поликарбоновой кислоты и, необязательно, монокарбоновых кислот с одним или несколькими (цикло)алифатическими спиртами, где 0,5-6% (моль) кислот и/или спиртов имеют ненасыщенность этиленового типа, а композиция полимеризуемых по радикальному механизму ненасыщенных мономеров содержит смесь гидрофобных и гидрофильных мономеров, композиция для покрытия, содержащая такую связующую композицию, способ получения композиций для покрытий, содержащих упомянутую водную связующую композицию, и субстрат с нанесенным сшитым покрытием, полученный в результате нанесения такой композиции для покрытия.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе литьевых полиуретановых эластомеров и может быть использовано для получения шумозащитных покрытий для использования как в судостроительной промышленности, так и в различных областях техники.
Изобретение относится к модифицированным наночастицам на основе пирогенного диоксида кремния, используемым в композициях для покрытий, в частности, автомобильных и промышленных.
Изобретение относится к рецептурам полиуретановых эластомеров, предназначенных для изготовления мягких полиуретановых материалов с твердостью порядка 45-55 условных единиц по Шору А.
Изобретение относится к полимеризационно-способным полиуретановым системам, предназначенным в качестве заливочного компаунда в электротехнической промышленности.

Изобретение относится к составам полиуретановых композиций, предназначенных для получения низкомодульных маслобензостойких материалов с невысокой твердостью, применяемых для облицовки окрасочных валиков в полиграфии, изготовления прокладочных и облицовочных материалов, устойчивых к действию нефтепродуктов, производства композиционных материалов различного назначения.

Изобретение относится к полиуретановой композиции, предназначенной для получения низкомодульных эластомеров с невысокой твердостью (20 - 50 усл.ед. .

Изобретение относится к защите специзделий (средства индивидуальной защиты) от влияния агрессивных сред на человека. .

Изобретение относится к литьевым полиуретановым композициям и может найти применение для получения изделий конструкционного назначения в нефтяной, нефтедобывающей, автомобильной и др.

Изобретение относится к литьевым полиуретановым композициям и может найти применение для получения изделий конструкционного назначения в нефтяной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к получению полимерных композиций на основе термопластичного полиуретана, предназначенных для изготовления эластичных покрытий ровничных, прядильных машин и других аналогичных изделий текстильного оборудования.

Изобретение относится к области отверждающих каталитических смесей для композиционных силоксановых материалов. .
Наверх