Полиуретановая композиция
Владельцы патента RU 2573511:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)
Изобретение относится к быстроотверждающимся полиуретановым композициям, используемым в качестве защитных покрытий, клеев, герметиков, напольных покрытий. Композиция содержит, мас.ч.: уретановый форполимер 100, отвердитель 25,2-31,8, краситель 0,1-0,7. Уретановый форполимер представляет собой продукт взаимодействия смеси полиэфиров полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800, а также смеси 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата в соотношении 80:20 в мольном соотношении 2,2-4,0 на 1 моль смеси полиэфиров. Отвердитель получают растворением ароматического амина - 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, в смеси полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и оксипропилированного этилендиамина Лапромола Л-294. Технический результат - улучшение технологических и эксплуатационных характеристик, в частности повышение морозостойкости, придание композиции необходимой степени вязкости, уменьшение времени отвержения. 3 табл., 8 пр.
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 низкой вязкостью, высокой скоростью отверждения и увеличенным сроком хранения.
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.
Известна 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 недостаточно высокими прочностными и адгезионными характеристиками, а также низкой жизнеспособностью.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является полиуретановая композиция, включающая 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. При этом полиуретановая композиция может содержать краситель в количестве 1,0-7,0 мас. ч. (RU 2427599, МПК C08L 75/06, C09D 175/06, C08K 5/17, опубл. 27.08.2011).
Недостатком данного материала является его высокая вязкость и нестойкость к действию низких температур, длительное время отверждения.
Задачей изобретения является создание полиуретановой композиции с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, расширяющих ассортимент композиций данного назначения.
Технический результат заключается в улучшении технологических и эксплуатационных характеристик (повышение морозостойкости, придание композиции необходимой степени вязкости, уменьшение времени отвержения).
Технический результат достигается тем, что полиуретановая композиция, содержащая уретановый форполимер - продукт взаимодействия полиэфира полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и смеси 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата в соотношении 80:20, отвердитель на основе ароматического амина 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, краситель, согласно изобретению уретановый форполимер дополнительно содержит полиэфир полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800, при массовом соотношении полиэфиров (1:3):(3:1), а смесь 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата используют в мольном соотношение 2,2-4,0 на 1 моль смеси полиэфиров, отвердитель дополнительно содержит полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 и оксипропилированный этилендиамин Лапрамол Л-294 при массовом соотношении 35:60:5, при этом композиция содержит следующее соотношение исходных компонентов в мас. ч:
| Уретановый форполимер | 100 |
| Отвердитель | 25,2-31,8 |
| Краситель | 0,1-7,0 |
Отличием заявляемого изобретения от известных является использование при изготовлении изоцианатсодержащего форполимера смеси полиэфиров полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800. Образование избыточного количества изоцианатной составляющей позволяет снизить вязкость системы, при этом изменение соотношения изоцианатной и гидроксилсодержащих компонентов придает композициям морозостойкость, применение алканоламина позволяет снизить время отверждения, придает дополнительную твердость композиции.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; низкомолекулярный полиэфир ПДА-800 (ТУ38.103287-80); алканоламин оксипропилированный этилендиамин Лапрамол Л-294 (ТУ38.103287-80); 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).
Пример 1. Полиуретановую композицию получали следующем образом: вначале получали уретановый форполимер. Для этого расчетное количество (ν1 моль) смеси полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 вакуумировали при температуре 100-110°C до исчезновения пузырей. Затем при охлаждении до температуры 60-70°C 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°C при постоянном вакуумировании.
Отвердитель получали растворением ароматического диамина в смеси низкомолекулярного полиэфира полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и оксипропилированный этилендиамин (Лапромола Л-294) при нагревании до 45°C и постоянном перемешивании, после полного растворения в смесь добавляли расчетное количество 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.
Пример 2. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 2 табл. 1.
Пример 3. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 3 табл. 1.
Пример 4. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 4 табл. 1.
Пример 5. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 5 табл. 1.
Пример 6. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 6 табл. 1.
Пример 7. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 7 табл. 1.
Пример 8. Полиуретановую композицию получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 8 табл. 1.
Свойства композиций по примерам 1-8 приведены в таблице 3.
Вязкость определяли по ГОСТ 8420-74, время высыхания композиции 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 при растяжении определяли в соответствии с ГОСТ 11262-80, морозостойкость по ГОСТ 27420-87.
Из таблиц 1-3 следует, использование смеси высокомолекулярного и низкомолекулярного сложных полиэфиров позволяет снизить вязкость системы, а изменение соотношения изоцианатной и гидроксилсодержащих компонентов позволяет использовать композицию при пониженных температурах.
Полиуретановая композиция, содержащая уретановый форполимер - продукт взаимодействия полиэфира полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 и смеси 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата в соотношении 80:20, отвердитель на основе ароматического амина 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, краситель, отличающаяся тем, что уретановый форполимер дополнительно содержит полиэфир полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800, при массовом соотношении полиэфиров (1-3):(3-1), а смесь 2,4-толуилендиизоцианата и 2,6-толуилендиизоцианата используют в мольном соотношении 2,2-4,0 на 1 моль смеси полиэфиров, отвердитель дополнительно содержит полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 и оксипропилированный этилендиамин Лапрамол Л-294 при массовом соотношении 35:60:5, при этом композиция содержит следующее соотношение исходных компонентов, мас.ч.:
| Уретановый форполимер | 100 |
| Отвердитель | 25,2-31,8 |
| Краситель | 0,1-7,0 |
