Способ получения структурированных полиуретановых эластомеров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.Х.1968 (№ 1277228/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. С 08g 22/38

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

CCCF

УДК 678.664(088.8) ъ

ВСЕсоюзнля

; л11.;Ч СК/т * .

Опубликовано 21.Х|.1972. Бюллетень № 35

Г" -

Дата опубликования описания 18.1.1973 тт

Авторы изобретения М. А. Альбам, Б. С. Григорьев, М. Г. Константиновский, В. М. Штефан, А. П. Писаренко, Л. А. Варнавицкая, В. А, Егоров, Г. П. Орленко, Э. Н. Сотникова и И. Ш. Нейштадт

Научно-исследовательский технологический институт бытового обслуживания

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРИ РОВАН НЪ|Х

ПОЛ ИУРЕТАНОВЪ|Х ЭЛАСТОМЕРОВ

Изобретение относится к области получения структурированных полиуретановых эластомеров, а именно: полиуретановых каучуков предполимерным методом.

Известен способ получения структурированных полиуретановых эластомеров путем вулканизации полиуретанового предполимера диизоцианатами.

Изобретение предусматривает вулканизацию предполимера смесью диизоцианата с триалканоламинами, взятыми в количестве

0,1 — 0,5 моль (предпочтительно 0,15 — 0,25)

ОН-групп амина на каждый моль изоцианатных групп.

Небольшие количества триалканоламина, будучи введенными в реакционную смесь на основе уретанового каучука, вызывают резкое снижение вязкости (повышение пластичности) продукта, что уменьшает нагрузки на оборудование (вальцы, резин осмеситель, шприцмашину). Кроме того, после введения в смесь вулканизирующего агента — димер а 2,4-толуилендиизоцианата — при пролежке перед вулканизацией триалканоламин ускоряет процесс нарастания вязкости смеси, что устраняет необходимость длительной пролежки сырых заготовок перед вулканизацией для получения бездефектных изделий. Этот эффект особенно нагляден в случае ненаполненных или малонаполненных смесей. Здесь, по-видимому, при

2 пролежке смесей происходит процесс структурирования при одновременном участии димера и триалканоламина.

Триалканоламин оказывает также ускоряю5 щее действие на сам процесс вулканизации.

Но одновременно он имеет сильное влияние на свойства получаемых вулканизатов. Введение небольших количеств триалканоламина при постоянной дозировке димера приводит

10 к повышению модуля и твердости вулканизата и повышению плотности сшивки.

Повышение плотности сшивки под действием триалканоламина особенно проявляется при его введении в начале процесса смеше15 ния, то есть с первой порцией наполнителя.

По-видимому, здесь проявляется действие триалканоламина как поверхностно-активного вещества, способствующего лучшему диспергированию в смеси наполнителя, а также вул20 канизующего агента-димера. Кроме того, при этом достигается более равномерное распределение малых количеств самого амина, что позволяет ему наиболее полно участвовать в химических реакциях.

25 Пример 1. 100 вес. ч. полиуретанового каучука (СКУ-8) развальцовывают на вальцах до получения шкурки, вводят 0,5 вес. ч. стеарина, а затем 60 вес. ч. сажи ТМ-70, добавляя с первой порцией сажи различные ко30 личества триэтаноламина. В табл. 1 показана

359256

Таблица 1

Смесь, содержащая

16 вес. ч. димера

Содержание триэтаноламина в вес. ч. на 100 вес.ч. каучука

Каучукосажевая матка

158

168

152

0

0,5

1,5

96

88

72

Таблица 2

Физико-механические показатели вулканизатов с содержанием 16 вес. ч. димера на 100 вес. ч. каучука и различным содержанием триэтаноламина

Содержание триэтаноламина, в вес. ч.

Единица измерения

Наименование показателя

2,0 3,0

0,5 1

1,5

239

203

19

153

307

16

313

12

292

308

23

111

297

273

12

148

297

278

122

93 кг/см

% обо

0о 9о кг/см

Сопротивление разрыву

Относительное удлинение

Остаточное удлинение

Модуль при 100% удлинении

Твердость по ТМ-2

Остаточная деформация

100 ударов

Показатель истирания

Коэффициент набухания после

1 4 1 8

0,058 0,045

2,56 3,14

2,77 1 74 1 06

0,047 0,05 0,053

2,96 2,72 2,40

2,98

0,048

2,96

% мм/м см /см

3 вязкость (по Муни) полученных каучуко-сажевых маток, определенная через сутки после смешения. Из таблицы видно, что при повышении содержания триэтаноламина вязкость резко падает.

Пример 2. В полученные в примере 1 каучуко-сажевые матки на вальцах вводят

16 вес. ч. ди мер а (десмодур а ТТ фир мы

Байер, ФРГ) и после пролежки в течение суток также определяют вязкость по Муни (см. табл. 1).

Вязкость по Муни каучуко-сажевых маток и резиновых смесей с различным содержанием триэтаноламина

Из таблицы видно, что с повышением содержания триэтаноламина вязкость сначала возрастает, достигает максимума и затем насначала возрастает, проходит через максимум, а затем снижается. Соответственно через максимум проходит модуль при 100 /о удлинении, а через минимум — остаточные деформации.

Для данного примера оптимальная дозировка триэтаноламина равна 1,5 вес. ч. на

100 вес. ч. каучука.

Пр и мер 5. Приготовляют две смеси следующей одинаковой рецептуры в вес. ч.:

4 чинает снижаться. Из смеси без триэтаноламина и с содержанием 1,5 вес. ч. триэтаноламина через 3 час после введения димера были свулканизованы образцы толщиной

5 10 мм. В первой были мелкие поры, во второй — поры отсутствовали.

Пр и мер 3. На вальцах готовят две ненаполненные смеси на основе СКУ-8, содержащие на 100 вес. ч. СКУ-8 0,5 вес. ч. стеарино10 вой кислоты и 16 вес. ч. димера. Вторая смесь отличается от первой тем, что в нее перед введением димера вводят 1 вес. ч. триэтаноламина. Вулканизацию пластин толщиной 1 мм проводят через сутки после приготовления

15 смеси. Из первой смеси был получен образец с крупными вздутьями, с трудом выгружаемый из пресс-формы. Из второй смеси была получена пластина без пор, с хорошим внешним видом, легко выгружаемая из пресс20 фор мы.

Пример 4. Из смесей, полученных в примере 3, были приготовлены пластинки толщиной 6 мм, которые через сутки после введения димера вулканизовали в прессе при 150 в те25 чение 20 мин с охлаждением. После выдержки на воздухе в течение 14 суток были проведены физико-механические испытания (см. табл. 2). Для характеристики плотности сшивки определяли коэффициент набухания

30 вулканизатов. Как видно из табл. 2, при повышении триэтаноламина плотность сшивки каучук СКУ-8 — 100, стеариновая кислота—

0,5, триэтаноламин — 1,0, сажа ТМ-70 — 60, димер — 14. В одном случае триэтаноламин вводят с первой порцией сажи, в другом— вместе с димером в конце смешения. Из обеих

40 смесей приготовляют пластинки, которые вулканизуют при 150 в течение 20 мин. Физикоиеханические показатели, определенные через

14 суток после вулканизации, приведены в табл. 3.

359256

Таблица 3

Способ введения триэтаноламина

Единица измереНаименование показателя с первой порцией сажи вместе с димером ния кг/см

294

266

% %/

% % к%м

136

Составитель С. Пурина

Техред Т. Ускова

Корректоры: T. Медведева и Л. Бадылама

Редактор Н. Коган

Заказ 4424/5 Изд. № 1781 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Физико-механические показатели резин, полученных при различных способах введения триэтаноламина

Сопротивление разрыву

Относительное удлинение при разрыве

Остаточное удлинение после разрыва

Модуль при 100% удлинения

Твердость по ТМ-2

Из таблицы видно, что резина, полученная при введении триэтаноламина в начале смешения, обладает более высокими показателями прочности, модуля, твердости и меньшими относительными и, особенно, остаточными удлинениями.

Предмет изобретения

Способ получения структурированных поли10 уретановых эластомеров путем вулканизации полиуретанового предполимера диизоцианатами, отличающийся тем, что, с целью улучшения прочностных характеристик конечного продукта и ускорения процесса вулканизации, 15 диизоцианаты вводят в смеси с триалканоламинами, взятыми в количестве 0,1 — 0,5 моль (предпочтительно 0,15 — 0,25) ОН-групп амина на каждый моль изоцианатных групп.