Способ получения отвержденногополиуретана

 

Союз Советских

Социалистинеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.0177 (21) 2435957/23-05 с присоединением заявки Й©(23) Приоритет

Опубликовано 1503,81. Бюллетень 89 10 (щ812791 (51)М. К„.

С 08 G 18/82//

08 G 85/00

Го ударствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 878. бб4 (088. 8) Дата опубликования описания 150381 (72) Авторы изобретения

В.Т. Давыденко и Д.III ° Короткина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ О 1 ВЕРЖДЕННОГО

ПОЛИУРЕТАН

Изобретение относится к способам получения отвержденных полиуретанов и может быть использовано как дри получении полимеров, так и изделий на их основе.

Известен способ получения отвержденного полиуретана путем смешения исходных компонентов, синтеза полимера при 60-90 С (сложного полиэфира, 2,4-толуилендииэоцианата и диамина), термостатирования сначала при 70 С в течение 10 ч (1-я стадия), а затем при 110 С в течение 10 ч (2-я стадия) . В этом способе получения отвержденного полиуретана термостатирование проводится в две стадии с целью получения полимеров с воспроизводимыми свойствами. На первой стадии стремятся обеспечить условия для возможно максимального роста молекулярных цепей при данной температуре, а на второй стадии температуру повышают для образования пространственной структуры (1).

Выбор момента повышения температуры термостатирования (т.е. контроль окончания первой стадии термостатирования, а именно контроль эа ростом молекулярных цепей) осуществляют по растворимости продукта, Длительностью получения растворов полимера определяют плохую воспро2п изводимость процессов, что выражается в плохой воспроизводимости физико-механических параметров .получаемых полиуретанов.

Кель изобретения - обеспечение

25 воспроизводимости свойств полимера.

Укаэанная цель достигается тем, что термостатирование при 20-80оС продолжают до момента достижения максимального значения модуля по30 те )ь °

Однако иэ-за отсутствия приема, позволяющего с достоверностью определить окончание роста молекулярных цепей, этим способом невозможно получить полимеры с воспроизводимыми (от опыта к опыту) физико-механическими показателями.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способ получения отвержденного полиуретана путем смешения исходных компонентов, термостатирования при 20-80 С с последующим повышением температуры термостатирования до завершения процесса отверждения (2).

2791

Предлагаемый способ позволяет определить рост молекулярных цепей, так как модуль потерь, измеряемый в динамическом режиме, является экстремальной функцией от молекулярного веса и имее: максимальное значение в момент достижения максимально возможного молекулярного веса при заданной рецептуре. Модуль потерь ,может быть измерен с помощью прибора, состоящего и кюветы-формы, снабженной рубашкой, заполненной теплоносителем и зойда. Для измерения модуля потерь э кювету-форму заливается смесь исходных компонентов синтеза полимера, и зонд погружается на 10-15 мнн. Глубина погружения зонда и частота тока сохраняются заданными в течение всего времени измерения. Рубашка заполняется теплоносителем с температурой

20-80оС. В качестве теплоносителя может быть использовано индустриальное масло 20 и 12.Первоначальную, температуру поддерживают до момента, когда величина измеряемого модуля достигнет своего максимального значения и в течение 2-3 мин не изменяет его.

Сравнительные данные по получению предлагаемым и известным способами отвержденных полиуретанов на основе полиафира и сложного полиэфира приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Пример 1. 100 г полиэтиленгликольадипината, 18,9 r 2,4-толуилендииэоцината и 11,3 г 3,3-дихлор-.4,4-.диаминодифенилметана (молярное соотношение 1:2:0,8) перемешивают и заливают в кювету-форму прибора для термостатирования при

20оС. С этого момента постоянно измеряют модуль иотерь в динамическом режиме при постоянной частоте, равной 50 Гц. Величина измеряемого модуля постепенно и постоянно возрастает и после термостатирования в течение 17 ч при 20оС достигает значения 40 9 ° 104 Н/мз.. В это время температура в кювете-форме повышается до 134 С и поддерживается на,этом уровне в течение 40 мин.

Физико-механические показатели полученных полиуретанов проводятся в графе 1 табл, 1.

Пример 2, Смесь исходных компонентов синтеза полиуретана, описанную в примере 1, заливают в кювету-форму прибора для термостатирования при 40оС. С этого момента постоянно измеряют модуль потерь в динамическом режиме при постоянной частоте, равной „50 Гц.

Величина Измеряемого модуля постоянно возрастает и после 9 ч термостатирования при указанной температуре достигает значения 41,1 ° 104 Н/м" и не изменяется в течение 2 мин.,Последующее термостатирование про водится, как в примере .1. Физико.механические показатели полученного полиуретана приводятся в графе 2 табл. 1.

П р н м е р 3. Смесь исходных компонентов синтеза полиуретана, описанную в примере 1, заливают в кювету-форму прибора для термостатирования при 60ОС. С этого © момента постоянно измеряют модуль потерь в динамическом режиме при постоянной частоте, равной 50 Гц.

Через 3 ч величина измеряемого модуля достигает значения 40,8Х, »10 Н/м и не изменяется в течение

2 мин. Далее проводят термостатирование, как в примере 1, Физикомеханические.показатели полученного полиуретана приводятся в графе 3 табл. 1. ф Пример 4. Смесь исходных компонентов, описанную в примере 1, заливают в кювету-форму прибора для термостатирования при 80оС. С этого момента постоянно измеряют модуль потерь в динамическом ре жиме при постоянной частоте, равной 50 Гц, Через 1,5 ч величина измеряемого модуля достигает значения

40,9.104 Н/м и не изменяется в

ЗО течение 2 мин. Последующее термостатирование проводят, как в примере

1., Физико-механические показатели полученного нолиуретана приводятся в графе 4 табл. 1.

В графах 5-7 табл. 1 приводятся также данные, характеризующие свойства отвержденных полиуретанов, полученные известным способом с определением окончания первоначальногр термостатирования по растворимости

Щ реакционной массы. Последующее термостатирование осуществляют при 134 С в течение 40 мин.

Пример 5. 100 г промышленного форполимера. СКУ-ПФЛ (продукта на основе политетрагидрофурана и

2,4-толуилензоцината) и 8,8 г 3,3дихлор-4,4-диаминодифенилметана перемешивают и заливают в кювету-форму прибора для термостатирования при

20 С. С этого момента постоянно измео ряют модуль потерь в динамическом режиме при постоянной частоте, равной 50 Гц. Величина измеряемого модуля постепенно и постоянно возрастает и после термостатирования.

M в течение 6 ч при 20ОС достигает значения 30 104 Н/м и не изменяется в течение 2 мин. В это время температуру повышают до 120 С и поддерживают на этом уровне в течение д) 30 мин. Физико-механические показатели полученных полиуретанов приводятся в графе 1 табл. 2.

Пример б. Смесь исходных компонентов, описанную в примере 5, заливают в кювету-форму прибора для

812791 термостатирования при 60 С. С этого ;момента постоянно измеряют модуль потерь в динамическом режиме при постоянной частоте 50 Гц. Величина измеряемого модуля постепенно возрастает и после 2 ч термостатирования

:при указанной температуре достигает значения 34,1 104. Н/м и не изменяется в течение 2 мин. Последующее термостатирование проводят как в при:.мере 5. Физико-механические показатели полученного полиуретана приводятся в графе 2, табл. 2.

Пример 7. Смесь исходных компонентов, описанную в примере 5, заливают в кювету-форму для термостатирования при температуре 75ОС.

С этого момента постоянно-измеряют модуль потерь при динамическом режиме при постоянной частоте 50 Гц, Величина измеряемого модуля постоянно возрастает и после 1 ч термостатирования при указанной температуре достигает значения 34- 104 Н/м и не изменяется в течение 2 мин. Последующее термостатирование.проводят, как в примере 5. Физико-механические показатели полученного полиуретана приводятся в графе 3 табл. 2.

В .графах 4-5 табл, 2 приводятся также свойства, характеризующие отвержденные полиуретаны, полученные известным способом с определением окончания первоначального термостатирования по измерению твердости в доступных пределах. Последующее термостатирование осуществляют при 120 С в течение 30 мин.

Таким образом, как показывают данные, приведенные в табл. 1 и 2 при определении времени первоначального термостатирования по растворимости или по твердости полимера при одних и тех же условиях синтеза получают отвержденные полиуре15 таны с большим разбросом физико:механических показателей, т.е. с невоспроизводимыми свойствами от опыта к опыту.

20 Предлагаемый .способ независимо от использованного полиэфира, рецептуры и температуры первоначального .термостатирования (не выше 80 С) обеспечивает воспроизводимость

25 физико-механических показателей отвержденных полиуретанов (см. графы 1-4 табл. 1 и графы 1-3 табл.2).

:Таблица 1

Первоначальное термостатироваМие

В и/н

Способ

Контролируемые параметры

Температура, ОС

Время термостатирования ч

Ходуль потерь,. РаствориН/м2 мость, Ъ

Твердость по

TN-2, усл.ед.

Ходуль при

300%-ном удлинении, кгс см

40, 9 10+

41 1 104

20 17

Предлага-1 емый

85

10,8 104

3 60

70

Извест- 5 ный

40,9. 10

20 10

20 15

84

70

72

Таблица 2

30 10+

34,1 ° 104

34, 104

120

120

120

3 75 1

147

117

40

Предла- 1 20 6 гаемый

2 60 2

Извест- 4 20 5 ный

5 20 . 7 5

Физико-механические -показатели отвержденных полиуретанов

812791

Формула изобретения

Составитель .С. Пурииа

Редактор А. Гук Техред Н.Ковалева Корректор Г. Назарова

Ф ФЮ

Заказ 688/30 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения отвержденного полиуретана путем смешения исходных компонентов, термостатирования при

20-80ОC с последующим повышением температуры термостатирования, до завершения процесса отверждения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения воспроизводи- . мости свойств полимера, термостати- рование при 20-80ОС продолжают до, момента достижения .максимального значения модуля потерь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Апухтина Н.П., Короткина Д.Ш,, Пантелеева Б.Н., Новикова Г.E. Сб. Уретановые эластомеры, Л,, Химия 1971, с. 32-36.

2. Панова Л.П., Орленко Г.П., Протосеня Г.К. Сб, Уретановые эластомеры Л., Химия, 1971, с. 27-32 (прототип).