Способ получения уретановых эластомеров

Способ получения уретановых эластомеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу получения уретановых эластомеров (УЭ) и может быть использовано при изготовлении изделий методом литья. Изобретение позволяет повысить эластичность УЭ (до 1,5% остаточного удлинения и до 1200% относительного удлинения) за счет использования при синтезе в качестве форполимера - продукта реакции 4,4 -дифенилметандиизоцианата с полиокситетраметиленгликолем с мол.м. 800-1200 при молярном соотношении NCO/OH-групп, равном 1:2, и с толуилендиизоцианатом при молярном соотношении OH/NCO-rpynn, равном 2:3. Одновременно снижается температура отверждения (до комнатной). Изобретение также предусматривает использование ароматического диамина в виде 66,7%-ного раствора в ацетоне. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я >s С 08 G 18/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ic 4

С), 4 3

1 (21) 4699534/05 (22) 05.06.89 (46) 23.01.92. Бюл. N 3 (75) А.В.Шевчук, А.В.Кроленко, А.М,Файнлейб, Н.Д.Пукас и В.А,Прокопенко (53) 678.664(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1260376, кл. С 08 G 18/32, 1986.

Патент Великобритании

N 869562, кл. 2(6)2, опублик, 1964.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1219593, кл. С 08 G 18/32, 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УРЕТАНОВЫХ

ЭЛАСТОМ Е POB (57) Изобретение относится к способу получения уретановых эластомеров (УЭ) и моИзобретение относится к химии полимеров, а именно к способам получения полиуретановых эластомеров, и может быть использовано для изготовления литьевых эластомерных материалов.

Известен способ получения полиуретановых эластомеров из простого полиэфира, ароматического диизоцианата и 3,3-дих1 лор-4,4 -диаминодифенилметана, заключающийся в приготоалении форполимера на основе олигооксипропилентриола и диизоцианата (2,4-толуилендиизоцианат или 4,4 -дифенилметандиизоцианат), пуI тем их смешения в соотношении

OH;NCO=1:(5,5-9,0) с последующим смешива н и ем 3,3 -дихлор-4,4-диаминодифенилI метаном при 120 С в течение 5-6 ч, „„Я „„1707020 А1 жет быть использовано при изготовлении изделий методом литья, Изобретение позволяет повысить эластичность УЭ (до 1,5% остаточного удлинения и до 1200% относиельного удлинения) за счет использования при синтезе в качестве форполимера — продукта реакции 4,4 -дифенилметандиизоцианата с полиокситетраметиленгликолем с мол.м. 800-1200 при молярном соотношении NCO/ОН-групп, равном 1:2, и с толуилендиизоцианатом при моля рном соотношении ОН/NCO-групп, равном 2:3.

Одновременно снижается температура отверждения (до комнатной). Изобретение также предусматривает использование ароматического диамина в виде 66,7%-ного раствора в ацетоне. 1 табл.

Недостатками описанноо способа являются высокая температура синтеза (120 С). низкие эластичность получаемого материала и жизнеспособность исходной композиции.

Известен способ получения полиуретановых эластомеров из изоцианатного форполимера и диамина при 140-160 С в течение 0,5-8,0 ч.

Недостатками указанного способа являются: недостаточно высокие эластичность материала и жизнеспособность исходной композиции, высокая температура синтеза (140-160 С) и длительное время отверждения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения поли1707020 уретановых эластомеров взаимодействием иэоцианатного форполимера с диамином при нагревании, где в качестве диамина используют 3,3 -диами1 но-2,2-дицианодифенилметан или смесь

3,3 -диамино-2,2 -дицианодифенилметана

I и 3,3 -диамино-2,2 -дихлордифенилметана

1 при их массовом соотношении 50-70:30-50 соответственно.

Недостатками известного способа являются относительно низкая эластичность материала, обязательное применение повышенных температур при приготовлении композиции и ее отверждении, длительное время отверждения.

Кроме того, данная композиция отличается сравнительно невысокой жизнеспособностью.

Цель изобретения — повышение эластичности эластомеров. снижение температуры отверждения композиции и увеличение жизнеспособности исходной композиции.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве изоцианатного форполимера используют продукт взаимодействия олигоуретана с концевыми ОН-группами, полученного реакцией 4,4 -дифенилме1 тандиизоцианата и простого олигоэфира полиокситетраметиленгликоля (мол.м. =

= 800-1200) при молярном соотношении

1:2, с толуилендиизоцианатом при молярном соотношении 2:3, В качестве диамина используют его 66,7 -ный раствор в ацетоне.

По предлагаемому способу получают полиуретан с регулярно чередующимися фрагментами жестких блоков различного строения (толуилендииэоцианата и дифенилметандиизоцианата) в полимерной цепи.

Такое сочетание жестких блоков в цепи полиуретана обеспечивает получение высокоэластичных полимеров с высокими прочностными свойствами иэ жидкого форполимера методом литья при комнатной температуре в отличие от высокоэластичных полимеров на основе толуилендиизоцианата, обладающих невысокой прочностью. и от высокопрочных жестких полимеров на основе дифенилметандиизоцианата, получаемых из твердых форполимеров и требующих повышенных температур при формировании.

Необходимое сочетание прочностных свойств, эластичности материала и его технологичности достигается только при использовании исходного полиокситетраметиленгликоля с мол.м. 800-1200 и соблюдении указанных в описании молярных соотношений компонентов, Необходимая жизнеспособность в сочетании с вяэкостными характеристиками исходной компо5 зиции достигается только при и р имен ен ии 66,7 -ного раствора диамина в ацетоне. Пример 1. B 3-горлый реактор емкостью 3 л, снабженный мешалкой и термоста10 том для контроля температуры, при 80 С

1 загружают 250 г (1 моль) 4.4-дифенилметандиизоцианата, расплавленного при 6070 С, К нему в течение 10 мин приливают

2000 г (2 моль) полиокситетраметиленглико15 ля мол.м.=1000 (ПТМГ-1000) и реакционную смесь перемешивают при 75-80 С в течение

30-45 мин до полного превращения NCOгрупп. Полученный продукт — олигоуретан с концевыми гидроксильными группами (ОУГ20 1) с мол.м.=2250.

Пример 2, Аналогично примеру 1, однако олигоуретан (OYI -2) с мол.м.=1850 получают взаимодействием 250 г (1 моль)

4,4-дифенилметандиизоцианата и 1600 г

I (2 моль) ПТМГ-800 с мол.м,=800.

Пример 3. Аналогично примеру 1, однако олигоуретан (ОУГ-3) с мол.м.=2650 получают взаимодействием 250 г (1 моль)

4,4-дифенилметандиизоцианата и 2400 г

30 (2 моль) ПТМ Г-1200 с мол.м.=1200, Пример 4. Аналогично примеру 1, однако олигоуретан (ОУГ-4) с мол.м.=1450 получают взаимодействием 250 г (1 моль)

4,4-дифенилметандиизоцианата и 1200 г

35 (2 моль) ПТМГ-600 с мол.м.=600, Пример 5. Аналогично примеру 1, однако олигоуретан (ОУГ-5) с мол.м.=3250 получают взаимодействием 250 г (1 моль)

4,4-дифенилметандииэоцианата и 3000 г

40 (2 моль) ПТМГ-1500 с мол.M.=1500, Пример 6, К 2250 г (1 моль) ОУГ-1 (пример 1) при комнатной температуре при перемешивании за один прием добавляют

348 г (2 моль) 2,4-толуилендиизоцианата

45 (2,4-ТДИ) и реакционную смесь выдержива- ют в течение 10-15 мин. Затем повышают температуру реакционной смеси до 70-80 С в течение 10-15 мин и выдерживают ее при этой температуре до полного превращения

ОН-групп, Полученный продукт олигоуретандиизоцианат (ОУИ-1) содержит 3,23

N CO-групп.

Пример 7. Аналогично примеру 6, однако к 1850 г (1 моль) ОУГ-2 добавляют

348 г (2 моль) 2,4-ТДИ и получают ОУИ-2 с содержанием NCO-групп 3,807;.

Пример 8, Аналогично примеру 6, однако к 2650 г (1 моль) ОУГ-3 добавляют

348 г (2 моль) 2.4-ТДИ и получают ОУИ-3 с содержанием NCO-групп 2,80ф .

1707020

Формула изобретения

Составитель С.Пурина

Техред M.Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор Н,Яцола

Заказ2 9 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Пример 9. Аналогично примеру 6, однако к 1450 г (1 моль) ОУГ-4 добавляют

348 г (2 моль) 2,4-ТДИ и получают ОУИ-4 с содержанием NCO-групп 4 67, Пример 10, Аналогично примеру 6, однако к 3250 г (1 моль) ОУГ-5 добавляют

348 г (2 моль) 2,4-ТДИ и получают ОУИ-5 с содержанием N CO-групп 2.33 .

Пример 11. К 25,98 г (0,01 моль) ОУИ-1 (пример 6) при перемешивании за один прием добавляют 2,67 г (0,01 моль) 4,4 -диами1 но-3,3-дихлордифенилметана (МОКА), расплавленного при 122 С, реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 5-10 мин, после чего ее выливают на фторопластовую пластинку и выдерживают при той же температуре в течение 16 ч. Свойства полученного эластомерного материала — полиуретанмочевины (ПУМ-1) приведены в таблице, Пример ы 12-15, Аналогично примеру

11 при том же молярном соотношении ОУИ и MOKA получают ПУМ-2 (на основе ОУИ-2, пример 7). RYM-3 (на основе ОУИ-З, пример

8), ПУМ-4(на основе ОУИ-4, пример 9), ПУМ5 (на основе ОУИ-5, пример 10).

Пример 16. Аналогично примеру 11, К 25,98 г (0,01 моль) ОУИ-1 при перемешивании за один прием добавляют 4 г (0,01 моль)

66,77,-ного раствора МОКА в ацетоне, реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 10-15 мин, после чего выливают ча фторопластовую пластинку с последующей выдержкой при той же температуре в течение 16 ч. Свойства полученного ПУМ-6 приведены в таблице.

5 Пример 17. Аналогично примеру 16. однако в качестве ароматического диамина используют 3,3-диамино-2,2 -дицианодифе1 I нилметан. При этом получают ПУМ-7.

Пример 18. Аналогично примеру 16.

10 однако в качестве ароматического диамина

1 используют 3,3-диамино-2,2-дихлордифе1 нилметан. При этом получают ПУМ-8.

1. Способ получения уретановых эластомеров путем взаимодействия изоцианатного форполимера с ароматическим диамином с последующим отверждением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эластичности и снижения температуры отверждения, в качестве изоцианатного форполимера используют продукт реакции олигомера на основе 4,4-дифенилметандии25 зоцианата и полиокситетраметиленгликоля с мол.м. 800-1200 при молярном соотношении NCO/ОН-групп, равном 1;2, с толуилендиизоцианатом при суммарном молярном соотношении ОН/NCO-групп, равном 2:3.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что ароматический диамин используют в виде 66,7 -ного раствора в ацетоне.