Способ получения блокированных изоцианатов

Способ получения блокированных изоцианатов

Реферат

Изобретение относится к способу получения блокированных изоцианатов, предназначенных для использования в качестве отвердителя эпоксидных смол в эпоксидных составах с длительным сроком хранения. Известен способ получения блокированных изоцианатов путем блокирования ароматических ди- и триизоцианатов, соединениями содержащими подвижный атом водорода, общей формулы RNH, где R=Ar с использованием в качестве катализатора хлористого цинка, (см. А.С. СССР №508.499 Б.И. №12, 1976 г.прототип.

Недостатками известного способа является необходимость пропускания азота через реакционную смесь, что усложняет процесс получения блокированных изоцианатов, но, главное, использование катализатора - хлористого цинка, который остается в конечном продукте.

Присутствие цинка в блокированном изоцианате исключает возможность применения последнего в качестве латентного отвердителя, поскольку хлористый цинк является активным отвердителем холодного отверждения эпоксидных смол. Целью заявляемого изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол, обеспечивающий упрощение технологии получения блокированных изоцианатов без использования дополнительных катализаторов, стабильность эпоксидных составов при хранении в обычных условиях, их быстрое отверждение при температуре 120-170°C и достижение высоких физико-механических свойств отвержденных полимеров. Поставленная цель достигается тем, что в качестве изоцианатного компонента применяют технический продукт - полиизоцианат, представляющий собой жидкую смесь изомеров 4,4'-2,2' и 4,2' - дифенилметандиизоцианата и их гомологов три- и тетраизоцианатов, ароматические кольца которых связаны метиленовыми мостиками, а в качестве блокирующего агента - смесь, состоящую их ε-капролактама(А), метилпиразола(Б) и бензилового спирта(В) в соотношении А:Б:В от 90:9:1 до 10:80:10, при этом блокирование осуществляют перемешиванием расплава реакционной массы при температуре от 60 до 140°C в течение от 40 до 180 минут при соотношении изоцианатного и блокирующего компонентов от 76:24 до 60:40.

Пример 1

В реактор снабженный обогревом и механической мешалкой загружают 68 весовых частей технического продукта - полиизоцианата, представляющего собой вязкую темно-коричневую жидкую смесь дифенилметан-4, 4'-диизоцианата (MDI) с изомерами и гомологами, и 32 весовые части заранее приготовленной смеси ε-капролактама (А), метилпиразола (Б) и бензилового спирта(В) в соотношении А:Б:В 48:46:6. Температуру реакционной смеси поднимают до 100°C и выдерживают при постоянном перемешивании в течение 110 минут. Охлажденный до 60°C продукт сливают в емкости объемом от 1 до 20 литров.

Полученный продукт имеет температуру размягчения 56°C, не содержит свободных изоцианатных групп, растворим в полярных растворителях (ацетон, этицеллозольв и др.)

Примеры 2-5 осуществляю аналогично примеру 1 с изменением параметров в соответствии с таблицей 1.

Свойства полученных блокированных изоцианатов приведены в таблице 2, где показаны их преимущества в сравнении с прототипом.

Таблица 1
Параметры осуществления заявляемого способа по примерам 2÷5
№ п/п	Наименование параметров	Величина параметров по примерам
2	3	4	5
1	Соотношение компонентов блокирующей смеси А:Б:В	48:46:6	48:46:6	90:9:1	10:80:10
2	Соотношение изоцианатного и блокирующего компонента	76:24	60:40	68:32	68:32
3	Температура реакционной массы, °C	140	60	100	100
4	Время выдержки реакционной массы при температуре, мин	40	180	110	110

Таблица 2
Свойства заявляемой полимерной композиции по примерам 1-6 в сравнении с прототипом
N п/п	Наименование параметров	Величина показателя для примеров и прототипа
1	2	3	4	5	прототип
1	Содержание свободных изоцианатных групп, %	0	1	0	2	2	2
2	Температура смешения смолы и отвердителя, °C	80	70	80	75	70	120
3	Растворимость в полярных органических растворителях	растворимы	Ограниченно растворим
4	Стабильность при хранении систем смола ЭД-20 + полученный блокированный изоцианат, при Т=20°C	Не менее 120 суток	1 сутки
5	Время отверждения при Т=140°C, мин	20	15	17	20	15	40
6	Предел прочности при сжатии, МПа	170	175	175	180	175	150
7	Температура деструкции	260	255	260	255	255	230

Способ получения блокированных изоцианатов, включающий операцию взаимодействия ароматических ди- и триизоцианатов с соединениями, содержащими активный атом водорода, отличающийся тем, что в качестве изоцианатного компонента применяют технический продукт - полиизоцианат, представляющий собой жидкую смесь изомеров 4,4'-2,2' и 4,2'-дифенилметандиизоцианата и их гомологов три- и тетраизоцианатов, ароматические кольца которых связаны метиленовыми мостиками, а в качестве блокирующего агента - смесь, состоящую из ε-капролактама (А), метилпиразола (Б) и бензилового спирта(В) в соотношении А:Б:В от 90:9:1 до 10:80:10, при этом блокирование осуществляют перемешиванием расплава реакционной массы при температуре от 60 до 140°C в течение от 40 до 180 мин при соотношении изоцианатного и блокирующего компонентов от 76:24 до 60:40.