Ароматический полиизоцианурат для полиуретановых лаковых композиций и способ его получения
Патент 883075
Авторы
Ароматический полиизоцианурат для полиуретановых лаковых композиций и способ его получения
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскнх
Соцналнстнческнх республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< >883075 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 27.1 2.79 (2) ) 2860726/23-05 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 23.11.81. Бюллетень %43 (Sl )NL. Кл.
С 08 5 18/02
С 09D3/72
3Ьеударстееиый кемитет
СССР ао делам изебретеиий и етирытий (53) УДК678. .664(088.8) Дата опубликования описания 26.11.81
Е. Г. Чередникова, О. В. Майба, В. А. Ямский, Е. С. Qpa6k
Е. Я. Давыдов и А. В. Уваров t (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) АРОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛИИЗОЦИАНУРАТ ДЛЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ
ЛАКОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ сн, сн
ИСО тСО
Изобретение относится к способам пополучения полимеров повышенной термостойкости, в частности к способам получения полимеров с изоциануратными кольцами, и может быть использовано в различных областях промышленности, например в лакокраS сочной для отделки гибких и жестких подложек.
Известны ароматические полнизоцианураты (ПИБ), получаемые по реакции циклополимеризации толуипендиизоцианата (ТДИ) в присутствии различных каталитнческих сис о тем, на пример апет ат оп щелочных металл ов.
Указанные полиизоцианураты, применяемые в полиуретановых (ПУ) лаковых композициях для отделки древесины, пласт15 масс и других жестких подложек, придают покрытиям (ПК) на их основе высокие физико-механические свойства, такие как водостойкость, стойкость к перепаду темйератур, абразивостойкость и др. $1) .
Недостатками п кр тии ча сснове данных ароматических полиизоциануратов являются низкая эластичность и прочность, вследствие чего полиизоцианураты не рекс мендуются ши использования в ПУ композициях для отделки гибких подложек.
Iles. изобретения — получение нового ароматического полиизоцианурата на основе толуилендиизоцианата и дифенилметандиизоцианата с целью повышения эластичности и прочности полиуретановых композиций с его использованием.
Структура нового ароматического полинзоцнанурата выражается формулой
3 8830 7S, 4 со среднечисловой молекулярной массой натрия или ацетата лития с последующим
1020-1100 для полиуретановых массо- выделением продукта. вых композиций.
Ароматический полиизоцианурат (HHU) получают путем совместной циклотримериэации 2,4-толуилендиизоцианата (ТДИ) и
4,4 -дифенилметандиизоцианата (МДИ) при мсчтьном соотношении 0,5-2: 1 в среде ор ганического растворителя в присутствии
0,05-0,3% от веса изоцианатов ацетата
Структура синтезированного HHU была установлена методом ИК- и ЯМР-спектроскопии. Ввиду того, что ЯМР-спектроскопического анализа было недостаточно для установления структуры fIHU, то исспедовалось его уретановое производное следу10 ющего состава:
1 ансооСн,—
N СЬ си
Or -И 0
b инсооси
Сополимер имеет следующие показатели: вязкость 17 с, сухой осадок 41,0%, содержание изоцианатных групп 8,1%, содержание непрореагировавших мономеров
3,2%. Выход полимера 92 масс.% от . исходной загрузки QHU.
ИК-спектр дает полосы поглощения в области 765, 1410, 1710-1705 и л,/
2280 см, характеризующие изоциануратную структуру.
Среднечисловая молекулярная масса полимера, определенная методом эбуллиоскопии равна 1020.
1 цнсоасн
ЯМР-спектроскопический анализ уретанового производного ПИЦ следующий. Растворитель хлороформ, внутренний стандарт-гексаметилдисилоксан, химические сдвиги выражали в миллионных долях относительно тетраметилсилана по шкале Ю, Химические сдвиги протонов: 4-2,2 м.д., (ЗН CH З- С H4), Р-3,7 м.д. (ЗН CHaO-), с -3,8 — 4,1 м.д. (2н-с н4-сн -сан4).
Уретановое производное имеет спектр, на основаиии которого среднестатическая молекула ПИК может быть представлена в виде двух изоциануратных колец, соединенных между собой молекулой ТДИ.
Соотношение /1
3 3 2 40
:0,9 при соотношении ТДИ:МДИ в сополимере, равном 1:0,8.
Пример 1. В колбу, снабженную термометром, обратным холодильником, мешалкой и тубусом для подача азота последовательно загружают 89,7 г бутилацетата, 34,8 г (0,2 моль) 2,4 — ТДИ и
25 г (0,1 мсцп. ) 4,4 -МДИ. Соотношение
ТДИ:МДИ =2: 1.
Смесь перемешивают и поднимают тем- Ф0 пературу до 100 С. Далее загружают
0,03 г (0,05 мас,% веса ДИЦ) ацетата 1 . Общее время синтеза 13 ч. По достижении иэоциаиатного числа 8,2% (исходное 16;8)% реакционную массу охлаждают и отфильтровывают через Шоттфильтр от катализатора. Полученный раствор полимера ингибируют бенэоипхлоридом.
Соотношение ТДИ:МДИ в сополимере по данным ЯМР-спектроскопии равна
1:0,67.
Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1, но к 127,2 r бутилацетата добавляют 34,8 г (0,2 моль)
2,4-ТДИ и 50 г (0,2 моль) 4,4 МДИ.
Соотношение ТДИ:МДИ=1:1. Смесь нат ревают до 110 С, вводят 0,08 r (0,1 масс.% от веса ДИЦ) ацетата
Через 12 ч синтеза полимер охлаждают, отфильтровывают и ингибируют бензоилхлоридом.
Сополимер имеет следующие показатели: вязкость 13 с,сухой остаток 40% / изоцианатное число 8,0%, содержание непрореагировавших мономеров 2,9%. Выход полимера 93% от загрузки ДИЦ.
ИК-спектроскопический анализ аналогичен примеру 1.
5 6
1ток 40,8%, содержание .изоцианатных групп 8,3%, содержание непрореагировавших мономеров 3,0%, выход полимера
92,5 масс.% от исходной загрузки дииэоцианатов.
ИК и ЯМР-спектроскопический анализ аналогичен примеру 1.
Молекулярная масса 1035.
Пример 6. Процесс ведут аналогично примеру 3, но в качестве катализатора используют ацетат Йа . Время синтеза 10 ч. Анализ сополимера аналогичен примеру 3. ус@
" И +! усС О
МС4 со среднечисловой молекулярной массой
1020-1100 для полиуретановых лаковых композиций.
2. Способ получения ароматического полиизоцианурата, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эластичности и прочности полиуретановых композиций с его использованием, проводят совместную цикло-тримеризацию 2,4-толуилендиизоцианата с 4,4-дифенилметандйt изоцианата при мольном соотношении 0,52:1 в среде органического растворителя в присутствии 0,05-0,3% от веса изоцианатов ацетата натрия или ацетата лития с последующим выделением продукта.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Мо 410061, кл. С 08 Cj 18/02, 1974 (прототип).
5 88307
Среднечисповая молекулярная масса
1020.
Соотношение ТДИ:МДИ в сополимере по данным ЯМР-спектроскопии 1:0,8.
Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 1, но к 67,4 г ксилола добавляют 17,4 r (0,1 моль) 2,4 — ТДИ и
50 r (0,2 моль) 4,4 -МДИ. По достиженииг
100 С в реакционную массу вводят 0,07г (0,l мас.% от веса ДИБ) ацетата L . t0
IIpouecc ведут в течение 16 ч до достижения изоцианатного числа 7,5%. (исходное 17,9%). Далее продукт охлаждают, отфильтровывают и ингибируют бенэоилхлоридом. 1$
Сополимер характеризуется следуюшими показателями: вязкость 14 с, сухой остаток 52,5%, изоцианатное число 7,5%, содержание непрореагировавшего мономера 1,8%. Выход полимера 95,5 масс.% от м загрузки диизоцианатов.
ИК-спектроскопический анализ аналогичен примеру 1.
Среднечисловая молекулярная масса
11 00. 25
Соотношение ТДИ:МДИ в сополимере по данным ЯМР-спектроскопии 1:1,35.
Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 1, но к 84,8 г бутипацетата добавляют 34,8 г (0,2 моль), 2,4- З4
ТДИ и 50 r (0,2 моль) смеси изомеров
4,4, 2,4 и. 2,2 — МДИ (47,3;46,6:6,1).
По достижении 100оС вводят 0,51 r (0,3 масс.% от веса QNLI) ацетата Ы .
Время синтеза 20 ч.
Сополимер характеризуется следующими,показателями: вязкость 1 4 с, сухой оса.аток 52,5%, азоцианатное число
7,9%, содержание непророагировавших мономеров 1,5%. Выход полимера 97 масс.% от загрузки диизоцианатов.
ИК-спектроскопический анализ аналогичен примеру 1.
Среднечисловая молекулярная масса
1050.
4S
Соотношение ТДИ:МДИ в сополимере по данным ЯМР-анализа 1:0,75.
Пример 5. Процесс ведут аналогично примеру 1, но в качестве ТДИ используют смесь изомеров 2,4- и 2,6-ТДИ (80/20). Время синтеза 14 ч.
Сополимер характеризуется следующими показателями.,вязкость 14 с, сухой остаФормула изобретения
1. Ароматический полииэоаианурат формулы
ВНИИПИ Заказ 1 01 16/33 Тираж 533 Подписное
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4