Способ получения уретановых эластомеров

 

Использование: изготовление оболочек,, работающих в условиях динамических нагрузок при высокой температуре в контатке с липкими средами. Сущность изобретения: к расплавленному полиэтияенгликольадипинату добавляют 2,4-толуилендиизоцианат. Синтез ведут при SO°C, давлении 200-600 Па в течение 60 мин, Затем вводят 0,1-0;5% от общей реакционной массы метил-3,3,3-трйфторпропилсилоксанового каучука формулы НО{Г51(СНзХСН2СН2СРз) SJ(CH3)(CH3)-0 m}kOH, где п 5,0-100. m 0-50, k 100, перемешивают и добавляют 4,4-метиленбис-(0-хлоранилин)- Диамет X, Полученный материал заливают в форму и отверждаютпри.120°С. Образцы имеют разрывную прочность 520-550 кгс/см2, относи-, тельное удлинение 500-600%. Оболочки для прессования крксопековой массы имеют 9- 12 циклов до разрушения, прессуемая масса на оболочку не налипает. 7 пр. 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,5U, 1796636 А1 (я>s С 08 G 18/08, 18/61

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853457/05 (22) 19.07.90

- (46) 23.02,93, Бюл. N 7, (71) Научно-производственное объединение

2 с липкими средами. Сущность изобретения: к расплавленному полиэтиленгликольадипинату добавляют 2,4-толуилендиизоцианат; Синтез ведут при 80 С, давлении по механизации и автоматизации производ- 200-600 Па в течение 60 мин, Затем вводят ства машин для хлопководства "Технолог" 0,1=0;5% от общей реакционной массы ме(72) Т,Н.Баратова. В,П.Милешкевич, . тил-3;3,3-трифторпропилсилоксанового каучука формулы НО{(Я)(СНз)(СН2СН2СГЗ) О п

М,С,Бальшин; 6,М.Øòåéíâàñ, И,А,Тюменев (Я)(СНЗ)(СНз)-О)п)КОН, где n = 50-100. m =

0-50, k = 100, перемешивают и добавляют и Г,И.Неймарк (56) Авторское свидетельство СССР

N- 929653, кл. С 08 G 18/61, 1980

4,4-метиленбис-(C-хлоранилин)-"Диамет Х"

Авторское свидетельство СССР

:М 956494; кл. С 08 G 18/08, 1980, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УРЕТАНОВЫХ

ЭЛАСТОМЕРОВ:

Полученный материал заливают в форму и отверждают при 120 С, Образцы имеют разрывную прочность 520-550 кгс/см2. относительное удлинение 500-600%. Оболочки для (57)Использование;.изготовление оболочек„прессования коксопековой массы имеют 9работающих B условиях динамических на- 12 цикловдо разрушения, прессуемая масса на оболочку не налипает. 7 пр, 1 табл грузок при высокой температуре в контатке

Изобретение относится к способам получения уретановых зластомеров, работающих в условиях динамических нагрузок при высокой температуре в контакте с липкими средами,.в частности, для изготовления оболочек для гидростатического прессования коксопековых композиций, имеющих в разогретом состоянии повышенную липкость.

Известен способ получения полиуретоновых эластомеров путем взаимодействия форполимера с концевыми изоцианатными группами с диамином в присутствии катали. затора, причем форполимер предваритель: но смешивают в течение 25-30 мин при 3-5 мм рт.ст, и 55-65 С с 20-40% от массы форполимера диметилсилоксанового полимера, В качестве диметилсилоксанового полимера используют низкомолекулярный синтетический термостойкий каучук СКТН.(ГОСТ 13-835-73).. Эластомер, полученный по известному способу, имеет твердость по

Шору А 85-90, поэтому в условиях гидростатического прессования под действием высокого давления в эластичных оболочках возникают необратимые деформации, вызывающие образование гофр. Это искажает форму оболочки:и делает ее непригодной к дальнейшему использованию. Кроме того, из-за высокой твердости материала тонкостенные эластичные оболочки имеют малую динамическую выносливость. Они трескаются и ломаются.в местах концентрации напряжений;

Известен способ получения уретановых эластомеров путем взаимодействия сложного попиэфира — попиэтиленгликольадипината с 2,4-толуилендиизоцианатом и удпинитепем цепи — смесью амина и глице1796636 рина при нагревании и давлении 200-600

Па. Взаимодействие ведут в присутствии 5157, от общего количества реакционной смеси фторсиликонового олигомера.

В качестве фторсиликонового олигомера используют низкомолекулярный каучук марки СКТН (MPTY 6-04-184-64), который добавляют на стадии синтеза форполимера, Эластомер по известному способу имеет твердость по Шору А 65 ед. и хорошие прочностные свойства при комнатной температуре, Однако, при 100 С из-за наличия глицерина в качестве одного из компонентов удлинителя цепи, резко (e 5-6 раз) снижается разрывная прочность эластомера и

его сопротивление раздиру. Оболочки из этого материала, работающие при температуре 100 и давлении 800 атм, не выдерживают перепада давления и разрываются после 1-3-х циклов прессования. Кроме того, из-за размягчения поверхностного слоя материала наблюдается налипание значительного количества прессуемой массы на внутреннюю поверхность оболочки, внедрение в материал крупных частиц. При снятии давления прессовку невозможно извлечь, она как бы "сплавляется" с оболочкой.

Целью предлагаемого изобретения является повышение динамической выносливости уретановых эластомеров и снижение их адгезии к липким средам.

Указанная цель достигается тем, что, согласно способу получения уретановых эластомеров путем взаимодействия полиэтиленгликольадипината с 2,4-толуилендиизоциан атом и удлинителем цепи в присутствии фторсиликонового олигомера при нагревании и давлении 200-600 Па с последующим отверждением, в качестве фторсиликонового олигомера используют метил-3,3,3-трифторпропилсилоксановый каучук в количестве 0,1-0,5 / от общей реакционной массы и формулы вида

HO((Si(CHz)(CHzCHzCFa)-0)n(Р(СНз)(СНз)-0) ) ОН, где n = 50-100. m = 0-50, k = 100, причем каучук добавляют в реакционную массу перед отверждением эластомера, а в качестве удлинителя цепи используют 4,4-метиленбис(0-хлоранилин), В этом случае длинные молекулы каучука, располагаясь между молекулярными цепями полиуретанавого форполимера, полученного в результате взаимодействия полиэфира с дииэоцианатом, ослабляют межмолекулярное взаимодействие и способствуют образованию упорядоченной трехмерной сетки полиуретанового эластомера при последующей сшивке 4,4-метиленбис(0-хлоранилином), выполняя тем са мым роль структурного плас ификатора.

Это сопровождается образованием более совершенной надмолекулярной структуры с более мелкими морфологическими образованиями, поверхностный слой эластомера получается более плотным, с меньшим числом микропор и микродефектов.

В случае же введения фторсил IKQHoBOro каучука на стадии синтеза форполимера, как в прототипе, каучук за счет наличия гидроксильных групп в своей молекуле вступает во взаимодействие с NCO-группами изоцианата, встраиваясь в молекулярную цепь полиуретана. Реакционная смесь получается вязкой, что затрудняет последующую сшивку форполимера и заливку изделий, а эффект упорядочения структуры — получение более плотного поверхностного слоя материала не проявляется.

В результате предлагаемой модификации уретанового эластомера малыми добавками 0,1-0,5 / фторсодержащего силоксанового каучука повышается динамическая выносливость эластомера, Наличие в материале атомов фтора и кремния повышает антиадгезионные свойства эластомера и улучшает термостойкость последнего. Поэтому при разогреве эластомера до 120" С не происходит размягчения его поверхностного слоя, и при высоких давлениях частицы прессуемого материала не внедряются в оболочку, она легко отходит от липкой прессуемой массы.

B качестве метил-3,3,3-трифторпропилсилоксанового каучука используют каучук

СКТНФТ-50 по TY 38,103124-87, у которого

n = 50, m = 50. Он представляет собой прозрачную жидкость с динамической вязко40 стью 3-6 Па с.

Используют также каучук НФС-100 НТ, имеющий п = 100, m = О, Этот каучук является модернизацией серийного каучука НФС100 no TY 38.103480-87, В отличие от

45 серийного каучука он имеет рН 7 (у серийного рН 3-5), Динамическая вязкость этого каучука 12-16 Па . c.

При введении менее 0,1 мас. /, метил3.3.3-трифторпропилсилоксанового каучука не наблюдается заметного увеличения динамической выносливости материала и снижения его адгезии к прессуемой массе.

При введении более 0,5 мас. /, метил3,3,3-трифторпропилсилоксанового каучука

55 совместимость его с уретановым эластомером ухудшается, что приводит к снижению прочностных свойств материала. и. как следствие, к уменьшению динамической выносливости.

1796636

В качестве сложного полиэфира используют полиэтиленгликольадипинат (продукт

П-6 по ТУ 38.103.522-85).

В качестве 2.4-толуилендиизоцианата используют продукт 102-T по ТУ 6-03-331- 5 . 79, В качестве удлинителя цепи используют продукт Диамет-Х по ТУ 6-14-280-73, Пример 1. К 100 г полиэфира Пб, расплавленного и высушенного в течение 10 часа, добавляют 15,7 г продукта 102-Т. Синтез ведут при 80 С и остаточном давлении

200-600 Па в течение 60 мин. После окончания синтеза вводят 0,12 г (0,1 мас. ) метил-3,3,3-трифторпропилового каучука 15

СКТНФТ-50, перемешивают в течение 5 минут, добавляют 8 г расплавленного "Диамет"Х" и снова тщательно перемешивают

2-3 мин, Полученный материал заливают в фор- 20 му и отверждают при 120 С в течение 24 ч, Образцы для физико-механических испытаний по ГОСТ 270-75 испытываются через 14 с ут.

Пример 2. Отличается от примера 1 25 содержанием каучука — 0,4 r (0,3 мас.,)

НФС-100 НТ, Пример 3. Отличается от примера 1 содержанием каучука — 0,7 г (0,5 мас. )

СКТНФТ-50. 30

Пример 4. Отличается от примера 1 содержанием каучука — 0,7 г Н ФС-100 НТ.

Формула изобретения

Способ получения уретановых эластомеров путем взаимодействия полиэтилен гликольадипината с 2,4-толуилендиизоцианатом и удлинителем цепи в присутствии фторсиликонового олигомера при нагревании и давлении 200-600 Па с последующим отвер>кдением, о т л и ч а ющ ий с я тем, что, с целью повышения динамической выносливости элэстомеров и снижения их адгезии к липким средам, Г1 р и м е р 5. Отличается от примера 1 содержанием каучука 1.23 г (1,0 мас. )

НФС-100 HT, Пример 6 (прототип). Отличается от примера 1 содер>канием каучука (5 мас.%) 7 с CKTH.

Пример 7, Отличается от примера 1 отсутствием каучука.

Кроме образцов для физико-механических испытаний, из каждой композиции были изготовлены оболочки наружным диаметром 62 мм и длиной 170 мм (при толщине стенок 4 мм). В оболочках проводили прессование коксопековой композиции при температуре 100 С и давлении 100 МПа.

Прилипание коксопековой массы к внутренней поверхности оболочек оценивали визуально, Динамическую выносливость эластомера оценивали числом циклов до разрушения, т.е..разрыва оболочки и потери герметичности.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, введение перед отверждением в уретановый эластомер 0,10,5 мас. метил-3,3,3-трифторпропилсилоксанового каучука и использование в качестве удлинителя цепи Диамет-X исключает прилипание к оболочке коксопековой массы и 2-3 раза увеличивает срок службы оболочек. взаимодействие ведут в присутствии 0,10.5 от общей реакционной массы метил 3,3.3-трифторпропилсилоксанового каучука формулы

НO((SI(CНз)(СН2СН2С<з) 0)п (S!(СНз)(СНз)-О),) ОН где и = 50-100, а = 0-50, k = 100, причем добавляют в реакционную массу перед отверждением эластомера, а в качестве удлинителя цепи используют 4,4-метиленбис(0-хлоранилин), 1796 б36

Составитель Б.Штййнвас

Техред M.Моргентау Корректор H.Ñëàáîäÿíèê

Редактор Т.Иванова

Производственно-издатеаьский комбинат "Патент", г, Ужгород, уо.Гагарина, 101

Заказ 630 . Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5