Полиуретановая композиция

 

Изобретение относится к области производства полиуретановых эластомеров, предназначенных для изготовления покрытий валов скоростных бумагоделательных машин, каландровых роликов для машин в производстве магнитных лент, а также для изготовления полиуретановых изделий различного назначения для авиационной и автомобильной промышленности. Описывается полиуретановая композиция, содержащая 76,89-78,77 мас.% полифуритного уретанового форполимера на основе смеси 2 молей 2,4-2,6-толуилендиизоцианата и 1 моля смеси полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 и олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 0,7:0,3 соответственно, а также жидкий отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана и полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 - остальное. Изобретение позволяет удешевить производство за счет использования более доступного олигооксипропиленгликоля (“Лапрол 1052”), при этом получают полимер, характеризующийся твердостью по Шору А 91-96 усл. ед. и сопротивлением раздиру при 23±2°С 83-120 Н/мм, пределом прочности при растяжении (23±2°С) 42,2-45,6 МПа. 3 табл.

Изобретение относится к области производства полиуретановых эластомеров, предназначенных для изготовления покрытий валов скоростных бумагоделательных машин, каландровых роликов для машин в производстве магнитных лент, а также для изготовления полиуретановых изделий различного назначения для авиационной, автомобилестроительной промышленности.

Известен способ получения полиуретана по патенту №2078773 С1, кл. 6 С 08 G 18/08, 1997 г. Полиуретановый эластомер, описанный в патенте, состоит из гидроксилсодержащего соединения - форполимера с молекулярной массой 1800-2000 со свободными гидроксильными группами и высокой степенью разветвленности и получен взаимодействием 1 моля полифурита с мол. м. 1000 с 0,5-0,6 молей 2,4-толуилендиизоцианата при их конечном молярном соотношении 1:1,9-2,1 соответственно с последующим отверждением смесью полиэтиленгликольадипината с мол. м. 800 и 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана в соотношении 0,2:0,68 соответственно.

Недостатком данной композиции являются низкие деформационно-прочностные характеристики, особенно твердость по Шору А - 70-78 усл. ед., что не позволяет рекомендовать ее для изготовления многих изделий, эксплуатируемых в условиях поверхностных нагрузок.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является полиуретановая композиция по патенту №2155781 С2, кл. 7 С 08 L 75/04, 1998 г.

Композиция содержит, мас.%:

Полифуритный уретановый форполимер СКУ-ПФЛ-100 56,4-62,2

Уретановый форполимер на основе 2,2 моля

2,4-толуилендиизоцианата и 1,0 моля

олигооксиэтиленгликоля с молекулярной массой 400

(Форполимер 402 Ф) 8,6-13,4

Жидкий отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана (диамет X) и полиокситетраметиленгликоля при их мольном соотношении 0,67:0,33 Остальное

Недостатком данной композиции являются низкий предел прочности при растяжении, низкая твердость. В композиции используется дорогой импортный полифурит - полиокситетраметиленгликоль импортного производства (Германия)

Задачей изобретения является создание полиуретановой композиции, обладающей повышенными деформационно-прочностными характеристиками при сниженной себестоимости продукции.

Поставленная задача решается за счет того, что композиция, содержащая полифуритный полиуретановый форполимер и жидкий отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана и полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000, содержит форполимер на основе 2 молей 2,4-2,6-толуилендиизоцианата и 1,0 моля смеси полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 и олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 0,7:0,3 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полифуритный полиуретановый форполимер на основе 2 молей 2,4-2,6-толуилендиизоцианата и 1 моля смеси полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 и олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 0,7:0,3 соответственно 76,89-78,77

Жидкий отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’- диаминодифенилметана и полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 Остальное

В составе полиуретановой композиции используется форполимер на основе 2 молей 2,4-2,6-толуилендиизоцианата (продукт Т-80) ТУ 113-00-05761643-17-85 и 1,0 моля смеси полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 (полифурит) ТУ 6-02-646-81 и олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 (“Лапрол 1052”) ТУ 2226-411-05761784-96 при их мольном соотношении 0,7 (70 мас.%):0,3 (30 мас.%).

В качестве жидкого отвердителя (сшивающего агента) используется отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана (диамет X) ТУ 6-14-980-84 и полиокситетраметиленгликоля (полифурит) с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 0,7:0,2.

Технологический процесс изготовления полиуретановой композиции состоит из следующих операций:

- синтеза форполимера на основе смеси 70% полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 (полифурита) и 30% олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 (“Лапрола 1051”) и 2,4-2,6-толуилендиизоцианата (продукт Т-80);

- приготовления жидкого отвердителя;

- приготовления полиуретанового состава и слива его в формы.

Синтез форполимера ведется в реакторе синтеза при температуре 60-70°С, при вакуумметрическом давлении минус 0,1-0,085 МПа и работающей мешалке.

После приготовления форполимера в рубашку реактора вводится холодная вода для снижения температуры форполимера до 25-30°С.

Жидкий отвердитель готовится в емкости с подогревом, при этом в подогретый до 80-90°С полифурит и при атмосферном давлении загружается навеска диамета X. Перемешивание производится до полного растворения диамета X.

Смешивание форполимера и жидкого отвердителя производится при температуре 24-40°С, после чего реакционная масса заливается в формы для отверждения при температуре 35-80°С.

В полиуретановой композиции используется дорогой полиокситетраметиленгликоль импортного производства. С целью удешевления продукции проведены работы по частичной замене полиокситетраметиленгликоля (полифурита) на отечественный олигооксипропиленгликоль (“Лапрол 1052”).

В процессе проведения опытных работ выяснилось, что 100% замена полиокситетраметиленгликоля на олигооксипропиленгликоль приводит к резкому снижению релаксационных свойств эластомеров. Данный эффект связан в первую очередь с температурой стеклования полиуретанового эластомера, так как полиуретановый эластомер на основе олигооксипропиленгликоля (“Лапрола 1052”) обладает высокой температурой стеклования (15-20°С), в силу этого их эксплуатация при нормальных условиях затруднена. В результате серии опытов было подобрано оптимальное мольное соотношение полиэфиров в форполимере: полиокситетраметиленгликоля к олигооксипропиленгликолю 0,7:0,3 соответственно при сохранении физико-механических характеристик.

Выбранное мольное соотношение 2:1 между 2,4-2,6-толуилендиизоцианатом и смесью форполимеров обусловлено необходимостью регулирования твердости полученных полиуретановых изделий в интервале 91-96 усл. ед.

Заявленный диапазон соотношений между 2,4-2,6-толуилендиизоцианатом и смесью полиэфиров определен экспериментальным путем.

Примеры конкретного выполнения представлены в таблицах 1 и 2.

Результаты испытаний композиции представлены в таблице 3.

Как видно из данных (примеры 2, 3, 4, 6), приведенные в таблицах 1, 2, 3, качество полиуретановой композиции соответствует требованиям, предъявленным к ней. Полиуретановая композиция не уступает по качеству прототипу, а по твердости превосходит аналоги.

Композиция по примерам 1, 5 с запредельными количественными значениями содержания компонентов не обладает заданными характеристиками.

Формула изобретения

Полиуретановая композиция, содержащая полифуритный полиуретановый форполимер и жидкий отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана и полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000, отличающаяся тем, что композиция содержит форполимер на основе 2 моль 2,4-2,6-толуилендиизоцианата и 1 моль смеси полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 и олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 0,7:0,3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полифуритный уретановый форполимер на основе 2 моль 2,4-2,6-толуилендиизоцианата и 1 моль смеси полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 и олигооксипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 при их мольном соотношении 0,7:0,3 соответственно 76,89-78,77

Жидкий отвердитель на основе 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана и полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 Остальное

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4