Способ получения эпоксиполиуретанов
Владельцы патента RU 2457220:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)
Настоящее изобретение относится к способу получения эпоксиполиуретанов, которые могут применяться для получения лакокрасочных покрытий и заливочных композиций. При осуществлении данного способа осуществляют взаимодействие полиола с эпоксидной смолой при температуре 160-180°С в течение 50-60 минут, затем полученную смесь вакуумируют в течение 5 минут при давлении 3-5 мм рт.ст., охлаждают до комнатной температуры, добавляют расчетное количество изоцианата, перемешивают 3-5 минут и отверждают. Технический результат заключается в упрощении способа получения эпоксиполиуретанов, обладающих повышенной износостойкостью, эластичностью и пластичностью. 16 пр., 1 табл.
Изобретение относится к способу получения эпоксиполиуретанов, которые могут применяться для получения лакокрасочных покрытий и заливочных композиций.
Известен способ получения эпоксиполиуретанов путем взаимодействия полиола и эпоксидной смолы с диизоцианатом с последующим введением диамина, в качестве полиола вводят смесь сложного полиэфира и дифенилсиландиола, взятых в мольном соотношении 1:0,5-1. Процесс ведут при 85-90°С и остаточном давлении 3-5 мм рт.ст. 60-65 мин (SU 854943 С08G 18/58, С08G 18/32, 15.08.81).
Недостатком способа является сложность и длительность процесса изготовления, а также способ не обеспечивает получения эластичного эпоксиполиуретана.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения эпоксиполиуретанов путем взаимодействия полиола с эпоксидной смолой, ароматическим диизоцианатом и с последующим взаимодействием с диамином. Процесс ведут при 75-80°С и остаточном давлении 3-5 мм рт.ст. в течение 50-60 мин (SU 696031, МПК 7 С08G 18/10, 74.12.16).
Однако полученный продукт представляет собой жесткий полимерный материал, а при отверждении образуется неоднородное покрытие.
Задача изобретения - расширение арсенала способов получения эпоксиполиуретанов с повышенной эластичностью и износостойкостью.
Технический результат заключается в упрощении способа, повышении эластичности и износостойкости эпоксиполиуретанов.
Это достигается тем, что в способе получения эпоксиполиуретанов путем взаимодействия полиола, эпоксидной смолы и изоционата согласно изобретению взаимодействие полиола с эпоксидной смолой осуществляют при температуре 160-180°С в течение 50-60 минут, затем полученную смесь вакуумируют в течение 5-7 минут при давлении 3-5 мм рт.ст., охлаждают до комнатной температуры, добавляют расчетное количество изоцианата, перемешивают 3-5 мин и отверждают.
Отличие предлагаемого способа заключается в том, что первоначально нагревают полиол с эпоксидной смолой при температуре 160-180°С. При этом происходит полная конверсия эпоксидных групп и высушивание гидроксилсодержащих компонентов. Полученные композиции обладают высокой твердостью и эластичностью.
Для осуществления способа использовали простые полиэфиры: Voranol P400 (ТУ 025322-69-4), лапрол 402-2-100 (ТУ 2226-013-10488057-94); и сложные полиэфиры: ПДА-800 (ТУ 38.103287-80), П-9-14 (ТУ 38.303-04-09-90) изоцианат - ПОЛИУР БТ марки Б (ТУ 2224-152-04691277-96). В качестве эпоксидной смолы использовали эпоксидиановые смолы ЭД-20 молекулярной массой 390-550 (содержанием эпоксидных групп 20-22%) и ЭД-16 молекулярной массой 480-540 (содержанием эпоксидных групп 16-18%) (ГОСТ 10587-84).
Время высыхания композиции определяли по ГОСТ 19007-73, твердость по Шору по ГОСТ 263-75, прочность на разрыв, относительное удлинение определяли в соответствии с ГОСТ 11262-80, ударную вязкость по ГОСТ 4647-80, износостойкость в соответствии с ГОСТ 11012-69.
Пример 1. Эпоксиполиуретан получают следующим образом: в колбу, снабженную мешалкой и термометром, помещают полиэфир Voranol P400 80,0 г и 20,0 г эпоксидной смолы ЭД-16, взаимодействие ведут при температуре 160°С в течение 50 минут, затем полученную смесь вакуумируют в течение 5 минут при давлении 3 мм рт.ст., охлаждают до комнатной температуры, добавляют 73,2 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б), перемешивают при этой температуре 5 мин и заливают в формы. Полученный образец оставляют высыхать при комнатной температуре. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1,1. Физико-механические показатели полученных составов приведены в таблице 1.
Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 70,0 г и 30,0 г эпоксидной смолы ЭД-16, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 74,1 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б), перемешивают 7 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1,1.
Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 60,0 г и 40,0 г эпоксидной смолы ЭД-16, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 68,2 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 50,0 г и 50,0 г эпоксидной смолы ЭД-16, взаимодействие ведут при температуре 160°С в течение 60 минут. Добавляют 68,9 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 7 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 80,0 г и 20,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 50 минут. Добавляют 74,4 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1,1.
Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 70,0 г и 30,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 160°С в течение 60 минут. Добавляют 69,0 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 60,0 г и 40,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 70,5 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 8. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Voranol P400 50,0 г и 50,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 50 минут. Добавляют 71,6 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 7 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1,1.
Пример 9. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Л-402-2-100 75,0 г и 25,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 81,5 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+OH)/NCO - 1/1,1.
Пример 10. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Л-402-2-100 65,0 г и 35,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 170°С в течение 60 минут. Добавляют 75,6 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 7 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+OH)/NCO - 1/1.
Пример 11. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир Л-402-2-100 55,0 г и 45,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 69,3 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/0,9.
Пример 12. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир ПДА-800 75,0 г и 25,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 52,9 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 13. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир ПДА-800 70,0 г и 30,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 47,3 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 14. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир ПДА-800 50,0 г и 50,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 170°С в течение 60 минут. Добавляют 56,2 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 7 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 15. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир П-9-14 70 г и 30,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 40,8 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Пример 16. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В качестве полиэфира берут полиэфир П-9-14 60 г и 40,0 г эпоксидной смолы ЭД-20, взаимодействие ведут при температуре 180°С в течение 60 минут. Добавляют 47,3 г изоцианата ПОЛИУР БТ (марки Б). Перемешивают 5 мин. Мольное соотношение реагирующих групп (ЭГ*+ОН)/NCO - 1/1.
Из таблицы следует, что полученные эпоксиполиуретаны обладают повышенной износостойкостью, высокими значениями показателей «относительного удлинения при разрыве», что характеризует повышенную эластичность и пластичность у данных полимеров.
Способ получения эпоксиполиуретанов путем взаимодействия полиола, эпоксидной смолы и изоцианата, отличающийся тем, что взаимодействие полиола с эпоксидной смолой осуществляют при температуре 160-180°С в течение 50-60 мин, затем полученную смесь вакуумируют в течение 5-7 мин при давлении 3-5 мм рт.ст., охлаждают до комнатной температуры, добавляют расчетное количество изоцианата, перемешивают 3-5 мин и отверждают.
