ПОЛИУРЕТАНОВАЯ, НАПОЛНЕННАЯ РЕЗИНОВОЙ КРОШКОЙ, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОДУЛЬНЫХ МАСЛОБЕНЗОСТОЙКИХ ЭЛАСТОМЕРОВ Российский патент 2001 года по МПК C08L75/06 

Изобретение относится к составам полиуретановых композиций, предназначенных для получения низкомодульных маслобензостойких материалов с невысокой твердостью, применяемых для облицовки окрасочных валиков в полиграфии, изготовления прокладочных и облицовочных материалов, устойчивых к действию нефтепродуктов, производства композиционных материалов различного назначения.

Известна рецептура используемого в полиграфии низкомодульного полиуретана СКУ-В, получаемого путем одностадийного синтеза из полифункционального сложного олигоэфира П-В с молекулярной массой 1300-1800 и 2,4-толуилендиизоцианата (Апухтина Н.П., Короткина Д.М., Лифшиц К.С., Сидорович Е.А. Свойства низкомодульного уретанового эластомера СКУ-В// Каучук и резина. - 1967, N 12 - с. 11-13). При низком модуле и твердости 20-50 усл.ед. по Шору эластомер СКУ-В имеет относительное удлинение при растяжении 400 - 500%, предел прочности при разрыве 1,2 - 2,2 МПа.

Недостатком известной рецептуры является низкий уровень предела прочности и отсутствие в настоящее время производства полиэфира П-В.

Наиболее близкой к заявляемой композиции по технической сущности является рецептура низкомодульного полиуретанового эластомера СКУ-МС, представляющего собой продукт взаимодействия сложного полиэфиртриола П-9А (или П-2200) с молекулярной массой 1900-2100 и 2,4-толуилендиизоцианата (ТДИ) при мольном соотношении (ТДИ-олигоэфир (1,2-1,5): 1 (Зрайченко Л.И., Колчанова Т.А., Суворов И. А. , Зиновьев В. М. Разработка низкомодульного полиуретанового эластомера СКУ-МС для полиграфической промышленности //Тезисы докладов Первой Уральской научно-технической конференции "Полиуретаны и технология их переработки". - Пермь: УрОРАН. 1995. - С. 41-42 - прототип). Эластомер СКУ-МС в зависимости от мольного соотношения реагентов имеет следующие физико-механические характеристики:
- предел прочности при растяжении, МПа 0,9-1,8
- относительное удлинение при разрыве, % 100-400
- модуль упругости при 100% деформации, МПа 0,4-1,7
- твердость по Шору , усл.ед. 10-60
Полиуретан СКУ-МС стоек к действию углеводородных растворителей, минеральных масел, полиграфических красок. Недостатком эластомера является высокая стоимость, низкие деформационно-прочностные характеристики, что не позволяет использовать его в изделиях, работающих в условии повышенных нагрузок. Недостатком известной рецептуры является низкий уровень механических показателей.

Целью изобретения является создание низкомодульной наполненной РК (резиновой крошкой) маслобензостойкой полиуретановой композиции, повышение уровня деформационно-прочностных характеристик при сохранении низкого модуля в диапазоне твердости 10-30 усл.ед.

Поставленная цель достигается за счет того, что наряду со сложным олигоэфиртриолом П-9А (продукт взаимодействия адипиновой кислоты, этиленгликоля и глицерина) с молекулярной массой 2000 и ТДИ композиция дополнительно содержит сложный олигоэфирдиол П-6 с молекулярной массой 2000 и резиновую крошку (ТУ 38.108035-92) фракции 160 500 мкм при мольном соотношении П-9А: П-6= 0,925-0,075, соотношении между гидроксильными группами (ОН) смеси олигоэфиров и изоцианатными (NCO) группами ТДИ, равном 1,0:1,5. Резиновая крошка (РК) вводится в количестве 10-20%.

Заявленный диапазон соотношений между олигоэфирами, ТДИ и резиновой крошкой определен экспериментально и обеспечивает оптимальный комплекс деформационно-прочностных свойств наполненной низкомолекулярной полиуретановой композиции. Свойства композиции регулируются количеством вводимой резиновой крошки.

Введение в композицию 10% РК (табл. 1,2, поз. 2) не приводит к росту прочности, однако относительное удлинение составляет 950% при твердости по Шору 14 усл.ед. и незначительном набухании в нефтепродуктах. Повышение содержания РК до 20% приводит к значительному повышению деформационно-прочностных характеристик (табл. 1,2, поз. 3), твердости при высокой маслобензостойкости. В соответствии с ГОСТ 9.071-76 "Единая система защиты от коррозии и старения. Резины для изделий, работающих в жидких агрессивных средах. Технические требования" по стойкости в нефтепродуктах низкомодульные полиуретановые композиции с содержанием РК 10-20 относятся к стойким продуктам (группа стойкости 1н).

Выбранный массовый диапазон резиновой крошки в композиции 10-20% обусловлен необходимостью регулирования твердости 10-30 усл.ед. по Шору и деформационно-прочностных характеристик при высокой маслобензостойкости. При повышении массовой доли крошки выше 20%, при повышении уровня прочностных характеристик снижается относительная деформация и маслобензостойкость (поз. 4-6 табл. 1,2).

Технология изготовления низкомодульной, наполненной РК полиуретановой композиции одностадийна и заключается в смешении олигоэфиров, резиновой крошки с массовой долей воды не более 0,05% с ТДИ при температуре (45±5)^oC, вакуумировании в течение 20-30 минут при этой температуре с последующей заливкой полученной реакционной смеси в соответствующие формы и отверждении при температуре (115±5)^oC до достижения постоянства характеристик эластомера (20-24 часа).

Изобретательский уровень и техническая новизна предлагаемого решения заключается в том, что совместное использование олигоэфирдиола, олигоэфиртриола и резиновой крошки в рецептуре полиуретановой композиции привело к неочевидному эффекту - значительному улучшению деформационно-прочностных характеристик эластомеров при сохранении низких уровней модуля упругости, твердости, достаточной маслобензостойкости, что позволяет повысить сроки эксплуатации покрытий окрасочных валиков в полиграфии, использовать эластомерную композицию в качестве прокладочного и облицовочного материала, устойчивого к действию нефтепротуктов.

Техническую сущность изобретения иллюстрируют нижеприведенные примеры.

В табл. 1 приведены составы известной полиуретановой низкомодульной композиции и заявляемой, а в табл. 2 в сравнении представлены экспериментальные данные по испытанию физико-механических характеристик и маслобензостойкости эластомеров, полученных на их основе (температура испытаний (23±2)^oC).

Таким образом, предлагаемая полиуретановая, наполненная резиновой крошкой, композиция за счет использования в ее составе смеси сложных олигоэфиртриола и олигоэфирдиола с молекулярными массами 2000 в сочетании с наполнением резиновой крошкой фракции 160-500 мкм позволяет, при сохранении низких значений модуля упругости и твердости, получать маслобензостойкие эластомеры с улучшенным комплексом деформационно-прочностных характеристик, более низкой стоимостью, что расширяет возможности использования их для изготовления облицовки окрасочных валиков в полиграфии, прокладочных и облицовочных материалов, устойчивых к действию нефтепродуктов, производства композиционных низкомодульных материалов.

Описывается композиция для получения низкомодульных маслобензостойких материалов с невысокой твердостью (10 - 30 усл.ед. по Шору ), состоящая из смеси сложных олигоэфиртриола и олигоэфирдиола с молекулярными массами 2000, 2,4-толуилендиизоцианата и резиновой крошки фракции 160 - 500 мкм при массовом соотношении олигоэфиртриола, олигоэфирдиола и 2,4-толуилендиизоцианата, равном 0,925 : 0,075 : 1,5 и массовой доли резиновой крошки 10 - 20%. Техническим результатом является повышение деформационно-прочностных характеристик эластомеров при сохранении маслобензостойкости и низких значений модуля упругости и твердости. 2 табл.

Полиуретановая, наполненная резиновой крошкой композиция для низкомодульных маслобензостойких эластомеров, включающая сложный олигоэфиртриол П-9А с молекулярной массой 2000 и 2,4-толуилендиизоцианат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олигоэфирдиол с молекулярной массой 2000, резиновую крошку фракции 160 - 500 мкм при мольном соотношении олигоэфиртриола, олигоэфирдиола, 2,4-толуилендиизоцианата, равном 0,925:0,075:1,5 и массовой доли резиновой крошки 10 - 20%.