СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Российский патент 2005 года по МПК C04B26/18 C09D175/04 

Изобретение относится к производству полимерных композиций и может быть использовано при изготовлении наливных полов, бесшовных гидроизоляционных прослоек, склеивающих составов с максимальными герметизирующими свойствами, а также к строительству, к изготовлению материалов для защиты подземных и наземных теплопроводов, а также других конструкций от тепловых потерь, коррозии и воздействия агрессивных сред.

Известен способ изготовления полимерной изоляции смешением полиизоцианата, диэтиленгликоля, диметилкетона, минерального наполнителя, триэтаноламина и кремнийорганической жидкости. При сложности компонентного состава время отверждения такой композиции довольно большое (2-3 ч). (Авторское свидетельство СССР № 695985, МПК: С 04 В 26/18, 1977).

Известен способ изготовления полимерной изоляции с поверхностным упрочненным слоем, в котором компоненты вводятся в определенной последовательности: полиизоцианат с диэтиленгликолем, вводится минеральный наполнитель и гранулы полистирола, а затем триэтаноламин и кремнийорганическая жидкость. Регламент смешивания компонентов является достаточно жестким по времени. Совмещение диэтиленгликоля с полиизоцианатом дает старт реакции образования пенополиуретана и лимитирует все последующие операции изготовления заливочной композиции. Время отверждения полимербетонной изоляции несколько меньше, чем в описанном выше способе и составляет 30-40 мин. (Авторское свидетельство СССР № 1392049, МПК: С 04 В 26/18, 1985 г.).

В каждом конкретном случае изготовления полимерных материалов приходится решать задачу оптимизации технологического режима для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств изделия. Наряду с этой общей задачей также решается задача увеличения производительности труда за счет сокращения цикла формования, а точнее за счет уменьшения времени отверждения заливочной композиции.

Известны способы получения олигомерных полиизонатов в среде первичных аминов гидросодержащих мономеров и олигомеров, таких как этиленгликоль, диэтиленгликоль, олигоэфиры (окись этилена, окись пропилена). (Энциклопедия полимеров, Полиуретаны, М., 1976).

Недостатками этих способов является использование для изменения времени отверждения вредных для здоровья человека и экологии веществ, получение вспененных полимерных композиций, повышенная жесткость композиций.

Наиболее близким способом изготовления полимерных композиций является смешение минерального порошка, воды и технологических добавок с последующим совмещением полученной смеси с олигомерным полиизонатом при температуре окружающей среды. Этим способом получено радиационно стойкое покрытие, описанное в Свидетельстве Российской Федерации на полезную модель № 25030, МПК: Е 04 F 15/12, опублик. 2002 (прототип).

Обычно изоционаты, реагируя с водой, генерируют неустойчивую карболиновую кислоту, которая разлагается на первичный амин и двуокись углерода. Двуокись углерода вспенивает полимерную композицию. Если карболиновая кислота будет устойчивой, то она сможет принять участие в реакции удлинения полимерной цепи без выделения двуокиси углерода, что позволит получать полимерные композиции с измененными физико-химическими свойствами: эластичность, прочность и др.

Устойчивость карболиновой кислоты можно получить при поддержании в процессе получения полимерной композиции показателя рН в среде в пределах от 7,5 до 13,0.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности, увеличение эластичности и изменение параметров отверждения полимерной композиции: адгезии, растекания и т.п.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления полимерной композиции, заключающемся в смешении минерального порошка, технологических добавок и воды, и последующем совмещении полученной смеси с олигомерным изоционатом с содержанием изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.%, при этом в полученной смеси минерального порошка с водой и технологическими добавками поддерживают показатель рН в пределах от 7,5 до 13,0, в качестве технологических добавок используют полиметилсилоксан, диоктилфталат, хлорпарафин и компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

олигомерный полиизоционат с содержанием

изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.% 30,0-60,0

вода 7,0-25,0

полиметилсилоксан 2,0-5,0

диоктилфталат 1,5-3,0

хлорпарафин 1,5-3,0

минеральный порошок остальное

В качестве олигомерного полиизоцианата используют различные форполимеры - олигоэфирполиизоцианаты, полученные взаимодействием изоцианатного компонента (толуилендиизоцианат, полиизоцианаты марок А и Б, и др.) с олигоэфирполиолами (простыми и сложными), например различные Лапролы, содержащие остаточные концевые изоцианатные группы в количестве 1,9-8,9 мас.%, например форполимер - уретановый компонент “Гермопласт ФП-1”.

В качестве минеральных порошков используют различные минеральные наполнители, такие как тальк, бентонит, двуокись титана, известь [Са(ОН)₂] и другие, в зависимости от конкретного назначения-использования полимерной композиции (в качестве клеев, герметиков, покрытий, строительных изделий).

В качестве полиметилсилоксана используют различные полиметилсилоксановые (кремнийорганические) жидкости, например ПМС - 200.

Возможность осуществления способа показана в примерах конкретного выполнения.

Пример 1. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 1,9% был взят в количестве 30 мас.%, вода в количестве 7%, диоктилфталат в количестве 1,5%, хлорпарафин в количестве 3%, полиметилсилоксан в количестве 2%, минеральный порошок, состоящий из соединений двухвалентных металлов, - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки - 7,5, потеря текучести - 5,5 ч, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 35 по Шору, условная прочность - 0,6 МПа, относительное удлинение при разрыве - 400%.

Пример 2. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 5% был взят в количестве 40 мас.%, вода в количестве 12%, диоктилфталат в количестве 2,0%, хлорпарафин в количестве 2,5%, полиметилсилоксан ПМС - 200 в количестве 3,0%, минеральный порошок - порошок извести [Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки - 9,0, потеря текучести - 4,5 ч, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 50 по Шору, условная прочность - 3,5 МПа, относительное удлинение при разрыве - 450%.

Пример 3. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 7,4% был взят в количестве 50 мас.%, вода в количестве 20%, диоктилфталат в количестве 2,5%, хлорпарафин в количестве 2,0%, полиметилсилоксан ПМС - 200 в количестве 4,0%, минеральный порошок - порошок извести [Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки - 11,0, потеря текучести - 3,0 ч, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 60 по Шору, условная прочность - 4,0 МПа, относительное удлинение при разрыве - 600%.

Пример 4. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 8,9% был взят в количестве 60 мас.%, вода в количестве 25,0%, диоктилфталат в количестве 3,0%, хлорпарафин в количестве 1,5%, полиметилсилоксан ПМС - 200 в количестве 5,0%, минеральный порошок - порошок извести [Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки - 13,0, потеря текучести - 2,5 ч, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 70 по Шору, условная прочность - 9,0 МПа, относительное удлинение при разрыве - 850%.

Вводя в состав технологических добавок дополнительные целевые добавки, например, для повышения твердости - стеклянные шарики диаметром 70-50 мкм или кварцевый песок различного грансостава, для увеличения эластичности и повышения времени потери текучести (жизнеспособность смеси) можно вводить гигроскопические вещества типа обезвоженного глицерина, можно менять физико-механические свойства полимерного сплошного материала в широких пределах.

Настоящее изобретение относится к производству полимерных композиций и может быть использовано при изготовлении наливных полов, бесшовных гидроизоляционных прослоек, склеивающих составов с максимальными герметизирующими свойствами, а также к строительству, к изготовлению материалов для защиты различных конструкций, как в виде покрытий, так и в виде самостоятельных укрывных материалов. Способ заключается в смешении при рН в пределах от 7,5 до 13,0 минерального порошка, воды и технологических добавок - полиметилсилоксана, диоктилфталата, хлорпарафина, с последующим совмещением данной смеси с олигомерным изоцианатом, содержащим 1,9-8,9 мас.% изоцианатных групп. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, увеличение эластичности и изменение параметров полимерной композиции, который достигается за счет создания режима устойчивости для карболиновой кислоты, ее участия в реакции удлинения полимерной цепи без выделения двуокиси углерода.

Способ изготовления полимерной композиции, заключающийся в смешении минерального порошка, технологических добавок и воды, с последующим совмещением полученной смеси с олигомерным изоцианатом с содержанием изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.%, при этом в полученной смеси минерального порошка с водой и технологическими добавками поддерживают показатель рН в пределах от 7,5 до 13,0, в качестве технологических добавок используют полиметилсилоксан, диоктилфталат, хлорпарафин и компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

Олигомерный полиизоцианат с содержанием

изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.% 30,0-60,0

Вода 7,0-25,0

Полиметилсилоксан 2,0-5,0

Диоктилфталат 1,5-3,0

Хлорпарафин 1,5-3,0

Минеральный порошок Остальное