СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИУРЕТАНОВОЙ СМОЛЫ Российский патент 2007 года по МПК C08G59/14 C08G18/58 

Изобретение относится к области получения эпоксиуретановых смол и может быть использовано при изготовлении смоляной составляющей заливочных компаундов, связующих для армированных пластиков, лаков и эмалей, а также в качестве смоляного компонента бронепокрытий реактивных снарядов и других целей.

Известен способ получения эпоксиуретановых смол путем взаимодействия алифатических диэпоксидов с изоцианатами, см. Пластические массы, 1982, №11, с.12÷13 (Аналог).

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая теплостойкость получаемых эпоксиуретановых смол.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является способ получения эпоксиуретановых смол путем взаимодействия эпоксидной смолы на основе 4,4' диоксидифенилпропана (по Российской терминологии - диановой) с техническим ароматическим полиизоцианатом, представляющий собой смесь изомеров дифенилметандиизоцианатов и 3- и 4-ядерных три- и тетраизоцианатов (см. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. Лапицкий В.А., Крищук А.А. - Киев. Наук. думка. 1986, с.64-69.

Указанный способ позволяет получать эпоксиуретановые смолы, обеспечивающие достижение повышенной теплостойкости и высоких прочностных показателей полимеров на их основе.

Недостатками указанного способа являются высокая вязкость или даже твердое состояние при 20°С получаемых эпоксиуретановых смол и недостаточная устойчивость полимеров на их основе к многократным перепадам температур от -60°С до +80°С. Кроме того, получаемые на их основе бронепокрытия реактивных снарядов имеют недопустимое высокое дымообразование при высоких температурах.

Целью заявляемого технического решения является способ получения эпоксиуретановых смол, обладающих улучшенными технологическими свойствами, в первую очередь пониженной вязкостью, и обеспечивающих высокую устойчивость к многократным термоциклам от -60°С до +80°С, пониженным дымообразованием при одновременном достижении высоких физико-механических свойств полимеров на их основе.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения эпоксиуретановых смол осуществляют путем взаимодействия эпоксидной составляющей, включающей эпоксидную смолу на основе 4,4' диоксидифенилпропана, с техническим ароматическим полиизоцианатом (расшифровка технического ароматического полиизоционата дана в соответствии с терминологией на полиизоционаты марок А, Б, Т, ТУ 113-03-38-106-90), представляющим собой смесь изомеров дифенилметандиизоцианатов и 3- и 4-ядерных три- и тетраизоцианатов, отличающихся тем, что в качестве эпоксидной составляющей применяют смесь эпоксидной смолы на основе 4,4' диоксидифенилпропана с ММ от 340 до 600 (А), диглицидилового эфира полиэпихлоргидрана (Б) и технического лапроксида, представляющего собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами с ММ от 250 до 900 (В) в соотношении А:Б:В от 5:70:25 до 90:5:5, при этом процесс взаимодействия осуществляют перемешиванием эпоксидной составляющей с полиизоцианатом в соотношении от 85:15 до 98:2 при температуре от 50 до 120°С в течение от 50 до 210 мин.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают смесь эпоксидных смол - диановой на основе 4,4' диоксидифенилпропана с. М.М. 500 (марка ЭД-16) (А), (ГОСТ 10587-93) диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина, марка Э-181 (Б) ТУ 6-05-1747-86, олигомера окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами - лапроксида (марка Лапроксид 603) (В) - М.М. 400, ТУ 226-063-10488-057-2000 в соотношении А:Б:В=47:37:16 (мас. соотн.) температуру поднимают до 85°С и приливают технический ароматический полиизоцианат (полиизоционат Б) ТУ 113-03-38-106-90 в соотношении смесь эпоксидных смол: полиизоционат = 91:9 (массовое соотношение). В соответствии с ТУ полиизоционат Б представляет собой продукт фосгенирования ароматического полиамина и состоит из смеси дифенилметандиизоционатов и 3- и 4-ядерных (т.е. содержащих бензольные кольца) три- и тетраизоцианатов, при этом доля смеси изомеров дифенилметандиизоцианатов составляет 50÷60%, а соотношение между ними не регламентируется.

Поддерживая температуру 65°С при работающей мешалке с числом оборотов не менее 60 об/мин, систему выдерживают в течение 130 мин, после чего полученную эпоксиуретановую смолу сливают в металлическую емкость и охлаждают до 20°С.

Эпоксиуретановая смола имеет следующие показатели:

Содержание эпоксидных групп18%Молекулярная масса1050Вязкость по В3-4 при 30°С400 секЦветтемно-коричневый

Применение других параметров осуществления способа получения эпоксиуретановых смол приведено в таблице 1.

Свойства получаемых смол и полимеров на их основе в сравнении с известным способом приведены в таблицах 2 и 3.

Как видно из таблиц 2 и 3, заявляемый способ обеспечивает существенные преимущества по сравнению с прототипом.

Таблица 1
Параметры осуществления способа получения эпоксиуретановых смол по примерам 2÷10.№Наименование параметровВеличина параметра по примерам123456789101Соотношение компонентов А:Б:В5:70:2590:5:547:37:1647:37:1647:37:1647:37:1647:37:16  2Соотношение эпоксидной составляющей и полиизоцианата91:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Б98:285:1591:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Т91:9 полиизоцианат марки А3Молекулярная масса (А) диановой смолы и марка500 ЭД-16500 ЭД-16340 ЭД-22600 ЭД-22500 ЭД-16500 ЭД-16500 ЭД-16500 ЭД-16500 ЭД-164Температура и время проведения процесса85°С
130 мин85°С
130 мин85°С
130 мин85°С
130 мин50°С
210 мин120°С
50 мин85°С
130 мин85°С
130 мин85°С
130 мин5Лапроксид, молекулярная масса (В)Лапроксид 703Лапроксид БД ТУ 2226-326-10488057-97Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-10488057-98М.М 250М.М 900М.М 300М.М 300М.М 300М.М 300М.М 250М.М 300М.М 3006ПолиизоцианатСодержание дифенилметан-диизоцианатов 55% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 55% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 55% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 55% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 55% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 50% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 60% Марка БСодержание дифенилметан-диизоцианата 50% Марка А ТУ 113-03-38-106-90Содержание дифенилметан-диизоцианата 60% Марка Т ТУ 6-10-1495-857Диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина марки Э-181 (Б)Содержание эпоксидных групп 30%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 27%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 25%8Температура/время перемешивания50°С/210 мин120°С/50 мин85°С/130 мин85°С/130 мин85°С/130 мин85°С/130 мин85°С/130 мин85°С/130 мин85°С/130 мин

Таблица 2
Свойства эпоксиуретановых смол, получаемых по примерам 1÷8.№№ п/пНаименование показателяВеличина показателя по примерам12345678910 Показатели          1ЦветОт желтого до темно-коричневого2Молекулярная масса1050110011609801140112010101050118011603Эпоксидное число181614181715181618184Вязкость по В3-4 при 30°С, сек400460410510490470430480470460

Таблица 3
Физико-механические свойства полимеров, получаемых отверждением эпоксиуретановой смолы мета-фенилендиамином. Наименование показателяВеличина показателя по примерам12345678910Прототип1σ_раст, МПа8507508209008408308508508508408202σ_изгиба, МПа140013501450128013401370141014201480144013003σ_сжатия, МПа130013601480150013201310134014801480148013504Относительное удлинение, %14121410121416141514455Теплостойкость выше по Вика, °C1401381451461361421481401401451456Количество выдерживаемых термоциклов от -60°С до +80°С280≥200≥200≥200≥200≥200≥200≥200≥200≥2003 (разрушается)7Удельная мощность дымообразования, м/кг1919181717151515171740

Изобретение относится к способу получения эпоксиуретановой смолы, используемой при изготовлении смоляной составляющей заливочных компаундов, связующих для армированных пластиков, лаков и эмалей, а также в качестве смоляного компонента бронепокрытий реактивных снарядов и других целей. Способ заключается в том, что перемешивают при нагревании эпоксидную составляющую с техническим ароматическим полиизоцианатом при их соотношении от 85:15 до 98:2. Перемешивание проводят при температуре 50-120°С в течение от 50 до 210 минут. Эпоксидная составляющая представляет собой смесь эпоксидной смолы на основе 4,4'-диоксидифенилпропана с ММ от 340 до 600 (А), диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (Б) и технического лапроксида, представляющего собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами с ММ от 250 до 900 (В). Соотношение А:Б:В составляет от 5:70:25 до 90:5:5. Изобретение позволяет понизить вязкость, обеспечить высокую устойчивость к многократным термоциклам от -60°С до +80°С, понизить дымообразование при одновременном достижении высоких физико-механических свойств полимера. 3 табл.

Способ получения эпоксиуретановой смолы, заключающийся в том, что перемешивают при нагревании эпоксидную составляющую, включающую эпоксидную смолу на основе 4,4'-диоксидифенилпропана, с техническим ароматическим полиизоцианатом, отличающийся тем, что эпоксидная составляющая представляет собой смесь эпоксидной смолы на основе 4,4'-диоксидифенилпропана с ММ от 340 до 600 (А), диглицилового эфира полиэпихлоргидрина (Б) и технического лапроксида, представляющего собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами с ММ от 250 до 900 (В) в соотношении А:Б:В от 5:70:25 до 90:5:5, при этом процесс взаимодействия осуществляют перемешиванием эпоксидной составляющей с полиизоцианатом в соотношении от 85:15 до 98:2 при температуре от 50 до 120°С в течение от 50 до 210 мин.