ЭФИРУРЕТАНАКРИЛАТНЫЙ ОЛИГОМЕР Российский патент 2015 года по МПК C08G18/34 C08G18/48 C08G18/76 C08G18/24 

Эфируретанакрилатный олигомер

Предлагаемое изобретение относится к области химической технологии и касается получения эфируретанакрилатных олигомеров с использованием компонентов, содержащих в своей молекулярной цепи активные уретановые группы, способные реагировать с другими функциональными группами по различным механизмам.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ получения олигомерной смеси (патент 1825804 C08G 18/70), взятый авторами в качестве прототипа. Недостатками данной олигомерной смеси по прототипу является длительность и сложность получения промежуточных продуктов (макродиизоцианатов с различными диизоцианатами (2,4-ТДИ и ГМДИ)) с разной степенью расхода NCO - групп смеси, смешивание двух макродиизоцианатов и на третьей стадии синтез с монометакриловым эфиром этиленгликоля.

Технической задачей настоящего изобретения является получение эфируретанакрилатного олигомера с концевыми двойными связями на основе изоцианатсодержащего форполимера и на его основе получение полимерного материала с низкой температурой кристаллизации и с улучшенными литьевыми свойствами.

Техническое решение достигается за счет того, что в качестве исходного компонента для создания эфируретанакрилатного олигомера взяли изоцианатсодержащий форполимер СКУ-ПФЛ-100 (ТУ 38.103137-78) - продукт взаимодействия полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом, выпускаемый в промышленном масштабе на отечественных заводах РФ, который модифицировали смесью монометакрилового эфира этиленгликоля МЭГ по ТУ 6-01-1240-90) с дибутилдилауратом олова (ДБДЛО по ТУ 6-02-1-002-88) при следующем соотношении компонентов, мас ч.:

форполимер СКУ-ПФЛ-100 100 монометакриловый эфир этиленгликоля (МЭГ) 16-21 дибутилдилаурат олова (ДБДЛО) 0,001-0,01

Новизна и изобретательский уровень предлагаемого изобретения заключаются в том, что при помощи химической реакции происходит присоединение гидроксильных групп монометакрилового эфира этиленгликоля к активным изоцианатным группам форполимера по следующей схеме:

2CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)-OH+OCN-R-NCO, (1)

где R - С₆ Н₅ (СН₃) - NH-COO-(CH₂)₄- COO - NH- С₆ Н₅ (СН ₃);

CH₂=C(CH₃)-COO-(CH₂)₂-COO-NH-R-NH-COO(CH₂)₂- COO- С(СН₃)=СН₂ (2)

По завершению синтеза получили эфируретанакрилатный олигомер (2) с концевыми двойными связями, способными полимеризоваться по радикальному механизму посредством химического, фотохимического или термического инициирования.

Необходимое массовое количество МЭГа на взятую навеску форполимера СКУ-ПФЛ-100 определено расчетным путем и зависит от содержания изоцианатных групп в форполимере СКУ-ПФЛ-100 по следующей формуле:

У=0,0325·М·n; (3)

где У - наименование показателя массы монометакрилового эфира этиленгликоля, г;

М - масса форполимера СКУ-ПФЛ-100, г;

n - содержание изоцианатных групп в форполимере СКУ-ПФЛ-100, %;

0,0325 - коэффициент пересчета.

Пример 1

В мешатель, снабженный перемешивающим устройством, системой обогрева и вакуумирования, загружали 100 мас.ч. форполимера СКУ-ПФЛ-100 и перемешивали в течение 10 минут при температуре 30°C, после чего добавляли 16 мас.ч. МЭГа с 0,001 мас.ч. ДБДЛО и перемешивали при скорости вращения перемешивающего устройства 125-258 об/мин при температуре 60°C и вакуумировании при давлении минус 1,0 кгс/см² в течение 6 часов. Реакцию проводили до полного расхода изоцианатных групп. Полученный олигомер представляет собой однородную вязкую жидкость светло-желтого цвета, не растворяющуюся в воде и хорошо растворяющуюся в большинстве органических растворителей. Полученный эфируретанакрилатный олигомер обладает высокой реакционной способностью и может быть использован при получении полимерных материалов различного назначения. Свойства эфируретанакрилатного олигомера представлены в таблице.

Примеры 2-4 осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, указанном в таблице.

Таблица

Рецептура и свойства полиэфируретанакрилатного олигомера и характеристики заливочного бронесостава, полученного с его использованием.

Достигнутый положительный эффект очевиден, так как в результате предложенной химической модификации с дозированием компонентов строго в соответствии с расчетной формулой (3) получен совершенно новый эфируретанакрилатный олигомер с концевыми двойными связями, которые устойчивы к влаге воздуха, с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками готового полимерного состава на его основе.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что эфируретанакрилатный олигомер удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к исходному сырью (олигомеры, каучуки) для приготовления полимерных составов, и обладает приемлемой вязкостью (200-300 Па·с при температуре 20°C), удовлетворительными литьевыми свойствами и высокими механическими характеристиками состава, приготовленного на его основе (прочность при растяжении при скорости 3,3 мм/мин при температуре 20°C составляет 221,3 кгс/см²), и достаточными эластическими свойствами (40,4%), удовлетворяющими требованиям состава для изделий специального назначения, а также обеспечение температуры кристаллизации в области низких температур (ниже минус 50°C против плюс 5°C у прототипа).

Основным достоинством синтезированного эфируретанакрилатного олигомера является возможность использования его в качестве основы в полимерных составах для изготовления различных изделий различных конфигурации и назначения, эксплуатируемых в широком диапазоне температур от плюс 50 до минус 50°C.

Предлагаемый способ получения эфируретанакрилатного олигомера опробован в условиях АО « НИИПМ » для изготовления заливочных составов.

Получение эфируретанакрилатного олигомера по предлагаемому способу позволяет:

- снизить температуру кристаллизации до минус 50°C;

- улучшить физико-механические свойства приготовленных на его основе заливочных составов;

- получить новый менее токсичный олигомер, устойчивый к влаге воздуха;

- получить сырье с длительным сроком хранения (более 1 года);

- использовать имеющееся оборудование;

- снизить трудоемкость;

- повысить качество заливочных составов.

Изобретение относится к эфируретанакрилатным олигомерам. Эфируретанакрилатный олигомер используется для приготовления заливочных композиций различного назначения. Эфируретанакрилатный олигомер получают с использованием 100 мас.ч. изоцианатсодержащего форполимера СКУ-ПФЛ-100, 16-21 мас.ч. монометакрилового эфира этиленгликоля и 0,001-0,01 мас.ч. дибутилдилаурат олова. Синтез ведут до полного расхода изоцианатных групп. Олигомер представляет собой прозрачную жидкость светло-желтого цвета с вязкостью 200-300 Па·с. Технический результат - получение на его основе материала с низкой температурой кристаллизации, удовлетворительными литьевыми свойствами, хорошими механическими характеристиками. 1 табл., 4 пр.

Эфируретанакрилатный олигомер, который получают из изоцианатсодержащего форполимера СКУ-ПФЛ-100 и монометакрилового эфира этиленгликоля с дибутилдилауратом олова, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
форполимер СКУ-ПФЛ-100 100 монометакриловый эфир этиленгликоля 16-21 дибутилдилаурат олова 0,001-0,01