Способ получения полиуретанового латекса Советский патент 1988 года по МПК C08G18/32 

ч

СП

О) QD

00 Изобретение относится к области получения водных дисперсий полиурета нов, используемых для получения покрытий, для пропитки тканей, иолокнистых основ, в качестве герметиков, клеев и т.д. Известны способы получения полиуретанового латекса путем взаимодействия изоцианатного предполимера с удлинителем цепи, содержапшм третичный атом азота, с последующим диспер гированием полученного продукта в растворе различных кислот. Однако наличие растворителя услож няет процесс с точки зрения токсичности и огнеопасностк. Наиболее близким по технической сущности является способ получения полиуретанового латекса путем взаимо действия предполимера с концевыми изоцианатными группами с N,N,N,N-тетракис-(2-гидроксипропил)-этилендиамином (или N,N -тетрапропанолэтилендиамином) с последующим диспергированием подученного продукта в водном растворе кислот. Недостатками этого способа являются: невозможность получения латекса с концентрацией выше 36% ввиду резкого нарастания его вязкости и превращения латекса в пасту, крупный размер его част1-гц (1-25 мкм) ,обуслав ливающий низкую пропитьтающута способ ность латекса по отношению к различным материалам. Невозможность получения латекса с концентрацией выше 36% предопределяет получение покрытий на его основе со сравнительно небольшой толщиной, а также осложняет транспортирование этого продукта из-за большого содержания в нем воды. Целью данного изобретения является улучшение пропитывающих свойств латекса. Указанная цель достигается тем, что при получении полиуретанового ла текса путем взаимодействия предполимера с концевыми изоцианатными груп пами с N,N,N,N-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамином с последуюm jM диспергированием полученного пр дукта в водном растворе кислот в ка честве предполимера используют предполимер, содержащий 1-11 мас.% окси этиленовых групп. Для синтеза высококонцентрирован ного, обладающего высокой пропитыва щей способностью .чатекса исходны ияоцианлтньп предполимер синтезируют на основе смеси полиоксипропиленгликоля с полиэфиром,имеющим концевые Гидроксильные группы и содержащим оксиэтиленовые звенья, количество которых обуславливает их содержание в прелполи ере в диапазоне 1-11 мае.. Пример 1 . Исходную для синтеза предполимера смесь полиэфиров получают смешением 97 мае.ч. полиоксипропиленгликоля (мол.м. - 1000) и 3 мае.ч. блоксополимера окисей этилена и пропилена (мол.м. - 1000), содержап1его 70 мол. % оксиэтиленовых звеньев типа Л-В-Л (где А - блок из оксипропиленовых, В - блок из оксиэтиленовых звеньев). К 100 мае.ч. предполимера,синтезированного на основе вьпьеописанной смеси полиэфиров и 4,4-дифенилметаидиизоцианата при молярном соотношении групп NCO:OH 2:1 и содержащего 1,3 мас.% оксиэтиленовых звеньев, добавляют при перемешивании 6, 14 мае.ч. N, N, N N -тетракис-(2-гидроксипропил) этилендиамина. Реакц -™ проводят в течение 1 м;н, после чего к полученному продукту приливают 147 мае.ч. 1,66%-ного водного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 2800 об/мин) с образованием поли-: уретанового латекса. Латекс при концентрации 42% имеет вязкость по прибору ВЗ-4 65 с, латекс при концентрации 32% пропитывает нетканую основу синтетической кожи толщиной 3 мм за 16,5 с. Из полученного латекса отливают пленки. Свойства пленок: предел прг)чности при растяжении 200 кг/см, относительное удлинение 580%. Приме р 2. Исходную для синтеза предполиь е11а смесь полиэфиров получают смешением 95 мае.ч. полиоксипропиленгликоля (мол.м, - 1000) и 5 мае.ч. блоксополимера окисей этилена н пропилена (мол.м, - 1000), содержащего 70 мол,% эксиэтиленовых звеньев, типа А-В-А (где Л - блок из океинропиленовых, В - блок из оксиэтитеновых звеньев)„ К too мае., ч, предполимера, еинтезиоованного на основе В1.п1 е м исан};ой диизоцианата при молярном соотношении групп NCOrOH 2:1 содержащего 2,16 мас.% оксиэтнпеновых звеньев, добавляют при перемешивании 6,17 мае.ч N,N,N,N-тeтpaкиc-(2-гидpoкcипpoпил)этилeнидиaминa. Реакцию проводят в течение 1 мин, после чего к полученному продукту приливают 133 мае.ч 1,85%-ного водного раствора уксусной кислоты, в котором осуществляют его диспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 28DO об/мин) с образованием полиуретайового латек ca.Латекс при концентрации 44.,3% имеет вязкость по ррибору 78 с.Средний радиус частиц латекса, определенный методом светорассеяния 0,87 мк Латекс при концентрации 36% пропитывает нетканую основу синтетической кожи толщиной 3 мм за 11,5 с. Из полученного латекса отливают пленки. Свойетва пленок: предел проч ности при раетяжении 210 кг/см, относительное удлинение 610%. П р и м е р 3. Исходную для синтеза предполимера смесь полиэфиров получают смешением 91 мае.ч. полиокеипропиленгликоля (мол.м. - 1000) и 9 мае.ч. блокеополимера окиеей этилена и пропилена (мол.м. - 1000), содержащего 70 мол. оксиэтиленовых звеньев типа А-В-А (где А - блок изокеипрошшеновых, В - блок из океизтиленовых звеньев). К 100 мае.ч. предполимера, еинтез рованного на основе вышеописанной смеси полиэфиров и 4,4 -дифенилметан диизоцианата при молярном соотношени групп NCO:OH 2:1 и содержащего 3,92 мас.% океиэтиленовых звеньев, добавляют при перемешивании 6,37 мае. N,N,N,N-тетракие-(2-гидрокеипропил этилендиамина. Реакцию проводят в течение 1 мин, поеле чего к полученн му продукту приливают 117 мае.ч. 2,14%-ного водного раетвора уксусной киелоты, в котором проводят его диспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 2800 об/мин) е об разованием полиуретанового латекеа. Латеке при концентрации 47,6% име ет вязкость по прибору ВЗ-4 55,3 с. Средний радиус чаетиц латекеа, определенный методом светораеееяния 0,605 мкм. тывает нетканую основу синтетической кожи толщиной 3 мм за 29,3 с. Из полученного латекса отливают пленки. Свойства пленок: предел прочности на растяжений 150 кг/см. Относительное удлинение 600%. П р и м е р 4. Исходную для синтеза предполимера смесь полиэфиров получают смещением 85 мае.ч. полиоксипропиленгликоля (мол.м. - 1000) и 15 мае.ч. блоксополимера окисей этилена и пропилена (мол.м. - 1000), coдержащего 70мас.%. оксиэтиленовых звеньев типа А-В-А (где А - блок из оксипропиленовых, В - блок из оксиэтиленовых звеньев). К 100 мае.ч. предполимера, синтезированного на ocfioве вьпиеописанной смеси полиэфиров и 4,4 -дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп NCO:OH 2:1 и содержащего 6,47 мае.% океиэтиленовых звеньев, добавляют при перемешипании 6,43 мае.ч. N,N,N ,N-тетракие-(2-гидрокеипропил)этилендиамина. Реакцию проводят в течение 1 мин, после чего к полученномугфодукту приливают 132 мае.ч. 1,92%-ного водного раетвора укеуеной киелоты, в котором проводят его диепергирование (мешалка - 2ЯООО об/мин) е образованием полиуретанового латекеа. Латеке при концентрации 44,7% имеет вязкоеть по прибору ВЗ-4 32 с. Средний радиуе чаетиц, определенный методом еветораеееяния, 0,37 мкм. При концентрации 43% латекс пропитывает нетканую основу еинтетичеекой кожи толщиной 3 мм за 17 е. Из полученного латекеа отливают пленки. Свойетва пленок: предел прочноети при раетяжении 100 кг/см, относительное удлинение 680%. П р и м е р 5. Исходную для еинтеза предполимера емееь полиэфиров получают емешением 85 мае.ч. полиокеипропиленгликоля (мол.м. - 1000) и 15 мае.ч. етатистического сополимера окиеей этилена и пропилена (мол.м. - 1000), содержащего 70 мол.% океиэтиленовых звеньев. К 100 мае.ч. предполимера, еинтезированного на оенове вышеописанной емееи и 4,4 -дифенилметандиизоцианата при молярном еоотношении групп NCO:OH 2:1 и содержащего 6,56 мас.% оксиэтилеповых звеньев,добавляют при перемешивании 6,5 мае.ч, N5N,N,N-тетракис-(2-гидроксипропил)этилендиамина. Реакцию проводят в течение 1 мин, после чего к полученному продукту приливают 133 мае.ч. 1,96%-ного водного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка 2800 об/мин) с образованием полиуретанового латекса. Латекс при концентрации 44,5% имеет вязкость по прибору ВЗ-4 78с, при ко -1центрации 40% пропитывает нетканую основу синтетической кожи толщиной 3 t-iM за 33,4 с. П р и м е р 6. Исходную для синтеза предполимера смесь полиэфиров получают смешением 75 мае,ч. полиоксипропиленгликоля (мол.м, - 1000) у 25 мае,ч. блоксополимера окисей этилена и пропилена (мсл.м. - 1000), содержащего 70 мол.% оксиэтиленовых звеньев типа А-В-А (где А - блок из оксипропиленовых, а В - блок из оксиэтиленовых звеньев К 100 мае.ч. предполимера, еинтезированного на основе вьпиеописанной смеси полиэфиров и 4,, 4-дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп NCO:OH 2:1 и содержащего 10,86 мае.% океиэтиле 1овых звеньев, добавляют при перемешивании 6,73 мае.ч. N,N5N N-тетракие-(2-гидроксипропил)этилендиамика. Реакцию проводят в течение 1 мин, после чего к полученному продукту при ливают 167 мае.ч. 1,58%-ного водного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диспергирование (мешалка - 2800 об/мин) е образованием поли уретанового латекеа, Латекс при концентрации 39% имеет вязкость по прибору ВЗ-4 15,2 с. Сред ний радиус чаетиц, определенный методом светораеееяния, 0,026 мкм. При концентрац1Ш 35,7% латекс пропитывает нетканую основу синтетической кожи толщиной 3 мм за 9,1 е. П р и м е р 7 (сравнительный). К 100 мае.ч. предполимера, синтезированного на оенове полиокеипропиленгликоля (мол.м.- 1000) и 4,4- дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп NCO:OH 2:1, добавляют при перемешивании 6,4 мае.ч, N,N,N,N- тетракие-(2-гидрокеипропил)этилендиамина. Реакцию проводят в течение 1 мин,поела чего к полученному продукту приливают 250 мае.ч. 1,04%-ного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диепергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 2800 об/мин) е образованием полиуретанового латекса. J:a текс при концентрации 30% имеет вязкость по прибору ВЗ-4 15,4 с. Размер частиц латекса 1-25 мкм. Латекс не обладает пропитывающей споеобноетью по отношению к нетканой оенове синтетичеекой кожи. Из полученноголатекеа отливают пленки. Свойетва пленок: предел прочности при растяжении 210 кг/см , относительное удлинение 720%. На фиг.1 представлены обобщенные данные зависимости вязкости полиуретановьгх латекеов на оенове полиэфиров (мол.м. - 1000), еодержащих и не содержащих в составе полимера оксиэтиленовые звенья, от их концентрации. Кривыми 2-6 эта зависимость показана в тех случаях, где соответственно использовалась смесь полиэфиров по примерам 1-5. Кривая 1 приведена для латекса. полученного как и в прототипе только на основе полиокеипропиленгликоля (мол.м. - 1000) в еоответетвии е примером 7. С возрастанием содержания оксиэтиленовых звеньев в предполимере наблюдается уменьшение размера частиц латекеов (фиг.2, приведены данные примеров 1-4,6), что дает способ для регулирования их величины. Эти латекеы при высоких значениях концентраций обладают хорошими пропитывающими способностями по отношению к нетканой основе синтетической кожи. В отличие от этих видов латекса латекс, полученньш в соответствии с прототипом, даже при концентрации 30% не обладает пропитывающей способностью к основе синтетичеекой кожи. Кроме того,этот вид латекеа можно получить gg лишь при значениях концентрации на ниже, чем раеемотренные вьш1е :-иды латекеов,

О f Z 3 S S 7 8 3 JO ff Содер кание оксизтиленовыж зВеньед В преЭпадимере % Фиг. 2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТЛНОБОГО ЛАТЕКСА путем взаимодействия предполимера с концевыми изоцианатными группами с N,N,N,N-тетракис-