Алкилуретаноорганоизоцианаты в качестве связующего для пропитки целлюлозосодержащих материалов и композиция для пропитки целлюлозосодержащих материалов Советский патент 1991 года по МПК C08L75/04 C08G18/02 D06M13/395 D06M101/06 

Изобретение относится к получению связущих для гидрофобизующей пропитки целлюлозосодержащих материалов и может применяться в строительстве и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является получение связующего, обеспечивающего по- выиение водостойкости целлюлозосодержащих материалов.

Пример 1. Синтез соединения 2 (табл. 1).

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником,

загружают 34,8 г (0,2 моль) смеси изомеров 2,4-2,6 толуилендиизоциана- тз и 82,7 г толуола (из расчета получения 60% по массе раствора конечного продукта). Смесь нагревают при не- прерывном перемешивании до 60°С и прикапывают 14,8 г О, „оль) бутилового спирта, регулируя температуру синтеза скоростью прикапывания. После окончания прикапывания бутилового спирта смесь прогревают при данной температуре еще 2 ч до достижения расчетного количес тна NCO- групп, отгоняют растворитель под разрежением 1 мм рт.ст. В-чк умнруют от

о ел о о

(ГО

остатков растворителя при 60°С до постоянной массы. В кубе получают (8,9 г (98,3 мас.% от теоретического) вязкого бесцветного продукта с rt-p 1,5350, соответствующего соединению 2. Содержание NCO-групп, %: найдено 16,68, вычислено 16,95.

Лизико-химические константы выделенного олигоуретанизоцианата приведены в табл. 1 .

Аналогичным образом синтезируют соединения 1, 3, 7, 11, 12 и Й-16. Пример 2. Синтез соединения 8 (табл. 1).

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, загружают 36,5 г (0,21 моль) смеси изомеров 2,-2,6 толуилендии- зоцианата, Р,8 г толуола для получения 60% по массе конечного продукта.

Смесь нагревают до 60°С и при непрерывном перемешивании прикапывают 26 ,k г (Оs2 моль) фторсодержащего спирта формулы HOCHiCFiCF2|H (1,1,3- тритидротетрзфторпропанол-1) с 3 каплями катализатора реакции уретанообразования (октоата олова или тет- рабутоксититана).

Смесь прогревают при данной температуре (3-Ь ч) до достижения расчетного количества свободных NCO- групп. Затем отгоняют при данной температуре растворитель и вакууми- руют до постоянной массы. В кубе получают СО,8 г (99,5 масД от теоретического) вязкого прозрачного продукта с 1.5031 и содержанием СО-групп, равным 13,8 мас.% (теоре- тическое содержание 13,72 мас.%), со ответствуюцего олигоуретанизоцианату (соединению 8).

бизико-химические константы приведены в табл. 1.

Аналогичным образом получают соединения 9, Ю, 13 и 17.

Пример 3. Синтез соединения 19 (табл. 1).

В четырехгорлый реактор, снабжен- ный мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, загружают 102,9 г (0,28 моль) Цtk ,/ -трифенилметантриизоцианата (i|28,7 г) (2 4%-ный раствор в дихлор- этапе), добавляют 1266,3 г дихлорэтана для получения 10% по массе раствора конечного продукта, нагревают до

0

5

0

5

0

50 55

0

606С и при непрерывном перемешивании прикапывают 7,0 г (0,56 моль) фторсодержащего спирта формулы HOCH CF2CF H (1,1,3-тригидротетрафторпропанола-1) с тремя каплями катализатора реакции уретанообразования (октоата олова или тетрабутоксититана).

Смесь прогревают при данной температуре (Ь ч) до достижения расчетного содержания свободных МСО-групп, отгоняют растворитель, вакуумируют до постоянной массы. 8 кубе получают 17,6 г (99,0 мас.% от теоретического) олигоуретанизоцианата, соответствующего соединению 19 (табл. 1). ТПА 188°С. Содержание NCO-групп, %: найдено 6,56, вычислено 6,65.

Аналогичным образом синтезируют соединения 18 и 20.

Рецептуры составов для пропитки приведены в табл. 2.

Пропитку целлюлозосодержащих материалов осуществляют по следующей методике: в ванну с подогретым до 60 С (для снижения вязкости и увеличения проникающей способности) пропиточным раствором опускают нагретые до 60-65°С образцы целлюлозосодержащих материалов (древесностружечных,

5

древесноволокнистых плит, шпона, фанеры, древесины, бумаги) так, чтобы пропиточный раствор полностью их . покрывал и выдерживают в течение 60 с. Затем образец вынимают, дают стечь остатку раствора олигоуретанизоцианата в течение 10-15 с (до прекращения скапывания), помещают в термошкаф, нагретый до 125°С, и выдерживают в течение ч для полного удаления из образца растворителя и завершения реакции уретанообразования между свободными изоцианатными группами олигоуретанизоцианата и гидрок- сильными группами целлюлозы или гид- роксильными и/или аминными группами отвержденной смолы, на основании которой предварительно были изготовлены материалы,

Затем образцы вынимают, охлаждают, выдерживают при комнатной температуре 2 ч и испытывают.

Из результатов предварительных опытов оптимальное время термообработки при 125вС берут равным k ч, из условий завершения реакции урета- нообраэования - по отсутствию в ИК- спектрах пропитанных образцов и прогретых указанное время, полосы поберут образцы плиты марки , плотностью i1000 кг/м3, толщиной 3,2 мм, для проверки прочности на статический изгиб берут образцы размером ,2 мм, на водопоглощение и водоразбухание - размером 100x100 3,2 мм. Для оценки качества гидрофобизации фанеры берут образцы трехслойной фанеры на карбамидсфор- мальдегидном связующем, шпон березовый, размером Й5Х60 3 мм, для оценки качества гидрофобизации древесины - березовый брусок мм, для оценки качества гидрофобизации бумаги - полоски бумаги белой писчей, артикул 1025, размером мм.

Во всех случаях эффективность гидрофобизации целлюлозосодержащих ма- териалов оценивают по водопоглоще- нию, водоразбуханию и расходу олиго- уретанизоцианата.

Водопоглощение оценивают по разности в массе образца, гидрофобизо- ванного олигоуретанизоцианатом и выдержанного в дистиллированной воде 2 ч или 7 сут, отнесенной к массе исходного образца до набухания и выраженное D процентах.

Аналогичным образом определяют изменение линейных размеров (толщины) гидройюбизованных образцов по разности толщины после напухания и первоначальной, отнесенной к исходной и выраженной в процентах.

Расход гидрофобизирующего агента определяют по разнице в массе образца после пропитки и термообработан- ного в шкафу и массой исходного, отнесенной к массе исходного образца и выраженной в процентах.

Для образцов древесностружечных плит дополнительно определяют прочность на статический изгиб.

-CFi

з

СИ;

п 1-2,

с мол.м. 206,16-1631,7 в качестве v связующего для пропитки целлюлозосодержащих материалов.

2. Композиция для пропитки целлга- лозосодернащих материалов, включающая органоизоцианат, растворитель и катализатор уретанообразования, о т л и ч а ю щ а я с л тем, что, с целью повышения водостойкости материалов, она содержит в качестве органо- изоцианата алкилуретаноорганоизоциа- нат общей формулы

OCN-R -NHCOO-R), R - СН3-С((Л1„, СН2(СГгСРг К, г.пе

п 1-6,

СН,

О

R-(CH7)R, ен,45

-сбН4,(-О1снг,(-0)сн,

с.

п 1-2,

с мол.м. 206,16-1631,7, в качестве растворителя - толуол или дихлорэтан, а в качестве катализатора соединение, выбранное из группы, включающей окто- ат олова, диметиланилин или тетрабу- токсититан, при следующем соотношении компонентов композиции, мае.ч.:

Алкилуретаноорга5ноизоцианат9,8-69.7

Толуол или дихлорэтан30,0-90,0 Катализатор0.2-

1Т а б п и ц а 1

Изобретение относится к получению гидросЬобизующих связующих для пропитки целлюлозосодерчащих материалов и монет быть использовано в .. I строительстве и мебельной промышленности. Изобретение позволяет повысить водостойкость до 4,3 мас.% и прочность на изгиб фанеры, древесноволокнистых и древесностружечных плит при более чем двукратном снижении расхода связуюцего за счет испопьзования в качестве последнего - длкилуретано- органоизоцианата обцей Формулы OCN-R,(Ш1СООЮ,, , где R CH3-C,6H,3, , где л 1-6, или остаток оурилового спирта5 R - гексаме- тилен, толуилен, 4,4 -дийенилметан или 4,4(,4 -трифенилметан, п 1-2, в сочетании с толуолом или дихлорэтаном и катализатором уоетанообра- зования: диметиланилин, октоат олова или тетрабутоксититан. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. € со

соотношение спиртов «1:1 (в молях)

оеЯ 0ЭД ,, 99,5 306,12

HCOOUI,Wr,lF,)H

/

OCN0CH,97-3 53,12

MHinoriljftTjCF jH

) OCN0Cllj98, l 806,3

NHCOOCIt C CFjV

1 С1Ч

ООН

98,6272,3

MHCOOCHjO

2ocHCcH tratutiCjH,, 97,8270, И

3осм(5Н,)6ннсоосн,СРгСКгН 98,0300,25

11 OCN{CH,),NKCOOCH,98,1266,31

ос О скг197,3 (08,25

5

6

сюн„осокнOCN-O-CHr

CH,OOCKH7 ося-О- и.

Н(СГ,СГ,),СН,ОСО

1,)7,53.3

1,1 51031,32,0

125 1.Й27033,

1,570161,,50 эанристалиэ.

I.S ilO62, i9,53

1(7,0 -ЬЬ,}5.Ю

1)6,0 -73.26Я,53 65 - 89 1В OCN-0-сн

синиосо/.

19 OCN-Q-CH 0NH

«(СПСР.ЧН.ОСО го « -О-сЦО нТ

IHcrjCP Ct OCO /, 1 Смесь соединений И и I1 в соотношении t: 1 моль

22 Смесь соепинений 18 и 19 а соотношении 1:2 моль

ИЗ - 180 - 210 68.714,55 37,51,39 73,3(6,00

В,4513,8

5,939.35

З.Э55,00

ю ,3015.5

10,215,3

9,2013,50

10,3515,6

II,(710,04

8,1512,2

3,024,60

П.126,0

6,376,56

2,652,52

269,3 648,7

1,5328 59,8 5,38 10,21 15(38

59,03 3,96 7,53 6,12

13,1020,11СГО11„ 0358,264,89U.602°,33

11, 416,68С,3Н,еКг0367,9-6,5211,2816,9

10,315,2CtsH,0N20,65,207,310,1215,26

8,612,5С„игвн20з68-8S. 08,40 2.69

11,016,8C,,H,4N,0362,96,4311,2516,9

10,3516,00-64,05Ml 0,7015,59

В,4513,8С,гН1с,МгО,Г,,22

5,939.35C,ell,0N,0,F,731,5

З.Э55,00С,гН,0Н,,75

ю ,3015.5СмН,гНг0461,6

10,215,3C,,H,eK Os62,5

9,2013,50С„ H,eN,O,FfIili.O

10,3515,6СнН,,,,56,6

II,(710,04Cj5HjjNtO,73.&

8,1512,,7K,Od68,9

3,024,60C,eH«(,0,Fj,37,9

П.126,0С„М„Н50Г73,8

6,376,56 CwHj,H,0,F.53,1

2,652,52 C«gH,,N,OeF,s35,2

60,1 5,62 10,39 15,57

On wr I Компонент ,мвс Д

г 3 4 5 6 7 | 8 9 J 10 12 j 13 | ll. j 15 18 |

1Октоат олова -------- - -„-.2Тетрабутокситит«н0,3 0,3 0,3 0,3 O.J 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0.3 0,3 0.3 0,3 П,3 0,3 0,3

3-/Нвнвти/нтилин- --.-.-.-....,-.4Толуол40,0 1.0,0 40,0 40.0 40,0 40,0 40,0 1.0,0 1.0,0 «0,0 40,0 1.0,0 liO.O 40,0 1.0,0 ,0 iO,0

Соединение по вл. t:

159,7

1- 59.7

3- - 59,7

59,7 -

659,7

759,7

в59,7

-59.7

- - 59.7 ----

59,7 ----59,7 59,7 59,7

5

6

7

в

9

10

It

12

13

И

)5

16

17

18

19

20

21

22

9

10

11

12

13

I

15

16

17

21

59,7 - 59,7

2} Лихлорэтлн

Соединенна по табл.Н

2418

2519

2620 -2722

Опыт .Солеркание компонентов, мас.%

19 1 20 J 21 T2Z j 23 fz. J 26 J 27 28 ТзО j 31 32 j 33 З 35 }6 j 3 38 | 39

I0,3

2 0, 3 0,3 0,1 0.2 0,3 0. 0,} 0.3 0,3 0.3 0,1 0,2 0, 0,3 0,25 0,3 0,3 0,3 0,2

4 0,0 1.0,0 40,0 1)0,0 1,0,0 140,5 1)0,0 40,0

849,7 69,7 59,9 59.8 59,7 59,6 59.7 59,7

9

10-1112

13

14- -15 , 16

17

18- - 19

20- -

Таблица 2

Содерканив компонента, ,иас.1

о,3

Ю, О

59,7 - 59,7

59,7

Продолжение табп. 2

11165Q672

Продолжение тэбп. 2

Опыт

Содермание компонентов, мзс.%

13 20 2) fz2 1 23 2 T25 I 26 1 27 28 1 29 ТзО | 31 32 33 J З 35 зб 37 38 | 33

23- - -- - .- - Й9,0 89,0 89,0 8Э,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 89,0 88,0 98,0 « i,7 -- 9,9 9,8 9,6 9,7 9,7510,7 11,712, -.10,7--

26 - - - 10,7 27,10,7