СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ Советский патент 1972 года по МПК C08G18/18 

Изобретение относится к области получения структурированных полиуретановых эластомеров, а именно: полиуретановых каучуков предполимерным методом.

Известен способ получения структурированных полиуретановых эластомеров путем вулканизации полиуретанового предполимера диизоцианатами.

Изобретение предусматривает вулканизацию предполимера смесью диизоцианата с триалканоламинами, взятыми в количестве 0,1-0,5 моль (предпочтительно 0,15-0,25) ОН-групп амина на каждый моль изоцианатных групп.

Небольшие количества триалканоламина, будучи введенными в реакционную смесь на основе уретанового каучука, вызывают резкое снижение вязкости (повышение пластичности) продукта, что уменьшает нагрузки на оборудование (вальцы, резиносмеситель, шприцмашину) . Кроме того, после введения в смесь вулканизируюш,его агента - димера 2,4-толуилендиизоцианата - при пролежке перед вулканизацией триалканоламин ускоряет процесс нарастания вязкости смеси, что устраняет необходимость длительной пролежки сырых заготовок перед вулканизацией для получения бездефектных изделий. Этот эффект особенно нагляден в случае неналолненных или малонаполненных смесей. Здесь, по-видимому, при

пролежке смесей происходит процесс структурирования при одновременном участии димера и триалканоламина.

Триалканоламин оказывает также ускоряюшее действие на сам процесс вулканизации. Но одновременно он имеет сильное влияние на свойства получаемых вулканизатов. Введение небольших количеств триалканоламина при постоянной дозировке димера приводит

к повышению модуля и твердости вулканизата и повышению плотности сшивки.

Повышение плотности сшивки под действием трналканоламина особенно проявляется при его введении в начале процесса смешения, то есть с первой порцией наполнителя. По-видимому, здесь проявляется действие триалканоламина как поверхностно-активного веш,ества, способствуюшего лучшему диспергированию в смеси наполнителя, а также вулканизуюш.его агента-димера. Кроме того, при этом достигается более равномерное распределение малых количеств самого , что позволяет ему наиболее лолно участвовать в химических реакциях.

Пример 1. 100 вес. ч. полиуретапового каучука (СКУ-8) развальцовывают на вальцах до получения шкурки, вводят 0,5 вес. ч. стеарина, а затем 60 вес. ч. сажи ТМ-70, добавляя с первой порцией сажи различные ковязкость (по Муни) полученных каучуко-сажеБых маток, определенная через сутки после смешения. Из таблицы видно, что при повышении содержания триэтаноламина вязкость резко падает.

Пример 2. В полученные в примере 1 каучуко-сажевые матки на вальцах вводят 16 вес. ч. димера (десмодура ТТ фирмы Байер, ФРГ) и после пролежки в течение суток также определяют вязкость по Муни (см.табл. 1).

Таблица 1

Вязкость по Муни каучуко-сажевых маток и резиновых смесей с различным содержанием триэтаноламина

Из таблицы видно, что с повышением содержания триэтаноламина вязкость сначала возрастает, достигает максимума и затем наФизнко-механические показатели на 100 вес. ч. каучука и

чинает снижаться. Из смеси без триэтаноламина и с содержанием 1,5 вес. ч. триэтаноламина через 3 час после введения димера были свулканизованы образцы толщиной 10 мм. В первой были мелкие поры, во второй - поры отсутствовали.

Пример 3. На вальцах готовят две ненаполненные смеси на основе СКУ-8, содержаш,ие на 100 вес. ч. СКУ-8 0,5 вес. ч. стеариновой кислоты и 16 вес. ч. димера. Вторая смесь отличается от первой тем, что в нее перед введением димера вводят 1 вес. ч. триэтаноламина. Вулканизацию пластин толщиной 1 мм проводят через сутки после приготовления

смеси. Из первой смеси был получен образец с крупными вздутьями, с трудом выгружаемый из пресс-формы. Из второй смеси была получена пластина без пор, с хорошим внешним видом, легко выгружаемая из прессформы.

Пример 4. Из смесей, полученных в примере 3, были приготовлены пластинки толщиной 6 мм, которые через сутки после введения димера вулканизовали в прессе при 150° в течение 20 мин с охлаждением. После выдержки на воздухе в течение 14 суток были проведены физико-механические испытания (см. табл. 2). Для характеристики плотности сшивки определяли коэффициент набухания

вулканизатов. Как видно из табл. 2, при повышении триэтаноламина плотность сшивки Таблица 2 вулканизатов с содержанием 16 вес. ч. димера различным содержанием триэтаноламина

сначала возрастает, проходит через максимум, а затем снижается. Соответственно через максимум проходит модуль при 100% удлинении, а через минимум - остаточные деформации.

Для данного примера оптимальная дозировка триэтаноламина равна 1,5 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука.

каучук СКУ-8 - 100, стеариновая кислота - 0,5, триэтаноламин - 1,0, сажа ТМ.-70 - 60, димер - 14. В одном случае триэтаноламин вводят с первой порцией сажи, в другом - вместе с димером в конце смещения. Из обеих

смесей приготовляют пластинки, которые вулканизуют при 150° в течение 20 мин. Физикомеханические показатели, определенные через 14 суток после вулканизации, приведены в Табл. 3.

Таблица 3

Физико-механические показатели резин, полученных при различных способах введения триэтаноламина

Из таблицы видно, что резина, полученная при введении триэтаноламина в начале смешения, обладает более высокими показателями прочности, модуля, твердости и меньшими относительными и, особенно, остаточными удлинениями.

Предмет изобретения

Способ получения структурированных полиуретановых эластомеров путем вулканизации полиуретанового предполимера диизоцианатами, отличающийся тем, что, с целью улучшения прочностных характеристик конечного продукта и ускорения процесса вулканизации, диизоцианаты вводят в смеси с триалканоламинами, взятыми в количестве 0,1-0,5 моль (предпочтительно 0,15-0,25) ОН-групп амина на каждый моль изоцианатных групп.