Способ получения полиуретанов Советский патент 1974 года по МПК C08G22/04 

Изобретение касается получения уретановых термоэластопластов, используемых в качестве адгезивов, для приготовления клеев и совмещения с другими полимерами, а также в качестве конструкционных материалов. Известен способ получения термопластич ных полиуретанов путем взаимодействия ди- или полиизоцианатоа со смесью высокомолекулярного и низкомолекулярного диола при нагревании и перемешивании при 12-1 скорости сдвига Ю - 1О сек . Этот способ включает перемешивание исходных компонентов и образующейся реакционной массы в смесителе до тех пор, пока не получится твердый, хрупкий готовый полимер в виде крошки. Процесс ведут при тем пературе 75-100 0, достаточной для плав ления исходного полиэфира и низкомолекулярного диола в начальный момент синтеза Недостатком известного способа Является то, что он не может обеспечить получение качественного несшитого линейного термоэластопласта из-за возможной неоднородности. Неоднородность получаемого продукта обусловлена неравномерностью распределения реакционноспособных групп в объеме смесителя. В процессе оштеза вязкость реакционной массы довольно быстро нарастает и масса становится твердой задолго до завершения процесса полимеризации. Твердые мелкие частицы (крошка) содержат в массе еше достаточное количество реакционноспособных N СО-групп (конверсия около 80-85%), образуя частично сшитый полимер. Наряду с этим, в полимере остает1::я непрореагировав1иая часть ОН-содержащих компонентов. Это объясняется тем, что весь процесс ведут при одной интенс1шно- сти смешения (при скорости сдвига 12 -1 У 1О - 10 сек ), определяемой вязкостью и физико-механиче :;кими свойствами (прочность, твердость, упругосугь и др.) конечного продукта, а также конструкцией выбранного оборудования. Эта интенсивность перемешивания (при скорости 19-1 сдвига.У 1О - ) недостаточна для начальной стадии процесса, в большей мере определяющей однородность готового полимера. Целью изобретения является разработка способа получения линейных полиуретаноБых термоэластопластов, Сущность предлагаемого способа заключается в том, что исходные компоненты предварительно перемешивают при высоких 3 4 1 скоростях су 10 -10 сек ) и затем скорость смешения снижают до средних ско 12 --1 ростей ( I 10 - 10 сек ) и перемешивание продолжают до полного завершения реакции в условиях, обеспечивающих вязко« текучее состояние получаемрго псл,1мера. Предварительное перемешивание .исход-ных компонентов при высоких скоростях 3 4 -1 ( У 10 10 сек ) обеспечивает однородность реакционной массы, дальнейшее перемешивание и завершение процесса в условиях вязкотекучей, а не твердой (в виде крошки) массы, гарантирует большую однородность полимера за счет гомогенно.«-сти реакционной массы и повышения вероят ности взаимодействия реакционноспособных функциональных групп. Кроме того, завер. шение процесса в вязкотекучем состоянии дает возможность сразу же гранулировать полимер по схеме: экструдер, резка на про филирующей головке, охлаждение гранул. При этом не требуется предварительный пе |,)евод полимера в твердое состояние и noAготовка (нарезка) для экст|-;удера. По предлагаемому способу могут быть использованы сложные гидроксилсодержашие полиэфиры - продукты взаимодействия дикарбоновых кислот с гликолями общей формулы ОН{СН)ОН, где П 2-1О, а также диэтиленгликолем, 1,4 - ди( ft гид роксиэтилокси) фениленом. Кроме того, мо жет быть применено до 1% соединений, содержащих тригидроксильные группы. Примерами дикарбоновых кислот могут служить адипиновая, себациновая и др., а также QH-содержащий поли- -капролактондиол. Молекулярный вес применяемых полиэ фиров может варьироваться от 600до 4ОО : предпочтительно 15ОО-ЗООО. В качестве органических диизоцианатов могут быть использованы 2, 2,6 толуилендиизоцианат, 4,4 - дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат. Процесс может осуществляться как в одну стадию, так и через стадию получения форяояимера, с применением катализатора и без него. П р и.м е р 1, (Проведение процесса в одну стадию). Высушенную смёсЬг состоящую из 70 г полибутиленадипината с мол. вес. 185О и 2,9 г 1,4-бутиленгликоля при перемешиваЕГйи подают в смесительную головку вы 34 сокоск-оростного смесителя ( 10 10 сек ), куда при температуре 75-.80°С одновременно вводят 17,8 г 4,4-дифенил-. метандиизоцианата, после чего реакционную массу в вязкотекучем состоянии направля ют в смесительное устройство С 1О 2 -1о 10 сек ) при температуре 140 С. Про должительность синтеза 2 мин, после чего достигается полное отсутствие концевых реакционноспособных fM СО- групп, что позволяет тотчас гранулировать полимера. Физико-механические свойства полимё ра:М.оцупь при растяжении, кгс/см 10О%-.ном ЗОО%--ном Прочность на разрыв, кгс/см 387 Относительное удлинение, % 560 Остаточное удлинение, %34 Твердость73 Эластичность26 Полимер хорошо растворяется в ацетоне, метилкетоне и других растворителях. П р и м е р 2. (Контрольный). В смесительное устройство с высушенной смесью, состоящей из 70 г полибутиленадипината с мол. вес. 1850 и 2,9 г 1,4-бутиленгли коля, подают 17,8 г 4,4-дифенилметандиизодианата при перемешивании со ско- V -t / ростью ) 1О сек (по типу, описанному в пат. № 1344659, Франция) при температуре 8О°С в течение 2О , после чего реакционная масса начинает крошиться ( NCO rpynn 0,53%: что соответствует конверсии 80%). Для завершения процесса, контролируемого по исчерпанию N СО-групп, полимер выдерживают в термостате при температуре 110°С не менее 6 час. Физико- механические свойства полимера:Модуль при растяжении, кгс/см ; 1ОО%-ном62 ЗОО%-.ном124 Прочность на разрыв, кгс/см350 Относительное удлинение,%487