Способ получения полиуретанового предполимера Советский патент 1977 года по МПК C08G18/10 

Изобретение относится к области получения иолиуретановых предполимеров для однокомпонентных жизнеспособных рецептур. Такие рецептуры находят применение для заполнения мелких деталей в массовых производствах, в изделиях радиотехнического назначения, в качестве конструкционных материалов надувных изделий, при решении специальных задач, которые не могут быть выполнены заливочными и напыляемыми рецептурами полиуретанов, например заполнение полиуретаном труднодоступных полостей в изделиях, заполнение узких щелей.

Известен способ получения твердых полиуретановых предполимеров со свободными из-оциа«атными группами 1, которые получают из полиола и избытка изоцианата при постепенном добавлении первого. Синтез предполимеров проводят при температуре порядка 100° С.

Недостатком данного способа является ненадежность и нестабильность синтеза при высоких концентрациях гидроксилов в многофункциональных полиолах и, следовательно, невозможность обеспечения воспроизводимости результатов синтеза, т. е. достижения оптимальных технологических свойств предполимера.

Однако синтез предполимеров из многофункциональных полиолов представляет ин2

терес, так как такие предполимеры обеспечивают наиболее высокие некоторые физикомеханические свойства полиуретанов на их основе. Например, пенополиуретаны из оксипропилированного глицерина и оксипропилированного ксилита при одинаковой плотности обладают температурой размягчения до ПО н 150° С соответственно, а прочностью на сжатие - до 10 и 15 кг/см соответственно.

Известный способ получения полиуретанового предполимера из полифункциональных полиолов при 70° С в присутствии катализаторов действителен для получения жидких предполимеров, по не пригоден для получения

твердых предполимеров при высокой концентрации гидроксилов и высокой функциональности полиола 2.

Целью изобретения является получение предполимера с температурой плавления

30-50°С, а также достижение стабильности и воспроизводимости синтеза.

Поставленная цель достигается тем, что полиол вводится в избыток изоцианата при 20-80° С с последующим выдерживанием

реакционной смеси при 95-100°С.

Другая цель - улучшение структуры конечного полиуретана, следовательно, расширение областей его применения и наиболее эффективное использование поверхностно-активного

вещества (ПАВ) вследствие его гомогенизации в предполимере достигается тем, что ПАВ вводится в процессе синтеза предполимера. ПАВ выбираются из числа инертных к изоцианатам, например с общей формулой

СНз C l3-Si{io-

где

СИй -Ш2-СН2-(Н2-0-В Н2-СН2-0)усн.

I -,

-fdn-caj-oirf 11з

В начальной, сильной экзотермической стадии синтеза, когда ввиду большой концентрации функциональностей разветвленного компонента вероятна сшивка продуктов реакции, процесс проводят при умеренных температурах, обеспечивающих желательный ход процесса.

Процесс получения предполимера ведется в реакторе, оборудованном люком для загрузки компонентов, мешалкой, термодатчиком, сливным вентилем, вводом для инертного газа и рубашкой для подогрева и охлаждения реакционной массы. В навеску толуилендиизоцианата на первой стадии -процесса порциями вводится расчетное количество лолиола. При этом температуру процесса поддерживают не выще 60-80° С. После завершения добавления всего количества полиола температуру плавно поднимают до 95-100° С и процесс при этой температуре ведется до достижения заданного содержания изоцианатных групп. Слив полученного предполимера осуществляется при температуре второй стадии процесса, т. е. при 95-.100° С.

В случае, если назначение предполимера требует наличия ПАВ, оно вводится в предполимер предпочтительно за 1-2 час до слива предполимера. Добавление ПАВ может быть осуществлено и на первой стадии синтеза. ПАВ для введения в предполимер в процессе синтеза выбирают из соединений, инертных по отношению к изоцианату.

Предполимер, полученный по предлагаемому способу, обеспечивает высокие физико-механические характеристики пенопласта.

Рецептуры на предложенном предполим.ере обладают жизнеспособностью от 20 суток до 16 месяцев и выше. Полиуретаны на их основе могут быть получены при температурах в пределах 70-130° С с кажущейся плотностью 0,04-1,0 г/см.

Пример 1. Синтез предполимера осуществляется следующим образом. В реакционный аппарат с мешалкой, термодатчиком, вводом инертного газа, загрузочным люком и сливным вентилем при комнатной температуре при выключенной мешалке загружают 140 вес. ч. смеси изомеров 2,4-2,6-толуилендиизоцианата (Т-65/35) и затем порциями приливают 100 вес. ч. оксипропилированного ксилита с молекулярным весом 800 со скоростью, определяющей подъем температуры за счет экзотермии до 80° С. После окончания добавления полиола температуру в течение 1,5 час поднимают до 98±2°С. Затем осуществляют слив готового предполимера.

Предполимер, охлажденный до комнатной температуры, представляет собой твердый хрупкий продукт со следующими характеристиками:

Температура плавления, °С34-37 Содержание свободных

изоцианатных групп, %13,5

Вязкость расплава

при 80°С, СП130 000

Пример 2. Предполимер синтезируют так же, как в примере 1, с тем различием, что при достижении наивысшей температуры 98rfc2°C в предполимер добавляют 0,5% от веса всей массы поверхностно-активного вещества, инертного по отношению к изодианату общей формулы:

OHj

CHrSi- 0-Si43eKJ

где СИ,

Г; - - (Ml 2 cli,- Ciij- о If (.И,- cfi j-o) уcn.

4U-C if-Q}(i

Реакционную массу после этого выдерживают в течение 10 мин при данной температуре, затем осуществляют слив. Полученный предполимер имеет следующие характеристики:

Содержание свободных изоцианатных групп, % .13,4

Температзра плавления °С33-36 Вязкость расплава при 80°С, СП 120000

П р и м е р 3. Предполимер синтезируют, как в примере 1, при молекулярном весе полиола, равном 780. Начальную стадию завершают при температуре 60°С. После этого температуру реакционной массы поднимают до 100± ±2°С в течение 2,5 час и осуществляют слив. Предполимер, охлажденный до комнатной температуры, представляет собой твердый хрупкий продукт со следующими характеристиками:Содержание свободных

изоцианатных групп, %13,4

Температура плавления, °С36-39 Вязкость расплава при 80°С, СП 120000

Формула изобретения

Способ получения полиуретанового предполимера с концевыми изоцианатными группами для жизнеспособных рецептур путем смешения оксипропилированного ксилита и избытка изоцианата при постепенном добавлении первого, отличающийся тем, что, с целью получения твердого предполимера с температурой плавления 30-50°С, а также достижения стабильности и воспроизводимости синтеза, введение полиола в изоцианат осуществляют при 20-80°С, с последующим выдерживанием реакционной смеси при 95- 100°С.

2. Способ по П. 1, отличающийся тем, что, с целью улучщения структуры полиуретана, процесс осуществляют в присутствий

поверхностно-активных веществ, инертных к изоцианатам, формулы

СН5

CHrSi- jo-b

где

CHj

R -CH-CHa-CHj-OX

(-CH,-CH,-0) X

СНзX n

-cH,-o-):J-cA

X

Источники информации.

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3280048, 260-25, 1966.

2.Патент Англии № 1216673, С 08g 22/04, 1970.