ЭФИРУРЕТАНАКРИЛАТНЫЙ ОЛИГОМЕР
ETHERURETHANEACRYLATE OLIGOMER

Эфируретанакрилатный олигомер
Предлагаемое изобретение относится к области химической технологии и касается получения эфируретанакрилатных олигомеров с использованием компонентов, содержащих в своей молекулярной цепи активные уретановые группы, способные реагировать с другими функциональными группами по различным механизмам.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ получения олигомерной смеси (патент 1825804 C08G 18/70), взятый авторами в качестве прототипа. Недостатками данной олигомерной смеси по прототипу является длительность и сложность получения промежуточных продуктов (макродиизоцианатов с различными диизоцианатами (2,4-ТДИ и ГМДИ)) с разной степенью расхода NCO - групп смеси, смешивание двух макродиизоцианатов и на третьей стадии синтез с монометакриловым эфиром этиленгликоля.
Технической задачей настоящего изобретения является получение эфируретанакрилатного олигомера с концевыми двойными связями на основе изоцианатсодержащего форполимера и на его основе получение полимерного материала с низкой температурой кристаллизации и с улучшенными литьевыми свойствами.
Техническое решение достигается за счет того, что в качестве исходного компонента для создания эфируретанакрилатного олигомера взяли изоцианатсодержащий форполимер СКУ-ПФЛ-100 (ТУ 38.103137-78) - продукт взаимодействия полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом, выпускаемый в промышленном масштабе на отечественных заводах РФ, который модифицировали смесью монометакрилового эфира этиленгликоля МЭГ по ТУ 6-01-1240-90) с дибутилдилауратом олова (ДБДЛО по ТУ 6-02-1-002-88) при следующем соотношении компонентов, мас ч.:
форполимер СКУ-ПФЛ-100
100
монометакриловый эфир этиленгликоля (МЭГ)
16-21
дибутилдилаурат олова (ДБДЛО)
0,001-0,01
Новизна и изобретательский уровень предлагаемого изобретения заключаются в том, что при помощи химической реакции происходит присоединение гидроксильных групп монометакрилового эфира этиленгликоля к активным изоцианатным группам форполимера по следующей схеме:
2CH<sub>2</sub>=C(CH<sub>3</sub>)COO(CH<sub>2</sub>)-OH+OCN-R-NCO,
(1)
6
5
3
2
4
6
5
3
где R - С Н (СН) - NH-COO-(CH)- COO - NH- С Н (СН );
CH<sub>2</sub>=C(CH<sub>3</sub>)-COO-(CH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>-COO-NH-R-NH-COO(CH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>- COO- С(СН<sub>3</sub>)=СН<sub>2</sub>
(2)
По завершению синтеза получили эфируретанакрилатный олигомер (2) с концевыми двойными связями, способными полимеризоваться по радикальному механизму посредством химического, фотохимического или термического инициирования.
Необходимое массовое количество МЭГа на взятую навеску форполимера СКУ-ПФЛ-100 определено расчетным путем и зависит от содержания изоцианатных групп в форполимере СКУ-ПФЛ-100 по следующей формуле:
У=0,0325·М·n;
(3)
где У - наименование показателя массы монометакрилового эфира этиленгликоля, г;
М - масса форполимера СКУ-ПФЛ-100, г;
n - содержание изоцианатных групп в форполимере СКУ-ПФЛ-100, %;
0,0325 - коэффициент пересчета.
Пример 1
2
В мешатель, снабженный перемешивающим устройством, системой обогрева и вакуумирования, загружали 100 мас.ч. форполимера СКУ-ПФЛ-100 и перемешивали в течение 10 минут при температуре 30°C, после чего добавляли 16 мас.ч. МЭГа с 0,001 мас.ч. ДБДЛО и перемешивали при скорости вращения перемешивающего устройства 125-258 об/мин при температуре 60°C и вакуумировании при давлении минус 1,0 кгс/см в течение 6 часов. Реакцию проводили до полного расхода изоцианатных групп. Полученный олигомер представляет собой однородную вязкую жидкость светло-желтого цвета, не растворяющуюся в воде и хорошо растворяющуюся в большинстве органических растворителей. Полученный эфируретанакрилатный олигомер обладает высокой реакционной способностью и может быть использован при получении полимерных материалов различного назначения. Свойства эфируретанакрилатного олигомера представлены в таблице.
Примеры 2-4 осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, указанном в таблице.
Таблица
Рецептура и свойства полиэфируретанакрилатного олигомера и характеристики заливочного бронесостава, полученного с его использованием.
Достигнутый положительный эффект очевиден, так как в результате предложенной химической модификации с дозированием компонентов строго в соответствии с расчетной формулой (3) получен совершенно новый эфируретанакрилатный олигомер с концевыми двойными связями, которые устойчивы к влаге воздуха, с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками готового полимерного состава на его основе.
2
Из данных, приведенных в таблице, видно, что эфируретанакрилатный олигомер удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к исходному сырью (олигомеры, каучуки) для приготовления полимерных составов, и обладает приемлемой вязкостью (200-300 Па·с при температуре 20°C), удовлетворительными литьевыми свойствами и высокими механическими характеристиками состава, приготовленного на его основе (прочность при растяжении при скорости 3,3 мм/мин при температуре 20°C составляет 221,3 кгс/см), и достаточными эластическими свойствами (40,4%), удовлетворяющими требованиям состава для изделий специального назначения, а также обеспечение температуры кристаллизации в области низких температур (ниже минус 50°C против плюс 5°C у прототипа).
Основным достоинством синтезированного эфируретанакрилатного олигомера является возможность использования его в качестве основы в полимерных составах для изготовления различных изделий различных конфигурации и назначения, эксплуатируемых в широком диапазоне температур от плюс 50 до минус 50°C.
Предлагаемый способ получения эфируретанакрилатного олигомера опробован в условиях АО « НИИПМ » для изготовления заливочных составов.
Получение эфируретанакрилатного олигомера по предлагаемому способу позволяет:
- снизить температуру кристаллизации до минус 50°C;
- улучшить физико-механические свойства приготовленных на его основе заливочных составов;
- получить новый менее токсичный олигомер, устойчивый к влаге воздуха;
- получить сырье с длительным сроком хранения (более 1 года);
- использовать имеющееся оборудование;
- снизить трудоемкость;
- повысить качество заливочных составов.