Литьевая полиуретановая композиция
CAST POLYURETHANE COMPOSITION

Изобретение относится к рецептурам литьевых полиуретановых композиций, предназначенных для получения изделий конструкционного назначения, использующихся в нефтяной, нефтедобывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.
Известна литьевая полиуретановая композиция, содержащая полиэтиленгликольадипинат, диизоцианат, полиуретановые отходы на основе сложных полиэфиров, хлористый бензоил и катализатор -производные диметиламинометилфенола, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
полиэтиленгликольадипинат
84,5-70
диизоцианат
11-12
производные диметиламинометилфенола
0,3-1,2
полиуретановые отходы на основе сложных полиэфиров
4,5-18
хлористый бензоил
0,1-1,0,
см. RU Патент №2088618, МПК C08L 75/06 (1995.01), C08K 5/09 (1995.01), 1996.
Полиуретан на основе указанной композиции в процессе хранения и эксплуатации кристаллизуется, что приводит к снижению его эластичности.
Известна литьевая полиуретановая композиция, содержащая полиэтиленгликольадипинат, 2,4-толуилендиизоцианат и катализатор 2-диметиламинометилфенол или 2,4-бис-(диметиламинометил) фенол, или их смесь в соотношении 1:0,8-1,2, соответственно, см. RU Патент №914574, МПК C08G 18/18 (1980.01), 1982.
Полиуретан на основе данной композиции с течением времени кристаллизуется и теряет эластичность.
Наиболее близким по технической сущности является литьевая полиуретановая композиция, содержащая полиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 1850-2000, 2,4-толуилендиизоцианат, 1,1,1-триметилолпропан и удлинитель цепи 1,4-бутандиол, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Полиэтиленгликольадипинат
с молекулярной массой 1850-2000
81,77-82,9
2,4-толуилендиизоцианат
14,42-15,38
1,1,1-триметилолпропан
1,78-1,90
1,4-бутандиол
0,90-0,95,
см. Статья "Изучение кристаллизации литьевых уретановых эластомеров на основе сложных полиэфиров", М.Р. Герцензон, Г.Е. Новиков, А.И. Марей, М.А. Беркович/. Журнал «Синтез, химия и физика полимеров» №15, 1975. С. 99-103.
Полиуретан на основе этой композиции с течением времени кристаллизуется, что ведет к снижению его эластичности, и он становится не пригодным для использования. Кроме того, полиуретан является недостаточно термостойким.
Технической проблемой является увеличение эластичности полиуретана и ее сохранение с течением времени, а также повышение термостойкости полиуретана.
Техническая проблема решается литьевой полиуретановой композицией, содержащей полиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 1850-2000, 2,4-толуилендиизоцианат, 1,1,1-триметилолпропан и удлинитель цепи, согласно изобретению, в качестве удлинителя цепи она содержит 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Полиэтиленгликольадипинат
с молекулрной массой 1850-2000
79,85-81,08
2,4-толуилендиизоцианат
14,11-15,02
1,1,1-триметилолпропан
1,74-1,85
2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан
3,07-3,27
Решение технической задачи позволяет получить полиуретан с повышенным значением эластичности, превышающим прототип на 10-30%, и сохранением ее в течение длительного периода времени. Кроме того, полиуретан характеризуется термостойкостью, превышающей прототип на 28-37°С.
Характеристика веществ, используемых в композиции:
Полиэтиленгликольадипинат, сложный полиэфир, твердое воскообразное белое вещество без механических включений, ММ 1850 -2000, ТУ 2226-010-50643915-2004;
восп
пл
2,4-толуилендиизоцианат, прозрачная жидкость, ММ 174, содержание NCO-групп 48,2% мае, ТУ 113-38-95-90; 1,1,1-триметилолпропан, многоатомный спирт, белый порошок, ММ 134, Т 184°С, ТУ 38.102101-76; 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан, многоатомный спирт, белый порошок, ММ 316, Т 110 С°, ГЧ 10,76, химическая формула
см. RU Патент №2534774, МПК C09D 175/08 (2006.01), C08G 18/48 (2006.01), C08G 18/24 (2006.01), C08G 18/72 (2006.01), C08G 18/76 (2006.01), 2013.
Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения:
Пример 1 (по прототипу), мас. ч.:
К полиэтиленгликольадипинату с молекулярной массой 1850-2000 в количестве 81,77-82,9, добавляют соответственно, 1,1,1-триметилолпропан 1,78-1,90, 1,4-бутандиол 0,90-0,95 и 2,4-толуилендиизоцианат в количестве 14,42-15,38. Смешение полиуретановой композиции ведут при температуре 80°С в течение 30 минут.Затем реакционную массу заливают в предварительно смазанные кремнийорганическим вазелином и прогретые при 120°С щелевые формы. Отверждение полиуретана ведут при 120°С в течение 24 часов. Далее образцы извлекают из форм и выдерживают при комнатной температуре не менее 10 суток и подвергают испытаниям. Пример 2 (по заявляемому объекту)
Полиуретановую литьевую композицию получают путем смешения компонентов при следующем соотношении, мас. ч.:
Полиэтиленгликольадипинат
с молекулярной массой 1850
79,85
1,1,1-триметилолпропан
1,85
2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан
3,27
2,4-толуилендиизоцианат
15,02.
К смеси полиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 1850, 1,1,1-триметилолпропана, 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропана добавляют 2,4-толуилендиизоцианат.Смешение всех компонентов ведут при температуре 80°С в течение 30 минут, после чего реакционную массу заливают в предварительно смазанные кремнийорганическим вазелином и прогретые при 120°С щелевые формы и отверждают при 120°С в течение 24 часов. Полученные образцы извлекают из форм, при комнатной температуре выдерживают не менее 10 суток и подвергают испытаниям. Пример 3 аналогичен примеру 2.
Полиуретановую литьевую композицию получают путем смешения компонентов при следующем соотношении, мас. ч.:
Полиэтиленгликольадипинат
с молекулярной массой
81,08
1,1,1-триметилолпропан
1,74
2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан
3,07
2,4-толуилендиизоцианат
14,11.
Эластичность по отскоку определяют по ГОСТ 6950-73. Твердость по Шору - согласно ГОСТ 263-75.
Условную прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяют по ГОСТ 270-75 на разрывной машине РМИ 250 при скорости растяжения 500 мм/мин.
1
2
3
-1
Термостойкость образца определяют по значениям температуры потери массы, оценивают по температуре начала деструкции (T), температуре полупериода этапа разложения (Т); завершающей температуре деструкции (Т), определяемых по касательным к термогравиметрическим кривым по ГОСТ Р 56721-2015. Испытания проводят на приборах «STA 6000» («Perkin-Elmer», США) при скорости нагрева 5 град мин в токе воздуха.
Испытание образцов проводят спустя 10, 30 дней, 1 год после их получения.
Данные по составу литьевой полиуретановой композиции и физико-механическим свойствам полиуретана на основе этой композиции по примерам 1, 2 и 3 через 10 дней приведены в таблице 1, в таблице 2 - через 30 дней, таблица 3 - через 1 год.
Как видно из примеров конкретного выполнения, заявленная композиция позволяет получать полиуретан не кристаллизующийся в течение 1 года, в то время как образец по прототипу кристаллизуется в течение 30 дней. Показатель эластичности по отскоку у полиуретана на основе заявляемой композиции на 10-30% выше, чем у прототипа. Кроме того, по термостойкости полиуретан, полученный на основе заявляемой композиции, превосходит прототип на 28-37°С.