Патент на изобретение №2159256
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПОЛИУРЕТАНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОДУЛЬНЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к полиуретановой композиции, предназначенной для получения низкомодульных эластомеров с невысокой твердостью (20 – 50 усл.ед. по Шору А) различного назначения. Сущность изобретения заключается в том, что полиуретановая композиция для получения низкомодульных эластомеров включает толуилендиизоцианат, сложный олигоэфиртриол с мол.м 2000 и сложный олигоэфирдиол с мол.м 2000 при мольном соотношении олигоэфирдиола с олигоэфиртриолом, равном от 0,05 : 0,95 до 0,10 : 0,90, и при соотношении между NCО-группами диизоцианата и ОН-группами смеси олигоэфиров, равном 0,8 – 1,1 моль/моль. Полученные эластомеры имеют предел прочности при растяжении 6,5 – 12,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 780-1250%, модуль упругости при 100%-ной деформации 0,8-1,1 МПа, твердость 20-50 у.е. по Шору А. 5 табл. Настоящее предлагаемое изобретение относится к рецептурам полиуретановых композиций, предназначенных для получения низкомодульных эластомеров с невысокой твердостью (20-50 усл.ед. по Шору А), применяющихся для облицовки окрасочных валиков в полиграфической промышленности, для изготовления демпферов, эластичных матриц при формовании фигурных изделий из гипса и полимеров, а также в качестве полимерной основы для производства композиционных материалов различного назначения. относительное удлинение при разрыве, % – 400-850 предел прочности при разрыве, МПа – 1,2-2,2 Уровень прочности полиуретанового эластомера СКУ-В явно недостаточен для его использования в ряде областей техники, например, в качестве полимерной основы наполненных композиционных материалов. Кроме того, недостатком известной рецептуры является отсутствие в настоящее время производства олигоэфира П-В.  2)o
Недостатком известной рецептуры, как и предыдущей, являются низкие деформационно-прочностные характеристики получаемых из нее низкомодульных эластомеров, особенно уровень прочности, что ограничивает ресурс работоспособности таких материалов и не позволяет рекомендовать их для изготовления многих изделий, эксплуатирующихся в условиях повышенных нагрузок.
Задачей предложенного изобретения является повышение уровня деформационно-прочностных характеристик полиуретановых эластомеров при сохранении низкого модуля упругости в диапазоне твердости от 20 до 50 усл. ед. по Шору А.
Сущность изобретения заключается в том, что полиуретановая композиция для получения низкомодульных эластомеров, включающая толуилендиизоцианат и сложный олигоэфиртриол с молекулярной массой 2000, дополнительно содержит сложный олигоэфирдиол с молекулярной массой 2000 при его мольном соотношении с олигоэфиртриолом, равном от 0,05:0,95 до 0,10:0,90, и при соотношении между NCO-группами диизоцианата и ОН-группами смеси олигоэфиров, равном 0,8-1,1 моль/моль. В качестве сложных олигоэфиртриолов используют полиэфир П-9А – трехфункциональный гидрокситерминальный сополимер диэтиленгликоля, глицерина и адипиновой кислоты или полиэфир П-2200 – трехфункциональный гидрокситерминальный сополимер диэтиленгликоля, триметилолпропана и адипиновой кислоты с молекулярной массой 2000, в качестве сложного олигоэфирдиола предпочтительно предлагается использовать полиэфир П-6 – дифункциональный гидрокситерминальный полидиэтиленгликольадипинат. Заявляемый диапазон соотношений между олигоэфиртриолом и олигоэфирдиолом определен экспериментальным путем. Введение олигоэфирдиола в количестве менее 0,05 моль на 0,95 моль олигоэфиртриола неэффективно, так как не приводит к существенному росту прочностных и деформационных показателей материала. Введение более 0,1 моль олигоэфирдиола на 0,9 моль олигоэфиртриола приводит к резкому снижению относительных удлинений при разрыве и увеличению модуля упругости эластомеров.
Выбранное мольное соотношение между диизоцианатом и олигоэфирами обусловлено необходимостью регулирования твердости получаемых полиуретанов в интервале 20-50 усл. ед. по Шору А: при соотношении NCO/OH меньше 0,8 моль/моль эластомеры имеют низкую твердость и неудовлетворительный комплекс физико-механических характеристик; при соотношении NCO/OH больше 1,1 моль/моль резко ухудшаются деформационные свойства эластомеров (относительное удлинение при разрыве уменьшается, а относительная остаточная деформация растет, то есть ухудшается эластичность).
В качестве толуилендиизоцианата в составе заявляемой композиции могут быть использованы все изомеры: 2,4-толуилендиизоцианат (продукт 102Т), смеси 2,4- и 2,6- толуилендиизоцианатов (продукты ТДИ-65/35 и ТДИ-80/20). В качестве сложного олигоэфирдиола применяется полиэфир П-6, представляющий собой олигоэтиленгликольадипинат с концевыми гидроксильными группами.
Технология изготовления низкомодульных эластомеров из заявляемой полиуретановой композиции одностадийна и заключается в смешении олигоэфиров, имеющих влажность менее 0,05%, с толуилендиизоцианатом с последующей заливкой полученной реакционной смеси в соответствующие формы и ее отверждении при температуре (1155)oC до достижения постоянства характеристик эластомеров.
Изобретательский уровень и техническая новизна предлагаемого решения заключается в том, что совместное использование сложных олигоэфирдиола и олигоэфиртриола в рецептуре полиуретановой композиции привело к неочевидному эффекту – значительному улучшению деформационно-прочностных характеристик эластомеров и сохранению при этом низкого уровня модуля упругости и твердости, в то время как эластомеры на основе индивидуального олигоэфирдиола П-6 имеют твердость не менее 70 усл.ед. по Шору А.
Техническую сущность предлагаемого изобретения иллюстрируют нижеприведенные примеры.
ПРИМЕР 1. В табл. 1 приведены составы известной полиуретановой композиции и заявляемой, а в табл. 2 в сравнении представлены экспериментальные данные по испытанию физико-механических характеристик эластомеров, полученных на их основе. Мольное соотношение между группами NCO/OH с учетом функциональности олигоэфиров в составах 1-6 равнялось 1,0, температура испытаний (232)oC.
ПРИМЕР 2. В табл.3 приведены составы в рамках и за рамками заявляемой композиции, полученные при мольном соотношении между олигоэфиртриолом П-9А и олигоэфирдиолом П-6, равном 0,9:0,1 моль/моль, и различном соотношении между NCO- и ОН-группами толуилендиизоцианата (продукт ТДИ-80/20) и смеси олигоэфиров, а в табл. 4 приведены основные физико-механические характеристики полученных полиуретановых эластомеров.
Таким образом, в отличие от композиций аналогичного назначения, заявляемая полиуретановая композиция за счет использования в ее составах смеси сложных олигоэфиртриола и олигоэфирдиола с молекулярными массами 2000 позволяет, при сохранении низких значений модуля упругости и твердости, получать эластомеры с улучшенным комплексом деформационно-прочностных характеристик (в 3-4 раза), что, несомненно, расширит границы применимости низкомодульных полиуретановых эластомеров.
Формула изобретения
РИСУНКИ
TK4A – Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях “Изобретения (заявки и патенты)” и “Изобретения. Полезные модели”
Страница: 207
Напечатано: (73) Научно-производственная фирма “Кордэкс”
Следует читать: (73) Государственное научно-производственное предприятие – фирма “КОРД-ЭКС”
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2000
Код раздела: FG4A
Извещение опубликовано: 20.04.2005 БИ: 11/2005
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.10.2007
Извещение опубликовано: 20.06.2009 БИ: 17/2009
|
||||||||||||||||||||||||||
