Способ получения структурированных полиуретановых эластомеров

Союа Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 09.Х,1968 ( 1277228/23-5)с присоединением заявкиПриоритет М, Кл. С 08 д 22/38 Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 678,664(088.8) ъ ЕОЮЗНАЯ Т 1:"1 "0. . л 11.ЧИЛ., Опубликовано 21.Х.1972. Бюллетень35Г" - Дата опубликования описания 18,1,1973 1 Авторыизобретения М. А. Альбам, Б, С. Григорьев, М. Г. Константиновский, В. М. Штефан,А. П. Писаренко, Л. А. Варнавицкая, В. А, Егоров, Г. П. Орленко,Э, Н, Сотникова и И. Ш. НейштадтНаучно-исследовательский технологический институт бытовогообслуживания Заявитель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОЛ ИУРЕТАНОВЪХ ЭЛАСТОМЕРОВ1Изобретение относится к области получения структурированных полиуретановых эластомеров, а именно: полиуретановых каучуков предполимерным методом.Известен способ получения структурированных полиуретановых эластомеров путем вулканизации полиуретанового предполимера диизоцианатами.Изобретение предусматривает вулканизацию предполимера смесью диизоцианата с триалканоламинами, взятыми в количестве 0,1 - 0,5 моль (предпочтительно 0,15 - 0,25) ОН-групп амина на каждый моль изоцианатных групп.Небольшие количества триалканоламина, будучи введенными в реакционную смесь на основе уретанового каучука, вызывают резкое снижение вязкости (повышение пластичности) продукта, что уменьшает нагрузки на оборудование (вальцы, резиносмеситель, шприц- машину). Кроме того, после введения в смесь вулканизирующего агента - димер а 2,4-толуилендиизоцианата - при пролежке перед вулканизацией триалканоламин ускоряет процесс нарастания вязкости смеси, что устраняет необходимость длительной пролежки сырых заготовок перед вулканизацией для получения бездефектных изделий. Этот эффект особенно нагляден в случае ненаполненных или мало- наполненных смесей. Здесь, по-видимому, при 2пролежке смесей происходит процесс структурирования при одновременном участии димера и триалканоламина.Триалканоламин оказывает также ускоряю щее действие на сам процесс вулканизации.Но одновременно он имеет сильное влияние на свойства получаемых вулканизатов. Введение небольших количеств триалканоламина при постоянной дозировке димера приводит 10 к повышению модуля и твердости вулканизатаи повышению плотности сшивки.Повышение плотности сшивки под действием триалканоламина особенно проявляется при его введении в начале процесса смеше ния, то есть с первой порцией наполнителя.По-видимому, здесь проявляется действие триалканоламина как поверхностно-активного вещества, способствующего лучшему диспергированию в смеси наполнителя, а также вул канизующего агента-димера. Кроме того, приэтом достигается более равномерное распределение малых количеств самого амина, что позволяет ему наиболее полно участвовать в химических реакциях.25 Пример 1. 100 вес. ч. полиуретановогокаучука (СКУ) развальцовывают на вальцах до получения шкурки, вводят 0,5 вес. ч.стеарина, а затем 60 вес. ч. сажи ТМ, добавляя с первой порцией сажи различные ко личества триэтаноламина. В табл. 1 показанаЕдиницаизмерения Наименование показателя 2,0 3,0 0,5 1,5 239 203 19 153 93 307 220 16 155 94 313 235 12 160 94 292 308 23 111 93 297 273 12 148 93 297 278 122 93 кг/смкг/смф Сопротивление разрывуОтносительное удлинениеОстаточное удлинениеМодуль при 100 удлиненииТвердость по ТМ Остаточная деформация100 ударовПоказатель истиранияКоэффициент набухания после 1 4 1 8 0,058 0,045 2,56 3,14 1,74 1,06 0,05 0,053 2 е 72 2 ф 40 2,770,0472,96 2,980,0482,963вязкость (по Муни) полученных каучуко-сажевых маток, определенная через сутки после смешения. Из таблицы видно, что при повышении содержания триэтаноламина вязкость резко падает. П р и м е р 2. В полученные в примере 1 каучуко-сажевые матки на вальцах вводят 16 вес. ч. димера (десмодура ТТ фирмы Байер, ФРГ) и после пролежки в течение суток также определяют вязкость по Муни (см. табл. 1). Вязкость по Мунк каучуко-сажевых маток и резиновых смесей с различным содержанием триэтаноламинаИз таблицы видно, что с повышением содержания триэтаноламина вязкость сначала возрастает, достигает максимума и затем насначала возрастает, проходит через максимум,а затем снижается. Соответственно через максимум проходит модуль при 100 удлинении,а через минимум - остаточные деформации. Для данного примера оптимальная дозировка триэтаноламина равна 1,5 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука.Пр и мер 5. Приготовляют две смеси следующей одинаковой рецептуры в вес. ч,: 4чинает снижаться. Из смеси без триэтаноламина и с содержанием 1,5 вес. ч. триэтаноламина через 3 час после введения димерабыли свулканизованы образцы толщиной5 10 мм. В первой были мелкие поры, во второй - поры отсутствовали.П р и мер 3. На вальцах готовят две ненаполненные смеси на основе СКУ, содержащие на 100 вес. ч. СКУ0,5 вес, ч. стеарино 10 вой кислоты и 16 вес. ч, димера. Вторая смесьотличается от первой тем, что в нее перед введением димера вводят 1 вес. ч. триэтаноламина. Вулканизацию пластин толщиной 1 ммпроводят через сутки после приготовления15 смеси. Из первой смеси был получен образецс крупными вздутьями, с трудом выгружаемый из пресс-формы, Из второй смеси былаполучена пластина без пор, с хорошим внешним видом, легко выгружаемая из пресс 20 формы,П р и м е р 4. Из смесей, полученных в примере 3, были приготовлены пластинки толщиной 6 мм, которые через сутки после введениядимера вулканизовали в прессе при 150 в те 25 чение 20 мин с охлаждением. После выдержки на воздухе в течение 14 суток были проведены физико-механические испытания (см,табл. 2). Для характеристики плотностисшивки определяли коэффициент набухания30 вулканизатов. Как видно из табл, 2, при повышении триэтаноламина плотность сшивки 35 каучук СКУ- 100, стеариновая кислота -0,5, триэтаноламин - 1,0, сажа ТМ- 60, димер - 14. В одном случае триэтаноламин вводят с первой порцией сажи, в другом - вместе с димером в конце смешения. Из обеих 40 смесей приготовляют пластинки, которые вулканизуют при 150 в течение 20 мин. Физикоиеханические показатели, определенные через 14 суток после вулканизации, приведены в табл. 3.359256 Таблица 3 Способ введения триэтаноламина Единица измереНаименование показателяКорректоры: Т, Медведеваи Л. Бадылама Редактор Н. Коган Заказ 4424/5 Изд.1781 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 физико-механические показатели резин, полученныхпри различных способах введения триэтаноламина Сопротивление разрыву Относительное удлинение при разрыве Остаточное удлинениепосле разрыва Модуль при 100% удлиненияТвердость по ТМИз таблицы видно, что резина, полученнаяпри введении триэтаноламина в начале смешения, обладает более высокими показателями прочности, модуля, твердости и меньшими 5 относительными и, особенно, остаточнымиудлинениями. Предмет изобретенияСпособ получения структурированных поли уретановых эластомеров путем вулканизацииполиуретанового предполимера диизоцианатами, отличающийся тем, что, с целью улучшения прочностных характеристик конечного продукта и ускорения процесса вулканизации, 15 диизоцианаты вводят в смеси с триалканоламинами, взятыми в количестве 0,1 - 0,5 моль (предпочтительно 0,15 - 0,25) ОН-групп амина на каждый моль изоцианатных групп.