Способ получения полиуретанов

сЙИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик О П(51) М, Кл. С 08 у 22/04 с присоединением заявки Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изаоретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВ Изобретение касается получения уретановых термоэластопластов, используемых в качестве адгезивов, для приготовления клеев и совмещения с другими полимерами, а также в качестве конструкционных матери алов.Известен способ получения термопластичных полиуретанов путем взаимодействия ди- или полиизоцианатов со смесью высокомолекулярного и низкомолекулярного дио- О ла при нагревании и перемешивании при2 -1скорости сдвига 10 - 10 сек, Этот способ включает перемешивание исходных компонентов и образующейся реакционной массы в смесителе до тех пор, пока не получится твердый, хрупкий готовый полимер в виде крошки. Процесс ведут при тел- пературе 75-100 оС, достаточной для плавления исходного полиэфира и низкомолекулярного диода в начальный момент синтеза. Недостатком известного способа является то, что он не может обеспечить получение качественного несшитого линейного термоэластопласта из-за возможной неоднородности. Неоднородность получаемого продукта обусловлена неравномерностью распределения реакционноспособных групп в объеме сл 1 еситедя. В процессе синтеза вязкость реакционной массы довольно быстро нарастает и масса становится твердой задолго до завершения процесса полимеризации. Твердые мелкие частицы (крошка)содержат в массе еше достаточное количество реакционно- способных М СО-групп (конверсия около 80-85%), образуя частично сшитый полимер. Наряду с этим, в полилтере остается непрореагировавшая часть ОН-содержащих компонентов, Зто объясняется тем, что весь процесс ведут при одной интенсивности смешения (при скорости сдвига1 2 -1( = 10 - 10 сек ), определяемой вязкостью и физико-механическими свойствами (прочность, твердость, упругость и др.) конечного продукта, а также конструкцией выбранного оборудования. Зта интенсивность перемешивания (при скоростифорполимера, с применением катализатора и без него,П р и,м е р 1, (Проведение процесса в одну стадию).Высушенную смесь, состоящую из 70 г полибутиленадипината с мол. вес. 1850 и 2,9 г 1,4-бутиленгликоля при перемешивании подают в смесительную головку вы 3 4 сокоскоростного смесителя (=10 - 10е - о сек ), куда при температуре 75-80 С одновременно вводят 17,8 г 4,4-дифенил метандиизоцианата, после чего реакционную ; массу в вязкотекучем состоянии награвля 1 ют в смесительное устройство (= 10сьо 10 сек ) при температуре 140 С, Продолжительность синтеза 2 мин, после чего достигается полное отсутствие концевых реакцианноспособных Й СС- групп, что позволяет тотчас гранулировать полимера.)дФизико-механические свойства полимеПримерами дикарбоновых кислот могутслужить адипиновая, себациновая и дратакже ОН-содержащий поли- Я -капролак- бОтондиол.Молекулярный вес применяемых полиэфиров может варьироваться от 600 до 4000,предпочтительно 1500-3000.И качестве органических диизоцианатов 55могут быть использованы 2,4=и 2,6 = толуилендиизоцианат, 4,4 - дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат,Процесс может осуществляться как водну стадию, так и через стадию получения 6 О 62 124 350 487 2сдвига. =10 - 10 сек ) недостаточнадля начальной стадии процессав большеймере определяющей однородность готовогополимера,ЦЦелью изобретения является разработкаспособа получения линейных полиуретановых термоэластопластов,Сущность предлагаемого спо"оба заключается в том, что исходные компонентыпредварительно перемешивают при высоких3 4 -1скоростях (= 10 -10 сек ) и затемскорость смешения снижают до средних ско 1 2 -1ростей ( ) = 10 - 10 сек ) и перемешивание продолжают до полного завершенияреакции в условиях обеснечиваюших вязкотекучее состояние пслучаемрго полимера. Предварительное перемешчвание исход:. ных компонентов при высоких скоростях я3 4 -1(= 10 -10 сек ) обеспечивает однородность реакционной массы, дальнейшее перемешивание и завершение процесса в условиях вязкотекучей, а не твердой ;в виде крошки) массы, гарантирует большую однородность полимера за счет гомогенно.- сти реакционной массы и повышения вероятности взаимодействич реакционноспособных функциональных групп, Кроме того, завершение процесса в вязкотекучем состоянииЗО дает возможность сразу же гранулировать полимер по схеме: экструдер, резка на профилирующей головке, охлаждение гранул. При этом не требуется предварительный пе,1 евод полимера в твердое состояние и под- готовка (нарезка) для экст, удера.По предлагаемому способу могут быть использованы сложные гидроксилсодержащие полиэфиры - продукты взаимодействия4 О дикарбоновых кислот с гликолями общей формулы ОН(СН ) ОН, где 1 = 2-10, а также диэтиленгликолем, 1,4 - ди( ф -гидроксиэтилокси) фениленом, Кроме того, может быть применено до 1% соединений, со держащих тригидроксильные группы,ра; 2 Модуль при растяжении, кгс/см100%-ном 50300 Я нем 962Прочность на разрыв, кгс/см 387Относительное удлинение, % 560Остаточное удлинение, % 34Твердость 73Эластичность 26Полимер хорошо растворяется в ацетоне,метилкетоне и других растворителях.П р и м е р 2. (Контрольный). В смеси тельное устройство с высушенной смесьюсостоящеч из 70 г полибутиленадипинатас мол. вес. 1850 и 2,9 г 1,4-бутиленгликоля, подают 17,8 г 4,4-дифенилметандиизоцианата при перемешивании со ско 2 -1ростью=1 О сек (по типу, описанному в пат.1344659, Франция) при температуре 80 оС в течение 20 мин, послечего реакционная масса начинает крошиться ( ЯСО-групп 0,53%, .что соответствует конверсии 80%), Для завершения процесса, контролируемого по исчерпаниюМ СО-групп, полимер выдерживают в термостате при температуре 110 оС не менее6 час,Физико- механические свойства полимера:Модуль при растяжении, кгс/см2 100%-ном300% ном2Прочность на разрыв, кгс/смОтносительное удлинение,%Полимер ограничено растворяется в ацетоне.бП р и м е р 3. (Проведение процесса в две стадии.) К предварительно полученному форполимеру на основе 70 г полибутиленгликольадипината с мол,вес,185 О и 7,8 г 4,4-дифенилметандиизоцианата добавляют при80 оС 3 г 1,4-бутиленгликоля при скорости3 4 -1 перемешивания . = 10 - 10 сек, Затем температуру повышают до 120 оС, что- в бы реакционная масса находилась в вязко- текучем состоянии, после чего при скорости1 2 -1церемешивания= 10 -10 сек через 5 мин получают готовый полимер, Готовность полимера подтверждает отсутствие концевых я СО-групп.П р и м е р 4. По методике примера 1 получают полимер в присутствии 0,001 весЛ катализатора - ацетилацетоната железа. 2 б , Перемещивание реакционной смеси при 120 оС(в вязкотекучем состоянии) завершают в течение 2 мин, Получение готового продукта подтверждает отсутствие концевыхСО-групп.П р и м е р 5. По методике примера 1 осушествляют взаимодействие 70 г поли-капролактона с конечными ОН-группами и мол. вес. 2000, 3 г 1,4-бутилен,гликоля, 10 г 2,4-толуилендиизоцианата и 0,001 г катализатора - ацетилацетоната железа, Перемешивание реакционной сме-, си при 120 оС (в вязкотекучем состоянии) завершают в течение 5 мин. Получение готового продукта подтверждает отсутствие концевых К СО-групп.П р и м е р 6, По методике примера 1 осуществляют взаимодействие 70 г полибутиленадипината, с мол, вес. 1850 ч 3,2 г 1,4-бутиленгликоля с 10 г 2,4-толуилендиизоцианата при температуре 140 оС. Продолжительность синтеза 3 мин, после чего достигается полное отсутствие концевых реакционноспособных групп.Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс и получать линейные терМопластичные цолиуретаны различной природы с хорошими показателями. Предмет изобретенияСпособ получения полиуретанов путемвзаимодействия полиизоцианата с высокомолекулярным и низкомолекулярным диолом при нагревании и перемешивании, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью получения линейных полимеров и интенсификации процесса, исходные компоненты подвергают высо 43коскоростному смешению при=10 - 10- 1сек с последующим перемешиванием при2=10 - 10 сек