Способ получения полиуретанового латекса

/32тк НИЯ БЕБЕ,. ТОРСНОМУ СВ ЬСТВУ 3307896/2326.06,8 1(4 ск ОСУДЮ СТВЕННЫй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР 6) 23,10,88, Бюл. М 39(71) Всесоюзньп научно-исследователь.ий институт синтетических смол (72) В.М.Непьппневский, Ф.К.Самигуллин, О.Я.Мошарова, А,А.Житинкин, Е.Н,Широков и Г.А.Гладковский (53) 678664(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 589763, кл. С 08 Г 18/32, 1976.Авторское свидетельство СССР У 7 18455, кл. С 08 С 18/32, 1976. 75698 А(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТЛНОВОГО ЛАТЕКСА путем взаимодействияпредполимера с концевыми цзоцианатными группами с Ю,Н,Н,Н-тетракис-(2-гидроксипропил)зтилендцамцном с последующим диспергированцем полученного продукта в водном растворе кислот,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения пропцтывакццх свойствлатекса, в качестве преднолцмер используют предполимер, содерж:нпцй1-11 мас. Х оксиэтиленовых зьею ев.1075698 пленки. 1Изобретение относится к областиполучения водных дисперсий полиуретяцов, используемых для получения покрытии для пропитец ткяцец волок -нистых основ, в качестве герметиков,клеев и т.д,Известны способы получения полиуретанового латекса путем взаимодействия изоцианатного предполимеря судлинителем цепи, содержащим третичный ятом азота, с последующим диспергированием полученного продукта г,растворе различных кислот.Однако наличие растворителя усложцяет процесс с точки зрения токсичности и огнеопасности.Наиболее близким по техническойсущности является способ голучеция полиуретацового латекса путем взаимодействия предполимера с концевыми изоциацатными группами с 3-тетракис-(2-гидроксипропил)-этилендиямином (или , -тетряпропанолэтилендиамином) с последующим диспер гированием полученного продукта вводном растворе кислот,Недостатками этого способа являются; невозможность получения лятекса с концентрацией выше 367, ввиду резкого нарастания его вязкости и превращения лятекса в пасту, крупный размер его частиц (-25 мкм),обуславливающий низкую пропитывающую способность латекса по отношению к различным материалам.Невозможность получения латекса с концентрацией выше 367 предопределяет получение покрытий на его основе со сравнительно небольшой толщиной, а также осложняет транспортирование этого продукта из-за большого содержания в нем воды.Целью данного изобретения является улучшение пропитывающих свойств латекса.указанная цель достигается тем,что при получении полиуретанового латекса путем взаимодействия предполимера с концевыми изоцианятными груп 50пами с М, В, И,-тетракис (2-гицроксипропил)этилендиамином с последуюшим диспергированием полученного продукта в водном растворе кислот в качестве предполимера используют предполимер, содержащий 1-11 мас.% окси 55этиленовых групп,Для синтеза высококонцецтрированного, обладающего высокой пропитываюей способностью .ятекся исхоцый изоцця;ятцый цредполимер синтезируютна основе смеси полиоксипропилецгликоля с полиэфиром,имеющим концевые гидроксил.ные группы и содержащим окси -этилецовые звенья, колчество которыхобуславливает их содержание в пре -полимере в диапазоне 1 - 11 мяс,%.П р и м е р 1.Исходную для синтеза предполимерясмесь полиэфиров получают смешением97 мяс,ч, полиоксипропиленгликоля(где Л - блок из оксипропиленовыхВ - блок из оксизтилецовых звеньев),Е 100 мас.ч, предполимера,синтезированного на основе вышеописанной смеси пол эфиров и Й,4-дифецилметацдиизоциацата при молярном соотношении групп СО:ОН = 2:1 и содержащего 1,3 мяс.7, оксиэтилецовых звеньев,добавляют при перемешивании 6, 1 Й мас. ч,1-тетракис-(2-гидроксипропил) -этипецдиаминя,Реакцию проводят в течение 1 м,ц,после чего к полученному продуктуприливают 147 мас,ч. 1,667.-ного водного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диспергированиепри интенсивном перемешивянии (мешалка - 2800 об/мин) с образованием поли-.уретанового латекса. Латекс при концентрации 42% имеет вязкость поприбору ВЗ65 с, лятекс при концентрации 32% пропитывает неткануюоснову синтетической кожи топщиной3 мм за 16,5 с,Из полученного латекся отливают Свойства пленок: предел прчности при растяжении 200 кг/см, относительное удлинение 5807,.Пример 2.Исходную для синтеза предпо:имера смесь полиэфиров получают смешением 95 мас.ч. полиоксипропилецгликоля (мол,м, - 1000) и 5 мас,ч. блсксополимеря окисей этилена ц пропилена (мол.м, - 1000)., содержащего 70 мол,% эксиэтилецовых звеньев,/типя А Б Р Гдб оь из ок. ц о пиле новых В блок цз 1 ксиэт /е нов вых звеньев)Е 00 мас,ч, преппоцмеря, сивтезиоованного ця основе впе исав,ой(смесиполиэфиров и 4,4 -дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп ХСО:ОН 2:1 и содержащего2,16 мас.7 оксиэтиленовых звеньев,добавляют при перемешивании 6, 17 мас. ч.5И,Н,М,Я -тетракис-(2-гидроксипропил)этиленидиамина. Реакцию проводятв течение 1 мин, после чего к полученному продукту приливают 133 мас.ч. 101,857-ного водного раствора уксуснойкислоты, в котором осуществляют егодиспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 2800 об/мин)с образованием полиуретайового латекса.Латекс при концентрации 44,37. имеет вязкость по прибору В 3=4 78 с.Средний радиус частиц латекса, определенный методом светорассеяния 0,87 мкм,Латекс при концентрации 36% пропиты- . 20вает нетканую основу синтетическойкожи толщиной 3 мм за 11,5 с.Из полученного латекса отливаютпленки. Свойства пленок: предел прочности при растяжении 210 кг/см , относительное удлинение 6107.Пример 3,Исходную для синтеза предполимерасмесь полиэфиров получают смешением91 мас.ч. полиоксипропиленгликоля(мол.м. - 1000) и 9 мас.ч. блоксополимера окисей этилена и пропилена(где А - блок изоксипропиленовых,В - блок из оксиэтиленовых звеньев).35К 100 мас.ч. предполимера, синтезированного на основе вышеописанной смеси полиэфиров и 4,4 -дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп ИСО:ОН = 2:1 и содержащего3,92 мас.7, оксиэтиленовых звеньев, добавляют при перемешивании 6,37 мас.ч, И,И,И ,И -тетракис-(2-гидроксипропил)- этилендиамина. Реакцию проводят в течение 1 мин, после чего к полученному продукту приливают 117 мас.ч.2,147-ного водного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 2800 об/мин) с образованием полиуретанового латекса.55Латекс при концентрации 47,67 имеет вязкость по прибору ВЗ55,.3 с. Средний радиус частиц латекса, определенный методом светорассеяния 0,605 мкм,984При концентрации 457 латекс пропитывает нетканую основу синтетическойкожи толщиной 3 мм за 29,3 с.Иэ полученного латекса отливаютпленки,Свойства пленок; предел прочностина растяжение 150 кг/см, Относитель- .ное удлинение 6007,П р и м е р 4, Исходную для синтеза предполимера смесь полиэфиров получают смешением 85 мас.ч. полиоксипропиленгликоля (мол.м. - 1000) и15 мас.ч. блоксополимера окисей этилена и пропилена (мол.м. - 1000), содержащего 70 мас,7 оксиэтиленовых звеньев типа А-В-А (где А - блок из оксипропиленовых, В - блок из оксиэтиленовых звеньев). К 100 мас.ц. предполимера, синтезированного на основе вышеописанной смеси полиэфиров(и 4,4 -дифенилметандиизоцианата примолярном соотношении групп ИСО:ОН =2:1 и содержащего 6,47 мас.7 оксиэтиленовых звеньев, добавляют приперемешивании 6,43 мас.ч. И,И,Н ,И --тетракис-(2-гидроксипропил)этилендиамина.Реакцию проводят в течение 1 мнн,после чего к полученномупродукту приливают 132 мас,ч. 1,927-ного водногораствора уксусной кислоты, в которомпроводят его диспергирование (мешалка - 28000 об/мин) с образованиемполиуретанового латекса.Латекс при концентрации 44,7% имеет вязкость по прибору ВЗ32 с.Средний радиус частиц, определенныйметодом светорассеяния, 0,37 мкм.При концентрации 43% латекс пропитывает нетканую основу синтетическойкожи толщиной 3 мм за 17 с.Из полученного латекса отливаютпленки.Свойства пленок: предел прочностипри растяжении 1 ОО кг/см, относительное удлинение 6807.Пример 5.Исходную для синтеза предполимерасмесь полиэфиров получают смешением85 мас.ч. полиоксипропиленгликоля(мол.м. - 1000) и 15 мас.ч. статистического сополимера окисей этилена ипропилена (мол.м. - 1000), содержащего 70 мол.7. оксиэтиленовых звеньев,К 100 мас.ч. предполимера, синтезированного на основевышеописанной смеси и 4,4 -дифенилметандиизоцианатапри молярном соотношении групп-тетракис-(2-гидроксипропил)этилен 5диамина, Реакцию проводят в течение1 мин, после чего к полученному продукту приливают 133 мас.ч, 1,96 -ноговодного раствора уксусной кислоты,в котором проводят его диспергирование при интенсивном перемешивании(мешалка 2800 об/мин) с образованиемполиуретанового латекса. Латекс приконцентрации 44,57 имеет вязкость поприбору ВЗ78 с, при концентрации 15407 пропитывает нетканую основу синтетической кожи толщиной 3 мм за33,4 с.Пр имер 6,Исходную для синтеза предполимера 20смесь полиэфиров получают смешением75 мас,ч. полиоксипропиленгликоля(мол.м. - 1000) и 25 мас.ч, блоксополимера окисей этилена и пропилена(где А - блок из оксипропиленовых,а В - блок из оксиэтиленовых звеньев).К 100 мас.ч. предполимера, синтезированного на основе вышеописанной смеси 80полиэфиров и 44 -дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп11 СО:ОН=2:1 и содержащего 10,86 масокснэтиленовых звеньев, добавляютпри перемешивании 6 73 мас1 -тетракис-(2-гидроксипропил)этглендиамина,Реакцию проводят в течение 1 мин,после чего к полученному продукту приливают 167 мас,ч, 1,58%-ного водного 40раствора уксусной кислоты, в которомпроводят его диспергирование (мешалка - 2800 об/мин) с образованием полиуретанового латекса.Латекс при концентрации 39% имеет 45вязкость по прибору ВЗ15,2 с. Средний радиус частиц, определенный методом светорассеяния, 0,026 мкм. Приконцентрации 35,77. латекс пропитывает нетканую основу синтетическойкожи толщиной 3 мм за 9,1 с. П р и м е р 7 (сравнительный),К 100 мас.ч. предполимера, синтезированного на основе полиоксипропилеигликоля (мол,м. - 1000) и 4,4 - дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении групп 11 СО:ОН = 2;1, добавляют при перемешивании 6,4 мас,ч. И,11,И ,И - тетракис-(2-гидроксипроI /пил)этилендиамина. Реакцию проводят в течение 1 мин,после чего к полученному продукту приливают 250 мас.ч, 1,04 -ного раствора уксусной кислоты, в котором проводят его диспергирование при интенсивном перемешивании (мешалка - 2800 об/мин) с образованием полиуретанового латекса. Латекс при концентрации 307 имеет вязкость по прибору ВЗ15,4 с, Размер частиц латекса 1-25 мкм, Латекс не обладает пропитывающей способностью по отношению к нетканой основе синтетической кожи, Из полученноголатекса отливают пленки. Свойства пленок: предел прочности при растяжении 210 кг/см , относительное уцлинение 207.На фиг.1 представлены обобщенныеданные зависимости вязкости полиуретановых латексов на основе полиэфиров (мол.м, - 1000), содержащих и несодержащих в составе полимераоксиэтиленовые звенья, от их концентрации,Кривыми 2-6 эта зависимость показана в тех случаях, где соответственно использовалась смесь полиэфировпо примерам 1-5.Кривая 1 приведена для латекса,полученного как и в прототипе толькона основе полиоксипропиленгликоля(мол.м. - 1000) в соответствии с примером 7.С возрастанием содержания оксиэтиленовых звеньев в предполимере наблюдается уменьшение размера частиц латексов (фиг.2, приведены данные примеров 1-4,6), что дает способ для регулирования их величины.Эти латексы при высоких значенияхконцентраций обладают хорошими пропитывающими способностями по отношениюк нетканой основе синтетической кожи.В отличие от этих видов латекса латекс, полученный в соответствии с провтотипом, даже при концентрации 307 необладает пропитывающей способностьюк основе синтетической кожи, Крометого, этот вид латекса можно получитьлишь при значениях концентраций на6-14% ниже, чем рассмотренные вьше07698 с ХЯ ЮЕ М ФФ ФЮ ХЕ 7 8 ЯОУ/ ржание аксизлюленабых едва а лредлцлимере,Фиг. 2ректор Л.Патай Те Сердюко ги 4 Подписное Ти изводственно-полиграфическое предприятие; г. Уж ул. Проектная,ь 7 иО И Ы едактор Н,Саказ 4895ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о3035, Москва, Ж, Раушская ета СССРрытийаб., д. 4/5