способ модификации водных катионных полиэфируретановых дисперсий

Классы МПК:C08J3/16 путем коагулирования дисперсий
C08K3/36 диоксид кремния
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Акционерное общество "Полимерсинтез",
Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева
Приоритеты:
подача заявки:
1991-03-05
публикация патента:

Использование: для пропитки тканей, волокнистых основ, ковровых материалов, для аппретирования стекловолокна, в качестве герметиков, декоративных покрытий. Сущность изобретения: водную катионную полиэфируретановую дисперсию, полученную путем взаимодействия изоцианатного предполимера с оксипропилированным диэтилентриамином с последующим диспергированием получаемого в водном растворе кислот, обрабатывают гидрозолью двуокиси кремния в количестве 0,1 3,0% от массы дисперсии. 1 табл.
Рисунок 1

Формула изобретения

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ВОДНЫХ КАТИОННЫХ ПОЛИЭФИРУРЕТАНОВЫХ ДИСПЕРСИЙ путем взаимодействия изоцианатного предполимера с оксипропилированным диэтилентриамином с последующим диспергированием получаемого продукта в водном растворе кислот, отличающийся тем, что, с целью повышения гидрофобности полученных на основе дисперсий пленки и покрытий, повышения адгезии к подложке при сохранении эксплуатационных характеристик при низких температурах, после диспергирования при перемешивании вводят гидрозоль двуокиси кремния в количестве 0,1 3,0% массы дисперсии в расчете на сухой остаток.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу модификации водных катионных дисперсий полиэфируретанов (ПЭУ), используемых для пропитки тканей, волокнистых основ, ковровых материалов, для аппретирования стекловолокна, в качестве герметиков, декоративных покрытий и др.

Известен способ получения ПЭУ дисперсий путем взаимодействия изоцианатного предполимера с удлинителем цепи аминного типа с последующим диспергированием получаемого продукта в водном растворе кислот [1] Недостаток этого способа малая стабильность дисперсии, неудовлетворительная пропитывающая способность ее, обусловленная крупным размером частиц (1-25 мкм), а также недостаточно высокая морозостойкость продуктов, полученных на ее основе.

Известен способ получения ПЭУ дисперсии путем взаимодействия изоцианатного предполимера с удлинителем цепи аминного типа с последующим диспергированием получаемого продукта в водном растворе кислот, при этом в качестве удлинителя цепи аминного типа используют оксипропилированный диэтилентриамин, а изоцианатный предполимер получают на основе полиоксипропиленгликоля и 4,4"-дифенилметандиизоцианата при молярном соотношении NCO:OH, равном 2:1 [2] ПЭУ дисперсии по способу [2] обладают лучшими по сравнению со способом [1] свойствами. Размер частиц у них на 1-2 порядка меньше (десятые-сотые доли мкм), температура стеклования полиэфирной части полимера ниже, чем в ПЭУ по способу [1] и составляет -15оС (для ПЭУ на основе полиэфира мол.м. 1000) и -40оС (для ПЭУ на основе полиэфира мол.м. 2000). ПЭУ дисперсия по способу [2] обеспечивает улучшенные эксплуатационные характеристики получаемых изделий при низких температурах. Недостаток этого способа пониженная гидрофобность покрытий, получаемых из такой дисперсии, а также недостаточно высокая адгезия к ряду материалов (полиэтилен, лавсан, стекло и др.).

Цель изобретения увеличение гидрофобности получаемых на основе ПЭУ дисперсии пленки и покрытия, а также повышение адгезии такого покрытия к подложкам при сохранении эксплуатационных характеристик пленки и покрытия при низких температурах, т.е. температуры стеклования полимера. Указанная цель достигается тем, что в водную катионную ПЭУ дисперсию вводят гидрозоль двуокиси кремния в количестве 0,1-3,0 мас. по отношению к полимеру.

П р и м е р 1. В 30%-ную водную дисперсию ПЭУ на основе предполимера, полученного реакцией полиоксипропиленгликоля мол.м. 1000 и 4,4"-дифенилметандиизоцианата при соотношении групп NCO:OH 2:1 и удлинителя цепи оксипропилированного диэтилентриамина (соотношение групп NCO:OH предполимера и удлинителя цепи 1:0,4) вводят 0,05 мас. гидрозоля SiO2 при перемешивании. Процентное содержание SiO2 указано по отношению к полимеру. Из полученной модифицированной дисперсии формуют при комнатной температуре пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 18% адгезия (прочность связи при расслаивании) к полиэтилену 1,6 г/см, адгезия к лавсану 28,0 г/см. Адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 300 г/cм, при диаметре частиц 12,8 нм она также равна 300 г/см.

П р и м е р 2. В дисперсию по примеру 1 вводят 0,1 мас. гидрозоля SiO2 при перемешивании. Из полученной модифицированной дисперсии формуют при комнатной температуре пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 14% адгезия к полиэтилену (прочность связи при расслаивании) 3,0 г/см, адгезия к лавсану 38,0 г/см. Адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO6 нм равна 360 г/см, при диаметре частиц 12,8 нм она равна 340 г/см.

П р и м е р 3. В дисперсию по примеру 1 вводят 0,2 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 14% адгезия к полиэтилену 3,3 г/см, к лавсану 38,0 г/см, к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм адгезия равна 380 г/см, при диаметре частиц 12,8 нм 360 г/см.

П р и м е р 4. В дисперсию по примеру 1 вводят 0,3 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 14,0% адгезия к полиэтилену 3,5 г/см, адгезия к лавсану 38,7 г/см, адгезия к стеклу при диаметрe частиц SiO2 6 нм равна 380 г/см, при диаметре частиц 12,8 нм равна 360 г/см.

П р и м е р 5. В дисперсию по примеру 1 вводят 0,5 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 13,6% адгезия к полиэтилену 3,5 г/см, адгезия к лавсану 39,0 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 380 г/см, при диаметре частиц SiO2 12,8 нм равна 365 г/см.

П р и м е р 6. В дисперсию по примеру 1 вводят 0,7 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 13,5% адгезия к полиэтилену 3,5 г/см, адгезия к лавсану 39,3 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 385 г/см, при диаметре 12,8 нм равна 370 г/см.

П р и м е р 7. В дисперсию по примеру 1 вводят 0,9 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 13,2% адгезия к полиэтилену 3,55 г/см, адгезия к лавсану 39,0 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 380 г/см, при диаметре частиц SiO2 12,8 нм равна 380 г/см.

П р и м е р 8. В дисперсию по примеру 1 вводят 1,1 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 12,3% адгезия к полиэтилену 3,5 г/см, адгезия к лавсану 41,0 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 390 г/см, при диаметре частиц SiO2 12,8 нм равна 400 г/см.

П р и м е р 9. В дисперсию по примеру 1 вводят 1,3 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 11,7% адгезия к полиэтилену 3,45 г/см, адгезия к лавсану 42,0 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 390 г/см, при диаметре частиц SiO2 12,8 нм равна 420 г/см.

П р и м е р 10. В дисперсию по примеру 1 вводят 1,5 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученной модифицированной дисперсии формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 11,5% адгезия к полиэтилену 3,6 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 400 г/см, при диаметре частиц 12,8 нм равна 410 г/см.

П р и м е р 11. В дисперсию по примеру 1 вводят 2,0 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученного модифицированного латекса формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 9,5% адгезия к полиэтилену 3,75 г/см, адгезия к лавсану 42,0 г/см, адгезия к стеклу при диаметре частиц 6 нм равна 390 г/см, при диаметре частиц 12,8 нм равна 420 г/см.

П р и м е р 12. В дисперсию по примеру 1 вводят 3,0 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученного модифицированного латекса формуют пленки. Свойствa пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 5,0% адгезия пленок к полиэтилену 3,8 г/см, адгезия к лавсану 43,0 г/cм, адгезия к стеклу при диаметре частиц SiO2 6 нм равна 410 г/см, при диаметре частиц 12,8 нм равна 420 г/см.

П р и м е р 13. В дисперсию по примеру 1 вводят 5,0 мас. гидрозоля SiO2 (по отношению к полимеру). Из полученного модифицированного латекса формуют пленки. Свойства пленок не оценивали, так как структура их неоднородна, имеется сеть трещин.

П р и м е р 14 (сравнительный). Из дисперсии по примеру 1 без SiO2 формуют пленки. Свойства пленок: температура стеклования полиэфирной части ПЭУ 15оС, гигроскопичность пленок 18,0% адгезия к полиэтилену 1,5 г/см, адгезия к лавсану 26,0 г/см, адгезия к стеклу равна 300 г/см.

Свойства пленок, полученных из ПЭУ дисперсии с добавками гидрозоля SiO2 и без него, приведены в таблице. Как видно введение SiO2 в количестве 0,1-3,0 мас. по отношению к полимеру позволяет увеличить гидрофобность пленок, а именно гигроскопичность пленок уменьшается на 72,2% (при содержании SiO2 3,0 мас.).

При введении гидрозоля SiO2 в ПЭУ дисперсию резко возрастает адгезия пленок к различным материалам, а именно к полиэтилену на 153,3% к лавсану на 65,3% к стеклу на 36,6% (при диаметре частиц SiO2 6 нм) и на 40% (при диаметре частиц SiO2 12,8 нм).

Деформационно-прочностные свойства пленок из ПЭУ-дисперсии при введении SiO2 (в оптимальном диапазоне концентраций) не ухудшаются. Измерения среднего радиуса частиц ПЭУ дисперсии до и после введения гидрозоля SiO2 методом спектра мутности показали, что резких изменений размера частиц не происходит. Эксплуатационные свойства пленок из ПЭУ дисперсии пониженных температурах не ухудшаются при введении гидрозоля SiO2, так как температура стеклования полиэфирной части ПЭУ при введении SiO2 не изменяется. Необходимо также отметить дополнительные положительные эффекты, достигаемые при введении гидрозоля SiO2 в ПЭУ дисперсию: улучшение структуры поверхностного слоя пленок, полученных на стекле и на полиэтиленовой и лавсановой подложках, а именно SiO2 обеспечивает получение пленок с равномерной однородной бездефектной поверхностью, тогда как без SiO2 поверхность имеет складки, морщины, неровности. Получение пленок и покрытий с толщиной > 1 мм из ПЭУ дисперсии вообще невозможно без предварительного введения SiO2 в дисперсию, так как без модификатора в этом случае происходит растрескивание пленок, в присутствии SiO2 получены бездефектные прозрачные пленки с толщиной 1 и 2 мм. Кроме того, введение SiO2 позволяет уменьшить липкость пленок из ПЭУ дисперсии. Специальные опыты по определению паропроницаемости пленок показали, что введение гидрозоля SiO2 в ПЭУ дисперсию не ухудшает паропроницаемости пленок.

Класс C08J3/16 путем коагулирования дисперсий

способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука -  патент 2515431 (10.05.2014)
способ получения фторполимерных порошковых материалов -  патент 2478665 (10.04.2013)
способ получения тонкодисперсного порошка политетрафторэтилена -  патент 2478653 (10.04.2013)
водная политетрафторэтиленовая эмульсия, политетрафторэтиленовый мелкодисперсный порошок и пористый материал, полученный из него -  патент 2425056 (27.07.2011)
способ получения гранул из политетрафторэтилена, содержащих наполнитель -  патент 2401284 (10.10.2010)
способ сепарации полидисперсного раствора спиртовой барды -  патент 2390532 (27.05.2010)
латекс фторполимера, способ его получения и фторполимер -  патент 2376332 (20.12.2009)
стабилизированные водные дисперсии сшивающего агента -  патент 2324707 (20.05.2008)
способ получения полимерного связующего для тонера -  патент 2304152 (10.08.2007)
непрерывный способ коагуляции мелкодисперсных порошков политетрафторэтилена или модифицированного политетрафторэтилена, мелкодисперсные порошки политетрафторэтилена или модифицированного политетрафторэтилена, полученные этим способом -  патент 2283321 (10.09.2006)

Класс C08K3/36 диоксид кремния

Наверх