Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

полиуретановая композиция для покрытий

Классы МПК:C08L75/04 полиуретаны
C08K3/32 фосфорсодержащие соединения
C08K5/053 многоатомные спирты
C08K5/103 с многоатомными спиртами
C08G18/10 Способы форполимеризации, включающие реакцию изоцианатов или изотиоцианатов с соединениями, имеющими активный атом водорода в первой стадии реакции
C09D175/04 полиуретаны
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-07-21
публикация патента:

Изобретение относится к полиуретановой композиции, используемой в качестве защитных покрытий. Данная композиция содержит, мас.ч.: 770 - политетраметиленэфиргликоль с молекулярной массой 1950, 200 - 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 80-100 - диметилформамид, 36 - гидроксилсодержащее соединение, 100-120 - борат метилфосфита и 15-18 - глицидилметакрилат. При этом сначала в качестве исходного компонента синтезируют форполимер взаимодействием политетраметиленэфиргликоля и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2. Заявленная композиция обладает улучшенным комплексом свойств, а именно повышенной огне- и термостойкостью и высокими физико-механическими характеристиками, например высокой прочностью и растяжимостью. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области получения эластичных полиуретановых композиций, которые могут быть использованы в качестве защитных покрытий с повышенной огне-, термостойкостью и высокими физико-механическими свойствами.

Известен способ получения борсодержащих полиуретанов и полиолефинов, предусматривающий использование спироциклических сложных эфиров борной кислоты в качестве ингибиторов горения, которые добавляют к полимерам или их форпродуктам в количестве 5-50% от массы полимера (Патент RU 2039764, кл. C08G 18/32, 1990).

Недостатками предложенных соединений является то, что усиление торможения горения рекомендуется осуществлять добавкой синергистов, например органических или неорганических соединений фосфора, например полифосфата аммония или сложного эфира фосфорной кислоты, или окисей металлов, например окиси сурьмы. В результате придание таким способом повышенной огнестойкости полиуретанам и полиолефинам не сопровождается сохранением их высоких физико-механических свойств.

Известен способ получения фосфорсодержащих полиуретанов, предусматривающий использование в качестве модификатора полиуретана бис(оксиметил)фосфиновую кислоту (Авторское свидетельство СССР № 560892, кл. C08G 18/10, 18/38).

Однако полученный данным способом полиуретан с повышенной огнестойкостью обладает невысокими физико-механическими свойствами и термостойкостью. Кроме того, этот способ предусматривает сложный состав реагентов: использование двух несмешивающихся растворителей и эмульгатора анионного типа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения фосфорборсодержащих полиуретанов путем взаимодействия форполимера, полученного на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4полиуретановая композиция для покрытий, патент № 2391362 -дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2, с гидроксилфосфорсодержащим соединением, где в качестве гидроксилфосфорсодержащего соединения используют фосфорборсодержащие полиолы (Патент RU 2275388, кл. C08G 18/38, опубл. 27.04.2006).

Повышая огнестойкость полиуретана, данный способ в целом незначительно улучшает его физико-механических характеристики и не повышает термостойкость.

Задачей предлагаемого изобретения является создание полиуретановой композиции с улучшенным комплексом свойств, а именно с повышенной огне- и термостойкостью и высокими физико-механическими характеристиками.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение полиуретановой композиции с повышенной огне- и термостойкостью и высокими физико-механическими свойствами.

Представленный технический результат достигается тем, что полиуретановая композиция, содержащая форполимер, полученный на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4, 4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2, диметилформамид и гидроксилсодержащее соединение, дополнительно содержит борат метилфосфита и глицидилметакрилат, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

политетраметиленэфиргликоль - 770;

4,4полиуретановая композиция для покрытий, патент № 2391362 -дифенилметандиизоцианат- 200;

гидроксилсодержащее соединение - 36;

борат метилфосфита - 100-120;

глицидилметакрилат - 15-18;

диметилформамид - 80-100.

При этом в качестве гидроксилсодержащего соединения используют 1,4-бутандиолили 1,6-гександиол.

Введение в предлагаемую полиуретановую композицию бората метилфосфита и глицидилметакрилата в условиях получения композиции, представленных ниже, приводит к их взаимодействию с образованием пространственного полимера и одновременному формированию полувзаимопроникающих сеток в виде трехмерного сшитого каркаса, в котором линейный полиуретан распределен в межузловых пространствах. В результате возможное межфазное взаимодействие и надмолекулярные образования способствуют повышению прочностных свойств материала при сохранении его эластичности. Повышение плотности упаковки, которое указывает на улучшение регулярности полимерной системы «линейный полимер - пространственно сшитый полимер», приводит также к повышению термостойкости полиуретановой композиции.

Наличие же в структуре бората метилфосфита и глицидилметакрилата атомов фосфора и бора, являющихся ингибиторами горения, приводит к повышению огнестойкости всей полиуретановой композиции. Их повышенное содержание способствует достижению максимального результата, не прибегая к использованию больших концентраций.

Количественное соотношение компонентов в рассматриваемой полиуретановой композиции оптимизировано таким образом, чтобы получить полиуретановую композицию с заявляемыми свойствами. Уменьшение содержания бората метилфосфита и глицидилметакрилата ниже заявляемого значения не приводит к самозатуханию полиуретановой композиции, а повышение ведет к нежелательному ухудшению ее физико-механических свойств. Вероятно, это можно объяснить тем, что при увеличении содержания вновь вводимых компонентов изменяется скорость их взаимодействия и, соответственно, скорость отверждения образцов. При этом формирование сетчатой структуры происходит уже не в жидкой среде, а в среде с большей вязкостью, что препятствует образованию регулярной структуры полувзаимопроникающих сеток.

Полиуретановую композицию для покрытий получают следующим образом. Сначала в качестве исходного синтезируют форполимер взаимодействием политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении 1:2. Для этого в реактор, прогретый до температуры 60°С, загружают политетраметиленэфиргликоль и 4,4полиуретановая композиция для покрытий, патент № 2391362 -дифенилметандиизоцианат. При перемешивании увеличивают температуру реакционной массы до 80°С, процесс продолжают при той же температуре в течение 30 мин. Контроль за протеканием реакции осуществляют по нарастанию вязкости реакционной массы. Полученный форполимер охлаждают при комнатной температуре до 60°С. Форполимер, синтезированный взаимодействием политетраметиленэфиргликоля и 4,4полиуретановая композиция для покрытий, патент № 2391362 -дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении 1:2, является промышленным полупродуктом (СКУ-ПФЛ-100).

В реактор, содержащий форполимер, с помощью делительной воронки вносят раствор гидроксилсодержащеего соединения (1,4-бутандиола или 1,6-гександиола) в диметилформамиде при мольном соотношении форполимер:гидроксилсодержащее соединение, равном 1:0,1, таким образом, чтобы весь объем отдозировался в течение 10 мин. При этом температуру реакционной массы повышают до 80°С и синтез ведут в течение 30 мин в инертной среде. Контроль за протеканием реакции осуществляют по нарастанию вязкости реакционной системы и по содержанию NCO-групп. Полученный раствор полиуретана охлаждают при комнатной температуре до 30°С.

Далее в реактор добавляют расчетное количество раствора бората метилфосфита в диметилформамиде и перемешивают до полного растворения. Затем постепенно прибавляют расчетное количество раствора глицидилметакрилата в диметилформамиде с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 30°С. При этом мольное соотношение реагентов составляет 1:2 соответственно. После прибавления всего количества глицидилметакрилата реакционную массу перемешивают в течение 5 часов при температуре 50°С. Контроль за ходом реакции осуществляют по изменению количества эпоксигрупп. Затем раствор наносят на стеклянную поверхность и термостатируют при 70°С в течение 12 ч с последующим вакуумированием до образования пленки.

Структура получаемой полиуретановой композиции подтверждена данными ИК-спектра (вазелиновое масло), полиуретановая композиция для покрытий, патент № 2391362 , см-1: 3400 (O-Н), 2910 (СН3), 1740 (СО), 1650 (С=С), 1160 (Р=О), 1060 (Р-О-С), 1336, 1456 (B(III)-O).

В таблицах 1 и 2 приведены составы различных вариантов полиуретановых композиций и их свойства соответственно. Испытания физико-механических свойств образцов проводились согласно ГОСТ 14236-81; огнестойкость оценивалась по времени горения (тления) и потере массы образцов после воздействия источника открытого пламени по ГОСТ 21207-81; термостойкость оценивали по величине температуры потери 50% массы образцов по данным термогравиметрического анализа на дериватографе системы Паулик-Паулик и Эрдей (Венгрия).

Анализ данных, представленных в таблице 2, показывает, что предлагаемая полиуретановая композиция приобретает по сравнению с прототипом повышенную термостойкость, прочность при сохранении на высоком уровне огнестойкости и растяжимости.

Таблица 1
Составы полиуретановых композиций
Наименование компонентов Количество компонентов, мас.ч.
Пример 1Пример 2Пример 3 Пример 4
политетраметиленэфиргликоль 770770 770770
4,4полиуретановая композиция для покрытий, патент № 2391362 -дифенилметандиизоцианат 200200 200200
гидроксилсодержащее соединение: 1,4-бутандиол 1,6-гександиол 3636 3636
Борат метилфосфита 80 100120 140
глицидилметакрилат 12 1518 21
диметилформамид 70 80100 110

Таблица 2
Свойства полиуретановых композиций
Наименование показателей Прототип (Патент RU2275388, пример 1) Номер примера
12 34
Плотность, г/см 31,15 1,28 1,371,45 1,56
Условная прочность, МПа53 54 6563 52
Относительное удлинение, %830 832 840848 825
Время тления, с4 4 33 2
Потеря массы образца, % 3,13,0 2,52,2 2,0
Температура потери 50% массы, °С 380410 435460 453

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Полиуретановая композиция для покрытий, содержащая форполимер, полученный на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2, диметилформамид и гидроксилсодержащее соединение, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит борат метилфосфита и глицидилметакрилат при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

политетраметиленэфиргликоль 770

4,4'-дифенилметандиизоцианат 200

гидроксилсодержащее соединение 36

борат метилфосфита 100-120

глицидилметакрилат 15-18

диметилформамид 80-100

2. Полиуретановая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидроксилсодержащего соединения используют 1,4-бутандиол или 1,6-гександиол.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2391362

patent-2391362.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L75/04 полиуретаны

Патенты РФ в классе C08L75/04:
полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств -  патент 2529542 (27.09.2014)
битумно-уретановое вяжущее и способ его получения -  патент 2527470 (27.08.2014)
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
способ получения термопластических композиций на основе пластифицированного крахмала и полученные им композиции -  патент 2524382 (27.07.2014)
жидкий гидроксиламинный отвердитель изоцианатных форполимеров для получения напыляемых полимочевинуретановых покрытий -  патент 2522427 (10.07.2014)
технологическая добавка для термопластичных полиуретанов -  патент 2520441 (27.06.2014)
полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, способ ее получения, содержащий эту смолу термочувствительный материал для записи, искусственная кожа, кожеподобный материал из термопластичной полиолефиновой смолы, материал для уплотнителя и уплотнитель -  патент 2518465 (10.06.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2518125 (10.06.2014)
полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, способ ее получения, содержащий эту смолу термочувствительный материал для записи, искусственная кожа, кожеподобный материал из термопластичной полиолефиновой смолы, материал для уплотнителя и уплотнитель -  патент 2518095 (10.06.2014)
композиция для получения жесткого напыляемого пенополиуретана -  патент 2517756 (27.05.2014)

Класс C08K3/32 фосфорсодержащие соединения

Патенты РФ в классе C08K3/32:
композиция для получения гидрофобных огне- и водостойких пленок на основе поливинилового спирта (варианты) -  патент 2520489 (27.06.2014)
огнестойкий полимерный материал -  патент 2490287 (20.08.2013)
светопреобразующий биостимулирующий материал и композиция для его получения -  патент 2488621 (27.07.2013)
безгалогеновый антипирен -  патент 2487902 (20.07.2013)
полиуретановая композиция для покрытий пониженной горючести -  патент 2476470 (27.02.2013)
многослойный ползун и направляющая зубчатой рейки реечного рулевого механизма автомобиля, в котором он применяется -  патент 2476343 (27.02.2013)
полиэфиры, содержащие алюминий/щелочной металл или щелочь/титан, которые обладают лучшей способностью к повторному нагреву, лучшим цветом и прозрачностью -  патент 2434900 (27.11.2011)
огнезащитная химическая композиция -  патент 2428452 (10.09.2011)
газоплотная модифицированная перфторсульфокатионитовая мембрана и способ ее получения -  патент 2426750 (20.08.2011)
огнезащитная вспучивающая композиция -  патент 2425078 (27.07.2011)

Класс C08K5/053 многоатомные спирты

Патенты РФ в классе C08K5/053:
способ получения полимерной композиции и полимерная композиция -  патент 2485146 (20.06.2013)
водорастворимая композиция смолы -  патент 2485142 (20.06.2013)
полимерная композиция -  патент 2478671 (10.04.2013)
эпоксидная композиция -  патент 2478669 (10.04.2013)
мультимодальная полиэтиленовая формовочная композиция для изготовления труб, обладающих улучшенными механическими свойствами -  патент 2454443 (27.06.2012)
эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него -  патент 2424259 (20.07.2011)
наполненные диоксидом кремния эластомерные смеси -  патент 2418826 (20.05.2011)
полиолефиновая литьевая композиция с улучшенной устойчивостью к термоокислительному разложению для производства труб -  патент 2416622 (20.04.2011)
биодеградируемый и биосовместимый композиционный материал -  патент 2415883 (10.04.2011)
содержащие димерное поверхностно-активное вещество дисперсионные порошковые составы -  патент 2411261 (10.02.2011)

Класс C08K5/103 с многоатомными спиртами

Патенты РФ в классе C08K5/103:
термоотверждающаяся композиция эпоксидной смолы и полупроводниковое устройство -  патент 2528849 (20.09.2014)
слоистый материал для многослойного стекла -  патент 2502097 (20.12.2013)
электроизоляционная композиция -  патент 2495890 (20.10.2013)
способ утилизации глицеринсодержащего побочного продукта производства биодизельного топлива -  патент 2471768 (10.01.2013)
фотоэлектрические модули с содержащими пластификатор пленками на основе поливинилацеталя с высоким удельным сопротивлением -  патент 2471267 (27.12.2012)
эпоксидная композиция -  патент 2447104 (10.04.2012)
биологически разрушаемая термопластичная композиция -  патент 2404205 (20.11.2010)
способ получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров -  патент 2400496 (27.09.2010)
композиция добавки, улучшающей скольжение, в обработке термопластических полимеров -  патент 2361891 (20.07.2009)
добавка для переработки полиолефинов -  патент 2353632 (27.04.2009)

Класс C08G18/10 Способы форполимеризации, включающие реакцию изоцианатов или изотиоцианатов с соединениями, имеющими активный атом водорода в первой стадии реакции

Патенты РФ в классе C08G18/10:
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2518125 (10.06.2014)
макромер с изоцианатной концевой группой и композиция на его основе для использования в качестве клея или уплотнителя для внутреннего применения -  патент 2516850 (20.05.2014)
вододиспергируемый полиуретан, его применение и косметическое средство -  патент 2515992 (20.05.2014)
полиуретановые композиции на основе форполимера для изготовления голографических сред -  патент 2515549 (10.05.2014)
обработанный полимочевиноуретаном шнур для приводного ремня и ремень -  патент 2515321 (10.05.2014)
покрывная композиция, включающая полиизоцианат и полиол -  патент 2510973 (10.04.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2510666 (10.04.2014)
не содержащий растворитель двухкомпонентный полиуретановый клей с низким содержанием свободного мономера мди -  патент 2510411 (27.03.2014)
способ получения гибкого пенополиуретана -  патент 2507215 (20.02.2014)

Класс C09D175/04 полиуретаны


Наверх