CS212992B1

CS212992B1 - Způsob výreby polyuretanových lepidel

Info

Publication number: CS212992B1
Application number: CS622480A
Authority: CS
Inventors: Dusan Wolf
Original assignee: Dusan Wolf
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1982-03-26

Description

Vynález se týká způsobu výreby polyuretanových lepidel na bázi lineárních polyesterů modifikovaných izokyanáty a dioly.

Jak známo, vyrábějí se pro vytváření náročných spojů roztoková polyuretanová lepidla. Tato lepidla jsou připravována v taveníně blokovou polyadicí, při níž za zvýšené teploty reagují polyesterové a izokyanátové složky, ^retože viskozita taveniny se velmi rychle zvyšuje s směs se obtížně míchá, vytlačuje se polymer po určité době do formě a při zvýšené teplotě se reakce dokončuje v sušárnách po dobu 8-24 hodin. Pak dochází k rozpouštění polymeru po dobu 8 hodin. Tento postup je velmi náročný na dodržení molekulové hmotnosti a její distribuce u konečného pi^duktu. Z hlediska reprodukovatelnosti se vybkytují rozdíly i ve viskozitě a v lepicích schopnostech. Jsou zde i technologické problémy s následným granulováním polymeru a jeho rozpuštěním na lepidle.

Příprava těchto lepidel v roztoku organických rozpouštědel naráží na potíže spojené se snížením reakční rychlosti, což je důsledkem zředění výchozích surovin, vstupujících do reakce.

Uvedené nedostatky se však neprojevují u způsobu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako výchozí složky esterového typu použije vysokemolekulárního produktu polymerace omege-laktonů, zejména poly-epsylon-kaprelaktonu, poly-delta-valerolaktonu nebo poly-beta-propielaktonu, o molekulové hmotnosti 25 000 až 100 000, který ae postupně v

212 992 množství 0,9 až 0,4 molů dávkuje do roztoku 0,1 až 0,6 molů diolu obecného vzorce 0H(CH₂)n OH, v němž n ae rovná 2 až 1 500, kterýžto roztok byl připraven za teploty v rozmezí od 50 do 80 °C v inertním organickém rozpouštědle o bodu vaxu 80 až 110 *C, s přídavkem katalyzátoru reakce na bázi organekovových sloučenin nebo terciálních aminů, načež se do vzniklé směsi přidává 0,95 až 1,1 molů diizokyanátu, vztaženo na 1 mol směsi diolu a poly-omega-laktonu, a a ním se zmíněná směs podrobuje reakci při teplotě 50 až 110 *C po dobu 2 až 8 hodip, až do ustálení molekulové hmotnosti, načež se výsledné lepidle ochladí na teplotu 45 až 55 °C a ředí dalším podílem organického rozpouštědla.

Technický účinek způsobu podle vynálezu spočívá nejen ve zkrácení času potřebného na přípravu z původních 24 až 30 hodin na 8 hodin, úspoře energie a zařízeni, v úspoře pracovních eil pro další kondenzaci, drcení a nové rozpouštění, ale zejména v tom, že způsobem přípravy podle vynálezu se podstatně mění také užitné vlastnosti připraveného lepidla, zejména ve zvýšení jeho tak zvané počáteční pevnosti alepu. Další výhodou způsobu podle vynálezu je i použití inertního výševroucího rozpouštědla, jehož páry nad roztokem vylučují použití inertního plynu.

Způsob podle vynálezu se provádí za zvýšené teploty v inertním rozpouštědle za použití vhodného katalyzačního systému. Pracovní teplěty ae pohybují v rozmezí 60 až 110 *C. Koncentrace dávkovaných výchozích látek v rozpouštědle je asi 30 až 70%. Způsob podle vynálezu umožňuje lepší konjugci složek o je aphapen rovnoměrněji rozdělit dodané teplo, respektive odvést teplo z reakce. Tak lze zajistit rovnoměrnější průběh reakce a současně i dokonalejší stejneredest konečného produktu, lze ovlivnit rovněž průběh vedlejších reakcí, jako například vznik elofanátové vazby a současně i zúžit distribuci molekulových hmotností, což se příznivé projeví na viskozita roztoku a tím současně i ne adheznímh vlastnostech lepidla Homogenita roztokového provedení reakce způsobem podle vynálezu umožňuje snížit reakční dobu z původních asi 20 hodin na 8 hodin za dosažení stejného technického účinku idoreagování v sušárně, drcení a nové rozpouštění). U způsobu podle vynálezu lze během přípravy lépe sledovat viskozitu polymeru a množství volných -NCO skupin a tím regulovat vlastnosti lepidla. Celá příprava polymeru a jeho následné zpracování na lepidlo probíhá v jedné operaci.

Při způsobu přípravy polyuretanového lepidla podle vynálezu ae postupuje následovně.

Do inertního rozpouštědle, jehož bod varu je vyšší a pohybuje ae v rozmezí 80 až 110 *C ee do výrobního zařízení při teplotě 50 až 60 *C nadávkuje určené množství diolu obecného vzorce OH(CH₂)_nOH, v němž n=2 až 1500 a vhodný katalyzátor 'reakce, kterým jsou organokovové sloučeniny na bázi Sn²*, Sn^⁺, Pb²⁺, Pb^⁺, Cd²* a další, nebe ňa bázi terciálních aminů, jeke je trietylendiamin, N-metylmerfolin a podobné, přidávaných nebo zabudovaných do řetězce. Do této směsi ae postupně nadávkuje lineární polyester, který je zakončený hydroxylovými skupinami a který je polymeračním produktem omega-laktonu, tedy například poly-epsylonkaprolekton, poly-delta-valero-lakton nebo poly-bete-propielckton, jehož molekulová hmotnost je v rozmezí 25 000 až 100 000. Po rozpuštění tohoto polyesteru je* dávkován vhodný diizokyenát v pevném nebo rozpuštěném stavu. Tento roztok pak reaguje po dobu á až 8 hodin při teplotě 50 až 110 °C, až do ustálení molekulové hmotnosti. Po této době se roztok ochladí na 50 *C a doředí vhodným rozpouštědlem na viskozitu, potřebnou k dalšímu zpracování.

212 992

Vzájemná množství jednotlivých složek jšou v obecném popisu uváděna v molech, avšak v příkladech provedení jsou uváděny konkrétní hodnoty v hmotnostních dílech.

Příklad 1

Ke 155 hmotnostním dílům toluenu, který je zehřát na 60 °C, se přidá 0,4 hmotnostních dílů

1,4-butandiolu a 0^425 hmotnostních dílů poly-epsylon-kaprolaktonu o molekulové hmotnosti 50 000, jehož hydroxylové číslo je 2,23. Směs je intenzivně při teplotě 80 °C promíchávána ež do úplného rozpuštění polymeru. Pak se dávkuje 16 hmotnostních dílů difenylmetan-4,

4-diizokyanátu. Smós se udržuje za stálého míchání při teplotě 80 °C po dobu 4 hodin. Pak se směs ochladí na 50 °C a dávkuje se 620 hmotnostních dílů acetonu. Výsledné lepidle má při sušině 18# a při teplotě 20 °C ns Fordově kelímku o průměru otvoru 8 mm výtokovou dobu 22 s.

Příklad 2

Do 650 hmotnostních dílů toluenu zahřátého na 70 ®G se přidá 200 hmotnostních dílů etylenglykolu o molekulové hmotnosti 20 000 (n=1500) s hydroxylovým číslem 5,6 a 450 hmotnostních dílů polyepsylon-kaprolaktonu o molekulové hmotnosti 45 000 s hydroxylovým číslem 2,4.

Směs se za stálého míchání rozpustí při teplotě 80 °C a potom se přidá 0,5 hmotnostních dílů N-metylmorfolinu jako urychlovače. Následuje přídavek 5,2 hmotnostních dílů 2,4-toluyldiizokysnátu. Směs se udržuje za stálého míchání při teplotě 80 °C po dobu 4 hédin. Po ochlazení na 50 °C se dávkuje 2000 hmotnostních dílů acetonu a lepidlo se mícháním homogenizuje. Výsledné lepidla má při sušině 20% viskozitu 19s (Fordův kelímek, průměr trysky 8 mm, teplota 20 °C).

Příklad 3

Dé 350 hmotnostních dílů toluenu ohřátého na 60 °C se přidají 3 hmotnostní díly polyetylenglykolu o molekulové hmotnosti 300, s hydroxylovým číslem 374 a 300 hmotnostních dílů poly-delta-valerolektonu o molekulové hmotnosti 30 000 s hydroxylovým číslem 3,7. Směs se rozpustí zc stálého míchání při 70 °C a zhomogenizuje. Přidají se 0,43 hmotnostní díly urychlovače, ve formě dib^tylcíndilaurétu, a 5,2 hmotnostních dílů 4,4-difenylmetandiizok3ianátu. Směs reaguje za stálého míchání 3,5 hodiny. Po ochlazení na 50 °C se dávkuje 1050 hmotnostních dílů metyletylketonu. Lepidlo má sušinu 18% a viskozitu 25s (kelímek Ford, průměr trysky 8 mm, teplota 20 °C).

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob výroby polyuretanových lepidel na bázi lineárních polyesterů modifikovaných izokyanáty a dioly, vyznačující se tím, že se jako výchozí složky esterového typu použije vysokomolekulárního produktu polymerace omega-laktonů, zejména poly-epsylon-kaprolaktonu, poly-delte-velerolaktonu nebo poly-beta-propiolaktonu, o molekulové hmotnosti 25 000 až 100 000, který se postupně v množství 0,9 až 0,4 molů dávkuje do roztoku 0,1 až 0,6 molů diolu obecného vzorce OHCCHg^OH, v němž n ee rovná 2 až 1500, kterýžto roztok byl připraven za teploty v rozmezí od 50 de 80 ®C v inertním organickém rozpouštědle o bodu varu 80 až 110 ®C, s přídavkem katalyzátoru reakce na bázi erganekovových sloučenin nebe terciálních aminů, načež se do vzniklé směsi přidává 0,95 až 1,1 molů diizekyanétu, vztaženo na 1 mel

212 992 směsi diolu a poly-omega-lektonu, a s ním se zmíněná směs podrobuje reakci při teplotě 50 až 110 °C po dobu 2 až 8 hodin, až do ustálení molekulové hmotnosti, naěež se výsledné lepidlo ochladí ne teplotu 45 ež 55 °C a ředí dalším podílem organického rozpouštědle.

Vytiskly Moravské tiskařské závody,