CS216421B1 - Spósob výroby polyuretánmočovíny a)alebo polyuretanu - Google Patents

Description

3

Vynález sa týká spósobu výroby termoplastickejpolyuretánmočoviny a/alebo polyuretánu s nasta-vitelnou teplotou přechodu do plastickéhostavu.

Postup přípravy polyuretánu v práškovom staveje málo popísaný. Známy je postup přípravystabilnej disperzie polyuretánu reakciou predpoly-méru s predlžovačom reťazca v prostředí voda— emulgátor — toluén pri teplote — 5 °C až +20 °C(NSR pat. 1 645 656). Tento postup je možnéuskutočniť aj kontinuálně, zmiešaním predpolymé-ru a dispergujúcej fázy v zóně vysokej turbulencie(NSR pat. 2 311 635), alebo v protiprúdnominjektore (NSR pat. 2 344 135). Postupom pří-pravy práškovej polyuretánmočoviny reakcioupredpolyméru s vodou vo vodnej fáze za přítom-nosti dispergátora sa pripravia práškové polymérys priemerom zrna 40 až 250 pm, avšak mnohé tietopolyméry pri teplotách spracovania, spravidla do200 °C, sú stále a neplastifikujú, připadne saobmedzene tavia (Čsl. A0 190 563).

Zistili sme, že teplota přechodu termoplastickejpráškovej polyuretánmočoviny do plastického sta-vu závisí od vlastností použitého predpolyméru,hlavně od obsahu volných -NCO skupin, pričomrozsah koncentrácie -NCO skupin je velmi úzký.

Podlá tohto vynálezu spósob výroby polyuretán-močoviny a/alebo polyuretánu s nastavitelnouteplotou přechodu do plastického stavu, s výhodouv práškovom stave, zo zlúčenín obsahujúcich voíné-NCO skupiny, s výhodou z predpolyméru na bázepolyesterpolyolu a/alebo polyéterpolyolu, připad-ne zlúčenín obsahujúcich aspoň jeden aktívnyvodík v molekule, v prostředí vody alebo prostre-dia obsahujúceho vodu, uskutečňuje sa tak, že prefinálny produkt, prechádzajúci do plastického sta-vu pri požadovanej teplote v rozmedzí teplot 130až 230 °C sa ako izokyanátový komponent použijezlúčenina s definovaným obsahom volných -NCOskupin v rozmedzí 0,5 až 6 % hmot., s výhodou 1,2až 3,4 % hmot.

Teplota přechodu polyuretánmočoviny a/alebopolyuretánu do plastického stavu je pre obsahvolných -NCO skupin v predpolyméri 1,2 % hmot.okolo 130 °C, so zvyšujúcim sa obsahom -NCOskupin teplota přechodu přibližné lineárně rastiea polymér připravený z predpolyméru obsahujúce-ho 3,5 % hmot. volných -NCO skupin plastifikujepri teplote 230 °C. Predpolyméry s ešte nižšímobsahom -NCO skupin (pod 1,2 % hmot.) sú užvysokoviskózne až pastovité, obtiažne sa do vodnejfázy dispergujú, následkom čoho sa připraví velminehomogenná hrubá disperzia so zhoršenými vlast-nosťami produktu. Polyméry připravené z predpo-lymérov s obsahom nad 3,5 % hmot. -NCO skupindo teploty 230 °C neplastifikujú.

Predpolymér s volnými -NCO skupinami sapřipraví reakciou vysokomolekulámych zlúčenínobsahujúcich aspoň dva aktivně vodíky s diizokya-nátmi pri teplote spravidla nižšej ako 90 °C počas0,5 až 4 hodin za přítomnosti alebo nepřítomnostikatalyzátora pod ochrannou atmosférou dusíka.

Ako vysokomolekulárne zlúčeniny sa na přípra-vu predpolyméru používajú polyesterpolyoly nabáze kyseliny adipovej, ftalovej, připadne sebako-vej a dvoj- a viacmocných alkoholov, napr. etylén-glykolu, dietylénglykolu, 1,2-propándiolu, 1,4-bu-tylénglykolu, pentaerxytritolu, trimetylolpropánualebo glycerínu o molekulovej hmotnosti 500 až10 000, čísle kyslosti pod 1 mg KOH/g, hydroxylo-vom čísle 36 až 140 mg KOH/g a obsahom vodypod 0,1 % hmot. Dalej to móžu byť polyeterpoly-oly, polytioétery, polyacetáty, polykarbonáty apo-lyesteramidy buď samotné alebo v zmesiach.

Ako diizokyanáty sa používajú alifatické, aro-matické alebo heterocyklické, výhodné sú najma1,5-naftyldiizokyanát, 4,4’-metándifenyldiizokya-nát a hexametyléndiizokyanát. Z pomocných látok sú to katalyzátory, či užterciárně aminy, napr.: N,N-dimetylcyklohexyla-mín, trietyléndiamín, trietylamín, alebo organocí-naté soli, napr.: oktoát cínatý, dibutylcíndilaurátv koncentrácii 0,05 až 2 % hmot. na východziesuroviny predpolyméru. Používajú sa buď samot-né, alebo v zmesiach vyznačujúcich sa synergic-kým účinkom. Z ostatných pomocných látok sú toešte dispergátory typu aminoaktívnych, kationak-tívnych, alebo neionogenných látok (Kirk-Oth-mer: 8,str. 117-154),svýhodou na báze derivátovcelulózy, napr.: metylhydroxypropylcelulózav množstve 0,01 až 5 % hmot. na vodnú fázu. Výstavbová reakcia tvorby polyméru z predpoly-méru a predlžovača reťazca prebieha v intenzívněmiešanej vodnej fáze obsahujúcej dispergátor priteplotách 40 až 95 °C a je spravidla po 30 minútachukončená. Voda popři funkcii dispergačného.pro-stredia sa zúčastňuje aj reakcie s -NCO skupinoupredpolyméru a pósobí ako predlžovač reťazca.Z vodnej disperzie polyuretánu obsahujúcej okolo30 % hmot. pevného podielu sa produkt oddělínapr.: filtráciou a po premytí sa vysuší pri teplote60 °C.

Velkou výhodou postupu pódia vynálezu je, žepožadovanou teplotou přechodu polyuretánu doplastického stavu možno meniť v širokom rozmedzí130 až 230 °C. Tento faktor je zvlášť dóležitý pripřípravě zmesných kompaundov polyuretánus inými polymérmi, napr.: póly viny lchloridom,kedy z hradiska spracovatefnosti sa vyžaduje, abyteplota plastifikovania oboch polymérov bola při-bližné rovnaká.

Okrem uvedenej výhody je dóležité, že sapostupom podlá vynálezu připraví polyuretán a/alebo polyuretánmočovina v práškovom stave, čímsa dosiahne toho, že sa spracovanie produktusamotného, alebo v zmesi s inými polymérmi móžeuskutočniť na běžných typoch vytlačovacích, liso-vacích, alebo vstrekovacích zariadeniach. Příklad 1

Predpolymér s obsahom 1,75 % hmot. volných-NCO skupin sa připraví reakciou 400 g polyester-polyolu připraveného z kyseliny adipovej a etylén-glykolu o molekulovej hmotnosti 2000, hydroxylo- 216421

Claims (3)

1. vom čísle 56 mg KOH/g a 0,01 % hmot. vody so75 g 4,4’-metándifenyldiizokyanátu pri teplote90 °C za miešania počas 30 minút. 475 g predpolyméru sa předloží do intenzívněmiešanej vodnej fázy pozostávajúcej z 1000 g vodya 100 g 1% vodného roztoku metylhydroxypropyl-celulózy vyhriatej na teplotu 70 °C. Za intenzívne-ho miešania v mixéri Eta-mira vznikne vodnádisperzia polyuretánmočoviny v priebehu 10minút a vyhřeje sa na teplotu 95 °C za účelomrozloženia anhydridov kyseliny karbamínovej. Po-lymér sa odfiltruje, dvakrát dekantuje rovnakýmobjemom vody a vysuší vo vákuovej sušiarni priteplote 60 °C. Prášková termoplastická polyure-tánmočovina má teplotu přechodu do plastickéhostavu 165 °C, strednú molekulová hmotnost190 000, sypnú hmotnost’ 600 kg m-3, priemerčastíc 40 až 250 pm a tavný index 18 g/10 min. pri170 °C. Příklad
2. 2 Predpolymér s obsahom 1,25 % hmot. volných-NCO skupin sa připraví zo 400 g polyesterpolyoluSystol 201 na báze kyseliny adipovej a zmesietylénglykolu a butylénglykolu o mol. hmotnosti2000, hydroxylovom čísle 55 mg KOH/g a číslekyslosti 0,7 mg KOH/g a 46,5 g toluéndiizokyaná-tu (zmes 2,4- a 2,6-izomérov 80/20). PREDMET Spósob výroby polyuretánmočoviny a/alebo po-lyuretánu s nastavitelnou teplotou přechodu doplastického stavu v rozmedzí od 130 do 230 °C,s výhodou v práškovom stave, zo zlúčenín obsahu-júcich volné -NCO skupiny, s výhodou z predpoly-méru na báze polyesterpolyolu a/alebo polyéter-polyolu, připadne zlúčenín obsahujúcich aspoň 450 g predpolyméru sa předloží do intenzívněmiešanej vodnej fázy pozostávajúcej z 1000 gvody, 100 g 1% vodného roztoku metylhydroxy-propylcelulózy a 12 g etyléndiamínu vyhriatej nateplotu 60 °C. Postupom popísaným v příklade 1 sazíská prášková polyuretánmočovina o strednejmól. hmotnosti 150 000, sypnej hmotnosti550 kgm-3, priemerom častíc 70 až 350 pm, ktorámá teplotu plastifikovania 135 °C. Příklad
3. 3 Predpolymér s obsahom 3,4 % hmot. volných-NCO skupin sa připraví reakciou 400 g polypro-pylénglykolu Voranolu P 2000 o hydroxylovomčísle 56 mg KOH/g a obsahu vody pod 0,05 %hmot. so 67 g hexametyléndiizokyanátu za katalý-zy 0,4 g dibutylcíndilaurátom pri teplote 90 °Cpočas 30 minút. Predpolymér sa předloží do intenzívně miešanejvodnej fázy pozostávajúcej z 1000 g vody, 200 g1% vodného roztoku metylhydroxypropylcelulózya 10 g 1,4-butándiolu vyhriatej na teplotu 75 °C.Postupom popísaným v příklade 1 vznikne disper-zia polyuretánu po 25 minútach. Polymér mástrednú mol. hmotnost’ 140 000, sypnú hmotnosť650 kgm-3, priemer častíc pod 100 μιη a teplotuplastifikovania 225 °C. VYNÁLEZU jeden aktívny vodík v molekule, v prostředí vodyalebo prostredia obsahujúceho vodu, vyznačujúcisa tým, že sa ako izokyanátový komponent použijezlúčenina s definovaným obsahom volných -NCOskupin v rozmedzí 0,5 až 6 % hmot., s výhodou 1,2až 3,5 % hmot. 216421