CS242544B1 - Production method of a pollishing substance with encrease hardness - Google Patents

Description

242544 3 4

Vynález sa týká spůsobu výroby leštiacejhmoty so zvýšenou tvrdosťou pre povrchovéopracovanie a leštenie křehkých i tvrdýchmateriálov na báze polyuretánov. V súčasnosti sa vysokointenzívny sposoboptického leštenia uskutečňuje” na výkon-ných strojných zariadeniach s vyššími o-táčkami a tlakmi, co sa samozřejmé pre-mieta v úměrně zvýšených nárokoch a po-žiadavkách na vlastnosti a životnost lešíia-cich hmot. Pre tento vysokointenzívny po-stup leštenia sú málo vhodné mnohé doterazpoužívané leštiace hmoty, napr. hmoty při-pravené impregnáciou textilii různými smo-lami a voskami, alebo nanášaním termo-plastických polymérov a prírodných živícna syntetické vlákna, připadne kovové no-siče, či hmoty připravené nanášaním zmesiakrylátov a asfaltu na kovový nosič s ná-slednou tepelnou úpravou (čs. autorské o-svedčenie 133 072).

Tieto materiály nevyhovujú najma z hra-diska nízkej životnosti a dlhých technolo-gických časov leštenia. Vysokou odolnos-tou voči odieranlu sa vyznačujú predovšet-kým polyuretany, ale aj z nich niektoré ty-py ako napr. tvrdá polyuretánová pěna svyššou objemovou hmotnosťou 300 až750 kg. m~3 je značné křehká a mierne na-pěněný polyuretánový ělastomér je poměr-ně malkký s tvrdosťou 10 až 17 °Sh (D) čs.AO č. 238 838.

Tvrdost pěněného polyuretanového elasto-méru závisí od objemovej hmotnosti, ale lenmálo sa zvyšuje s rastúcim molovým pome-rom diizokyanátu k polyolu, či použitímtrojfunkčného predlžovača reťazca. Výraznejšie sa tvrdost zvýši použitím pl-nidla v rozmedzí 20 až 60 % hmot., avšakplněný materiál nie je pre mnohé aplikácievhodný. Bolo zistené, že tvrdost polyureta-nového elastoméru sa výrazné zvýši modi-fikováním polyuretanu izokyanurátovýmikruhmi, čiže přípravou polyuretán-izokyanu-rátového elastoméru.

Podstatou tohto vynálezu je sposob výro-by leštiacej hmoty so zvýšenou tvrdosťouna báze polyuretánov pripravenej reakcioupolyuretanového predpolyméru s obsahom4,3 až 20 % hmot., s výhodou 8,5 až 17 %hmot. volných —NCO skupin, a nízkomole-kulárneho diolu a/alebo diamínu za přítom-nosti pomocných látok, najmá aktivátora,stabilizátora, nadúvadla a leštiva, ktorý sauskutečňuje tak, že k reakčnej sústave sapřidává trimerizačný katalyzátor zahrňujúcialkalické a/alebo fenolické a/alebo óniovézlúčeniny v množstve 0,01 až 2,5 % hmot.,s výhodou 0,02 až 1,2 % hmot., počítané navýchodiskové suroviny pri reakčnej teplote15 až 90 °C a vzniknutý polyuretán-izokyanu-rátový ělastomér bunečnej štruktúry sa po-tom tvarové upravuje. Výhodou postupu přípravy leštiacej hmo-ty podlá tohto vynálezu je výroba hmotypre vysokointenzívny sposob leštenia s vy-sokými tlakmi a otáčkami, ktorá pri zacho- vaní ostatných vynikajúcich vlastností po-lyuretanového elastoméru, najma však vy-soké] odolnosti voči odieraniu, a teda ži-votnosti, pružnosti a tvarovej stálosti v tep-lotnom rozmedzí —20 až -(-80 °C> má vhod-ná mikrobunečnú štruktúru s otvorenýmipórmi do velkosti 1 mm a v závislosti odobsahu izokyanurátov charakterizovanýchizokyanátovým indexom v rozmedzí 150 až750 vysokú tvrdost v rozmedzí 15 až 60 °Sh(D).

Dalším významným faktorom je možnostvariability vlastností leštiacej hmoty podlápožiadaviek na leštenie různých materiálovměněním násady a typu východiskových su-rovin, hlavně však molových pomerov hlav-ných a pomocných reakčných surovin. V neposlednom radě je to možnost přípra-vy leštiacej hmoty s plnidlom v množstvedo 50 % hmot.

Mikrobunečný polyuretánový ělastomérsa připravuje spravidla dvojstupňovým pred-polymérnym spůsobom reakciou predpoly-méru na báze lineárneho polyolu a diizo-kyanátu s obsahom 4,3 až 20 % hmot., s vý-hodou 8,5 až 17 % hmot. volných —NCOskupin s predlžovačom reťazca za přítom-nosti dalších pomocných látok, najmá na-dúvadla, aktivátora, stabilizátora a inýchpri teplote 15 až 90 °C.

Po intenzívnom zhomogenizovaní reakč-ných zložiek sa reakčná zmes vylieva donaseparovanej najma kovověj formy, kdevznikne polyadičnou a trimerizačnou reak-ciou polymérny polyuretán, pričom odfor-movací čas výlisku nie je spravidla dlhšíako 10 min. Mólový poměr polyolu k diizo-kyanátu a násada sieťovadla rozhodujúcimspůsobom ovplyvňujú vlastnosti leštiacejhmoty, najma tvrdost, pevnost a štruktúrua volia sa s prihliadnutím na typ leštěnéhomateriálu a technologický postup lešteniaa zariadenia.

Surovinami na přípravu polyuretanovéhopredpolyméru sú polyoly a diizokyanáty.Ako lineárně dvojfunkčné polyoly možnopoužit polyesterpolyoly, napr. polyetylén-glykoladipát (Desmophem 2000), polyety-lénbutylénglykoladipát (Desmophen 2001),polybutylénadipát (Formrez F-9-30), ďalejpolyéterpolyoly, napr. polypropylénglykol(Voranol P 2000), propoxylovaný trimeíy-lolpropán (Slovaprop TMP-56, SlovapropTMP-48), ďalej polyetylénglýkoly (polyety-lénglykol-1500, polyetylénglykol-4000), po-lykaprolaktón (Niax 2025), polytetrahydro-furán a pod. Z diizokyanátov je vhodný najma 4,4‘-me-tándifenyldiizokyanát (Desmodur 44) a 1,5--naftyldiizokyanát, ďalej toluéndiizokyanáta hexametyléndiizokyanát. Reakcia sa usku-tečňuje spravidla bez přítomnosti katalyzá-tore pri teplote 90 °C v inertnej dusíkovejatmosféře za miešania počas 0,5 až 2 hodin.

Ako predlžovače reťazca sa používajúnízkomolekulárne glykoly, diamíny a amíno- 242544 5 6 alkoholy, napr. monoetylénglykol, dietylén-glykol, trietylénglykol, 1,2-propylénglykol,1,3-ipropylénglykol, 1,3-butándiol, 1,4-bután-diol, 1,6-hexándiol, etyléndiarnín, hexamety-léndiamín, tetrametyléndiamín, etanolamín,dieíanolamín, propanolamín a pod., ale ajz radu aromátov, napr. difenylmetándiamín. Násada predlžovača reťazca výrazné o-vplyvňuje tvrdosť polyuretánového výrobkutak, že znižovaním jeho násady ekvivalent-ně na úkor polyadičnej uretánovej reakcieprebieha trimerizačná reakcia —NCO sku-piny za tvorby izokyanurátových kruhov,čím dochádza k nárastu molekulovej hmot-nosti a priečnemu zosieteniu makromoleku-ly polyuretanu.

Stupeň priečneho zosietenia, a teda obsahizokyanurátov sa udává hodnotou izokyaná-tového indexu, ktorá je pre materiál tohtotypu v rozmedzí 150 až 750, pričom izokya-nátový index 100 představuje teoretická ná-sadu predpolyméru pre reakciu s predlžo-vačom reťazca, resp. s predlžovačom reťaz-ca a vodou. Platí zásada, že s rastúcim izo-kyanátovým indexom tvrdosť hmoty stúpne.

Pri príprave mierne napěněného polyure-tán-izokyanurátového elastoméru prebieha-jú súčasne tri typy reakcií, ktoré musia byťvzájomne dobré zladené, aby sa dosiahlipožadované vlastnosti polyuretánu. —NCOskupina predpolyméru reaguje s predžova-čom reťazca, s nadúvadlom vodou a trime-rizuje na izokyanurátové kruhy a ich vzá-jomný vztah je určený zložením a koncent-ráciou jednotlivých aktivátorov použitéhokatalytického systému.

Vhodné katalyzátory pre polyadičné po-lyuretanové reakcie, ako aj pre reakciu svodou, sú najma terciárně aminy ako napr.trietyléndiamín, N,N-dimetylcyklohexylamín,trietylamín, trietanolamín, 1,4-dimetylpiperazín, připadne v kombinácii s organozlú-čeninami cínu, napr. oktoátom cínatým, dibutylcíndilaurátom.

Ako trimerizačné katalyzátory prichádza-jú do úvahy najma hydroxid draselný, octandraselný, 2,4,6-tris (dimetylamínometyl jfe-nol, organické óniové hydroxidy, napr. tetra-metylamóniumhydroxid a iné. Určiť zloženiekatalytických systémov výberom jednotli-vých aktivátorov je práca vysoko náročná,vyžaduje velké teoretické znalosti a spra-vidla sa stanoví experimentálně s prihliad- nutím najma na použitý predpolymér cha-rakterizovaný obsahom —NCO skupin avlastnosti finálneho výrobku, závislé od ob-sahu triméru. -

Okrem aktivátorov sa ako pomocné lát-ky používajú ďalej nadúvadla, predovšet-kým voda, freón-11, freón-12 v takej kon-centrácii,· aby sa připravil finálny výroboko objemovej hmotnosti 200 až 800 kg . m~3,s výhodou 350 až 550 kg. m-3. Přípravu bu-něčného polyuretánu možno uskutočniť ajbez přítomnosti stabilizátora, výhodnejšie zhladiska homogenity a pórozity bunečnejstruktury je použit stabilizátor, najma sta-bilizátor pre otváranie pórov, napr. Tego-stab B 1605, Tegostab B 4113 v koncejitrácii0,02 až 1,5 % hmot.

Technologický postup přípravy leštiacejhmoty umožňuje přípravu materiálu plněné-ho pevným brusivom a leštivom, napr. kar-bidom kremika, bórkarbidom, oxidom ceri-čitým, oxidom železitým, pemzou a pod., ato až do obsahu 50 % hmot. Příklad 1

Na přípravu mikrobunečného polyuretán--izokyanurátového elastoméru sa použijepredpolymér o obsahu 14,7 % hmot. volných—NCO skupin připravený reakciou 1 000 gpolyéterpolyolu Slovaprop TMP-56 (hydro-xylové číslo 55,7 mg KOH/g, číslo kyslosti0,05 mg KOH/g, obsah vody 0,02 % hmot.,viskozita pri 25 °C 1,6 Pas j a 1 000 g 4,4‘--metándifenyldiizokyanátu (MDI) za mieša-nia pri teplote 90 °C v dusíkovej atmosféřepočas 30 min. K 1 000 g predpolyméru sa přidá sieťovacíkomponent, ktorý obsahuje 1,4-butándiol vmnožstve uvedenom v tabulke, ďalej 1,5 gsilikonového stabilizátora Tegostab B 4113,1 g vody, 0,4 g N,N-dimetylcyklohexylamínu,0,1 g oktoátu cínatého a 0,3 g octanu dra-selného, zmes sa intenzívně zamieša a vyle-je do naseparovanej kovověj formy vyhria-tej na teplotu 60 °C.

Startovací čas reakcie je 25 s, čas rastu60 s a odformovací čas 4 min. Připravenáhúževnatá hmota mikrobunečnej strukturymá objemová hmotnost 350 kg/m3, pričomtvrdosť hmoty sa s izokyanátovým indexommění takto:

Pokus 1 2 3 4 5 6 7 butándiol-1,4 (g) 152 73 47 35 26 19 17 izokyanátový index 100 200 300 400 500 600 700 tvrdosť [°Sh(D)j 15 18 30 35 38 40 41

Claims (3)

1. 242544 7 Příklad
2. 2 Predpolymér s obsahom 17,9 % hmot.volných ^-NCO skupin sa připraví postupompódia příkladu 1 reakciou 1 000 g polyester-polyolu Desmophen 2000 (hydroxylové čís-lo 55,5 mg KOH/g, číslo kyslosti 0,6 mgKOH/g, obsah vody 0,03 °/o hmot., teplotatopenia 55 °C) a 1000 g 1,5-naftyldiizokya-nátu. Polyuretanový elastomér vznikne reakciou1000 g predpolyméru a sietovacieho kom-ponentu získaného zmiešaním 44 g 1,4-bu-tándiolu (čo odpovedá hodnotě izokyanáto-vého indexu 400), 0,7 g vody, 0,6 g triety- PREDMET Sposob výroby leštiacej hmoty so zvýše-nou tvrdosťou na báze polyuretánov reak-ciou polyuretánového predpolyméru s obsa-hom 4,3 až 20 % hmot., s výhodou 8,5 až17 % hmot. volných —NCO skupin a nízko-molekulárneho diolu a/alebo diamínu zapřítomnosti pomocných látok, najmá akti-vátora, stabilizátora, nadúvadla a leštiva, léndiamínu a 1,2 g 2,4,6-tris(dimetylamíno-metyl) fenolu. Hmota má pravidelnú struk-turu s otvorenými buňkami a při objemové]hmotnosti 560 kg/m3 má tvrdost 48 °Sh (D).Příklad
3. 3 Do predpolyméru připraveného podl'a pří-kladu 2 sa zamieša 500 g oxidu železitéhoo velkosti zrna 10 + 2 μΐη a nechá zreago-vať so sieťovacím komponentom připrave-ným podlá příkladu 2. Buněčný polyureta-nový elastomér má objemovú hmotnost680 kg/m3 a tvrdost 60 °Sh (D). vyznačujúci sa tým, že sa k reakčnej sústa-ve přidává trimerizačný katalyzátor zahr-ňujúci alkalické a/alebo fenolické a/aleboóniové zlúčeniny v množstve 0,01 až 2,5 %hmot., s výhodou 0,03 až 1,2 °/o hmot., po-čítané na východiskové suroviny pri reakč-nej teplote 15 až 90 °C. Severograíla, n. p., závod 7, Most Cena 2,40 KČS