RO117098B1 - Material poliuretanic compozit si procedeu de obtinere a acestuia - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la un material poliuretanic compozit, alcatuit dintr-o matrice de poliuretan cunoscuta, pe baza de polietilenglicoladipat si dibenzildiizocianat, reticulata cu un alungitor de catena de asemenea cunoscut, care contine ca umplutura, in proportie de 5...50% in greutate, de preferinta 25% in greutate, o masa de pulbere de polimer poliamidic, dispersata omogen, care reactioneaza chimic cu componentele matricei, pulberea de polimer poliamidic este o poliamida care contine grupari terminale -NH2 si -COOH, ce pot reactiona cu gruparile -NCO si -OH din componentii poliuretanului, de preferinta o poliamida 6/6,6, precum si la un procedeu de obtinere a acestui material. Poliamida pastreaza cel putin caracteristicile fizice ale materialului poliuretanic chiar si dupa amestecarea acestuia cu pulberi inerte. Materialul este destinat obtinerii de piese prin turnare.

Description

Invenția se referă la un material poliuretanic compozit, destinat obținerii unor piese prin turnare în matrițe sau forme adecvate, și la procedeul de obținere a acestuia.

Sunt cunoscute materiale compozite pe bază de poliuretani, destinate obținerii unor piese, prin turnare în matrițe.

Este cunoscut și un procedeu de obținere a unui cauciuc poliuretanic, prin turnarea în matrițe sau forme, a prepolimerului obținut prin reacția dintre componenta poliolică, care poate fi un poliester-poliol, polieter-poliester-poliol sau polieter-poliol și un izocianat alifatic sau aromatic, prepolimer în care, înainte de turnare, se încorporează și un reticulant care poate fi di-, tri- sau poliol, di-, tri- sau poliamidă, apă etc.

Prin intermediul acestui procedeu se pot obține piese din poliuretan cu durități de 92 ± 2°Sh.A, rezistență la rupere de 350 ± 25 daN/cm², alungire la rupere de 300%. Materialele astfel obținute sunt omogene, având caracteristicile specifice rețetei utilizate. De asemenea, este cunoscut faptul că prin procedeul mai sus prezentat, introducând în componentele de turnare pigmenți, produse ignifugante, pulberi minerale (grafit, negru de fum, bioxid de siliciu, oxizi metalici etc.), se obțin poliuretani colorați, cu duritate modificată, ignifugați, având elasticitate mai mică și coeficienți de frecare modificați etc. Aceste materiale, în general pulverulente, insolubile în masa de reacție și care nu reacționează chimic cu componentele din care se obține poliuretanul, înrăutățesc caracteristicile de bază ale acestuia și ale piesei obținute, în sensul diminuării rezistenței la tracțiune, alungirii la rupere și creșterii deformării remanente la comprimare, al diminuării rezistenței termice, rezistenței la medii de lucru specifice, cum ar fi: uleiuri minerale, solvenți etc.

Problema pe care urmărește să o rezolve invenția constă în realizarea unui material compozit poliuretanic, în care, după introducerea pulberilor inerte, se păstrează caracteristicile de bază ale acestui material, precum și ale pieselor obținute din el.

Această problemă este rezolvată, conform prezentei invenții, de un material poliuretanic compozit, care înlătură dezavantajele materialelor cunoscute prin aceea că este alcătuit dintr-o matrice de poliuretan cunoscută, pe bază de polietilenglicoladipat și dibenzildiizocianat, reticulată cu un alungitor de catenă de asemenea cunoscut, care conține ca umplutură, în proporție de 5...50% în greutate, de preferință 25% în greutate, o masă de pulbere de polimer poliamidic dispersată omogen, care reacționează chimic cu componentele matricei. Pulberea de polimer poliamidic este o poliamidă care conține grupări terminale -NH₂ și -C00H ce pot reacționa cu grupările -NC0 și -OH din componenții poliuretanului, de preferință o poliamidă 6/6,6. Pulberea de polimer poliamidic are granulația de 5...400 μ de preferință 200 μ.

Procedeul de obținere a materialului poliuretanic, conform invenției, constă în aceea că se prepară în mod cunoscut polimerul din polietilenglicoladipat și dibenzildiizocianat, pulberea de prepolimer obținută se amestecă cu polimerul poliamidic până la obținerea amestecului omogen, la o temperatură de 80-12O°C, de preferință 100°C, se reticulează amestecul prin introducerea reticulantului sub agitare energică, în prepolimerul deshidratat, încălzit la 80-120°C, și în final se toarnă amestecul în matrițe, în vederea realizării unor piese.

Invenția prezintă avantajul că permite obținerea unui material compozit poliuretanic, cu adaos de pulberi inerte, care păstrează cel puțin caracteristicile fizice de bază ale materialului poliuretanic.

RO 117098 Bl

Pentru obținerea materialului poliuretanic se procedează astfel:

în vasul de turnare se prepară mai întâi prepolimerul, prin reacția la 10O°C a polietilenglicoladipatului (PEGA) cu greutatea moleculară 2000, cu 4,4' -diizocianat. Reacția are loc după topirea componentelor sub agitare continuă. în prepolimerul 50 astfel obținut se adaugă pulberea de poliamidă uscată, menținându-se agitarea până la dispersarea uniformă a acesteia în masa de prepolimer. Vasul de turnare se introduce într-o autoclavă, unde prepolimerul astfel obținut este termostatat la 100110°C, sub agitare, și deshidratat 15 min la vacuum de 5-10 mbar.

în vasul de turnare cu prepolimerul astfel deshidratat se introduce, sub agitare 55 energică, reticulantul (etilenglicol, glicerină, trimetilol-propan etc.J, încălzit la 100°C. Compoziția astfel obținută se toarnă în matrița sau forma de turnare încălzită, unsă cu demulant și așezată pe masa de turnare caldă.

După 2-4 h, piesa este scoasă din matrița sau forma de turnare și este tratată termic la 100-120°C timp de 10-24 h, în funcție de formă și mărime. 60

Se prezintă în continuare două exemple concrete de realizare a invenției.

Exemplul 1. în vasul de turnare se încălzesc, la 100°C, 100g PEGA. Peste aceasta se adaută 37,5g de 4,4' - dibenzil-diizocianat (DBDI) și se mențin sub agitare până la topirea și omogenizarea masei de reacție. După aceea, sub agitare, menținând temperatura masei de reacție la 100°C, se adaugă 25 g pulbere de poliamidă 65 6 uscată, având granulația medie de 200 μ. Se amestecă în continuare până la obținerea unei mase omogene. Vasul cu amestecul astfel obținut se introduce într-o autoclavă termostatată la 100-110°C, unde, sub agitare, prepolimerul se menține 15 min la un vacuum de 5 m bar.

Prepolimerul astfel obținut se reticulează prin adăugarea sub agitare puternică, timp de 1 min, a 5 g de etilen-glicol anhidru, încălzit la 100°C.

Amestecul de reacție astfel obținut se toarnă în matrița sau forma pregătită și așezată pe masa de turnare caldă. După aproximativ 3 h se scoate piesa din matriță sau formă și se tratează termic într-o etuvă timp de 24 h pentru fiecare cm de grosime de material, la temperatura de 120°C. Se obține astfel o piesă din compozit poliuretan-poliamidă 6, material care are următoarele caracteristici:

- duritate: 92 - 94°Sh.A;

- rezistență la rupere: 228 daN/cm²;

- alungire la rupere: 305%;

- densitate: 1,22 -1,24 g/cm³.

Exemplul 2. Procedând ca în exemplul 1, dar folosind următoarele cantități de materii prime: PEGA=100g; DBDI=30g; poliamidă 6,6=20g, iar ca reticulant un amestec de: etilenglicol=1,3g; glicerină=1,7g; trimetilol - propan=O,3g, se obține un material compozit cu următoarele caracteristici:

- duritate ....................... 80°Sh.A;

- rezistență la rupere .......................... 330 daN/cm²;

-alungire ........................................412%;

-densitate ............................. 1,19 - 1,21 g/cm³.

Claims (4)

1. Material poliuretanic compozit, caracterizat prin aceea că este alcătuit dintr-o matrice de poliuretan cunoscută, pe bază de polietilenglicoladipat și dibenzildiizocianat, reticulată cu un alungitor de catenă de asemenea cunoscut, care conține ca umplutură în proporție de 5...50%în greutate, de preferință 25% în greutate, o masă de pulbere de polimer poliamidic dispersată omogen, care reacționează chimic cu componentele matricei.

2. Material poliuretanic compozit, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că pulberea de polimer poliamidic este o poliamidă care conține grupări terminale -NH₂ și -COOH ce pot reacționa cu grupările -NCO și -OH din componenții poliuretanului, de preferință o poliamidă 6/6,6.

3. Material poliuretanic compozit, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că pulberea de polimer poliamidic are granulația de 5...400 p, de preferință 200 μ.

4. Procedeu de obținere a unui material poliuretanic compozit, ca la revendicările 1-3, caracterizat prin aceea că se prepară în mod cunoscut polimerul din polietilenglicoladipat și dibenzildiizocianat, pulberea de prepolimer obținută se amestecă cu polimerul poliamidic până la obținerea amestecului omogen, la o temperatură de 80-12O°C, de preferință 1OO°C, se reticulează amestecul prin introducerea reticulantului sub agitare energică, în prepolimerul deshidratat, încălzit la 80-12O°C, și în final se toarnă amestecul în matrițe, în vederea realizării unor piese.