RU2404215C1 - Polyurethane composition - Google Patents

Polyurethane composition Download PDF

Info

Publication number
RU2404215C1
RU2404215C1 RU2009120121/04A RU2009120121A RU2404215C1 RU 2404215 C1 RU2404215 C1 RU 2404215C1 RU 2009120121/04 A RU2009120121/04 A RU 2009120121/04A RU 2009120121 A RU2009120121 A RU 2009120121A RU 2404215 C1 RU2404215 C1 RU 2404215C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
molecular weight
content
composition according
amine hardener
Prior art date
Application number
RU2009120121/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Валентиновна Панова (RU)
Наталья Валентиновна Панова
Александр Васильевич Краев (RU)
Александр Васильевич Краев
Светлана Степановна Киреева (RU)
Светлана Степановна Киреева
Сергей Николаевич Белан (RU)
Сергей Николаевич Белан
Владимир Игоревич Семенов (RU)
Владимир Игоревич Семенов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority to RU2009120121/04A priority Critical patent/RU2404215C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404215C1 publication Critical patent/RU2404215C1/en

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: polyurethane composition contains the following in pts. wt: 100 - polyether having molecular weight of 1000-2000; 150-350 2,3-toluene diisocyanate, 1-95 amine hardener, 10-35 plasticiser, 1-20 fluorooligomeric alcohol with molecular weight of 1000-5000 and 5-100 polyol with molecular weight of 1200-3500. Content of NCO- groups in the composition equals 4.09-6.5%.
EFFECT: elastomers obtained from said composition have high durability, good strength properties and high frost resistance, which enables use of articles made from the said composition under heavy loads, in conditions with large differential temperature and in aggressive media.
8 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к рецептурам полиуретановых эластомеров повышенной морозостойкости, перерабатываемых в изделия методом литья.The invention relates to the formulations of polyurethane elastomers with increased frost resistance, processed into products by casting.

В настоящее время для изготовления широкого круга изделий наиболее часто применяется полиуретановая композиция на основе уретанового форполимера, синтезируемого из 1 моля политетраметилен-оксид-гликоля и 2 молей 2,4-толуилендиизоцианата (торговая марка СКУ-ПФЛ-100 - зарубежный аналог Адипрен L-167), отверждаемого ароматическим диамином 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметаном (торговая марка "Диамет-Х").Currently, for the manufacture of a wide range of products, the most commonly used polyurethane composition is based on a urethane prepolymer synthesized from 1 mole of polytetramethylene oxide-glycol and 2 moles of 2,4-toluene diisocyanate (SKU-PFL-100 trademark is a foreign analog of Adipren L-167 ) cured by aromatic diamine 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (Dia-X trademark).

Недостатком данной композиции является то, что при отрицательных температурах состав указанной композиции теряет эластичные свойства (температура механического стеклования -35°С), а поэтому не может быть использован в качестве эластичных изделий.The disadvantage of this composition is that at low temperatures the composition of the specified composition loses its elastic properties (mechanical glass transition temperature -35 ° C), and therefore cannot be used as elastic products.

Известна также полиуретановая композиция для изделий, получаемых методом литья (RU 2323237 C1, 27.04.2008, C08L 75/04) - прототип, содержащая полиуретановый форполимер на основе простого полиэфира молекулярной массы 1000-2000 и 2,4-толуилендиизоцианата, аминный отвердитель, пластификатор.Also known is a polyurethane composition for products obtained by casting (RU 2323237 C1, 04/27/2008, C08L 75/04) - a prototype containing a polyurethane prepolymer based on a polyether of molecular weight 1000-2000 and 2,4-toluene diisocyanate, amine hardener, plasticizer .

Недостатком данного способа является недостаточно высокая прочность и долговечность изделий, полученных из данной полиуретановой композиции, что ограничивает возможность ее использования для изделий, работающих при больших нагрузках, в условиях эксплуатации при большом перепаде температур, при работе в условиях агрессивной среды.The disadvantage of this method is the insufficiently high strength and durability of products obtained from this polyurethane composition, which limits the possibility of its use for products operating under high loads, in operating conditions at high temperature drops, when operating in an aggressive environment.

Технический результат заявленного изобретения - получение полиуретановой композиции, обладающей повышенной прочностью, морозостойкостью и долговечностью.The technical result of the claimed invention is the preparation of a polyurethane composition having increased strength, frost resistance and durability.

Указанный технический результат достигается тем, что полиуретановая композиция для изделий, получаемых методом литья, содержащая полиуретановый форполимер на основе простого полиэфира молекулярной массы 1000-2000 и 2,4-толуилендиизоцианата, аминный отвердитель, пластификатор, дополнительно содержит фторолигомерный спирт молекулярной массы 1000-5000 и полиол молекулярной массы 1200-3500, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The specified technical result is achieved in that the polyurethane composition for products obtained by injection molding, containing a polyurethane prepolymer based on a simple polyester with a molecular weight of 1000-2000 and 2,4-toluene diisocyanate, an amine hardener, a plasticizer, additionally contains a fluoro-oligomeric alcohol of molecular weight 1000-5000 and polyol molecular weight 1200-3500, in the following ratio of components, parts by weight:

простой полиэфир молекулярной массы 1000-2000simple polyester molecular weight 1000-2000 100one hundred 2,4-толуилендиизоцианата2,4-toluene diisocyanate 150-350150-350 аминный отвердительamine hardener 1-951-95 пластификаторplasticizer 10-3510-35 фторолигомерный спирт с молекулярной массой 1000-5000fluoroligomeric alcohol with a molecular weight of 1000-5000 1-201-20 полиол с молекулярной массой 1200-3500polyol with a molecular weight of 1200-3500 5-100,5-100,

при этом содержание NCO-групп в композиции составляет 4,09-6,5%.while the content of NCO groups in the composition is 4.09-6.5%.

Стехиометрическая концентрация аминного отвердителя может составлять 92-95%.The stoichiometric concentration of the amine hardener can be 92-95%.

Содержание NCO-групп в композиции может составлять: 4,09-4,29% для изготовления прокладки-амортизатора; 5,8-6,0% для изготовления упругого элемента триангеля; 6,15-6,5% для изготовления износостойкой накладки.The content of NCO-groups in the composition may be: 4.09-4.29% for the manufacture of gaskets-shock absorbers; 5.8-6.0% for the manufacture of an elastic element of a triangel; 6.15-6.5% for the manufacture of wear-resistant pads.

В качестве простого полиэфира может быть использован полиокситетраметиленгликоль или олигодиендиол.As the polyether, polyoxytetramethylene glycol or oligodienediol can be used.

В качестве аминного отвердителя может быть использован 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан.As the amine hardener, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane can be used.

В качестве пластификатора может быть использован 1,4 бутандиол или этиленгликоль.As a plasticizer, 1.4 butanediol or ethylene glycol can be used.

Введение в состав композиции дополнительно фторолигомерного спирта молекулярной массы 1000-5000 и полиола молекулярной массы 1200-3500, а также указанные выше соотношения между компонентами состава позволяют получить полиуретановую композицию с высоким уровнем физико-механических свойств - повышенной морозоустойчивостью, износостойкостью, стойкостью к циклическим нагрузкам, низкими показателями водопоглащения и остаточной деформации. Полученные из заявленной композиции эластомеры обладают высокой долговечностью и высокими прочностными характеристиками, позволяющими использовать полученные из них изделия при больших нагрузках, в условиях эксплуатации при большом перепаде температур, при работе в условиях агрессивной среды.Introduction to the composition of the composition additionally fluoroligomeric alcohol with a molecular weight of 1000-5000 and a polyol of molecular weight of 1200-3500, as well as the above ratios between the components of the composition, make it possible to obtain a polyurethane composition with a high level of physical and mechanical properties - increased frost resistance, wear resistance, resistance to cyclic loads, low rates of water absorption and permanent deformation. The elastomers obtained from the claimed composition have high durability and high strength characteristics, allowing the products obtained from them to be used under high loads, under operating conditions at a large temperature difference, when operating in an aggressive environment.

Соотношение компонентов, используемых для приготовления полиуретановой композиции, может различаться в рамках заявленных соотношений и зависит от требований, предъявляемых к изделию. При выходе соотношений между компонентами за заявляемые пределы уровень их физико-механических характеристик перестает удовлетворять требуемым параметрам.The ratio of components used to prepare the polyurethane composition may vary within the stated ratios and depends on the requirements of the product. When the relations between the components go beyond the declared limits, the level of their physical and mechanical characteristics ceases to satisfy the required parameters.

В качестве аминного отвердителя (отверждающего агента) может быть использован ароматический диамин, например «Куралон» (или его аналог «Диамет X»), химическое название: 3,3'-дихлор-4,4'- диаминодифенилметан.As an amine hardener (curing agent), an aromatic diamine can be used, for example “Curalon” (or its analogue “Diameter X”), chemical name: 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane.

Стехиометрическая концентрация аминного отвердителя может составлять 92-95%.The stoichiometric concentration of the amine hardener can be 92-95%.

Данные диапазоны являются оптимальными и обусловлены тем, что при концентрации аминного отвердителя за пределами указанного диапазона, могут ухудшиться физико-механических свойства композиции: при концентрации аминного отвердителя более 95% увеличивается относительное удлинение, сопротивление раздиру, остаточной деформации при сжатии, а также снижается предел прочности и сопротивление к истиранию. При уменьшении концентрации менее 92% происходит обратный процесс.These ranges are optimal and are due to the fact that when the concentration of the amine hardener outside the specified range, the physical and mechanical properties of the composition may deteriorate: when the concentration of the amine hardener is more than 95%, the elongation, tear resistance, residual deformation under compression, and the tensile strength are reduced and abrasion resistance. With a decrease in concentration of less than 92%, the reverse process occurs.

В качестве пластификатора может быть использован 1,4 бутандиол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль. Недостаточное содержание пластификатора приводит к повышенному напряжению материала детали, особенно при колебаниях температуры, а пониженное содержание пластификатора - к уменьшению прочности на растяжение и на раздир. Не менее важным является тип выбранного пластификатора. Наиболее оптимальное содержание пластификатора присутствует в составе «Диамет X».As a plasticizer, 1,4 butanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol can be used. An insufficient content of plasticizer leads to an increased stress of the material of the part, especially with temperature fluctuations, and a low content of plasticizer leads to a decrease in tensile and tear strength. Equally important is the type of plasticizer selected. The most optimal plasticizer content is present in the composition of "Diameter X".

Содержание изоцианатных групп (NCO-групп) в композиции может составлять 4,09-6,5%, при этом процентное содержание NCO-групп выбирается в зависимости от вида изделия, которое необходимо изготовить, предъявляемых к нему требований и от предполагаемых условий его эксплуатации.The content of isocyanate groups (NCO-groups) in the composition can be 4.09-6.5%, while the percentage of NCO-groups is selected depending on the type of product that needs to be made, the requirements for it and the expected conditions for its use.

Так, например, для изготовления накладки износостойкой (ТУ 2252-028-00203476-2003 г.), предназначенной для установки на наклонную поверхность фрикционного клина, взаимодействующего с наклонной поверхностью надрессорной балки вагона, содержание NCO-групп в композиции составляет 6,15-6,5%. Для изготовления упругого элемента триангеля (ТУ 2252-035-00203476-2006 г.), предназначенного для безрезьбового крепления тормозных башмаков и наконечников триангеля тележек грузовых вагонов, содержание NCO-групп в композиции составляет 5,8-6,0%. А для изготовления прокладки-амортизатора (ТУ 2252-029-00203476-2006 г.), предназначенного для установки на железобетонных или деревянных шпалах и на брусьях стрелочных переводов, содержание NCO-групп в композиции составляет 4,09-4,29%.So, for example, for the manufacture of a wear-resistant lining (TU 2252-028-00203476-2003), designed to be installed on an inclined surface of a friction wedge interacting with the inclined surface of a car’s pressurized beam, the content of NCO-groups in the composition is 6.15-6 ,5%. For the manufacture of an elastic element of a triangel (TU 2252-035-00203476-2006), designed for threadless mounting of brake shoes and triangel tips of freight carriages, the content of NCO-groups in the composition is 5.8-6.0%. And for the manufacture of a shock absorber pad (TU 2252-029-00203476-2006), intended for installation on reinforced concrete or wooden sleepers and on parallel switch bars, the content of NCO groups in the composition is 4.09-4.29%.

За пределами заявленного диапазона содержания NCO-групп в композиции наблюдается ухудшение физико-механических свойств полиуретанового эластомера: твердости, предела прочности, относительного удлинения, остаточной деформации, износостойкости, стойкости к циклическим нагрузкам, водопоглощения, морозоустойчивости.Outside the claimed range of the content of NCO-groups in the composition, the physical and mechanical properties of the polyurethane elastomer are deteriorated: hardness, tensile strength, elongation, permanent deformation, wear resistance, resistance to cyclic loads, water absorption, frost resistance.

Контроль за содержанием изоцианатных групп производят в соответствии с методикой определения NCO-групп, приведенной, например, в ТУ-38-103137-78 на форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-100.The control of the content of isocyanate groups is carried out in accordance with the methodology for determining NCO groups given, for example, in TU-38-103137-78 on the urethane prepolymer SKU-PFL-100.

В табл.1 приведены основные физико-механические свойства полиуретановой композиции с разным процентным содержанием NCO-групп.Table 1 shows the main physicomechanical properties of the polyurethane composition with different percentages of NCO groups.

Табл.1Table 1 Наименование показателяName of indicator Содержание NCO-групп, %The content of NCO-groups,% 6,15-6,56.15-6.5 5,8-6,05.8-6.0 4,09-4,294.09-4.29 Предел прочности при растяжении, МПаTensile Strength, MPa 5151 4646 3535 Относительное удлинение при разрыве, %Elongation at break,% 400400 460460 530530 Твердость по Шору А, усл.ед.Shore A hardness, arb. 9898 9696 8080 Сопротивление раздиру, Н/ммTear resistance, N / mm 120120 103103 4646 Температура хрупкости, °СFragility temperature, ° С -70÷-75-70 ÷ -75 -75-75 -75-75

Заявленная уретановая композиция может перерабатываться в готовые изделия методом литья, как по периодической, так и непрерывной схемам.The claimed urethane composition can be processed into finished products by casting, both periodic and continuous schemes.

Помимо входящих в заявленный состав композиции компонентов в состав уретановой композиции могут быть также включены антиоксиданты, стабилизаторы, красители.In addition to the components included in the claimed composition, antioxidants, stabilizers, and colorants can also be included in the urethane composition.

Получение полиуретановой композиции и изделий из нее осуществляется следующим образом.Obtaining a polyurethane composition and products from it is as follows.

Приготовление форполимера с концевыми изоцианатными группами проводится на заливочной машине путем смешения простого полиэфира (например, олигодиендиола ММ 2000) с ТДИ (2,4-толуилендиизоцианатом). Приготовление названного форполимера проводится при перемешивании и температуре 60-80°С. Также на заливочной машине предварительно при перемешивании и нагревании готовится жидкий отвердитель (смесь аминного отвердителя, пластификатора фторолигомерный спирт и полиола).The preparation of the prepolymer with terminal isocyanate groups is carried out on a filling machine by mixing polyether (for example, oligodienediol MM 2000) with TDI (2,4-toluene diisocyanate). The preparation of the named prepolymer is carried out with stirring and a temperature of 60-80 ° C. Also, a liquid hardener (a mixture of an amine hardener, a plasticizer, fluoro-oligomeric alcohol and a polyol) is preliminarily prepared with stirring and heating on a filling machine.

Расчет массовых частей для полиуретановой композиции для каждого вида изделия производится исходя из мольных соотношений и молекулярных масс компонентов системы отверждения.The calculation of the mass parts for the polyurethane composition for each type of product is based on the molar ratios and molecular weights of the components of the curing system.

Затем приготовленный отвердитель смешивают с форполимерами, после чего готовую реакционную смесь заливают в форму изделия. Изделия в форме устанавливают в термопечь для полимеризации при температуре 120°С в течение 0,5-2 ч. После извлечения из формы изделия термостатируют 8-16 ч при температуре 120°С.Then, the prepared hardener is mixed with prepolymers, after which the finished reaction mixture is poured into the shape of the product. Products in the form are installed in a thermal furnace for polymerization at a temperature of 120 ° C for 0.5-2 hours. After removal from the form, the products are thermostated for 8-16 hours at a temperature of 120 ° C.

Claims (8)

1. Полиуретановая композиция для изделий, получаемых методом литья, содержащая полиуретановый форполимер на основе простого полиэфира молекулярной массы 1000-2000 и 2,4-толуилендиизоцианата, аминный отвердитель, пластификатор, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фторолигомерный спирт молекулярной массы 1000-5000 и полиол молекулярной массы 1200-3500 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
простой полиэфир молекулярной массы 1000-2000 100 2,4-толуилендиизоцианат 150-350 аминный отвердитель 1-95 пластификатор 10-35 фторолигомерный спирт с молекулярной массой 1000-5000 1-20 полиол с молекулярной массой 1200-3500 5-100,

при этом содержание NCO-групп в композиции составляет 4,09-6,5%.1. Polyurethane composition for products obtained by injection molding, containing a polyurethane prepolymer based on a simple polyester with a molecular weight of 1000-2000 and 2,4-toluene diisocyanate, an amine hardener, a plasticizer, characterized in that it additionally contains a fluoro-oligomeric alcohol of molecular weight 1000-5000 and a polyol molecular weight 1200-3500 in the following ratio of components, parts by weight:
simple polyester molecular weight 1000-2000 one hundred 2,4-toluene diisocyanate 150-350 amine hardener 1-95 plasticizer 10-35 fluoroligomeric alcohol with a molecular weight of 1000-5000 1-20 polyol with a molecular weight of 1200-3500 5-100,

while the content of NCO groups in the composition is 4.09-6.5%. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что стехиометрическая концентрация аминного отвердителя составляет 92-95%.2. The composition according to claim 1, characterized in that the stoichiometric concentration of the amine hardener is 92-95%. 3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что содержание NCO-групп в композиции составляет 4,09-4,29% для изготовления прокладки-амортизатора.3. The composition according to claim 1, characterized in that the content of NCO groups in the composition is 4.09-4.29% for the manufacture of gaskets-shock absorbers. 4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что содержание NCO-групп в композиции составляет 5,8-6,0% для изготовления упругого элемента триангеля.4. The composition according to claim 1, characterized in that the content of NCO groups in the composition is 5.8-6.0% for the manufacture of an elastic element of the triangel. 5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что содержание NCO-групп в композиции составляет 6,15-6,5% для изготовления износостойкой накладки.5. The composition according to claim 1, characterized in that the content of NCO-groups in the composition is 6.15-6.5% for the manufacture of wear-resistant pads. 6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве простого полиэфира используют полиокситетраметиленгликоль или олигодиендиол.6. The composition according to claim 1, characterized in that polyoxytetramethylene glycol or oligodienediol is used as the polyether. 7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя используют 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан.7. The composition according to claim 1, characterized in that 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane is used as the amine hardener. 8. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используют 1,4-бутандиол или этиленгликоль. 8. The composition according to claim 1, characterized in that 1,4-butanediol or ethylene glycol is used as a plasticizer.
RU2009120121/04A 2009-05-28 2009-05-28 Polyurethane composition RU2404215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120121/04A RU2404215C1 (en) 2009-05-28 2009-05-28 Polyurethane composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120121/04A RU2404215C1 (en) 2009-05-28 2009-05-28 Polyurethane composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2404215C1 true RU2404215C1 (en) 2010-11-20

Family

ID=44058429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120121/04A RU2404215C1 (en) 2009-05-28 2009-05-28 Polyurethane composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2404215C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761276C1 (en) * 2020-12-14 2021-12-06 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственная Фирма "Полипласт" Polyurethane composition for articles with increased frost resistance and method for production thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761276C1 (en) * 2020-12-14 2021-12-06 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственная Фирма "Полипласт" Polyurethane composition for articles with increased frost resistance and method for production thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2284992T3 (en) POLYURETHANE ELASTOMEROS THAT HAVE IMPROVED PHYSICAL PROPERTIES AND PROCEDURE FOR THEIR PRODUCTION.
TW492984B (en) Isocyanate-terminated prepolymers or quasiprepolymers, polyurethane elastomers, and methods of increasing the physical properties of chain-extended polyurethane elastomers
RU2442800C2 (en) Method for manufacturing and application of cast elastomers
AU2008200020B2 (en) Polyurethanes cured with amines and their preparation
US4208507A (en) Polyurethane-urea elastomers and their production
CN108997555B (en) Railway wagon axial polyurethane pad and preparation method and application thereof
US20090131606A1 (en) Polyurethane/polyurea elastomers based on 2,4'-diphenylmethane diisocyanate prepolymers and the production thereof
JP2011038005A (en) Manufacturing method of foamed polyurethane elastomer
US20070049720A1 (en) Polyurethanes, their preparation and use
JP2016069658A (en) Polyurethane foam
CA2618053A1 (en) Polyurethanes cured with amines and their preparation
CN104262573A (en) Polyurethane sole material with high abrasion resistance and preparation method of polyurethane sole material
KR101513867B1 (en) Low Temperature Thermal Shock Proofed Polyurethane Elastomer for Railway Rail Pad and Its Railway Rail Pad Obtained by Using It
RU2404215C1 (en) Polyurethane composition
KR101672062B1 (en) Microcellular polyurethane elastomer and manufacturing methods thereof
CN104059209A (en) Polycaprolactone high-molecular prepolymer and preparation method thereof
US6277943B1 (en) One-shot polyurethane elastomers with very low compression set
JP6756352B2 (en) Two-component curable adhesive composition
US9556305B2 (en) Non-cytotoxic urethane elastomer
JP6756353B2 (en) Two-component curable adhesive composition
JPH0337217A (en) Ultrasoft elastomer composition
JP7477751B2 (en) Two-component curing adhesive composition
KR102266175B1 (en) Elastic PAD for railroad
KR20110027970A (en) Synthesis and composition of one-type polyurethane for abrasion and grip excellent
JP2024033830A (en) Curable resin composition and cured body of the same