RU2683098C2 - Полиуретановый гель - Google Patents
Полиуретановый гель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683098C2 RU2683098C2 RU2017119601A RU2017119601A RU2683098C2 RU 2683098 C2 RU2683098 C2 RU 2683098C2 RU 2017119601 A RU2017119601 A RU 2017119601A RU 2017119601 A RU2017119601 A RU 2017119601A RU 2683098 C2 RU2683098 C2 RU 2683098C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gel
- hydroxyl
- prepolymer
- grams
- oligomer
- Prior art date
Links
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 39
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 42
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 abstract description 144
- -1 polyoxy group Polymers 0.000 abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 40
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 11
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 9
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 7
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 7
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 7
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical group C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001095231 Homo sapiens Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase D Proteins 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 102100037827 Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase D Human genes 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000143957 Vanessa atalanta Species 0.000 description 1
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- MRIZMKJLUDDMHF-UHFFFAOYSA-N cumene;hydrogen peroxide Chemical class OO.CC(C)C1=CC=CC=C1 MRIZMKJLUDDMHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000008029 phthalate plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N pyriproxyfen Chemical compound C=1C=CC=NC=1OC(C)COC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Substances CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Изобретение относится к связующим заливочным составам, в частности к полиуретановым гелям, и предназначено для использования в гидроакустических системах. Композиция может быть также использована в радиоэлектронике, электротехнике. Полиуретановый гель получен путем взаимодействия гидроксилсодержащего олигомера с изоцианатсодержащим форполимером, синтезируемым на основе того же гидроксилсодержащего олигомера и 2,4-толуилендиизоцианата при мольном соотношении гидроксильных групп олигомера и изоцианатных групп диизоцианата 1:2.05 в присутствии 0.03 мас.% катализатора и пластификатора. Массовое соотношение гидроксилсодержащий олигомер : изоцианатсодержащий форполимер выбирают в диапазоне 1,4-1,7:1. В качестве гидроксилсодержащего олигомера используют бифункциональные по гидроксильной группе простые полиэфиры, трехфункциональные по гидроксильной группе сложные полиэфиры, бифункциональные по гидроксильной группе сложные полиэфиры, бифункциональные по гидроксильной группе или с функциональностью более 2 олигодиены. Молекулярная масса используемых гидроксилсодержащих олигомеров варьируется в пределах 3000-5000 Да, количество пластификатора варьируют в диапазоне 10-20 мас.%. Технический результат - обеспечение геля с уменьшенными механическими (динамическими) потерями в сравнении с полиуретановым гелем-прототипом при сохранении его остальных свойств. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 46 пр.
Description
Изобретение относится к связующим заливочным составам, в частности, к полиуретановым гелям, и предназначено для использования в гидроакустических системах. Композиция может быть также использована в радиоэлектронике, электротехнике и др.
Известен полиуретановый гель по ТУ 2513-002-509040067-02 «Гидрофобный заполнитель для герметизации соединительных муфт кабелей связи ГФЗ-М-НТ», а также аналогичный заполнитель кабелей ГФЗ-К-НТ. Эти составы, используемые при ремонте муфт и кабелей связи, состоят из полибутадиенпипериленового форполимера мол. массы 3-4 тысячи с концевыми изоцианатными группами, низкомолекулярного триола (триэтаноламина) в качестве отвердителя и 80-85% масс, минерального масла в качестве пластификатора. При наличии хороших диэлектрических характеристик и гидрофобности существенным недостатком композиции является отсутствие адгезии к контактирующим поверхностям ввиду большого содержания масла.
В патенте США №2004/0026653 Al, Е04В 1/74, опубл. 12.03.2004 г. приводится описание полиуретанового геля, полученного при взаимодействии гидроксилсодержащего олигомера, в качестве которого используют полидиендиол либо полиэфирдиол, с диизоцианатным кормпонентом - мономерным или полимерным дифенил-метан-диизоцианатом в присутствии инертного органического пластификатора, которым служит, в частности, жидкие парафины в количестве до 70% масс.Недостаток геля тот же, что и в предыдущем аналоге.
Известен полиуретановый гель (гидрогель) по патенту США 2002/0137839 Al, С08К 3/00, опубл. 26.09.2002 г., полученный взаимодействием полиола - смеси сополимера окиси этилена и окиси пропилена в соотношении от 50:50 до 90:10 с полиизоцианатом в присутствии воды при массовом соотношении вода:реакционная смесь более чем 9:1. Фактически материал представляет собой гелеобразную дисперсию полиуретанового полимера в воде. Недостаток геля - отсутствие диэлектрических свойств из-за большого содержания воды.
В патенте США №3 700 752, C08g 41/04, опубл. 24.10.1972 г. описан полиуретановый гель, полученный в результате синтеза жидкого полиуретанового изоцианатсодержащего форполимера на основе полиоксиалкилентриола и диизоцианата при соотношении изоцианатных и гидроксильных групп, равном 0.83-1.04, с последующим осуществлением в его среде полимеризации одного или нескольких виниловых мономеров (например, метилметакрилата) с образованием в матрице полиуретанового форполимера от 5 до 95% масс, поливинилового полимера в виде отдельной высокомолекулярной фазы. Наличие двух разных фаз может приводить к расслоению системы в процессе эксплуатации.
Фирма Era Polymers Pty.Ltd. (Австалия) выпускает два варианта полиуретановых мягких гелей на основе гидроксилсодержащих полиэфиров и форполимеров с содержанием изоцианатных групп 15% и 3% масс, на основе этих полиэфиров и дифенилметандиизоцианата. При этом массовое соотношение пролиэфир: форполимер составляет в одном варианте 700:100 (7:1) в другом 100:100 (1:1). Гели имеют хорошую адгезию к различным субстратам. Существенным недостатком этих композиций является крайне малое время сохранения текучести: 15-21 минут в первом варианте и 5-7 минут во втором.
В обзорной статье Y. Srivastava, Т. Ken, J.Facello, et al. (2015). Polyurethane Gel, PU Magazine - vol. 12, Nol - February\March приводятся полиуретановых гелей, свойства выпускаемых компанией DOW CORNING CORPORATION, среди которых наряду с гидрогелями (содержание воды более 95%) и пластифицированными гелями рекламируются гели, получаемые взаимодействием изоцианатсодержащего форполимера на основе полиэфирполиола с исходным полиэфирполиолом. При этом либо используется эквимолярное соотношение изоцианатных и гидроксильных групп: масс, соотношение полиол:форполимер равно 1:1, (или как указывают авторы, индекс изоцианата равен 100), либо этот индекс выбирается в диапазоне 40-70, то есть лишь 40-70% гидроксильных групп полиола вступают в реакцию с диизоцианатом и гель содержит определенное количество не прореагировавшего полиола. Расчет показывает, что при значениях индекса изоцианата 40-70 масс, соотношение полиол:форполимер составляет примерно от 1.9-2.0:1 до 3.5:1. Из дальнейшего текста описания композиции становится очевидным, что гели, полученные при соотношении полиол:форполимер, равном 2 и более, характеризуются пониженными физико-механическими показателями. Поэтому для использования в качестве седел для велосипедов, демпферных вставок и.т.п.фирма DOW CORNING CORPORATION в качестве материалов с оптимальными физико-механическими свойствами рекомендует гели, получаемые при соотношении полиол:форполимер 1:1.
Из известных решений в качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения выбран полиуретановый гель, описанный в статье авторов Горяйнова Г.И. и Саракуза О.Н. «Влияние кремнийсодержащих наночастиц на свойства полиуретановых эластомеров». Сборник статей по материалам XLIII международной научно-практической конференции «Инновации в науке», №3 (40), Новосибирск, 2015 г., с. 47-52. В статье приводятся данные по исследованию некоторых пласто-эластических свойств полиуретанового геля, получаемого взаимодействием при комнатной температуре жидкого низкомолекулярного гидроксилсодержащего олигомера-полиоксиалкилентриола, и, в частности, полиоксипропилентриола мол. массы 4500 Дт с изоцианатсодержащим форполимером на его основе и 2,4 толуилендиизоцианата при массовом соотношении оксипропилентриол:форполимер 2:1 в присутствии 0.03% масс, катализатора и пластификатора. На фиг. 1 изображен структурный состав геля-прототипа (массовое отношение m:n равно 1:1), который представляет собой короткоцепные полимерные молекулы, состоящие из одного моля форполимера и двух молей оксипропилентриола, связанные между собой пространственной химической сеткой, образованной сочетанием молекул форполимера и гидроксилсодержащего олигомера. Жесткая пространственная структура получаемой композиции определяют ее основной недостаток: наличие значительных механических потерь (тангенс угла механических потерь при круговой частоте 102 рад/с и 20°С равен 0,75, сдвиговой модуль механических потерь 40000 Па). Потери возникают вследствие затруднения протекания релаксационных процессов за счет перемещения молекул и их фрагментов и перехода части механической энергии в тепло из-за внутреннего трения.
Одним из основных назначений создаваемой композиции является использование в гидроакустических системах, подверженных переменным динамическим нагрузкам, с учетом чего важнейшей технической характеристикой используемого геля являются его наименьшие механические (динамические) потери. Заявляемое изобретение позволяет решить проблему уменьшения механических (динамических) потерь полиуретанового геля-прототипа при сохранении его остальных свойств.
Для решения проблемы предлагается следующая совокупность существенных признаков: в полиуретановом геле, получаемом также как и прототип при взаимодействии изоцианатсодержащего форполимера на основе низкомолекулярного гидроксилсодержащего олигомера и 2,4-толуиленизоцианата в присутствии 0.03% масс.катализатора и пластификатора, в отличие от прототипа массовое соотношение гидроксилсодержащий олигомер:форполимер выбирают в диапазоне 1.4-1.7, а в качестве гидроксилсодержащего олигомера используют трех- или бифункциональные по гидроксильной группе простые или сложные полиэфиры или олигодиены мол. массы 3000-5000 Дт, при этом количество пластификатора варьируется в пределах 10-30% масс.
Сопоставление предлагаемой композиции и прототипа показало, что поставленная задача - разработка нового состава полиуретанового геля с более низкими значениями механических потерь решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».
В свою очередь, проведенный информационный поиск в области полиуретановых гелей не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность указанного изобретения поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 изображен структурный состав геля-прототипа (массовое отношение m:n равно 1:1);
на фиг. 2 представлен структурный состав полиуретанового геля (массовое соотношение m:n=1.4-l.7:1) при использовании трехфункциональных гидроксилсодержащих олигомеров;
на фиг. 3 представлен полиуретановый гель в составе с бифункциональным олигомером (массовое соотношение m:n=1,4-l,7:l.).
Из фиг. 2 видно, что полученный гель представляет собой двухкомпонентную композицию (без учета пластификатора), один из компонентов которой - удлиненные высокомолекулярные молекулы, образованные стыковкой большого количества молекул форполимера и олиготриола и сшитые поперечными химическими связями, а второй -химически не связанные с первым компонентом молекулы олиготриола. Наличие в структуре геля удлиненных, высокомолекулярных линейных молекул полимера, образованных из форполимера и олиготриола, а также свободных молекул олиготриола обеспечивают большую динамическую подвижность системы в сравнении с выше рассмотренной по схеме 1, что в свою очередь уменьшает механические потери. С возрастанием содержания свободных молекул олиготриола в геле по мере увеличения соотношения олиготриол:форполимер другие характеристики материала должны изменяться. И оптимальный баланс между механическими потерями и другими свойствами геля достигается в выбранном диапазоне этого соотношения 1.4-1.7, что и подтверждается в приводимых в дальнейшем примерах.
Представленный на фиг. 3 гель также представляет собой двухкомпонентную композицию, но в этом случае один из компонентов -удлиненные высокомолекулярные линейные полимерные молекулы из форполимера и олигодиола, а второй, как и в предыдущем варианте, не связанный с первым компонентом химическими связями - молекулы олигодиола. Это еще в большей степени способствует подвижности полимерной структуры в целом и снижению механических потерь в ней. Оптимальное сочетание всех свойств геля достигается при содержании гидроксилсодержащего олигомера при соотношении олигомер:форполимер, равным 1.4-1.7:1.
Сопоставление предлагаемой композиции и прототипа показало, что поставленная задача - разработка нового состава полиуретанового геля с более низкими значениями механических потерь решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».
В свою очередь, проведенный информационный поиск в области полиуретановых гелей не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Получение заявляемого материала для проведения испытаний осуществляли в три стадии.
На первой стадии получали жидкие гидроксилсодержащие бифункциональные по гидроксильной группе простые и сложные полиэфиры и полидиенолы. Синтез трех и бифункциональных полиоксиалкиленов заданной молекулярной массы осуществлялся путем полимеризации окиси пропилена или этилена в присутствии, соответственно, глицерина или пропиленгликоля и водного раствора гидроокиси натрия (NaOH). Трехфункциональные сложные полиэфиры получали полимеризацией адипиновой кислоты с глицерином, бифункциональные - с пропиленгликолем в присутствии n-толуолсульфокислоты в качестве инициатора и катализатора полимеризации (Дж. Саундерс, К.К Фриш. Химия полиуретанов. Изд. Химия, Москва, 1968 г. с 41-58.). Жидкие бифункциональные диеновые каучуки с концевыми гидроксильными группами получали каталитической полимеризацией диеновых мономеров (дивинила, изопрена, их смеси) на металлическом литии в присутствии триизобутилаллюминия, с функциональностью более двух радикальной полимеризацией на гидроперекиси изопропилбензола (Синтетический каучук. Под. Ред. И.В. Гармонова. Изд. Химия. 1976 г. с 411-462).
На второй стадии осуществляли синтез изоцианатсодержащих форполимеров взаимодействием высушенного под вакуумом при 110°С олигомера до содержания влаги 0,05% масс, с 2,4-тлуилендиизоцианатом при мольном соотношении гидроксильных и изоцианатных групп 1:2,05.
На третьей стадии изготовляли образцы гелей для проведения испытаний. Для этого жидкие гидроксилсодержащие олигомеры, полученные на первой стадии, смешивали при комнатной температуре в двухгорлой колбе с мешалкой под вакуумом в течение 5-10 минут с форполимерами на их основе, полученными на второй стадии. Туда же добавляли 0.03% масс, катализатора дибутилдилаурата олова и, в отдельных случаях, пластификатор диоктилфталат. Время отверждения геля - двое суток при комнатной температуре.
Испытания полученных образцов гелей проводили следующим образом:
Хладотекучесть по ГОСТ 19920.18-74;
Пластоэластические свойства по ГОСТ 145-75
Адгезия (липкость) ГОСТ 25945-87 с поправками 1991 г.
Равновесный модуль высокоэластичности рассчитывался по уравнениям классической теории высокоэластичности.
Прочность при разрыве и относительное удлинение по ГОСТ ISO 37-2013.
Измерения тангенса угла механических потерь проводили на реометре MCR301 фирмы Anton Paar в сдвиговом режиме на измерительном узле плоскость-плоскость РР25 (диаметр 25 мм, зазор 1 мм) в динамическом (осциллирующем) режиме. Температура испытаний 20°С.Круговая частота сдвиговых колебаний от 100 до 0.1 рад/с при постоянной деформации 5%.
В таблице 1 приведены аббревиатуры и сокращения, использованные в дальнейшем при описании изобретения. В таблице 2 - характеристики получаемого геля. В таблице 3 - характеристики геля, получаемого при отклонении условий получения от заявляемых параметров.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
В двугорлой колбе, подсоединенной к вакуумной системе, смешивали в течение 5 минут 75 грамм полиоксипропилентриола (ППТ), молекулярной массы 4200 с 50 граммами форполимера, полученного на основе этого олигомера и 2,4-толуилендиизоцианата (содержание NCO групп 2,4% масс.) в присутствии 0,03% катализатора и 25 грамм (20% масс) дибутилфталата. Массовое соотношение ППТ:форполимер=1,5:1. Смесь заливалась в открытую форму. Свойства полученного геля приведены в табл. 2(1).
Пример 2.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм ППТ молекулярной массы 4200 с 53.6 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ, в присутствии 1.03% масс. ДБЛО и 25.6 (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППТ:форполимер=1.4:1. Свойства геля приведены в табл. 2(2)
Пример 3.
Гель получали по методике примера 1 смешением 85 грамм ППТ молекулярной массы 4200 с 59 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ, в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 27 (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППТ:форполимер=1.7:1. Свойства геля приведены в табл. 2(3).
Пример 4.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм ППТ молекулярной массы 3100 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ, в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППТ:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(4).
Пример 5.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм ППТ молекулярной массы 5210 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ, в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППТ:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(5).
Пример 6.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиоксиэтилентриола (ПЭТ) молекулярной массы 4500 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ (содержание NCO групп 2.3% масс), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПЭТ:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(6).
Пример 7.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиоксипропилендиола (ППД) молекулярной массы 3950 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ (содержание NCO групп 2.0%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(7).
Пример 8.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиоксиэтилендиола (ПЭД) молекулярной массы 3850 с 53 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ (содержание NCO групп 2.0% масс), в присутствии 1.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППТ:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(8).
Пример 9.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиоксиэтилендиола (ПЭД) молекулярной массы 3860 с 44 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ (содержание NCO групп 2.0%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПЭД:форполимер=1.7:1. Свойства геля приведены в табл. 2(9).
Пример 10.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиоксиэтилендиола (ПЭД) молекулярной массы 2960 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера и ТДИ (содержание NCO групп 2.5%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПЭД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(10).
Пример 11.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиоксиэтилендиола (ПЭД) молекулярной массы 5130 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.6%), 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс) ДОФ. Массовое соотношение ПЭД:форполимер=1.6:1. Свойства геля приведены в табл. 2(11).
Пример 12.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полиглицеринадипинаттриол (ПГАТ) молекулярной массы 4640 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.7%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПГАТ:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(12).
Пример 13.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 4300 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.8% масс), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(13).
Пример 14.
Гель получали по методике примера 1 смешением 70 грамм полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 3950 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.8%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимера=1.4:1. Свойства геля приведены в табл. 2(14).
Пример 15.
Гель получали по методике примера 1 смешением 85 грамм полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 4300 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.8%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 27 грамм (20% масс) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.7:1. Свойства геля приведены в табл. 2(15).
Пример 16.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 3010 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 2.5%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(16).
Пример 17.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 5060 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.6%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимера=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(17).
Пример 18.
Гель получали смешением 75 грамм полибутадиена с функциональностью больлее 2 (ПБТ) молекулярной массы 4280 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 2.1%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПБТ:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(18).
Пример 19.
Гель получали смешением 75 грамм полибутадиендиола (ПБД) молекулярной массы 4700 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.6%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПБД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(19).
Пример 20.
Гель получали по методике примера 1 смешением 70 грамм полибетадиенизопрендиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 3940 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.9%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(20).
Пример 21.
Гель получали смешением 75 грамм полибутадиенизопрендиола 40:60 (ППИД) молекулярной массы 3940 с 54 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.9%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимер=Т.4:1. Свойства геля приведены в табл. 2(21).
Пример 22.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полибетадиенизопрндиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 3950 с 44 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.9%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 23 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.7:1. Свойства геля приведены в табл. 2(22).
Пример 23.
Гель получали смешением 75 грамм полибутадиенизопрндиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 3020 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 2.4%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ПБИД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(23).
Пример 24.
Гель получали по методике примера 1 смешением 75 грамм полибутадиенизопрендиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 5070 с 50 граммами форпорлимера на основе этого же олигомера (содержание NCO групп 1.5%), в присутствии 0.03% масс. ДБЛО и 25 грамм (20% масс.) ДОФ. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.5:1. Свойства геля приведены в табл. 2(24).
Поскольку в описании прототипа приведены только некоторые пласто-эластичные свойства геля (показатели механических потерь) и не приводятся их важные для данной позиции диэлектрические показатели, для подтверждения достигаемых в предлагаемом изобретении преимуществ ниже приводятся два контрольных примера 25к и 26к.
Пример 25к.
Полиуретановый гель получали смешением 100 грамм полиоксипропилентриола (ППТ) молекулярной массы 4200 с 50 граммами форполимера на его основе (NCO 2.3% масс.) и с 30 граммами (20% масс.) ДОФ и 0.03%) масс. ДБЛО. Массовое соотношение ППТ:форполимер=2:1. Свойства геля приведены в табл. 3(25к).
Пример 26к.
Полиуретановый гель получали смешением 100 грамм полиоксиэтилентриола (ПЭТ) молекулярной массы 4560 с 50 граммами форполимера на его основе (NCO 2,2 масс.) и с 30 граммами (20% масс.) ДОФ и 0.03% масс. ДБЛО. Массовое соотношение ПЭТ:форполимер=2:1.
Пример 26к.
Полиуретановый гель получали смешением 100 грамм полиоксиэтилентриола (ПЭТ) молекулярной массы 4560 с 50 граммами форполимера на его основе (NCO 2,2 масс.) и с 30 граммами (20% масс.) ДОФ и 0.03% масс. ДБЛО. Массовое соотношение ПЭТ:форполимер=2:1. Свойства геля приведены в табл. 3(26к).
Влияние отклонений условий получения полиуретанового геля от заявляемых параметров дано ниже в представленных контрольных примерах 27к-46к с использованием трех и бифункциональных исходных гидроксилсодержащих олигомеров различной природы.
Пример 27к
Гель получали по методике примера 1, но массовое соотношение полиоксипропилентриол (ППТ):форполимер на его основе составляло 1.2:1 (ниже заявляемого уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(27к).
Пример 28к
Гель получали по методике примера 1, но массовое соотношение полиоксипропилентриол (ППТ):форполимер на его основе составляло 1.9:1 (выше заявляемого уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(28к).
Пример 29к
Гель получали по методике примера 1, но полиоксипропилентриол (ППТ) имел молекулярную массу 1940 Дт (ниже заявляемого предела). Свойства геля приведены в табл. 3(29к).
Пример 30к
Гель получали по методике примера 1, но полиоксипропилентриол (ППТ) имел молекулярную массу 6680 Дт (выше заявляемого уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(30к).
Пример 31 к.
Гель получали по методике примера 7 на основе полиоксипропилендиола (ППД) и форпорлимера на основе этого же олигомера. массовое соотношение ППД:форполимер=1.2:1 (ниже заявленного уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(31к).
Пример 32к.
Гель получали по методике примера 7 на основе полиоксипропилендиола (ППД) и форпорлимера. массовое соотношение ППД:форполимер=1.9:1 (выше заявленного уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(32к).
Пример 33к.
Гель получали по методике примера 7 на основе полиоксипропилендиола (ППД), но с молекулярной массой 1800 Дт (ниже заявляемого уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(33к).
Пример 34к.
Гель получали по методике примера 7 на основе полиоксипропилендиола (ППД) молекулярной массы 6380 Дт (выше заявляемого уровня) и форпорлимера на основе этого же олигомера. Свойства геля приведены в табл. 3(34к).
Пример 35к.
Гель получали по методике примера 13 на основе полипропиленадипинатдиола (ППАД) и форпорлимера на основе этого же олигомера, но массовое соотношение ППАД:форполимер=Т.2:1 (ниже заявленных пределов). Свойства геля приведены в табл. 3(35к).
Пример 36к.
Гель получали по методике примера 13 на основе полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 4300 Дт и форпорлимера на основе этого же олигомера. Массовое соотношение ППД:форполимер=1.9:1 (выше заявленных пределов). Свойства геля приведены в табл. 3(36к).
Пример 37к.
Гель получали по методике примера 13 на основе полипропиленадипинатдиола (ППАД) молекулярной массы 1860 Дт (ниже заявляемого предела). Свойства геля приведены в табл. 3(37к).
Пример 38к.
Гель получали по методике примера 13 на основе полипропиленадипинатдиола (ППАД). но молекулярной массы 6920 Дт (выше заявленного уровня). Свойства геля приведены в табл. 3(38к).
Пример 39к.
Гель получали по методике примера 20 на основе полибетадиенизопрендиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 3940 Дт и форпорлимера на основе этого же олигомера. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.2:1. Свойства геля приведены в табл. 3(39к).
Пример 40к.
Гель получали по методике примера 20 на основе полибетадиенизопрендиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 3940 и форпорлимера на основе этого же олигомера. Массовое соотношение ППАД:форполимер=1.9:1 (выше заявленных пределов). Свойства геля приведены в табл. 3(40к).
Пример 41 к.
Гель получали по методике примера 20 на основе полибетадиенизопрендиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массой 1930 (ниже заявляемого уровня) Дт и форполимера на ДОФ. Свойства геля приведены в табл. 3(41к).
Пример 42к.
Гель получали по методике примера 20 смешением полибутадиенизопрендиола 40:60 (ПБИД) молекулярной массы 6380 Дт (выше заявляемого уровня) и форполимера на его основе. Свойства геля приведены в табл. 3(42к).
Пример 43к
Гель получали по методике примера 1 на основе полиоксипропилентриола (ППТ) молекулярной массы 4200 Дт и форполимера на его основе, но в отличии от указанного примера содержание ДОФ составляло 5% масс, (менее заявляемых пределов). Свойства геля приведены в табл. 3(43к).
Пример 44к
Гель получали по методике примера 1 на основе полиоксипропилентриола (ППТ) молекулярной массы 4200 Дт и форполимера на его основе, но в отличие от указанного примера содержание ДОФ составляло 40% масс (больше заявляемых пределов). Свойства геля приведены в табл. 3(44к).
Пример 45к
Гель получали по методике примера 20 на основе полибутадиенизопрендиола (40:60, ПБИД) и форполимера на его основе, используя ПБДИД мал. массы 3940, но в отличие от указанного примера, содержание ДОФ составляло 5% масс, (меньше заявляемых предеов). Свойства геля приведены в табл. 3(45к).
Пример 46 к.
При получении геля по методике примера 20 содержание ДОФ составляло 40% масс, (больше заявляемых пределов). Свойства геля приведены в табл. 3(44к).
Как следует из сравнения данных, приведенных в таблицах 2 и 3, заявляемый состав полиуретанового геля позволяет в среднем в два раза уменьшить механические потери в нем в сравнении с прототипом: тангенс угла механических потерь tgм уменьшается с 0.73-0.75 (среднее значение 0.74) до 0.25-0.35 (среднее значение 0.3), модуль механических потерь при сдвиге G" (Па) - с 40000-41000 (среднее значение 40500) до 1980-2500 (среднее значение 2200), примеры 1-24 и 25к, 26к.
Механические потери уменьшаются в ряду: сложные полиэфиры - простые полиэфиры - олигодиендиолы, что связано с уменьшением молярной энергии когезии (ккал\моль) в этом ряду: сложноэфирная группа (-СОО-) - 2.9, простая эфирная (-О-) - 1.0, углеводородная (-СН2) -0.68 (Дж. Саундерс, К.К. Фриш. «Химия полиуретанов». Изд. «Химия». Москва, 1968 г, с. 334) и, соответственно, увеличением молекулярной подвижности полимерных цепей.
При этом по всем другим показателям гели с заявляемым составом близки к показателям геля - прототипа, а материалы на основе олигодиендиолов (примеры 18-24) имеют показатель равновесного набухания в растворе NaCl существенно (в 30 раз) ниже прототипа.
Из сопоставления данных таблиц 2 и 3 также следует, что отклонения от заявляемых составов приводит к ухудшению всех исследуемых характеристик геля.
Так с увеличением массового соотношения олигомер:форполимер более 1.7:1 (примеры 28к, 32к, 36к, 40к) хотя и имеет место еще большее уменьшение механических потерь и модуля высокоэластичности (при прочих равных условиях) в сопоставлении с данными таблицы 3, но при этом ухудшаются физико-механические показатели (прочность, удлинение), а снижение этого соотношения ниже 1.4:1 (примеры 27к, 31 к, 35к, 39к) приводит к ухудшению основного показателя - возрастанию механических потерь, а также к ухудшению липкости, пластичности, возрастает модуль высокоэластичности.
При отклонении мол. массы олигомера и форполимера на его основе от заявляемых пределов в сторону уменьшения < 3000 (примеры 29к, 33к, 37к, 41 к), возрастают механические потери из-за увеличения жесткости полимерной структуры и снижается пластичность, а при увеличении мол. массы олигомера и форполимера > 5000, хотя и имеет место некоторое уменьшение механических потерь (примеры 30к, 34к, 38к, 42к), но при этом ухудшаются физико-механические показатели геля.
С уменьшением содержания пластификатора (ДОФ) от заявляемых пределов < 10% масс, при небольшом увеличении механических потерь и повышении физико-механических показателей наблюдается ухудшение пластических свойств геля (примеры 43к, 45к), а при содержании ДОФ выше заявляемой нормы > 30% масс, имеет место крайне не желательная хладотекучесть материала (примеры 44к, 46к).
Предлагаемый состав полиуретанового геля был разработан специалистами кафедры физики ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала СО. Макарова» и АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», в составе научно-исследовательской работы. Испытания полученного материала показали возможность его использования в радиоэлектронике, электротехнике и при создании гидроакустических систем в качестве связующих заливочных составов.
Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость»
Claims (7)
1. Полиуретановый гель, полученный путем взаимодействия гидроксилсодержащего олигомера с изоцианатсодержащим форполимером, синтезируемым на основе того же гидроксилсодержащего олигомера и 2,4-толуилендиизоцианата при мольном соотношении гидроксильных групп олигомера и изоцианатных групп диизоцианата 1:2.05 в присутствии 0.03 мас.% катализатора, и содержащий пластификатор, отличающийся тем, что массовое соотношение гидроксилсодержащий олигомер : изоцианатсодержащий форполимер выбирают в диапазоне 1,4-1,7:1.
2. Полиуретановый гель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего олигомера используют бифункциональные по гидроксильной группе простые полиэфиры.
3. Полиуретановый гель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего олигомера используют трехфункциональные по гидроксильной группе сложные полиэфиры.
4. Полиуретановый гель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего олигомера используют бифункциональные по гидроксильной группе сложные полиэфиры.
5. Полиуретановый гель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего олигомера используют бифункциональные по гидроксильной группе или с функциональностью более 2 олигодиены.
6. Полиуретановый гель по п. 1, отличающийся тем, что молекулярная масса используемых гидроксилсодержащих олигомеров варьируется в пределах 3000-5000 Да.
7. Полиуретановый гель по п. 1, отличающийся тем, что количество пластификатора варьируют в диапазоне 10-20 мас.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119601A RU2683098C2 (ru) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Полиуретановый гель |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119601A RU2683098C2 (ru) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Полиуретановый гель |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017119601A RU2017119601A (ru) | 2018-12-05 |
| RU2017119601A3 RU2017119601A3 (ru) | 2018-12-05 |
| RU2683098C2 true RU2683098C2 (ru) | 2019-03-26 |
Family
ID=64577001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119601A RU2683098C2 (ru) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Полиуретановый гель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683098C2 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2107073C1 (ru) * | 1993-04-02 | 1998-03-20 | Научно-производственное предприятие "Уретанмаш" | Способ получения литьевых уретановых эластомеров |
| US6793864B1 (en) * | 1997-02-26 | 2004-09-21 | Dunlop Sports | Polyurethane material for two and three piece golf balls |
| EA005191B1 (ru) * | 2000-10-27 | 2004-12-30 | Атофина | Изолирующая композиция в виде полиуретанового эластомерного геля и ее применение |
| RU2284334C2 (ru) * | 2001-05-21 | 2006-09-27 | Хантсмэн Интернэшнл Ллс | Очень мягкий полиуретановый эластомер |
| US7737361B2 (en) * | 2008-02-25 | 2010-06-15 | Corning Cable Systems Llc | Sealant gel for a telecommunication enclosure |
| US8232364B2 (en) * | 2005-09-16 | 2012-07-31 | Technogel Gmbh | Gel masses based on polyurethane, their production and use |
| CN102827344A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-12-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种聚氨酯弹性体凝胶及其制备方法 |
-
2017
- 2017-06-05 RU RU2017119601A patent/RU2683098C2/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2107073C1 (ru) * | 1993-04-02 | 1998-03-20 | Научно-производственное предприятие "Уретанмаш" | Способ получения литьевых уретановых эластомеров |
| US6793864B1 (en) * | 1997-02-26 | 2004-09-21 | Dunlop Sports | Polyurethane material for two and three piece golf balls |
| EA005191B1 (ru) * | 2000-10-27 | 2004-12-30 | Атофина | Изолирующая композиция в виде полиуретанового эластомерного геля и ее применение |
| RU2284334C2 (ru) * | 2001-05-21 | 2006-09-27 | Хантсмэн Интернэшнл Ллс | Очень мягкий полиуретановый эластомер |
| US8232364B2 (en) * | 2005-09-16 | 2012-07-31 | Technogel Gmbh | Gel masses based on polyurethane, their production and use |
| US7737361B2 (en) * | 2008-02-25 | 2010-06-15 | Corning Cable Systems Llc | Sealant gel for a telecommunication enclosure |
| CN102827344A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-12-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种聚氨酯弹性体凝胶及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017119601A (ru) | 2018-12-05 |
| RU2017119601A3 (ru) | 2018-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104718254B (zh) | 导热聚合物和用于制备它的树脂组合物 | |
| CN107849218A (zh) | 具有不受温度影响的机械性能和粘合性的疏水和高弹性的双组份聚氨酯组合物 | |
| WO1990008167A1 (en) | Thermoplastic polyurethanes | |
| US3493634A (en) | Polyurethanes for injection molding containing polyether,polyester and glycol | |
| BRPI0707549A2 (pt) | poliuretano celular, rolo, filme, cobertura de piso, componente para interior de automàvel, sola de sapato antiestÁtica, sapato de seguranÇa, processo para a produÇço de um produto de poliadiÇço de poliisocianato celular antiestÁtico, e, uso de lÍquidos iânicos | |
| KR102543290B1 (ko) | 수지 조성물, 축열재 및 물품 | |
| Nomura et al. | Synthesis of novel moisture‐curable polyurethanes end‐capped with trialkoxysilane and their application to one‐component adhesives | |
| US4073858A (en) | Shock absorbing unit molded from polyurethane (urea) rubber composition | |
| US20170291982A1 (en) | A self-healing, reprocessable and recyclable crosslinked polymer and process for its preparation | |
| Deng et al. | Mechanically strong and stretchable polyurethane–urea supramolecular hydrogel using water as an additional in situ chain extender | |
| CN115181232B (zh) | 一种聚氨酯材料及其制备方法和应用 | |
| CN102093535B (zh) | 微孔聚氨酯弹性体的制备方法 | |
| CN106459721A (zh) | 二液型聚氨酯系粘接剂组合物 | |
| CN108949090B (zh) | 一种无溶剂双组份聚氨酯密封胶及其制备方法 | |
| RU2017143921A (ru) | Гидрофобные полиолы | |
| US10358586B2 (en) | Reactive hot-melt adhesive composition | |
| EP2694565B1 (en) | Interpenetrating dilatant polymer network for impact protection | |
| CN114456350A (zh) | 充填密闭用硅酸盐改性高分子发泡材料 | |
| RU2683098C2 (ru) | Полиуретановый гель | |
| CN104961877B (zh) | 一种聚氨酯模量渐变材料的一步合成法 | |
| KR101934747B1 (ko) | 글리시돌을 이용한 변성 우레탄 에폭시 제조방법 | |
| CN109535369B (zh) | 一种耐高低温混炼型聚氨酯生胶的制备方法 | |
| CN116376505A (zh) | 一种高导热延时固化双组份聚氨酯灌封胶 | |
| CN110964433A (zh) | 一种喷涂型蓖麻油基聚氨酯阻尼材料及制备方法 | |
| Lee et al. | Dangling polymer networks: glass transition of PU elastomers |