SU1240766A1

SU1240766A1 - Водорастворимый олигомерный уретан дл получени водостойких самоотверждающихс покрытий и способ его получени

Info

Publication number: SU1240766A1
Application number: SU833533385A
Authority: SU
Inventors: Виталий Васильевич Михеев; Николай Владимирович Светлаков; Любовь Вячеславовна Семенова; Энже Мунировна Файрушина
Original assignee: Казанский Ордена Трудового Красного Знамени Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1986-06-30

Abstract

1. Водорастворимый олигомерный уретан формулы ной массы от 1100 до 1430, отличающийс тем, что, с целью повьшени водостойкости получаемых на его основе покрытий, продукт реакции эпоксидного олигомера с гекса- метилендиамином при мол рном соотношении 1:2 подвергают взаимодействию с монофункциональным циклокарбонатом при мол рном соотношении 1:3. i (Л to 4i О О5 О5

Description

Изобретение- относитс к получению олигоуретанов (ОУ), синтезируемых без применени изоцианатов, и может быть применен дл получени покрытий.

Цель изобретени - повьшение водо- 5 стойкости получаемых на его основе покрытий,

Синтез осуществл ют путем взаимодействи циклокарбонаТов и аминов при нагревании. При этом в качестве аминов используют олигомерные полиамины (on), получаемые при взаимодействии эпоксидных олигомеров (ЭО) и гексаметилендиамина при мол рном со12407662

Примеры 2-бг В аналогичных услови х при мол рном соотношении эпоксидный олиго мер - гексаметилен- диамин-алкиленкарбонат 1:2:3 получают ОУ.

Характеристика синтезированных ОУ представлена в табл. 1.

10

Получение покрыти из ОУ. В 75%-ный раствор ОУ по примеру 1 в бутилцеллозольве добавл ют при перемешивании уксусную кислоту в количестве 35-90% от эквивалентного по aI шннoмy числу и разбавл ют дистил- 15 лированной водой до достижени концентрации ОУ 17-19%. Полученный раствор используют.дл получени покрытий методом электроосаждени на катоде при следующих режимах:

отношении 1:2у а в качестве цикло- карбонатов - монофункциональные цик- локарбонаты, например, этилен- или проп тенкарбонат, при мол рном соотношении полиамина и циклокарбоната 1:3

Дл получени ОП используют промышленные образцы 30 марок ЭД-20 (), Э-40 (), (), Э-44 ().

I

Пример 1. В трехгорлую колбу , снабженную обратным холодильником , мешалкой с гидрозатврром, термометром , загружают 116 г гексаметилендиамина и 90 г бутилцеллозольва и перемешивают до полного растворени гексаметилендиамина. К полученному раствору при перемешивании медленно добавл ют 300 г эпоксидного олигомбра 1() и выдерживают при 60-70 3 ч. Далее реакционную массу охлаждают, добавл ют к ней 11Se г пропиленкарбоната и при перемешивании медленно нагревают до 90-95 С. При этой температуре реакцию ведут до получени посто нного значени аминного числа, которое определ ют через каждые 0,5 ч. Полученный раствор ОУ в бутилцеллозоль- ве имеет следующие показатели: содержание сухого остатка 75%; амин- ное число 36,7 мг КОН/г. Раствор используют дл получени покрытий.

Дл выделени ОУ в чистом виде полученный раствор выдерживают при 90-100 в вакууме с остаточным давлением 5 мм рт .ст. до полного уда- лени бутилцеллозольва.

Получение покрыти из ОУ. В 75%-ный раствор ОУ по примеру 1 в бутилцеллозольве добавл ют при перемешивании уксусную кислоту в количестве 35-90% от эквивалентного по aI шннoмy числу и разбавл ют дистил- лированной водой до достижени концентрации ОУ 17-19%. Полученный раствор используют.дл получени покрытий методом электроосаждени на катоде при следующих режимах:

Температура, С20

рИ среды .6,5Напр жение , В80

Врем нанесени , мин2

25

45

Далее покрыти промывают дистиллированной водой, и офверждают при 200 30 мин, Покрытие имеет следующие свойства: толщина- 20 мкм, содержание сетчатого полимера (гель-фрак30 ци ) 91%, относительна твердость 0,82, прочность при изгибе 1 MJ при ударе 5 Дж, усто.йчивость к действию 3%-ного водного раствора NaCl 40 сут, воды 150 сут. Покрыти имеют поли35 уретановую структуру, так как их ИК-спектры содержат полосы поглощени в област х 1270, 1540 и 1720 см доказывающие наличие уретановых групп.

Аналогично получают покрыти из

40

других ОУ,.

Физико-механические и защитные свойства покрытий приведены в табл.2.

Установлено, что в процессе получени ОУ одна из четырех аминогрупп, имеющгосс в молекуле ОН, должна остатьс в неизменном виде дл придани ОУ растворимости в воде. Поэтому мол рное соотношение между ОП и цик- локарбонатном должно составл ть 1:3,

Состав и строение ОУ.доказаны определением содержани аминогрупп (аминного числа), уретановых групп и ИК-спектроскопией.

ИК-спектры ОУ содержат полосы поглощени в област х 1260, 1540 и

Из табл. 2 видно, что покрыти с высокими физико-механическими свойст-. вами (прочность при ударе и изгибе имеют максимальные значени по суще- ,ствующим методам измерени , относи- 1 тельна ,твердость 0,8-0,87 и s основном состо щие из полимеров сетчатого строени - содержание гель-фракции

Таблица 1

1710 , характерные дл уретановых групп.

Оптимальна температура отверж- 2Q дени ОУ 200 М, при этом происходит выделение гликолей.

Таблица 2

более 88%) могут быть получены из ОУ по примерам 1-6, имеклцих молекул рную ма с су 1100-1430, содержание уре- тановых групп 12,2-15,6, аминное 55 число 3.9-49 мг КОЕ/г.

; Покрыти на основе ОУ по примеру 5, имеющего более низкую молекул рную массу (830), а, следовательно,

более высокое содержание уретановых групп (21%) и аминного числа 66 мг КОН/Г, имеют недостаточную устойчивость при изгибе (10 мм) и ударе (4 Дж). Покрыти на основе ОУ по примеру 6 с более высокой молекул рной массой (2100) и низким содержанием уретановых групп (8,2) и аминного числа (25 мг КОН/г) не раствор ютс в воде и по этой причине не могут быть использованы в составе во

дорастворимых лакокрасочных материалов .

Б табл. 3 приведены свойства по- лиуретановых покрытий из водного раствора ОУ по примеру 1 в сравнении со свойствами полиуретанового покрыти из раствора в диметилформамиде ОУ, полученного реакцией эритриди- карбоната с гексаметиленднамином.

Таблица 3

-

20

О

20

150

Редактор И. Сегл ник

Составитель С. Пурина Техред Л.Олейник

Заказ 3454/20Тираж 470 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4

Псодолжение табл.3

rioKaaaifemf свойств

Покрытие

Известное

Предлагаемое

Устойчивость к растворител м (ацетон, диме- тилформамид)

Раствори- Не ра- етс пол- ство- ностью р етс

Относительна

твердость

Водостойкость, сут „

0,84

30

0,82.

150

Из табл. 3 видно, что известные покрыти не содержат сетчатого-полимера и в следствие этого полностью раствор ютс в органических растворител х . Полученное покрытие на 91% состоит из сетчатого полимера и ус- тойчиво к действию растворителей. Такие физико-механические свойства полученного покрыти , как прочность при ударе и изгибе, имеют максимальные значени . Относительна твердость полученного покрь:ти на 30%, а защитные свойства (водостойкость) в. 75 раз выше, чем у известного покрыти .

Кроме того, при получении покры- тий из .предлагаемых ОУ в сравнении с известныю происходит снижение выброса паров растворителей в окружающую среду, так как при этом в качестве растворител вместо диметйл- формамцца используетс вода.

Корректор И. Эрдейи

Claims

1. Водорастворимый олигомерный уретан формулы

НОСНЖНгО^ШсНг^Ш^НОТгЫосНзШСНг — ОН

0’ он

O^XLH^^W^HCOCH^H/RWH, и ОН (р=0 оснддан где R - Н,-СН₃;

R' - С₆Н₄С(СН_Э)₂С₆Н₄-;

η = 1-2, с молекулярной массы от 1100 до 1430, для получения водостойких самоотверждающихся покрытий.

2. Способ получения водорастворимого олигомерного уретана молекулярной массы от 1100 до 1430, отличающийся тем, что, с целью повышения водостойкости получаемых на его основе ¹ покрытий, продукт реакции эпоксидного олигомера с гексаметилендиамином при молярном соотношении 1:2 подвергают взаимодействию с монофункциональным циклокарбонатом при молярном соотношении 1:3.