RU2265628C2 - Composition for polymeric material with assigned modulus of elasticity - Google Patents
Composition for polymeric material with assigned modulus of elasticity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265628C2 RU2265628C2 RU2003118748/04A RU2003118748A RU2265628C2 RU 2265628 C2 RU2265628 C2 RU 2265628C2 RU 2003118748/04 A RU2003118748/04 A RU 2003118748/04A RU 2003118748 A RU2003118748 A RU 2003118748A RU 2265628 C2 RU2265628 C2 RU 2265628C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- modulus
- elasticity
- mas
- molecular weight
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 8
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 abstract description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- ITYXXSSJBOAGAR-UHFFFAOYSA-N 1-(methylamino)-4-(4-methylanilino)anthracene-9,10-dione Chemical compound C1=2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C=2C(NC)=CC=C1NC1=CC=C(C)C=C1 ITYXXSSJBOAGAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012970 tertiary amine catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Description
Композиция полиизоциануратная для получения окрашенного полимерного материала с заданным модулем упругости.The composition is polyisocyanurate to obtain a colored polymer material with a given modulus of elasticity.
Изобретение относится к области получения монолитных конструкционных материалов, а точнее к получению материалов из композиций на основе полиизоциануратов.The invention relates to the field of production of monolithic structural materials, and more specifically to the production of materials from compositions based on polyisocyanurates.
Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при получении окрашенных композиционных материалов в блоке, обладающих упругими свойствами, применяемых в шинной и обувной промышленности, при конструировании полимерных изделий из резины и пластмассы без применения сварки, склейки и других подобных операций, с плавным переходом между ними и сохранении при этом упругих свойств. Полученные материалы предназначены для изготовления различных по форме окрашенных изделий. Они могут быть использованы в производстве различных валиков и шестеренок, в обувной промышленности для создания комфортной обуви, в которой растягивающие нагрузки воспринимает резиноподобная часть градиентного материала, а сжимающие - пластиковая, т.е. жесткая часть. Градиентные полимерные материалы могут работать как амортизаторы, мембраны, прокладки, могут найти применение в радиопромышленности, приборостроении, заменив существующие опоры различной конструкции.The invention can be most effectively used to obtain colored composite materials in a block with elastic properties used in the tire and shoe industries, in the design of polymer products from rubber and plastic without the use of welding, gluing and other similar operations, with a smooth transition between them and preservation with elastic properties. The resulting materials are intended for the manufacture of various forms of colored products. They can be used in the production of various rollers and gears, in the shoe industry to create comfortable shoes in which the rubber-like part of the gradient material perceives tensile loads and plastic, i.e. tough part. Gradient polymer materials can work as shock absorbers, membranes, gaskets, can find application in the radio industry, instrumentation, replacing existing supports of various designs.
Известна композиция (Авторское свидетельство №1558941 (1990), опубл. БИ №15, 1990 г., «Композиция полиизоциануратов», авторы: Аскадский А.А, Панкратов В.А., Френкель Ц.М. и др.), выбранная в качестве аналога, включающая кремнийорганический карбофункциональный диизоцианат и катализатор - третичный амин в сочетании с сокатализатором - альфа-окисью при следующих соотношениях компонентов, в мас.ч.:Known composition (Author's certificate No. 1558941 (1990), publ. BI No. 15, 1990, “Composition of polyisocyanurates”, authors: Askadsky A.A., Pankratov V.A., Frenkel C.M. et al.), Selected as an analogue, including an organosilicon carbohydrate diisocyanate and a catalyst — a tertiary amine in combination with a cocatalyst — alpha oxide in the following ratios of components, in parts by weight:
Материалы, полученные на основе этой композиции методом блочной термической полимеризации, обладают модулем упругости от 75 до 1700 МПа. Регулирование модуля упругости в этих композициях достигается путем изменения молекулярного веса кремнийорганического диизоцианата, получаемого из мономерных продуктов при многоступенчатом синтезе, включающем в себя обязательные обработки промежуточных и конечных продуктов различными методами. При комнатной температуре эти материалы находятся в стеклообразном состоянии.Materials obtained on the basis of this composition by block thermal polymerization have an elastic modulus of 75 to 1700 MPa. The modulus of elasticity regulation in these compositions is achieved by changing the molecular weight of the organosilicon diisocyanate obtained from monomeric products in a multi-stage synthesis, which includes mandatory processing of intermediate and final products by various methods. At room temperature, these materials are in a glassy state.
Однако данная композиция обладает следующими недостатками.However, this composition has the following disadvantages.
Термодинамическая несовместимость кремнийорганического карбофункционального диизоцианата с ароматическими диизоцианатами приводит к фазовому расслоению композиции в процессе полимеризации, что обуславливает невозможность получения упругих низкомодульных полимеров (с модулем упругости менее 75 МПа) и с непрерывным градиентом модуля упругости по одному из линейных размеров.The thermodynamic incompatibility of organosilicon carbo-functional diisocyanate with aromatic diisocyanates leads to phase separation of the composition during polymerization, which makes it impossible to obtain elastic low-modulus polymers (with an elastic modulus of less than 75 MPa) and with a continuous gradient of elastic modulus in one of the linear dimensions.
Известна композиция (Патент №2061708 (1993 г.). Опубл. Бюл. Изоб. №16 от 10.06.96 г. «Композиция полиизоциануратов для полимерного материала с заданным модулем упругости», авторы: Аскадский А.А, Панкратов В.А, Шворак В.А, Бычко К.А. и др.), выбранная в качестве прототипа, включающая низкомолекулярный каучук с молекулярной массой (ММ) от 1000 до 2500, ароматический диизоцианат, катализатор третичный амин в сочетании с сокатализатором альфа-оксидным соединением при следующем соотношении компонентов в мас.ч.:Known composition (Patent No. 2061708 (1993). Publ. Bull. Inventory No. 16 of 06/10/96, "The composition of polyisocyanurates for a polymeric material with a given modulus of elasticity", authors: Askadsky A.A., Pankratov V.A., Shvorak V.A., Bychko K.A. et al.), Selected as a prototype, including low molecular weight rubber with a molecular weight (MM) from 1000 to 2500, aromatic diisocyanate, a tertiary amine catalyst in combination with a cocatalyst alpha-oxide compound in the following the ratio of components in parts by weight:
Дополнительно по п.1 композиция может содержать волокнистый и/или порошкообразный минеральный наполнитель при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):Additionally, according to claim 1, the composition may contain fibrous and / or powdered mineral filler in the following ratio of components (parts by weight):
Материалы на основе этой композиции обладают модулем упругости от 3 МПа до 186-2500 МПа.Materials based on this composition have an elastic modulus of 3 MPa to 186-2500 MPa.
Композиция-прототип обладает следующими недостатками.The prototype composition has the following disadvantages.
В качестве катализатора отверждения используется комплексный аминный катализатор, который требует дополнительного времени на его приготовление, что не технологично ввиду лишней стадии в технологии получения градиентных полимерных материалов. Кроме того, катализатор необходимо сразу вводить в композицию после его приготовления. Композиция по прототипу была прозрачной и не могла быть окрашена.As a curing catalyst, a complex amine catalyst is used, which requires additional time for its preparation, which is not technologically advanced due to an extra step in the technology for producing gradient polymer materials. In addition, the catalyst must be immediately introduced into the composition after its preparation. The composition of the prototype was transparent and could not be painted.
Задачей данного изобретения является получение более технологичным путем окрашенного в синий цвет на основе заявленной композиции полимерного материала, в котором значения модуля упругости можно направленно изменять по длине образца в диапазоне от 7,0 до 1500 МПа.The objective of the invention is to obtain a more technologically advanced way painted in blue on the basis of the claimed composition of the polymer material, in which the elastic modulus can be directionally changed along the length of the sample in the range from 7.0 to 1500 MPa.
Поставленная задача решается тем, что композиция содержит ароматический диизоцианат, низкомолекулярный каучук полипропиленгликоль (ППГ), катализатор судан синий Г при следующем соотношении компонентов (мас.ч.)The problem is solved in that the composition contains aromatic diisocyanate, low molecular weight rubber polypropylene glycol (PPG), Sudan blue G catalyst in the following ratio of components (parts by weight)
В качестве низкомолекулярного каучука с концевыми гидроксильными группами используют полипропиленгликоль с ММ 2200, гидроксильным числом 56,7 мг КОН/г, n30=1,4500 и содержанием влаги не более 0,03%.Polypropylene glycol with MM 2200, hydroxyl number 56.7 mg KOH / g, n 30 = 1.4500 and a moisture content of not more than 0.03% are used as low molecular weight rubber with terminal hydroxyl groups.
В качестве ароматического диизоцианата используют 2,4-толуилендиизоцианат (2,4-ТДИ).As aromatic diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) is used.
В качестве катализатора отверждения, одновременно выполняющего роль красителя используют жирорастворимый синий краситель - судан синий Г, с содержанием основного вещества 99,5%.A fat-soluble blue dye, Sudan Blue G, with a basic substance content of 99.5%, is used as a curing catalyst, which simultaneously acts as a dye.
Композицию для получения окрашенного градиентного материала, с непрерывным и плавно меняющимся модулем упругости в диапазоне от 3 до 2500 МПа, готовят следующим образом:A composition for producing a colored gradient material, with a continuous and smoothly changing modulus of elasticity in the range from 3 to 2500 MPa, is prepared as follows:
1) низкомолекулярный каучук с концевыми гидроксильными группами смешивают с 2,2 кратным мольным избытком ароматического диизоцианата и перемешивают в течение 2 часов при 70°С;1) low molecular weight rubber with terminal hydroxyl groups is mixed with a 2.2-fold molar excess of aromatic diisocyanate and stirred for 2 hours at 70 ° C;
2) затем готовят композиции, так называемую «жесткую» и «эластичную», в которые при комнатной температуре вводит различные количества диизоцианата и катализатора отверждения;2) then prepare compositions, the so-called "rigid" and "elastic", in which at room temperature introduces various amounts of diisocyanate and curing catalyst;
3) композиции помещают в дозаторы, из дозаторов с различной скоростью подают композиции в смеситель, а затем в форму. При этом состав суммарной композиции плавно меняется по высоте от «жесткой», с избыточным содержанием диизоцианата до «эластичной», с избыточным содержанием низкомолекулярного полимера;3) the compositions are placed in dispensers, from the dispensers, the compositions are fed at different speeds to the mixer, and then to the mold. In this case, the composition of the total composition gradually changes in height from “hard”, with an excess of diisocyanate to “elastic,” with an excess of low molecular weight polymer;
4) далее композицию в форме отверждают в течение 48 часов при комнатной температуре, с последующим термостатированием при 40, 60, 80, 100, 120, 140 и 160°С в течение пяти часов при каждой температуре. Кинетику отверждения оценивают методом ИК-спектроскопии по изменению оптической плотности полос 2280 см-1, отвечающей валентным колебаниям связи C=N в изоцианатной группе. В качестве внутреннего стандарта используют полосу поглощения алкильных групп (2870 см-1).4) then the composition in the form is cured for 48 hours at room temperature, followed by temperature control at 40, 60, 80, 100, 120, 140 and 160 ° C for five hours at each temperature. Curing kinetics are evaluated by IR spectroscopy by changing the optical density of the bands at 2280 cm -1 corresponding to stretching vibrations of the C = N bond in the isocyanate group. An absorption band of alkyl groups (2870 cm −1 ) is used as an internal standard.
Примеры конкретных составов заявляемой композиции и свойства полученных материалов в сравнении с прототипом представлены в таблице.Examples of specific compositions of the claimed composition and properties of the materials obtained in comparison with the prototype are presented in the table.
Использование заявляемой композиции позволяет получить окрашенный упругий полимерный материал, модуль упругости которого по длине образца изменяется в пределах от 7,0 до 1500 МПа (прототип 186 МПа) с заданным градиентом и сохранением упругих свойств в диапазоне от -50 до+100°С.Using the inventive composition allows to obtain colored elastic polymer material, the elastic modulus of which along the length of the sample varies from 7.0 to 1500 MPa (prototype 186 MPa) with a given gradient and preservation of elastic properties in the range from -50 to + 100 ° C.
На основе заявляемой композиции градиентный полимерный материал получают более технологичным путем за счет применения катализатора отверждения - судана синего Г, который не требует дополнительного времени на его приготовление и тем самым сокращает технология получения полимерного материала на одну стадию - стадию приготовления комплексного катализатора, при этом получают образцы, окрашенные в синий цвет.Based on the claimed composition, a gradient polymer material is obtained in a more technological way through the use of a curing catalyst - Sudan Blue G, which does not require additional time for its preparation and thereby reduces the technology for producing polymer material by one stage - the stage of preparation of a complex catalyst, whereby samples are obtained painted in blue.
Подобные материалы обладают высокими физико-механическими свойствами, такими как эластичность и упругость, что обуславливает возможность их применения в таких областях, как шинная, обувная промышленность и т.д.Such materials have high physical and mechanical properties, such as elasticity and resilience, which makes them suitable for use in such fields as tire, shoe industry, etc.
Примеры 4, 5 имеют состав за пределами заявляемых соотношений, 6 - композиция по прототипу. Examples 4, 5 have a composition outside the claimed ratios, 6 - composition of the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003118748/04A RU2265628C2 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Composition for polymeric material with assigned modulus of elasticity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003118748/04A RU2265628C2 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Composition for polymeric material with assigned modulus of elasticity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003118748A RU2003118748A (en) | 2004-12-20 |
| RU2265628C2 true RU2265628C2 (en) | 2005-12-10 |
Family
ID=35868832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003118748/04A RU2265628C2 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Composition for polymeric material with assigned modulus of elasticity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2265628C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010951A3 (en) * | 2009-07-23 | 2011-03-17 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А. Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) | Method for producing cross-linked polyurethane isocyanurates with a given modulus of elasticity |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB510961A (en) * | 1937-03-17 | 1939-08-10 | Roehm & Haas Ag | Improvements in or relating to the polymerisation of esters and nitriles of acrylic and methacrylic acids |
| GB796388A (en) * | 1956-07-10 | 1958-06-11 | Exxon Research Engineering Co | Light-stable pure gum butyl vulcanizates |
| SU887583A1 (en) * | 1980-02-25 | 1981-12-07 | Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова | Composition for producing stiff porous polyurethan |
| RU2061708C1 (en) * | 1992-07-15 | 1996-06-10 | Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова | Composition for production of polyisocyanurates for construction materials |
| US6033654A (en) * | 1995-05-05 | 2000-03-07 | Protein Polymer Technolgies, Inc. | Bonding together tissue with adhesive containing polyfunctional crosslinking agent and protein polymer |
-
2003
- 2003-06-25 RU RU2003118748/04A patent/RU2265628C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB510961A (en) * | 1937-03-17 | 1939-08-10 | Roehm & Haas Ag | Improvements in or relating to the polymerisation of esters and nitriles of acrylic and methacrylic acids |
| GB796388A (en) * | 1956-07-10 | 1958-06-11 | Exxon Research Engineering Co | Light-stable pure gum butyl vulcanizates |
| SU887583A1 (en) * | 1980-02-25 | 1981-12-07 | Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова | Composition for producing stiff porous polyurethan |
| RU2061708C1 (en) * | 1992-07-15 | 1996-06-10 | Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова | Composition for production of polyisocyanurates for construction materials |
| US6033654A (en) * | 1995-05-05 | 2000-03-07 | Protein Polymer Technolgies, Inc. | Bonding together tissue with adhesive containing polyfunctional crosslinking agent and protein polymer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010951A3 (en) * | 2009-07-23 | 2011-03-17 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А. Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) | Method for producing cross-linked polyurethane isocyanurates with a given modulus of elasticity |
| EA021014B1 (en) * | 2009-07-23 | 2015-03-31 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А.Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) | Method for producing cross-linked polyurethane isocyanurates with a given modulus of elasticity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101466071B1 (en) | Polyurethane polymer | |
| EP1465936B1 (en) | Cross-linkable polymer blends containing alkoxysilane-terminated polymers | |
| CN1156462A (en) | High temperature polyurethane/urea elastomer | |
| CN102432818A (en) | Preparation method of 1, 5-naphthalene diisocyanate based polyurethane microporous elastomer | |
| ATE455140T1 (en) | METHOD FOR PRODUCING REACTIVE POLYURETHANE COMPOSITIONS | |
| FI92592C (en) | Method for producing lactic acid-based polyurethane | |
| RU2265628C2 (en) | Composition for polymeric material with assigned modulus of elasticity | |
| US20070276115A1 (en) | Thermoplastic polyurethane and use thereof | |
| US20180237617A1 (en) | Polyurethane composite material | |
| CN104311790A (en) | Formula used for synthesizing NDI-based polyurethane microcellular elastomer | |
| KR100199482B1 (en) | Polyol components for the preparation of molded articles of polyurethanes | |
| CN104387562B (en) | Polyurethane elastomer wood-substitute material and preparation method thereof | |
| US5223598A (en) | Plural liquid pack type, heat-curable polyisocyanate-polyol-polyepoxy resin composition and process for producing a shaped resin article therefrom | |
| ATE375376T1 (en) | IMPROVED METHOD FOR PRODUCING BLOCK COPOLYMERS AND BLOCK COPOLYMERS PRODUCED THEREFROM | |
| JP7725314B2 (en) | Polyurethane resin, elastic molded product, method for producing polyurethane resin, and prepolymer composition | |
| KR102207612B1 (en) | Biopolyurethane resin having high-temperature durability, Bio polyurethane film and Manufacturing method thereof | |
| DE60323957D1 (en) | Low viscosity and high functionality polyisocyanate composition and method of preparation | |
| RU2061708C1 (en) | Composition for production of polyisocyanurates for construction materials | |
| JPH06166811A (en) | Curing agent composition for manufacturing polyurethane molding | |
| US4975515A (en) | Polyurethanes | |
| CN119285892B (en) | A colorless and transparent polyurethane elastomer and preparation method thereof | |
| RU2252947C2 (en) | Composition for production of polymeric structural materials based on polyisocyanurates | |
| CN109679324A (en) | Low temperature resistant wear-resisting TPU composite material and preparation method for nailed climbing boots | |
| KR20250082372A (en) | Polyurethane resin with excellent mechanical properties and method for manufacturing the same | |
| EP0469459A2 (en) | Plural liquid pack type, heat-curable polyisocyanate-polyol-polyepoxy resin composition and process for producing a shaped resin article therefrom |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140626 |