Способ повышения вязкости при разрушении полиизоцианурат-содержащих продуктов реакции - RU2018108045A
Код документа: RU2018108045A
Формула
1. Реакционноспособная отверждаемая композиция для изготовления полиизоцианурат-содержащих продуктов, имеющих температуру стеклования (Tg)>100°C, измеряемую согласно стандарту ASTM D 4065-1, получаемая комбинированием и смешиванием при изоцианатном индексе, равном, по меньшей мере, 100:
а) по меньшей мере, 40% масс. полиизоцианатов, в расчете на общую массу отверждаемой композиции, и
b) 1-30% масс. политетрагидрофурана (P-THF), имеющего среднюю молекулярную массу в диапазоне 1000-5000 г/моль в качестве агента, повышающего ударную вязкость, в расчете на общую массу отверждаемой композиции, и
с) по меньшей мере, 20% масс. низкомолекулярных полиолов, имеющих среднечисловую молекулярную массу <1000 г/моль, в расчете на общую массу отверждаемой композиции, и
d) каталитической композиции тримеризации, и
e) необязательно дополнительных добавок и/или вспомогательных соединений,
где % масс. ароматических колец углеводородов в отверждаемой композиции (ароматичность) составляет, по меньшей мере, 25% масс., в расчете на общую массу реакционноспособной отверждаемой композиции.
2. Отверждаемая композиция по п. 1, где количество полиизоцианатов в отверждаемой композиции составляет предпочтительно, по меньшей мере, 50% масс. полиизоцианатов, более предпочтительно, по меньшей мере, 60% масс. полиизоцианатов, в расчете на общую массу реакционноспособной отверждаемой композиции.
3. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-2, где ароматичность отверждаемой композиции составляет >30% масс., предпочтительно >35% масс., и более предпочтительно ≥50% масс., в расчете на общую массу реакционноспособной отверждаемой композиции.
4. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-3, где низкомолекулярные полиолы включают в себя ароматические полиолы, предпочтительно ароматические полиэфирполиолы на основе сложных эфиров, и более предпочтительно ароматические полиэфирдиолы на основе сложных эфиров.
5. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-4, где низкомолекулярные полиолы включают в себя диолы, имеющие молекулярную массу (MW) ниже 1000 г/моль, выбираемые из алкиленгликолей и/или оксиалкиленгликолей.
6. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-5, где диолы выбирают из полиэтиленгликоля и/или полипропиленгликоля -(1,2) и -(1,3), полибутиленгликоля -(1,4) и -(2,3), полигександиола -(1,6), полиоктандиола -(1,8) и их смесей.
7. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-6, где количество P-THF в отверждаемой композиции находится в диапазоне от 1% масс. до 25% масс., предпочтительно от 1% масс. до 15% масс., более предпочтительно от 1% масс. до 10% масс., в расчете на общую массу реакционноспособной отверждаемой полиизоцианатной композиции, и, где молекулярная масса P-THF находится в диапазоне 1000-3000, предпочтительно в диапазоне 1000-2000 г/моль.
8. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-7, где полиизоцианаты выбирают из алифатических, циклоалифатических, арилалифатических и, предпочтительно, ароматических полиизоцианатов, таких как толуол-диизоцианат в форме его 2,4- и 2,6-изомеров и их смесей, дифенилметан-диизоцианаты и их разновидности, и смеси дифенилметан-диизоцианатов (MDI) и также их олигомеры, которые имеют изоцианатную функциональность более 2.
9. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-8, где каталитическую композицию тримеризации выбирают из солей щелочных и/или щелочноземельных металлов и органических карбоновых кислот, предпочтительно имеющих 1-12 атомов углерода, таких как ацетат калия или 2-этилгексаноат калия, как например, ацетат калия, гексаноат калия, этилгексаноат калия, октаноат калия, лактат калия, этоксид натрия, формиат натрия, формиат калия, ацетат натрия, бензоат калия и их смеси.
10. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-9, где каталитическую композицию тримеризации выбирают из композиции, содержащей галогенид лития, предпочтительно LiCl, эпоксидную смолу и необязательно соединение мочевины.
11. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-10, где каталитическую композицию тримеризации используют в количестве от 0,001 до 10% масс., предпочтительно от 0,1 до 5% масс., наиболее предпочтительно 0,5-2,0% масс., в расчете на общую массу отверждаемой композиции.
12. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-11, где вспомогательные соединения выбирают из изоцианат-нереакционноспособных растворителей, поверхностно-активных веществ, скавенджеров, таких как алкил-ортоформиат и, в частности, три-изопропил-ортоформиат, противомикробных агентов, агентов, повышающих огнестойкость, противодымных агентов, УФ-стабилизаторов, окрашивающих агентов, пластификаторов, агентов, облегчающих выемку изделий из формы, модификаторов реологических свойств, смачивающих агентов, диспергирующих агентов и наполнителей.
13. Отверждаемая композиция по любому из пп. 1-12, где вспомогательные соединения включают материалы-наполнители, которые выбирают из древесной щепы, древесных опилок, древесной стружки, древесных пластинок; бумаги и картона, нарезанных или наслоенных; песка, вермикулита, глины, цемента и других силикатов; размолотого каучука (резины), размолотых термопластиков, размолотых термоотверждающихся материалов; сотовых материалов из любого материала, такого как картон, алюминий, древесина и пластики; металлических частиц и пластин; коры в форме частиц или в виде слоев; природных волокон, таких как льняные, пеньковые и лубяные волокна; синтетических волокон, таких как полиамидные, полиолефиновые, полиарамидные, поли(сложный эфир)ные и углеродные волокна; минеральных волокон, таких как стекловолокна и волокна каменной ваты; минеральных наполнителей, таких как BaSO4 and CaCO3; наночастиц, таких как глины, неорганические оксиды и угли; стеклянных гранул, размолотого стекла, полых стеклянных бусин; вспененных или вспениваемых гранул; необработанных или обработанных отходов, таких как измельченные, нарубленные, раздробленные или размолотые отходы и, в частности, летучая зола; тканых и нетканых текстильных материалов; и комбинаций двух или более материалов, выбираемых из упомянутых материалов.
14. Способ изготовления отверждаемой композиции по любому из пп. 1-13, который включает в себя комбинирование и смешивание ингредиентов (а)-(е) при давлении окружающей среды и при температуре от 5°С до 45°С и более предпочтительно от 5°С до 30°С.
15. Способ изготовления полиизоцианурат-содержащих материалов, имеющих температуру стеклования (Tg) > 100°С, измеренную согласно стандарту ASTM D 4065-1, и повышенное значение вязкости при разрушении G1c > 500 Дж/м2, полученное измерением согласно стандарту ISO 13586, где упомянутый способ включает в себя, по меньшей мере, стадии обеспечения протекания реакции в отверждаемой композиции по любому из п.п. 1-13 при изоцианатном индексе, равном, по меньшей мере, 100, и при температуре отверждения выше 50°С и предпочтительно выше 80°С.
16. Способ изготовления полиизоцианурат-содержащих материалов по п. 15, где упомянутый способ представляет собой периодический, полунепрерывный или непрерывный процесс, инжекционный, экструзионный, пултрузионный процесс формования или процесс формования, такой как процесс компрессионного (прямого) прессования, процесс литьевого прессования полимера, процесс формования с помощью вакуума, процесс пропитки связующим, процесс препрегирования.
17. Способ изготовления полиизоцианурат-содержащих материалов по любому из пп. 15-16, где изоцианатный индекс находится в диапазоне от 100 и вплоть до 15000, предпочтительно в диапазоне 100-500, более предпочтительно в диапазоне 100-300.
18. Способ изготовления полиизоцианурат-содержащих материалов по любому из пп. 15-17, где температура отверждения находится в диапазоне от 50°С до 350°С и наиболее предпочтительно в диапазоне от 90°С до 250°С.
19. Полиизоцианурат-содержащий материал, полученный способом по любому из пп. 15-18, имеющий температуру стеклования > 100°С, измеренную согласно стандарту ASTM D 4065-1, значение вязкости при разрушении G1c > 1000 Дж/м2, полученное измерением согласно стандарту ISO 13586, предпочтительно G1c > 1500 Дж/м2, и/или значение ударной вязкости K1c > 2 МПа⋅м1/2, полученное измерением согласно стандарту ISO 13586.
20. Полиизоцианурат-содержащий материал, полученный способом по любому из пп. 15-18, имеющий температуру стеклования > 150°С, измеренную согласно стандарту ASTM D 4065-1, значение вязкости при разрушении G1c > 500 Дж/м2, полученное измерением согласно стандарту ISO 13586, более предпочтительно G1c > 600 Дж/м2, и/или значение ударной вязкости K1c > 1 МПа⋅м1/2, полученное измерением согласно стандарту ISO 13586.
