Реферат: Двухупаковочные полиуретановые лакокрасочные материалы

Растворителем для преполимера служит толуол.

Двухупаковочные материалы, отверждаемые влагой воздуха, состоят из растворов двух компонентов – преполимера и катализатора. Для достижения высокой скорости покрытия в результате взаимодействия преполимера с влагой воздуха в качестве катализатора используют триэтаноламин. Его растворяют в смеси растворителей – гликолей, этилацетата, бутилацетата, этилгликольацетата и ксилола. Гликоли вводят для улучшения растворимости триэтаноламина, при этом они участвуют в отверждении за счет дополнительного образования поперечных уретановых связей. Раствор катализатора вводят в преполимер перед употреблением /1/.

При отверждении двухупаковочных ПУ материалов протекает ряд химических реакций, однако при эквивалентных соотношениях групп NCO и ОН реакция уретанообразования является преобладающей:

- ROH + OCNR’ - → - ROCNH – R’ –

II

O

При отверждении пленки на воздухе возможна побочная реакция изоцианатных групп с водой, приводящая в конечном итоге к образованию карбамидных связей.

2. Способы синтеза ПУ лакокрасочных материалов и полупродуктов

В промышленности можно одним и тем же способом получать разные ПУ лакокрасочные материалы. Например, по одной и той же схеме производства лаков, отверждаемых влагой воздуха, можно получать на основе продуктов алкоголиза касторового масла триэтаноламином и глицерином соответственно одноупаковочные и двухупаковочные материалы.

Для получения двухкомпонентных систем нашли так же применение такие полиизоцианаты, как полиизоцианат-биурет, которые отверждаются без нагревания только в присутствии катализаторов (октоата и нафтената цинка). Покрытия на его основе обладают меньшей твердостью, но хорошей цвето - и погодостойкостью.

Отечественная промышленность выпускает алифатический полиизо - цианат-биурет на основе гексаметилендиизоцианата и воды. Но они плохо смешиваются, поэтому воду вводят в смеси с растворителями (диоксаном или ацетоном).

3. Технологическая схема получения преполимеров на основе продуктов алкоголиза касторового масла

Технологический процесс получения преполимеров включает две стадии:

переэтерификация касторового масла глицерином;

синтез преполимера на основе переэтерификата и 2,4-толуилен-

диизоцианата.

Первая стадия – переэтерификация касторового масла – имеет ряд особенностей, связанных с введением в реакционную систему изоцианатов. Во-первых, переэтерификацию проводят без катализаторов, поскольку обычные катализаторы этой реакции (оксиды свинца, кальция, щелочи) катализируют также реакции изоцианатов (полимеризацию, образование карбамида, биуретов и т.д.), что может значительно снизить стабильность преполимеров при хранении. Во-вторых, во избежание побочных реакций переэтерификат подвергают тщательному обезвоживанию (воду отгоняют прямой отгонкой).

Технологическая схема представлена на рис.1.

Рисунок 1 – Технологическая схема производства "преполимера КТ".

1, 7 – жидкостные счетчики; 2, 13 – конденсаторы; 3-5 – весовые мерники; 6 – обогреваемый весовой мерник; 8 – вакуум-приемник; 9 – разделительный сосуд; 10 – теплообменник; 11 – реактор с индукционным обогревом; 12 – реактор с пароводяной рубашкой; 14 – промежуточная емкость; 15 – шестеренчатый насос; 16 – весы; 17 – тара.

Переэтерификацию касторового масла глицерином проводят азеотропным способом в реакторе 11 при следующих соотношениях исходных компонентов (масс. частях):

касторовое масло 75,6

глицерин 12,6

толуол 11,8

Переэтерификацию ведут без катализатора в токе инертного газа при 240ºС. По окончании алкоголиза реакционную массу охлаждают до 30 - 40ºС и отмывают водой от непрореагировавшего глицерина. Полученный переэтерификат тщательно обезвоживают в том же аппарате с помощью азеотропной отгонки воды в виде смеси с толуолом. Отогнанную водно-толуольную смесь вначале собирают в разделительном сосуде 9, откуда толуол вновь возвращается в реактор 11. Затем, на конечных стадиях процесса, с целью более полного обезвоживания проводят прямую отгонку водно-толуольной смеси в приемник 8. Остаточное содержание воды в переэтерификате не должно превышать 0,15%.

Преполимер КТ получают в реакторе 12 в растворе толуола в токе инертного газа в следующих соотношениях исходных компонентов:

Соотношение% (масс)

NCO и ОН гр.

переэтерификат касторового

масла глицерином 1 34,4