RU2391362C2 - Polyurethane coating composition - Google Patents
Polyurethane coating composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2391362C2 RU2391362C2 RU2008129995/04A RU2008129995A RU2391362C2 RU 2391362 C2 RU2391362 C2 RU 2391362C2 RU 2008129995/04 A RU2008129995/04 A RU 2008129995/04A RU 2008129995 A RU2008129995 A RU 2008129995A RU 2391362 C2 RU2391362 C2 RU 2391362C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diphenylmethanediisocyanate
- hydroxyl
- polyurethane
- containing compound
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения эластичных полиуретановых композиций, которые могут быть использованы в качестве защитных покрытий с повышенной огне-, термостойкостью и высокими физико-механическими свойствами.The invention relates to the field of producing flexible polyurethane compositions that can be used as protective coatings with increased fire, heat resistance and high physical and mechanical properties.
Известен способ получения борсодержащих полиуретанов и полиолефинов, предусматривающий использование спироциклических сложных эфиров борной кислоты в качестве ингибиторов горения, которые добавляют к полимерам или их форпродуктам в количестве 5-50% от массы полимера (Патент RU 2039764, кл. C08G 18/32, 1990).A known method for producing boron-containing polyurethanes and polyolefins, involving the use of spirocyclic esters of boric acid as combustion inhibitors, which are added to polymers or their by-products in an amount of 5-50% by weight of the polymer (Patent RU 2039764, class C08G 18/32, 1990) .
Недостатками предложенных соединений является то, что усиление торможения горения рекомендуется осуществлять добавкой синергистов, например органических или неорганических соединений фосфора, например полифосфата аммония или сложного эфира фосфорной кислоты, или окисей металлов, например окиси сурьмы. В результате придание таким способом повышенной огнестойкости полиуретанам и полиолефинам не сопровождается сохранением их высоких физико-механических свойств.The disadvantages of the proposed compounds is that the enhancement of the inhibition of combustion is recommended by the addition of synergists, for example organic or inorganic phosphorus compounds, for example ammonium polyphosphate or phosphoric acid ester, or metal oxides, for example antimony oxide. As a result, imparting increased fire resistance to polyurethanes and polyolefins in this way is not accompanied by the preservation of their high physical and mechanical properties.
Известен способ получения фосфорсодержащих полиуретанов, предусматривающий использование в качестве модификатора полиуретана бис(оксиметил)фосфиновую кислоту (Авторское свидетельство СССР №560892, кл. C08G 18/10, 18/38).A known method for producing phosphorus-containing polyurethanes, which provides for the use of bis (oxymethyl) phosphinic acid as a polyurethane modifier (USSR Author's Certificate No. 560892, class C08G 18/10, 18/38).
Однако полученный данным способом полиуретан с повышенной огнестойкостью обладает невысокими физико-механическими свойствами и термостойкостью. Кроме того, этот способ предусматривает сложный состав реагентов: использование двух несмешивающихся растворителей и эмульгатора анионного типа.However, the obtained polyurethane with increased fire resistance obtained by this method has low physical and mechanical properties and heat resistance. In addition, this method provides a complex composition of the reagents: the use of two immiscible solvents and an anionic emulsifier.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения фосфорборсодержащих полиуретанов путем взаимодействия форполимера, полученного на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4′-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2, с гидроксилфосфорсодержащим соединением, где в качестве гидроксилфосфорсодержащего соединения используют фосфорборсодержащие полиолы (Патент RU 2275388, кл. C08G 18/38, опубл. 27.04.2006).Closest to the proposed is a method for producing phosphorus-borne polyurethanes by reacting a prepolymer obtained on the basis of polytetramethylene ether glycol with a molecular weight of 1950 and 4,4′-diphenylmethanediisocyanate with a molar ratio of OH: NCO groups equal to 1: 2 with a hydroxylphosphorus-containing compound in which the compounds use phosphorus-containing polyols (Patent RU 2275388, class C08G 18/38, publ. 04/27/2006).
Повышая огнестойкость полиуретана, данный способ в целом незначительно улучшает его физико-механических характеристики и не повышает термостойкость.Increasing the fire resistance of polyurethane, this method as a whole slightly improves its physical and mechanical characteristics and does not increase heat resistance.
Задачей предлагаемого изобретения является создание полиуретановой композиции с улучшенным комплексом свойств, а именно с повышенной огне- и термостойкостью и высокими физико-механическими характеристиками.The objective of the invention is the creation of a polyurethane composition with an improved set of properties, namely with increased fire and heat resistance and high physical and mechanical characteristics.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение полиуретановой композиции с повышенной огне- и термостойкостью и высокими физико-механическими свойствами.The technical result of the invention is to obtain a polyurethane composition with high fire and heat resistance and high physical and mechanical properties.
Представленный технический результат достигается тем, что полиуретановая композиция, содержащая форполимер, полученный на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4, 4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2, диметилформамид и гидроксилсодержащее соединение, дополнительно содержит борат метилфосфита и глицидилметакрилат, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:The presented technical result is achieved in that the polyurethane composition containing a prepolymer obtained on the basis of polytetramethylene ether glycol with a molecular weight of 1950 and 4, 4'-diphenylmethanediisocyanate with a molar ratio of OH: NCO groups equal to 1: 2, dimethylformamide and hydroxyl-containing compound additionally contains borate methylphosphite and glycidyl methacrylate, in the following ratio of components of the composition, parts by weight:
политетраметиленэфиргликоль - 770;polytetramethylene ether glycol - 770;
4,4′-дифенилметандиизоцианат- 200;4,4′-diphenylmethanediisocyanate-200;
гидроксилсодержащее соединение - 36;hydroxyl-containing compound - 36;
борат метилфосфита - 100-120;methyl phosphite borate - 100-120;
глицидилметакрилат - 15-18;glycidyl methacrylate - 15-18;
диметилформамид - 80-100.dimethylformamide - 80-100.
При этом в качестве гидроксилсодержащего соединения используют 1,4-бутандиолили 1,6-гександиол.In this case, 1,4-butanediolily 1,6-hexanediol is used as the hydroxyl-containing compound.
Введение в предлагаемую полиуретановую композицию бората метилфосфита и глицидилметакрилата в условиях получения композиции, представленных ниже, приводит к их взаимодействию с образованием пространственного полимера и одновременному формированию полувзаимопроникающих сеток в виде трехмерного сшитого каркаса, в котором линейный полиуретан распределен в межузловых пространствах. В результате возможное межфазное взаимодействие и надмолекулярные образования способствуют повышению прочностных свойств материала при сохранении его эластичности. Повышение плотности упаковки, которое указывает на улучшение регулярности полимерной системы «линейный полимер - пространственно сшитый полимер», приводит также к повышению термостойкости полиуретановой композиции.The introduction of methyl phosphite borate and glycidyl methacrylate into the proposed polyurethane composition under the conditions of preparation of the composition presented below leads to their interaction with the formation of a spatial polymer and the simultaneous formation of semi-interpenetrating networks in the form of a three-dimensional crosslinked framework in which the linear polyurethane is distributed in the interstitial spaces. As a result, possible interfacial interaction and supramolecular formations contribute to an increase in the strength properties of the material while maintaining its elasticity. An increase in packing density, which indicates an improvement in the regularity of the linear polymer-spatially crosslinked polymer system, also leads to an increase in the heat resistance of the polyurethane composition.
Наличие же в структуре бората метилфосфита и глицидилметакрилата атомов фосфора и бора, являющихся ингибиторами горения, приводит к повышению огнестойкости всей полиуретановой композиции. Их повышенное содержание способствует достижению максимального результата, не прибегая к использованию больших концентраций.The presence of methyl phosphite and glycidyl methacrylate in the borate structure of phosphorus and boron atoms, which are combustion inhibitors, leads to an increase in the fire resistance of the entire polyurethane composition. Their increased content contributes to the achievement of maximum results without resorting to the use of large concentrations.
Количественное соотношение компонентов в рассматриваемой полиуретановой композиции оптимизировано таким образом, чтобы получить полиуретановую композицию с заявляемыми свойствами. Уменьшение содержания бората метилфосфита и глицидилметакрилата ниже заявляемого значения не приводит к самозатуханию полиуретановой композиции, а повышение ведет к нежелательному ухудшению ее физико-механических свойств. Вероятно, это можно объяснить тем, что при увеличении содержания вновь вводимых компонентов изменяется скорость их взаимодействия и, соответственно, скорость отверждения образцов. При этом формирование сетчатой структуры происходит уже не в жидкой среде, а в среде с большей вязкостью, что препятствует образованию регулярной структуры полувзаимопроникающих сеток.The quantitative ratio of the components in the considered polyurethane composition is optimized in such a way as to obtain a polyurethane composition with the claimed properties. A decrease in the content of methylphosphite borate and glycidyl methacrylate below the declared value does not lead to self-extinguishing of the polyurethane composition, and an increase leads to an undesirable deterioration of its physical and mechanical properties. This can probably be explained by the fact that with an increase in the content of newly introduced components, the rate of their interaction and, accordingly, the cure rate of the samples change. Moreover, the formation of the network structure occurs no longer in a liquid medium, but in a medium with a higher viscosity, which prevents the formation of a regular structure of semi-interpenetrating networks.
Полиуретановую композицию для покрытий получают следующим образом. Сначала в качестве исходного синтезируют форполимер взаимодействием политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении 1:2. Для этого в реактор, прогретый до температуры 60°С, загружают политетраметиленэфиргликоль и 4,4′-дифенилметандиизоцианат. При перемешивании увеличивают температуру реакционной массы до 80°С, процесс продолжают при той же температуре в течение 30 мин. Контроль за протеканием реакции осуществляют по нарастанию вязкости реакционной массы. Полученный форполимер охлаждают при комнатной температуре до 60°С. Форполимер, синтезированный взаимодействием политетраметиленэфиргликоля и 4,4′-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении 1:2, является промышленным полупродуктом (СКУ-ПФЛ-100).A polyurethane coating composition is prepared as follows. First, a prepolymer is synthesized as a starting material by reacting polytetramethylene ether glycol with a molecular weight of 1950 and 4,4'-diphenylmethanediisocyanate in a 1: 2 molar ratio. For this, polytetramethylene ether glycol and 4,4′-diphenylmethanediisocyanate are charged into a reactor heated to a temperature of 60 ° C. With stirring, increase the temperature of the reaction mass to 80 ° C. The process is continued at the same temperature for 30 minutes. Monitoring the progress of the reaction is carried out by increasing the viscosity of the reaction mass. The resulting prepolymer is cooled at room temperature to 60 ° C. The prepolymer synthesized by the interaction of polytetramethylene ether glycol and 4,4′-diphenylmethanediisocyanate in a 1: 2 molar ratio is an industrial intermediate (SKU-PFL-100).
В реактор, содержащий форполимер, с помощью делительной воронки вносят раствор гидроксилсодержащеего соединения (1,4-бутандиола или 1,6-гександиола) в диметилформамиде при мольном соотношении форполимер:гидроксилсодержащее соединение, равном 1:0,1, таким образом, чтобы весь объем отдозировался в течение 10 мин. При этом температуру реакционной массы повышают до 80°С и синтез ведут в течение 30 мин в инертной среде. Контроль за протеканием реакции осуществляют по нарастанию вязкости реакционной системы и по содержанию NCO-групп. Полученный раствор полиуретана охлаждают при комнатной температуре до 30°С.A solution of the hydroxyl-containing compound (1,4-butanediol or 1,6-hexanediol) in dimethylformamide at a molar ratio of prepolymer: hydroxyl-containing compound equal to 1: 0.1 is introduced into the reactor containing the prepolymer using a separatory funnel, so that the entire volume dosed for 10 minutes. The temperature of the reaction mass is increased to 80 ° C and the synthesis is carried out for 30 minutes in an inert medium. Monitoring the progress of the reaction is carried out by increasing the viscosity of the reaction system and the content of NCO groups. The resulting polyurethane solution is cooled at room temperature to 30 ° C.
Далее в реактор добавляют расчетное количество раствора бората метилфосфита в диметилформамиде и перемешивают до полного растворения. Затем постепенно прибавляют расчетное количество раствора глицидилметакрилата в диметилформамиде с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 30°С. При этом мольное соотношение реагентов составляет 1:2 соответственно. После прибавления всего количества глицидилметакрилата реакционную массу перемешивают в течение 5 часов при температуре 50°С. Контроль за ходом реакции осуществляют по изменению количества эпоксигрупп. Затем раствор наносят на стеклянную поверхность и термостатируют при 70°С в течение 12 ч с последующим вакуумированием до образования пленки.Next, the calculated amount of a solution of methylphosphite borate in dimethylformamide is added to the reactor and stirred until complete dissolution. Then, the calculated amount of a solution of glycidyl methacrylate in dimethylformamide is gradually added so that the temperature of the reaction mass does not exceed 30 ° C. In this case, the molar ratio of reagents is 1: 2, respectively. After adding the entire amount of glycidyl methacrylate, the reaction mass is stirred for 5 hours at a temperature of 50 ° C. Monitoring the progress of the reaction is carried out by changing the number of epoxy groups. The solution is then applied to a glass surface and thermostatted at 70 ° C for 12 hours, followed by evacuation to a film.
Структура получаемой полиуретановой композиции подтверждена данными ИК-спектра (вазелиновое масло), ν, см-1: 3400 (O-Н), 2910 (СН3), 1740 (СО), 1650 (С=С), 1160 (Р=О), 1060 (Р-О-С), 1336, 1456 (B(III)-O).The structure of the obtained polyurethane composition is confirmed by the infrared spectrum (liquid paraffin), ν, cm -1 : 3400 (O-H), 2910 (СН3), 1740 (СО), 1650 (С = С), 1160 (Р = О) 1060 (P-O-C), 1336, 1456 (B (III) -O).
В таблицах 1 и 2 приведены составы различных вариантов полиуретановых композиций и их свойства соответственно. Испытания физико-механических свойств образцов проводились согласно ГОСТ 14236-81; огнестойкость оценивалась по времени горения (тления) и потере массы образцов после воздействия источника открытого пламени по ГОСТ 21207-81; термостойкость оценивали по величине температуры потери 50% массы образцов по данным термогравиметрического анализа на дериватографе системы Паулик-Паулик и Эрдей (Венгрия).Tables 1 and 2 show the compositions of the various variants of the polyurethane compositions and their properties, respectively. Tests of the physical and mechanical properties of the samples were carried out in accordance with GOST 14236-81; fire resistance was estimated by the burning time (decay) and weight loss of the samples after exposure to an open flame source according to GOST 21207-81; heat resistance was estimated by the temperature of the loss of 50% of the mass of the samples according to thermogravimetric analysis on a Paulik-Paulik and Erdey derivatograph system (Hungary).
Анализ данных, представленных в таблице 2, показывает, что предлагаемая полиуретановая композиция приобретает по сравнению с прототипом повышенную термостойкость, прочность при сохранении на высоком уровне огнестойкости и растяжимости.Analysis of the data presented in table 2 shows that the proposed polyurethane composition acquires increased heat resistance, strength while maintaining a high level of fire resistance and extensibility in comparison with the prototype.
Claims (2)
политетраметиленэфиргликоль 770
4,4'-дифенилметандиизоцианат 200
гидроксилсодержащее соединение 36
борат метилфосфита 100-120
глицидилметакрилат 15-18
диметилформамид 80-1001. Polyurethane coating composition containing a prepolymer based on polytetramethylene ether glycol with a molecular weight of 1950 and 4,4'-diphenylmethanediisocyanate with a molar ratio of OH: NCO groups equal to 1: 2, dimethylformamide and hydroxyl-containing compound, characterized in that it is additionally contains methylphosphite borate and glycidyl methacrylate in the following ratio of components of the composition, parts by weight:
polytetramethylene ether glycol 770
4,4'-diphenylmethanediisocyanate 200
hydroxyl-containing compound 36
methyl phosphite borate 100-120
glycidyl methacrylate 15-18
dimethylformamide 80-100
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129995/04A RU2391362C2 (en) | 2008-07-21 | 2008-07-21 | Polyurethane coating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129995/04A RU2391362C2 (en) | 2008-07-21 | 2008-07-21 | Polyurethane coating composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008129995A RU2008129995A (en) | 2010-01-27 |
| RU2391362C2 true RU2391362C2 (en) | 2010-06-10 |
Family
ID=42121635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008129995/04A RU2391362C2 (en) | 2008-07-21 | 2008-07-21 | Polyurethane coating composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2391362C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494129C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический универститет" (ВолгГТУ) | Method of making fireproof coating for fibre-glass |
| RU2715541C1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Polyurethane coating composition |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1122545A (en) * | 1965-07-22 | 1968-08-07 | Bayer Ag | Polyurethane plastics |
| RU2134737C1 (en) * | 1998-08-24 | 1999-08-20 | Волгоградский государственный технический университет | Artificial leather |
| RU2254327C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-20 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Phosphorus-boron-containing methacrylate as polyvinyl alcohol-base film material combustion inhibitor |
| RU2275388C2 (en) * | 2004-07-06 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method for preparing phosphorus-boron-containing polyurethans |
| RU2307208C1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Simulated leather |
-
2008
- 2008-07-21 RU RU2008129995/04A patent/RU2391362C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1122545A (en) * | 1965-07-22 | 1968-08-07 | Bayer Ag | Polyurethane plastics |
| RU2134737C1 (en) * | 1998-08-24 | 1999-08-20 | Волгоградский государственный технический университет | Artificial leather |
| RU2254327C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-20 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Phosphorus-boron-containing methacrylate as polyvinyl alcohol-base film material combustion inhibitor |
| RU2275388C2 (en) * | 2004-07-06 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method for preparing phosphorus-boron-containing polyurethans |
| RU2307208C1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Simulated leather |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494129C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический универститет" (ВолгГТУ) | Method of making fireproof coating for fibre-glass |
| RU2715541C1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Polyurethane coating composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008129995A (en) | 2010-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106432340B (en) | Phosphorus flame retardant with composite structure and containing multiple DOPO cyclic phosphate and preparation method thereof | |
| KR101783664B1 (en) | Novel Synthesis and Flame Retardant Applications | |
| JP2009537651A5 (en) | ||
| Mali et al. | Designing efficient UV-curable flame-retardant and antimicrobial wood coating: Phosphorodiamidate reactive diluent with epoxy acrylate | |
| JP3485657B2 (en) | Phosphate ester oligomer having hydroxyalkoxy group, production method thereof and use thereof | |
| CN113817170B (en) | Phosphorus-nitrogen-silicon-containing intumescent flame retardant, preparation method thereof and application thereof in rigid polyurethane foam | |
| US3781388A (en) | Phosphates | |
| CN109666183A (en) | Siliceous three phosphonitrile of ring, preparation method and application | |
| EP0363321B1 (en) | Flame retardants | |
| RU2391362C2 (en) | Polyurethane coating composition | |
| KR20170137774A (en) | A curing agent and a curing accelerator having a flame retardant effect for curing the epoxy resin (II) | |
| Brigadnov et al. | Epoxy oligomers modified with epoxyphosphazenes | |
| DE2036587C3 (en) | ||
| Hussain et al. | Self-extinguishable, intumescent poly (urethane-triazole) s as halogen-free flame retardant materials via bulk polymerization of azide-alkynes | |
| US5198483A (en) | Flame retardants | |
| US4666967A (en) | Flame retardants for polyurethanes | |
| Grancharov et al. | Smart polymer recycling: Synthesis of novel rigid polyurethanes using phosphorus‐containing oligomers formed by controlled degradation of microporous polyurethane elastomer | |
| EP2718399A1 (en) | Production of hardened epoxy resins having flame-retarding phosphonates | |
| JP6538578B2 (en) | Flame retardant polyhydroxy urethane resin and flame retardant coating | |
| CN117229509B (en) | Phosphorus-nitrogen-silicon-containing composite resin and preparation method and application thereof | |
| Chistyakov et al. | Synthesis, characterization and epoxidation of hexakis-4-(2-(4-((β-methallyl) oxy) phenyl) propan-2-yl) phenoxycyclotriphosphazene | |
| RU2275388C2 (en) | Method for preparing phosphorus-boron-containing polyurethans | |
| CN108329353B (en) | Polyisocyanate of grafted flame retardant, preparation method and use | |
| US3998764A (en) | Reducing flammability of polyurethane foams with phosphorus compounds | |
| WO2014119213A1 (en) | Flame retardant agent for resins, flame-retardant resin composition containing same, and method for producing organophosphorus compound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100722 |