close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

полиизоцианатная композиция

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 300 519
(13)
C1
(51) МПК
C07C 263/10
C07C 263/18
(2006.01)
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005127918/04, 07.09.2005
(72) Автор(ы):
Афанасьев Сергей Васильевич (RU),
Махлай Владимир Николаевич (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
07.09.2005
(73) Патентообладатель(и):
ОАО "Толь ттиазот" (RU)
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
R U
Адрес дл переписки:
445653, Самарска обл., г. Толь тти,
Поволжское ш., 32, ОАО "Толь ттиазот", С.В.
Афанасьеву
2 3 0 0 5 1 9
полифениленполиметиленполиизоцианатов
аммиачно-воздушной смесью с содержанием
аммиака
0,01-0,1
об.%,
синтезируемых
фосгенированием
полифениленполиметиленполиаминов, с
последующим
отделением
основной
части
фосгена, хлористого водорода и растворител при
атмосферном давлении и температуре до 180°С и
разбавлением толуолом, и последовательным
вводом 0-30 мас.ч. твердых отходов, образующихс при
переработке
и
хранении
смеси
полифениленполиметиленполиизоцианатов и 0-120
мас.ч. антипирена в расчете на 100 мас.ч.
полиизоцианата
и
смешение
раствора
с
ускорителем отверждени - аминоспиртом,
добавл емым
в
толуольный
раствор
полиизоцианата в количестве 0,01-5 мас.ч. на 100
мас.ч. полиизоцианата.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к способам получени полиизоцианатных композиций, примен емых при
изготовлении полимербетонов, дл пропитки
железобетонных,
бетонных,
кирпичных
и
дерев нных конструкций с целью улучшени их
эксплуатационных показателей. Покрыти на
основе этих композиций обладают улучшенными
декоративными и механическими свойствами,
высокой
морозостойкостью,
устойчивы
к
воздействию
воды,
кислот,
щелочей
и
нефтепродуктов. Технической задачей изобретени вл етс оптимизаци состава композиции с
одновременным
улучшением
ее
рабочих
характеристик
и
сокращением
времени
отверждени . Поставленна задача решаетс тем,
что полиизоцианатную композицию получают
продувкой
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ПОЛИИЗОЦИАНАТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
2 3 0 0 5 1 9
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SU 741799, 15.06.1980. RU 2238267 C1,
20.10.2004. RU 2128674 C1, 10.04.1999. GB
1362708 A, 07.08.1974. SU 287012 A1,
01.01.1970. SU 620481 A1, 25.08.1978.
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 300 519
(13)
C1
(51) Int. Cl.
C07C 263/10
C07C 263/18
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005127918/04, 07.09.2005
(72) Inventor(s):
Afanas'ev Sergej Vasil'evich (RU),
Makhlaj Vladimir Nikolaevich (RU)
(24) Effective date for property rights: 07.09.2005
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
(73) Proprietor(s):
OAO "Tol'jattiazot" (RU)
R U
Mail address:
445653, Samarskaja obl., g. Tol'jatti,
Povolzhskoe sh., 32, OAO "Tol'jattiazot",
S.V. Afanas'evu
C 1
2 3 0 0 5 1 9
R U
by separation of main part of phosgene, hydrogen
chloride and solvent at atmospheric pressure and
temperature of up to 180°C diluted by toluene at
subsequent introduction of 0-30 parts by mass of
solid wastes formed at processing and storage of
mixture
of
polyphenylene
polymethylene
polyisocyanates and 0-120 parts by mass of
antipyrene
per
100
parts
by
mass
of
polyisocyanate; solution is mixed with hardening
agent added to toluene solution of polyisocyanate
in the amount of 0.01-5 parts by mas per 100
parts by mass of polyisocyanate.
EFFECT: optimization of composition; improved
characteristics; reduction of hardening time.
6 ex
Страница: 2
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD:
production
of
polyisocyanate
compositions
for
manufacture
of
polymerimpregnated concrete, impregnation of reinforcedconcrete, concrete, brick and wooden structures
for enhancing their quality.
SUBSTANCE: coats made on base of these
compositions posses enhanced decorative and
mechanical properties, high resistance to freeze,
water, acids, alkalis and petroleum products.
Polyisocyanate composition is produced by blowing
polyphenylene polymethylene polyisocyanates by
ammonium air mixture content of ammonium of 0.010.1
vol-%
synthesized
by
phosgenation
of
polyphenylene polymethylene polyamines followed
2 3 0 0 5 1 9
(54) POLYISOCYANATE COMPOSITION
RU 2 300 519 C1
5
10
15
20
25
30
35
Изобретение относитс к способам получени полиизоцианатных композиций,
примен емых при изготовлении полимербетонов, дл пропитки железобетонных, бетонных,
кирпичных и дерев нных конструкций с целью улучшени их эксплуатационных
показателей.
Интерес к данным композиционным материалам обусловлен тем, что покрыти на их
основе обладают улучшенными декоративными и механическими свойствами, высокой
морозостойкостью, устойчивы к воздействию воды, кислот, щелочей и нефтепродуктов.
Известны способы получени полиизоцианатов (ПИЦ), включающие фосгенирование
смеси полифениленполиметиленполиаминов, отделение фосгена, хлористого водорода и
растворител от полученного полиизоцианата, отгонку 4,4'-дифенилметандиизоцианата
(МДИ) из ПИЦ при 205-210°С под вакуумом (остаточное давление 3-5 мм рт.ст.),
добавление холодного ПИЦ к кубовому остатку и последующее длительное его нагревание
при той же температуре под вакуумом [SU 287012, кл. С07С 119/04, 1970] или при
атмосферном давлении [SU 620481, кл. С07С 118/02, С07С 119/042, С08G 18/76, 1978].
Полученный продукт, содержащий 24-26% изоцианатных групп, рекомендовано
использовать дл получени покрытий и композиций строительного назначени .
Существенным недостатком предлагаемых способов вл етс сложность их
аппаратурного оформлени и энергоемкость.
Известен способ получени полиизоцианата, включающий фосгенирование смеси
полифениленполиметиленполиаминов, отделение основной части фосгена, хлористого
водорода и растворител от полученной смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов
и продувку полученной смеси воздухом при температуре 150-180°С и атмосферном
давлении в течение 2-6 ч [RU 2128674, кл. С08G 18/02, С08L 79/00, 1999]. Полученный
продукт содержит примеси легколетучих токсичных веществ, в частности фенилизоцианата,
и по указанной причине требует соблюдени определенной осторожности в обращении, так
как относитс ко второму классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
Известен метод получени полиизоцианата, описанный в [RU 2238267, кл. С07С 263/10,
263/18]. Он предусматривает продувку воздухом
полифениленполиметиленполиизоцианатов, синтезируемых фосгенированием смеси
полифениленполиметиленполиаминов с последующим отделением основной части
фосгена, хлористого водорода и растворител , при атмосферном давлении и температуре
до 180°С, причем дл продувки смеси используют воздух, содержащий 0,01-0,1 об.%
аммиака, а полученный продукт разбавл ют толуолом при следующем соотношении
компонентов, мас.ч.:
полиизоцианат
толуол
40
45
50
и в него при необходимости ввод т 2,5-31 мас.ч. твердых отходов, образующихс при
переработке и хранении смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов или 65-130
мас.ч. трис-(2-хлорэтил)-фосфата или оба продукта в расчете на 100 мас.ч.
полиизоцианата.
При обработке ПИЦ по предложенному способу получаетс продукт, который можно
использовать в изоцианатных композици х самого различного назначени . При этом он
практически не содержит легко летучих токсичных веществ (в частности,
фенилизоцианата) и поэтому относитс к четвертому классу опасности по ГОСТ 12.1.00776.
Главным и существенным недостатком предлагаемого способа вл етс невысока скорость отверждени полиизоцианата, особенно в услови х низких температур.
Наиболее близким по технической сущности вл етс способ получени полиуретанмочевин путем взаимодействи форполимера с концевыми изоцианатными
группами с отвердителем аминного типа в присутствии воды и растворител [SU №741799,
кл. С08G 18/32, С08D 3/72]. Он предусматривает взаимодействие изоцианатного
соединени с сомономером (гликолем или полиолом или многоосновной кислотой или
метилоксиэтиламином и другими регул торами уретанообразовани ) с образованием
Страница: 3
DE
100
40-230
RU 2 300 519 C1
5
10
15
20
форполимера, его растворение и ввод в уретановый раствор воды и отверждающей
добавки. В качестве отвердител по известному техническому решению рекомендовано
использовать смесь трех продуктов, каждый из которых содержит по две первичных
аминогруппы, что усложн ет процесс изготовлени композиции и повышает ее стоимость.
Технической задачей изобретени вл етс оптимизаци состава полиизоцианатной
композиции с одновременным улучшением ее рабочих характеристик и прежде всего
сокращением времени отверждени .
Поставленна задача достигаетс тем, что в качестве соединени с изоцианатными
группами примен ют полиизоцианат или его комбинацию с твердыми отходами ПИЦ и в их
толуольный раствор ввод т антипирен и ускоритель отверждени - аминоспирт, выбранный
из группы моноэтаноламин, диэтаноламин, метилдиэтаноламин, триэтаноламин, аминный
модификатор АМ-1 и другие спирты или их смеси.
Сущностью предлагаемого технического решени вл етс способ получени полиизоцианатной композиции, включающий продувку
полифениленполиметиленполиизоцианатов аммиачно-воздушной смесью с содержанием
аммиака 0,01-0,1 об.%, синтезируемых фосгенированием
полифениленполиметиленполиаминов с последующим отделением основной части
фосгена, хлористого водорода и растворител при атмосферном давлении и температуре
до 180°С и разбавлением толуолом при следующем соотношении, мас.ч.:
полиизоцианат
толуол
25
30
35
40
45
50
100
30-250
и последовательный ввод 0-30 мас.ч. твердых отходов, образующихс при переработке
и хранении смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов и 0-120 мас.ч. антипирена в
расчете на 100 мас.ч. полиизоцианата и смешение раствора с ускорителем отверждени ,
причем в качестве ускорител отверждени выступает аминоспирт, добавл емый в
толуольный раствор полиизоцианата в количестве 0,01-5 мас.ч. на 100 мас.ч.
полиизоцианата.
Таким образом, изготовление полиизоцианатной композиции осуществл ют путем ввода
в толуольный раствор полиизоцианата ускорител отверждени . Предлагаемый способ
отличаетс от описанного в SU №741799 тем, что основой композиции вл етс не
уретановый форполимер, а полиизоцианат, в который аминоспирт вводитс непосредственно перед применением композиции, то есть выполн ет функцию не
сомономера полиизоцианата, а ускорител отверждени .
По всей видимости, про вление новых свойств аминоспирта обусловлено
предварительной обработкой полиизоцианата аммиачно-воздушной смесью, в результате
которой по вл ютс новые реакционноспособные фрагменты и одновременно исчезают
высокотоксичные и к тому же летучие соединени , например фенилизоцианат.
Можно предположить, что в результате указанной технологической операции
по вл ютс реакционноспособные фрагменты, способные взаимодействовать с
функциональным группами аминоспирта. В пользу этого указывает тот факт, что в
рассмотренном способе [SU №741799] метилоксиэтиламин не про вл ет свойств
ускорител отверждени и выступает лишь как сомономер в реакции уретанообразовани .
При изготовлении композиции по предлагаемому способу также нет необходимости в
добавлении воды, без которой синтез многих уретановых полимеров весьма
затруднителен.
Реализаци данного технического решени позвол ет расширить температурный
интервал применени полиизоцианатной композиции с одновременным поддержанием на
необходимом уровне высоких эксплуатационных свойств наносимого покрыти .
Дл получени полиизоцианата по предложенному способу могут использоватьс любые
промышленные модификации ПИЦ, например, полиизоцианат марки Б по ТУ 113-03-38106-98 или марки К по ТУ 113-38-173-95 и другие, а также отходы, образующиес на
поверхности ПИЦ при его длительном хранении в бочках или емкост х либо в аппаратуре
производств ПИЦ и МДИ и извлекаемые при чистке аппаратуры. По данным [RU 2238267]
Страница: 4
RU 2 300 519 C1
5
последние содержат от 2 до 12 мас.% изоцианатных групп. Функцию антипирена в
композиции выполн ет трис-(2-хлорэтил)-фосфат или аналогичные по назначению
фосфорсодержащие соединени , увеличивающие огнестойкость материалов,
изготовленных на базе предложенного состава.
В качестве ускорител твердени примен ют доступные аминоспирты, например
моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, метилдиэтаноламин, аминный
модификатор АМ-1, вл ющийс промышленным отходом моноэтаноламинной очистки
производства аммиака и содержащий, мас.%:
моноэтаноламин, не более
10
и N-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более
вода
15
20
25
30
35
40
45
50
70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
50
остальное
и другие продукты.
Приготовленную полиизоцианатную композицию можно использовать путем ее
нанесени обычными способами на поверхность защищаемых предметов, например
строительных конструкций или деталей (бетонных, кирпичных, дерев нных и т.п.). При
необходимости в нее могут быть введены тонкодисперсные наполнители: кварцевый песок,
доломитова мука и др. Варьиру дозировку вход щего в ее состав ускорител твердени ,
можно существенно сократить живучесть, что особенно ценно при невысоких рабочих
температурах. При обработке изделий из бетона и кирпича снижаетс склонность этих
материалов к образованию трещин, а нанесение на дерево улучшает огнезащитные
свойства.
Изобретени иллюстрируетс приведенными примерами.
ПРИМЕР 1. Полиизоцианат марки Б по ТУ 113-03-38-106-98 с содержанием NCO-групп
29,9 мас.% и условной в зкостью на вискозиметре В3-4, равной 49 с, получают путем
непрерывного фосгенировани смеси полифениленполиметиленполиаминов, содержащей
16% первичных аминогрупп, в среде хлорбензола (концентраци смеси аминов в растворе
10%). От него отдел ют хлористый водород и избыточный фосген и отгон ют хлорбензол
под вакуумом. Полученный продукт нагревают в течение полутора часов до 178-180°С при
посто нной продувке воздухом, содержащим 0,01 об.% аммиака, со скоростью около 20 л/ч
на 1 кг полиизоцианата и быстро охлаждают. Содержание изоцианатных групп после
обработки составл ет 29,3 мас.%, условна в зкость - 50,0 с.
Синтезированный продукт разбавл ют равным по массе количеством толуола и ввод т
1,2 мас.ч. аминного модификатора АМ-1 на 100 мас.ч. полиизоцианата. Врем потери
текучести композиции при температуре 5°С составл ет 1 час (в отсутствие ускорител твердени более 12 ч). После нанесени покрыти на поверхность бетона и его полного
отверждени прочность на сжатие достигает 11,0 МПа, водопоглощение при выдержке
образца, погруженного в воду, в течение 30 суток не более 0,2%, стойкость (врем до
начала разрушени ) в 33%-ной серной кислоте и в 40%-ном растворе едкого натра
превышает 3 мес.
ПРИМЕР 2. Полиизоцианат марки К по ТУ 113-38-173-95 с содержанием NCO-групп 30,0
мас.% и условной в зкостью на вискозиметре В3-4, равной 12,5 мин, получают аналогично
примеру 1, с тем отличием, что после отгонки хлорбензола из него дополнительно
отгон ют под вакуумом часть МДИ. Полученный продукт нагревают в течение полутора
часов до 160°С при посто нной продувке воздухом, содержащим 0,05 об.% аммиака, со
скоростью 18 л/ч на 1 кг полиизоцианата и выдерживают при этой температуре и
посто нной продувке в течение 2 час. Содержание NCO-групп после обработки составл ет
24,4 мас.%, условна в зкость - 16,2 мин, легколетучие примеси отсутствуют.
Синтезированный продукт разбавл ют равным по массе количеством толуола и в него
добавл ют 3 мас.ч. моноэтаноламина на 100 мас.ч. полиизоцианата. Врем потери
текучести полученной композиции составл ет 40 мин (в отсутствие ускорител твердени более 6 ч). После нанесени покрыти на поверхность бетона и его полного отверждени прочность на сжатие составл ет 13,4 МПа, водопоглощение - 0,10%, врем до начала
Страница: 5
RU 2 300 519 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
разрушени в 40% растворе едкого натра превышает 2 мес.
ПРИМЕР 3. Полиизоцианат марки Д по ТУ 113-03-7822270-1-92 с содержанием NCOгрупп 30 мас.% и массовой допей гидролизуемого хлора, равной 0,2 мас.%, имеющий
условную в зкость на вискозиметре В3-4, равную 50 с, получают аналогично примеру 1.
Полученный продукт нагревают в течение часа до 146-150°С при посто нной продувке
воздухом, содержащим 0,1 об.% аммиака, со скоростью 15 л/ч на 1 кг полиизоцианата и
выдерживают при этой температуре и посто нной продувке в течение 5 часов. Содержание
NCO-групп после обработки составл ет 23,0 мас.%, в зкость - 19 мин, легколетучие
примеси и гидролизуемый хлор отсутствуют. Защитное покрытие дл бетонных
поверхностей готов т, смешива 100 мас.ч. полученного продукта с 220 мас.ч. толуола и
4 мас.ч. аминного модификатора АМ-1. Врем потери текучести полученной композиции
при 6°С составл ет 45 мин (в отсутствие ускорител твердени свыше 10 час.) После
нанесени покрыти на поверхность бетона и его полного отвердени прочность на сжатие
достигает 16,5 МПа, водопоглощение при выдержке образца, погруженного в воду, в
течение 30 суток - 0,10%, врем до начала разрушени в 40% растворе едкого натра
превышает 2 мес.
ПРИМЕР 4. Полиизоцианат марки Б по ТУ 113-03-38-106-98 с содержанием NCO-групп
31,1 мас.% и условной в зкостью на вискозиметре В3-4, равной 51 с, синтезируют
аналогично примеру 1. Полученный продукт нагревают в течение 1 часа до 127-130°С при
посто нной продувке воздухом, содержащим 0,05 об.% аммиака, со скоростью около 20 л/ч
на 1 кг полиизоцианата и выдерживают при этой температуре и посто нной продувке в
течение получаса. После этого к продукту добавл ют твердые отходы, образующиес при
переработке и хранении смесей полифениленполиметиленполмизоцианатов, в количестве
31 мас.ч. на 100 мас.ч. полиизоцианата, и перемешивают компоненты в течение полутора
часов при той же температуре и при продувке воздухом, содержащим 0,05 об.% аммиака. В
процессе перемешивани отходы полностью раствор ютс . В 100 мас.ч. реакционной
смеси после ее охлаждени до 20°С ввод т 40 мас.ч. толуола и 1,0 мас.ч.
диэтаноламина. Врем потери текучести композиции при 5°С составл ет один час, в то
врем как дл состава без ускорител твердени более 12 час. После нанесени покрыти на поверхность бетона и его полного отверждени прочность на сжатие равна 12,6 МПа,
водопоглощение при выдержке образца, погруженного в воду, в течение 30 суток - 0,20%,
врем до начала разрушени в 33% серной кислоте превышает 2 мес.
ПРИМЕР 5. Полиизоцианат марки Б по ТУ 113-03-38-106-98 получают и обрабатывают
аналогично примеру 4 с тем отличием, что твердые отходы, образующиес при
переработке и хранении смесей полифениленполиметиленполиизоцианатов, ввод т в
количестве 2,5 мас.ч. на 100 мас.ч. полиизоцианата, а в полученную смесь добавл ют
равное по массе количество толуола. Врем потери текучести полиизоцианатной
композиции при 4°С составл ет 50 мин (в отсутствие ускорител твердени более 12 ч).
После отверждени состава его прочность на сжатие достигает 13,0 МПа,
водопоглощение - 0,12%, врем до начала разрушени в 33% серной кислоте и в 40%
растворе едкого натра превышает 2 мес. При испытании на морозостойкость по ГОСТ
10060.1-95 нарушени целостности покрытых образцов не наблюдалось.
ПРИМЕР 6. Защитное покрытие дл дерев нных поверхностей готов т аналогично
примеру 5, добавл 100 мас.ч. толуола и 110 мас.ч. трис-(хлорэтил)-фосфата на 100
мас.ч. полиизоцианата. Врем потери текучести полиизоцианатной композиции
сохранилось на уровне примера 5. После ее нанесени на поверхность образцов из сосны
и отверждени они испытывались на огнестойкость по НПБ 251-98 ("Огнезащитные составы
и вещества дл древесины и материалов на ее основе. Общие требовани . Методы
испытаний"). Среднее значение потери массы дл дес ти образцов составило 15,0%, что
соответствует 2-ой группе огнезащитной эффективности.
Таким образом, по за вленному техническому решению удаетс получить композицию с
повышенной скоростью отверждени .
Страница: 6
RU 2 300 519 C1
5
Формула изобретени Способ получени полиизоцианатной композиции, включающей продувку
полифениленполиметиленполиизоцианатов аммиачно-воздушной смесью с содержанием
аммиака 0,01-0,1 об.%, синтезируемых фосгенированием
полифениленполиметиленполиаминов, с последующим отделением основной части
фосгена, хлористого водорода и растворител при атомосферном давлении и температуре
до 180°С и разбавлением толуолом при следующем соотношении, мас.ч.:
Полиизоцианат
Толуол
10
15
и последовательный ввод 0-30 мас.ч. твердых отходов, образующихс при переработке
и хранении смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов и 0-120 мас.ч. антипирена в
расчете на 100 мас.ч. полиизоцианата и смешение раствора с ускорителем отверждени ,
отличающийс тем, что ускорителем отверждени вл етс аминоспирт, добавл емый в
толуольный раствор полиизоцианата в количестве 0,01-5 мас.ч. на 100 мас.ч.
полиизоцианата.
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 7
CL
100
30-250
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
84 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа