Разработка композиции на основе полимочевины с увеличенным сроком жизни

Цели. Совершенствование технологии получения полимерных напыляемых покрытий на основе поликарбодиимидов (полимочевин), с высокой химической, гидролитической и абразивной стойкостью и улучшенными физико-механическими показателями, а также, получение полимочевинных композиций с временем жизни не менее 5 мин без потери эксплуатационных характеристик (полимочевин «ручного» нанесения), пригодных для ремонта уже эксплуатирующихся покрытий.

Методы. Скорость реакции между изоцианатными и аминогруппами практически в сто раз превышает скорость реакции между изоцианатными и гидроксильными группами, что вызывает необходимость использовать специальные высокопроизводительные установки высокого давления, оснащенные самоочищающимися смесительными камерами и обогревом компонентов. У полученных материалов определяли прочность, удлинение на разрыв по стандартной методике, истираемость по Таберу и твердость по Шору.

Результаты. Исследованы три способа замедления реакции: во-первых, синтез предполимеров с содержанием NCO-групп от 10.5% до 18%; во-вторых, введение в предполимер пластификатора в количестве 1–10 масс.ч.; в-третьих, введение в композицию полиэфиров и получения «гибридных» систем. Показано, что только «гибридные» системы при использовании полиэфиров с молекулярной массой 2000 Да, в количестве 14% позволяют получить композиции с временем жизни более 5 мин. При этом прочность на разрыв снижается на 20%, истираемость увеличивается на 40%, но такие «гибридные» системы имеют более высокую силу адгезии и дешевле по сравнению с чистыми полимочевинами, что позволяет использовать их в качестве «ремонтных» систем.

Выводы. Разработанный состав и технология нанесения «гибридных» систем позволяют производить ремонтные работы существующих покрытий без применения специализированных устройств. Полимочевина «ручного» нанесения удобна в эксплуатации и не требует специальной подготовки. 

1. Szycher M. Szycher’s handbook of polyurethanes. Boca Raton: Taylor & Francis Group CRC Press; 2013. 1092 p.

2. Ryszkowska J. Supermolecular structure, morphology and physical properties of urea-urethane elastomers. Polimery. 2012;57(11–12):775–902. Available from URL: https://studylib.net/doc/18145915/supermolecular-structure--morphology-and-physical-propert

3. Wolf A.T. (Ed.). Durability of Building and Construction Sealants and Adhesives. V. 3. Journal of ASTM International Selected Technical Papers STP1545. 2010. XVII. 417 p. ISBN 978-0-8031-3426-3.

4. Stengard R.A. High-pressure impingement mixingroute to faster, better PU parts. Plast. Tech. 1974;41–44.

5. Zafar F., Sharmin E. Polyurethane. Rijeka, Croatia: InTech; 2012. 480 p. ISBN 978-953-51-0726-2

6. Saunders J.H., Hansen R.H. The mechanism of foam formation. In: Plastic foams. Part 1. Frisch K.C., Saunders J.H. (Eds.). New York: Marcel Dekker; 1972. P. 3–108.

7. Botvinova O.A., Panov Y.T., Romanov S.V. Producing Bicomponent Sealants Based on Polyaspartate Urea Resins. Polym. Sci. Ser. D. 2020;13(4):407–413. https://doi.org/10.1134/S1995421220040048

8. Steiner E.C., Pelletier R.R., Trucks R.O. A study of the polymerization of propylene oxide catalyzed by anhydrous potassium hydroxide. J. Amer. Chem. Soc. 1964;86(21):4678–4686. https://doi.org/10.1021/ja01075a031

9. Van Maris R., Tamano Y., Yoshimura H., Gay K.M. Polyurethane Catalysis by Tertiary Amines. J. Cell. Plast. 2005;41(4):305–322. https://doi.org/10.1177%2F0021955X05055113

10. Ward R.S., Jones R.L. Polyurethanes and Silicone Polyurethane Copolymers. In book: Comprehensive Biomaterials II. V. 1. 2017. P. 570-619. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100691-7.00179-8

11. Vahabi H., Rastin H., Movahedifar E., Antoun K., Brosse N., et al. Flame Retardancy of Bio-Based Polyurethanes: Opportunities and Challenges. Polymers. 2020;12(6):1234. https://doi.org/10.3390/polym12061234

12. Sándor N., Gelade E., van Maris R., Rácz G. Effect of melamine on the foam kinetics of polyurethane model system. Models Chem. 1997;134(2):253–263. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19980307)67:10˂1739::AIDAPP7˃3.0.CO;2-K

13. Vreenegoor N.C. The Foamax process for making flat-top flexible polyurethane slabstock foams. Plast. Rub. Proc. 1977;2(1):30–32.