Спосіб отримання забарвленого поліуретану

Винахід відноситься до способів синтезу високомолекулярних сполук, зокрема забарвлених поліуретанів, що придатні для отримання плівкових матеріалів для оздоблювання шкіри. Відомий спосіб отримання забарвленого поліуретану шляхом взаємодії в розчиннику ізоціанатного компоненту, складного гідроксил місткого поліефіру і пігментної сполуки з функціональними групами [Патент №2986536 (США), кл. 260-25, 1961]. Отриманий даним способом забарвлений поліуретан неоднорідний за кольором внаслідок використання осадків органічних пігментів з 70...90% води. Відомий також спосіб отримання забарвленого поліуретану шля хом взаємодії в розчиннику ізоціанатного компоненту і поліефіру в статті [Композиция для отделки кож / Н.Н. Воронцова, С.Л. Ивашкевич, М.Л. Дербаремдикер, В.И. Магден // Кожевенно-обувная пром-сть. - 1987. - №11. - С.31]. Введення в розчин складного забарвленого поліефіру зі значним вмістом жорсткого антрахінонового барвника і продукту взаємодії триметилолпропану з трьома молекулами толуілендіізоціанату призводить до зростання жорсткості поліуретану і, відповідно, його непридатності для отримання еластичних плівок. Такі плівки мають межу міцності більше як 7,0МПа з низьким відносним видовженням (200%) і високим модулем пружності (5,8МПа). В основу винаходу поставлено задачу розробки такого способу отримання забарвленого поліуретану, в якому шляхом зміни інгредієнтів, забезпечилось би підвищення пластичності плівок, отриманих із забарвленого поліуретану. Поставлена задача досягається тим, що в способі отримання забарвленого поліуретану, шляхом взаємодії в розчиннику та ізоціанатного компоненту поліефіру, згідно з винаходом, процес ведуть до отримання поліуретансечовинного полімеру в дві стадії, на першій стадії синтезують ізоціанатний компонент шляхом взаємодії подовженого діізоціанатом олігоокситетраметиленгліколю до молекулярної маси 2180 з двома молекулами толуілендіізоціанату, на другій стадії здійснюють подовження ланцюга ізоціанатного компоненту діамінодихлордифенілметаном сумісно з азобарвником, при цьому азобарвник вводять в кількості 1...7% від маси поліуретансечовинного полімеру. Отримання поліуретансечовинного полімеру шляхом синтезу ізоціанатного компоненту до молекулярної маси 2180 та обробки подовженого його ланцюга азобарвником приводить до отримання забарвленого поліуретану, який забезпечує підвищення пластичності, отриманих з нього плівок. Введення 1...7% азобарвника від маси поліуретансечовинного полімеру дозволяє отримати насичений, однорідно забарвлений синтезований поліуретан, котрий також забезпечує підвищення еластичності плівок. При збільшенні в ізоціанатному компоненті молекулярної маси олігомерної складової олігоокситетраметиленгліколя еластичність плівок зростає. При цьому знижуються їх міцність, модуль пружності та зростає відносне видовження. Зниження молекулярної маси олігомерної складової ізоціанатного компонента погіршує плівкоутворювальні властивості забарвленого поліуретану. Зростання кількості азобарвника у забарвленому поліуретані викликає зниження міцності отриманих з нього плівок, їх модуля пружності та підвищення відносного видовження. Зниження частки азобарвника в забарвленому поліуретані сприятиме зворотному ефекту. При збільшенні молекулярної маси азобарвника спостерігається підвищення міцності плівок, їх модуля пружності та зниження відносного видовження. Зниження молекулярної маси азобарвника має зворотній вплив. Спосіб здійснюється таким чином. Забарвлений поліуретансечовинний полімер отримується у дві стадії. На першій стадії синтезується ізоціанатний компонент шляхом взаємодії подовженого діізоціанатом олігоокситетраметиленгліколя до мол. маси 2180 з двома молекулами толуілендіізоціанату при перемішуванні в реакторі і температурі 80...85°С. На другій стадії проводиться подовження ланцюга ізоціанатного компонента діамінодихлордифенілметаном сумісно з барвником. В оптимальних варіантах способу, що заявляється (приклади 2, 3, 4, 6, 7 в наведеній таблиці), кількість азобарвника-складає 1...7% від маси одержаного забарвленого поліуретансечовинного полімеру. Подовжування ланцюга проводиться в диметилформаміді при температурі 60...80°С. При синтезі еквімолекулярні співвідношення інгредієнтів зменшуються на 0,5% через неповну десорбцію води з реагуючих компонентів. В прикладах 1 і 5 синтез проводився аналогічно описаному, але кількість барвника, відповідно, складала 0,5 і 10% від маси забарвленого полімеру. В таблиці наведені приклади виконання способу, що заявляється, і показники властивостей забарвлених плівок. Дані, наведені в таблиці, свідчать про те, що плівки, отримані з використанням аніонних азобарвників різних молекулярних мас і кольорів, в інтервалі витрат барвників 1...7% (приклади 2, 3, 4, 6, 7) визначають оптимальну область синтезу забарвленого поліуретану. Плівки є еластичнішими, мають в 7...11 разів нижчий модуль пружності, у 5 разів вище відносне видовження, залишаються достатньо міцними з помірним блиском (50...53 %) і залишковим видовженням, у 10 разів меншим порівняно з найближчим аналогом. Відхилення від оптимального інтервалу витрати барвника призводить до незадовільного забарвлення плівки (приклад 1) чи значної витрати барвника, що не змінює колір плівки, і зростання залишкового видовження до 3,5% (приклад 5). Використання способу отримання забарвленого поліуретану, що заявляється, дозволяє зменшити витрати барвника в 2 рази, отримати забарвлені еластичні плівки з модулем пружності й відносним видовженням, котрі задовольняють вимогам полімерного покриття на шкірі. Таблиця Приклади виконання способу і властивості забарвлених плівок Показник Барвник Молекулярна маса Найближчий 7 аналог Барвахром Аніон. синій Аніонний темно-зелений (азобарвник) (азобарвник) кор. 24 Антрахіноновий (азобарвник) 863 637 352 250 1 2 3 Приклад 4 5 6 барвника Витрата барвника, % від маси поліуретансечовинного полімеру 0,5 1,0 4,0 7,0 блідо- зелений темно- темнозелен. зелен. зелен. Блиск плівки, % 55 53 52 50 Липкість, Н 1,5 2,0 3,0 4,5 Відносне видовження, % 980 1000 1090 1150 Межа міцності при 1,90 1,80 1,50 1,25 розриванні, МПа Модуль пружності, МПа 0,90 0,85 0,70 0,65 Залишкове видовження, 0,4 0,5 0,7 1,5 % Зовнішній вигляд плівки 10,0 4,0 4,0 14,0 темнозелен. 50 7,0 1250 синій коричневий коричневий 52 2,5 1040 50 2,5 990 62 3,5 200 1,10 1,40 1,30 7,30 0,50 0,65 0,50 5,80 3,5 0,6 0,7 15,0