Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНОАКТИВНЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ДИСПЕРСИЙ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНОАКТИВНЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ДИСПЕРСИЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНОАКТИВНЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ДИСПЕРСИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для изготовления дезактивирующих пленочных покрытий. Сущность изобретения: при получении анионоактивных полиуретановых дисперсий сульфируют форполимер, содержащий 9,0 13,5 моль. уретановых групп, диспергирование осуществляют в водно-ацетоновой смеси, взятой при массовом соотношении ацетона и воды, равном 0,15 - 0,35, в присутствии гидразина с последующей отгонкой ацетона и дополнительного введения 0,7 1,5% от массы сухого вещества дисперсии двухосновной карбоновой кислоты и 20,1 31,1% от массы сухого вещества дисперсии порошкообразного оксида металла IV группы. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2048483
Класс(ы) патента: C08G18/83
Номер заявки: 4765477/05
Дата подачи заявки: 07.12.1989
Дата публикации: 20.11.1995
Заявитель(и): Институт химии высокомолекулярных соединений АН Украины (UA); Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии (RU)
Автор(ы): Сухорукова Светлана Андреевна[UA]; Заболотный Валерий Илларионович[RU]; Греков Анатолий Петрович[UA]; Чумак Людмила Авксентьевна[UA]; Петрова Нина Владимировна[RU]; Сергиенко Владимир Борисович[RU]; Пережигин Александр Владимирович[RU]; Пашевич Владимир Иванович[RU]
Патентообладатель(и): Институт химии высокомолекулярных соединений АН Украины (UA); Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к способу получения анионоактивных полиуретановых дисперсных систем для пленочных покрытий и предназначено для использования на различных объектах атомной энергетики в качестве дезактивирующих пленочных покрытий от α -, β -радиоактивных загрязнений.
Требования к дезактивирующим пленочным покрытиям предполагают эффективную дезактивацию различных поверхностей от радиоактивных загрязнений до уровней, определенных условиями эксплуатации, обеспечение стабильности дезактивации в течение длительного срока их эксплуатации, износостойкость, максимально возможную инертность к очищаемой поверхности и экологическую безопасность.
Известно применение катионоактивных полиуретановых дисперсных систем, которые с добавками оксиэтилендифосфоновой и лимонной кислот образуют дезактивирующие покрытия с коэффициентом дезактивации (Кд) до 500 [1]
Однако эти системы после введения перечисленных добавок становятся агрегативно неустойчивыми, и срок их хранения не превышает суток. В то же время без этих компонентов катионоактивный полиуретан не обладает достаточной дезактивирующей способностью (Кд ≅ 50).
Известны анионоактивные полиуретановые дисперсные системы, более устойчивые к введению различных добавок [2] Однако недостатком способа получения этих систем является сравнительно невысокие прочные и адгезионные свойства покрытий, что затрудняет использование их для снимаемых покрытий из-за наблюдаемого эффекта самосползания.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения анионоактивных дисперсий [3]
Способ заключается в сульфировании форполимера с концевыми изоцианатными группами, полученного на основе олигоэфиров и ароматических диизоцианатов, в интервале температур от 75 до 100оС при молярном соотношении сульфирующего агента и форполимера, равном от 0,005:1 до 0,15:1 соответственно, нейтрализации сульфогрупп основаниями, выбранными из группы, включающей триэтиламин, гидроокись натрия, в сочетании с соединениями, выбранными из группы, включающей олеат натрия, сульфорицинат натрия, кремневокислый калий, взятых в молярных соотношениях от 0,3:0,7 до 0,7:0,3, с последующим диспергированием в воде. Дисперсные системы по данному способу отличаются повышенной стабильностью при одновременном повышении прочностных характеристик покрытий.
Недостатком покрытий, полученных этим способом, является сравнительно невысокая дезактивирующая способность покрытий и, кроме того, показатель эффективности Кд при продолжительной эксплуатации значительно снижается.
Предлагается способ получения анионоактивных полиуретановых дисперсий сульфированием формолимера с концевыми изоцианатными группами с последующей нейтрализацией образовавшихся сульфогрупп основаниями и диспергированием в воде, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности дезактивирующей способности от α -, β -радиоактивных загрязнений при длительной эксплуатации пленочного покрытия, изготовленного на основе дисперсии, в качестве форполимера используют форполимер с содержанием уретановых групп в макромолекуле, равном 9,0-13,5 моль. а диспергирование осуществляют в воде, смешенной с ацетоном, при массовом соотношении, равном 0,15-0,35, и в присутствии 0,02-0,71% от массы воды производных гидразина с последующей отгонкой ацетона и введением 0,7-1,5% от массы сухого вещества дисперсии двухосновной карбоновой кислоты и 20,1-31,1% от массы сухого вещества дисперсии порошкообразного оксида металла IV группы.
Предлагаемые анионоактивные полиуретановые дисперсии (АПД) образуют прочные высокоэффективные дезактивирующие пленочные покрытия. Они инертны к очищаемым поверхностям, что позволяет применять их для очистки поверхностей, чувствительных к агрессивным средам; сохраняют высокую дезактивирующую способность от α- и β -загрязнений в течение длительного времени эксплуатации (> 240 сут), пожаробезопасны и экологически чисты, что делает их экономически выгодными и улучшает санитарную обстановку в зоне дезактивационных работ.
АПД получают на основе следующих компонентов.
1. Простые и сложные олигоэфиры с концевыми гидроксильными группами Мм 1000-3000, предпочтительно:
полиоксипропиленгликоль Мм 1050 (ТУ-6-05-021-206-80) или полиокситетраметиленгликоль Мм 1000 (ТУ 6-02-646-81).
2. Ароматические ди- и полиизоцианаты, предпочтительно: смесь 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата 65:35 (ТУ 133-03-340-84) или 4,4'-дифенилметандиизоцианат (ТУ 113-03-604-86).
3. Диэтиленгликоль (ГОСТ 10136-77).
4. Сульфирующие агенты: серный ангидрид, хлорсульфоновая кислота, олеум, предпочтительно серная кислота концентрированная (ГОСТ 4204-77).
5. Бифункциональные производные гидразина (гидразингидрат, дигидразиды дикарбоновых кислот, семикарбазид, карбогидразид и т.д.), предпочтительно:
гидразингидрат (ГОСТ 19503-74)
дигидразид (адипиновая кислота) (ГОСТ 10558-80)
дигидразид (изофталевая кислота) (ТУ 6-09-2021-77).
6. Нейтрализующие основания из группы, включающей триэтиламин, гидроокись натрия в сочетании с основаниями, выбранными из группы, включающей олеат натрия, сульфорицинат натрия, кремневокислый калий, предпочтительно:
триэтиламин (ТУ 6-09-1496-77) в сочетании с олеатом натрия (ГОСТ 10475-75) или сульфанолом (ТУ 601 1001 75).
7. Ацетон (ГОСТ 2768-65)
8. Вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72).
9. Карбоновые кислоты, предпочтительно:
лимонная кислота (ГОСТ 3652-69) или щавелевая кислота
10. Оксид металла IV группы, предпочтительно:
оксид титана или сурик свинцовый ГОСТ 9808-84 или двуокись циркония ГОСТ 8567-73
11. Пигментирующая добавка, предпочтительно:
алый 2СТП или красный 4ЖТБ ГОСТ 8567-73
Способ получения АПД включает следующие стадии:
1. синтез форполимера;
2. сульфирование форполимера с последующей нейтрализацией;
3. диспергирование сульфированного форполимера в водно-ацетоновой смеси, содержащей производные гидразина;
4. отгонка ацетона и введение специальных добавок из группы карбоновых кислот оксидов металлов IV группы и пигментов.
Получаемая предлагаемым способом АПД представляет собой вязкую окрашенную дисперсную систему, содержащую от 27 до 40 мас. сухого вещества, неограничено разбавляемая водой.
Сущность изобретения поясняется примерами.
В 3-горлый реактор загружают сухой олигоэфир (16,5 мас%), диэтиленгликоль (0,44 мас.) и ароматический диизоцианат (7,16 мас.). Реакционную смесь нагревают в течение 3-3,5 ч при 80-85оС, охлаждают и определяют содержание свободных NCO-групп, затем в форполимер медленно прибавляют сульфирующий агент (0,49 мас. ) при постоянном перемешивании и нагревании до 80-85оС в течение 50-70 мин. Сульфированный форполимер охлаждают до 40-45оС и осуществляют процесс нейтрализации введением нейтрализующего агента (0,67 мас.) при перемешивании реакционной массы. После этого в реактор вводят ацетон (8,6 мас. ), перемешивают смесь до получения гомогенного раствора, который затем смешивают с водным раствором, содержащим производные гидразина (0,19 мас. ) на эффективном диспергирующем устройстве типа коллоидной мельницы. Полученную водно-ацетоновую дисперсию выдерживают при 20-25оС от 2 до 24 ч и отгоняют под вакуумом ацетон при 40-45оС. Затем вводят добавки: порошок оксида металла IV группы, двухосновную карбоновую кислоту, а также пигмент, тщательно перемешивают. Соотношение компонентов приведены в табл. 1.
Приготовленные по предлагаемому способу и способу-прототипу: анионоактивные полиуретановые дисперсные системы наносят методом пневмораспыления в 3-4 слоя на образцы из нержавеющей стали, загрязненные по следующей методике: на подложку наносят одну каплю 0,15 мл раствора 239 Рu в 0,11 М азотной кислоты (уд. активн. 2,38 ˙ 10-3 Ки/л) или раствор смеси изотопов 144Се-144Рr:137Cs=1:5 (pH 5,0 и уд. активн. 1,5 ˙ 10-3 Ки/л). После сушки через 24 ч измерялась исходная активность и наносилась дезактивирующая АПД до набора технологической толщины. После завершения процесса формирования покрытие снималось вручную или продолжалась его эксплуатация от 1 до 240 сут. А затем производился замер остаточного радиоактивного загрязнения. Время формирования покрытий из АПД составляет 2-4 ч, время формирования покрытий из дисперсии по способу-прототипу 1,5-3 ч. Основные свойства полученных покрытий указаны в табл. 2. Как видно из таблицы покрытия на основе заявляемых АПД обладают высокой дезактивирующей способностью, высокой износостойкостью и прочностью, способны удерживать α -, β радиоактивные вещества в течение заданного периода их эксплуатации, при этом Кд практически не снижается до 240 сут.
Благодаря перечисленным преимуществам в сочетании с экологической безопасностью и инертностью к очищаемой поверхности покрытия на основе заявляемых АПД являются перспективными материалами.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНОАКТИВНЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ДИСПЕРСИЙ сульфированием форполимера с концевыми изоцианатными группами с последующей нейтрализацией образовавшихся сульфогрупп основаниями и диспергированием в воде, отличающийся тем, что используют форполимер, содержащий 9,0 13,5 моль. уретановых групп, а диспергирование осуществляют в водно-ацетоновой смеси, взятой при массовом соотношении ацетона и воды, 0,15 0,35, в присутствии 0,02 0,71% от массы воды производных гидразина с последующей отгонкой ацетона и дополнительным введением 0,7 1,5% от массы сухого вещества дисперсии двухосновной карбоновой кислоты и 20,1 31,2% от массы сухого вещества дисперсии порошкообразного оксида металла IV группы.