Алкилуретаноорганоизоцианаты в качестве связующего для пропитки целлюлозосодержащих материалов и композиция для пропитки целлюлозосодержащих материалов

 

Изобретение относится к получению гидросЬобизующих связующих для пропитки целлюлозосодерчащих материалов и монет быть использовано в .. I строительстве и мебельной промышленности . Изобретение позволяет повысить водостойкость до 4,3 мас.% и прочность на изгиб фанеры, древесноволокнистых и древесностружечных плит при более чем двукратном снижении расхода связуюцего за счет испопьзования в качестве последнего - длкилуретаноорганоизоцианата обцей Формулы OCN-R,(Ш1СООЮ,, , где R CH3-C,6H,3, , где л 1-6, или остаток оурилового спирта5 R - гексаметилен, толуилен, 4,4 -дийенилметан или 4,4(,4 -трифенилметан, п 1-2, в сочетании с толуолом или дихлорэтаном и катализатором уоетанообразования: диметиланилин, октоат олова или тетрабутоксититан. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. € со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4, ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4471192/05 (22) 15.06.88 (46) 23.05.91 Бюл. }" 19 (7t) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э.Дзержинского и Украинское научно-производственное деревообрабатывающее объединение (72) Н.Я. Куз ьменко, }1. Г. Смол ьянинов, Н.С.Иаловичко, Б.Я.Захожай, В. В. Бугрым и Н.В.Мельник (53) 678.664 (088.8) (56) Патент hPГ }" 2421446, кп. В 27 V-3/34,,опублик. 1974. (54) АЛКИЛУРЕТАНООРГАНОИЗОЦИАНАТЫ В

КАЧЕСТВЕ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ПРОПИТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕР)(ЛЦИХ МАТЕРИАЛОВ И КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОПИТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕР}ХАГ, ИХ НАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к получению гидройобизующих связующих для

Изобретение относится к получению связующих для гидрофобизующей прбпитки целлюпозосодержащих материалов и может применяться в строительстве и других отраслях промыш" пенности.

Целью изобретения является полу" чение связующего, обеспечивающего повышение водостойкости целпюлозосодержащих материалов.

Пример 1. Синтез соединения

2 (табл. 1) .

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным xoflopèëüíèêoè, ÄÄ SUÄÄ 1650672 А1 (51)5 C 08 L 75/04, С 08 Г, 18/02, в 06 }1 13/395//и 06 И 101:06

2 пропит ки целлюлозосодержащи х ма териалов и может быть использовано в строительстве и мебельной промышленности. Изобретение позволяет повысить водостойкость до 4,3 мас./ и прочность на изгиб фанеры, древесноволокнистых и древесностружечных плит при более чем двукратном снижении расхода связующего за счет использования в качестве последнего - алкилуретаноорганоизоцианата общей Формулы

0CN — R (IBICOOR)» где R-CH> -C«H„, СН (СГ СГ ) Н, где г1 = 1-6, или остаток вурилового спирта, R< — гексаметилен, толуилен, 4,4< -дифенилметан или 4,4<,4„-трифенилметан, п = 1-2, в сочетании с толуолом или дихлорэтаном и катализатором уиетанообразования: диметиланилин., октоат олова или тетрабутоксититан. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

° вЪ загружают 34 8 r (0,2 моль) смеси изомеров 2,4-2,6 толуилендиизоцианата и 02,7 г толуола (из расчета полу- О чения 60 ь по массе раствора конечного СЬ продукта). Смесь нагревают при непрерывном перемешивании до 60 С и р } прикапывают 14,8 г <0,? моль) бутилового спиит ита, регулируя температу синт .еза скоростью прикапывания. ру осле окончания прикапыванил бутилового спирта смесь прогревают при данной температуре еще 2 ч ло достижения расчетного коли«ества ИСОгрупп, отгоняют растворитель под раз режением 1 мм рт.ст. Вакуунируют от

16506 остатков растворителя при 60 С до

-ест ;янной массы. В кубе получают

48 9 г (98,3 мас.3 от теоретического) !

20 вязкого бесцветного продукта с и>

1, 53 50, соот вет ст вующе ro соеди нению 2. Содержание NCO-групп, 3: найдено 16,68, вычислено 16,95.

*и зи ко- хи ми чес кие конста нты выделенного олигоуретанизоцианата приведены в табл. 1 °

Аналогичным образом синтезируют соединения 1, 3, 4-7, 11, 12 и 14-16.

Пример 2, Синтез соеринения

8 (табл. 1) .

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, загружают 36,5 г (0,21 моль) смеси изомеров 2,4-2,6 толуилендиизоцианата, 40,8 г толуола для получения 604 по массе конечного продукта. о

Смесь нагревают до 60 С и при непрерывном перемешивании прикапывают

26,4 г (0,2 моль) фторсодержащего спирта формулы НОСН2СР2СР2Н (1,1,3три-гидротетрафторпропанол-1) с 3 каплями катализатора реакции уретанообраэования (октоата олова или тетрабутоксититана), Смесь прогревают при данной температуре (3-4 ч) до достижения расчетного количества свободных NCOгрупп. Затем отгоняют при данной температуре растворитель и вакууми- Ç5 руют до постоянной массы. В кубе получают 60,8.г (99,5 мас.Ф от теоретического} вязкого прозрачного продукта с n > = 1,5034 и содержанием

СО-групп, равным 13,8 мас.4 (теоре- @ тическое содержание 13,72 мас.4), соответствующего олигоуретаниэоцианату (соединению 8). физико-химические константы приведены в табл. 1.

Аналогичным образом получают соединения 9, 10, 13 и 17.

Пример 3. Синтез соединения

19 (табл. 1).

В четырехгорлый реактор, снабжен- 50 ный мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, загружают 102,9 г (0,28 моль)

4,4,4 -трифенилметантриизоцианата и (428, 7 г ) (243-ный раствор в дихлор- 55 зтане), добавляют 1266,3 г дихлорэтана для получения 101 по массе раствора конечного продукта, нагревают до

72 4

60 С и при непрерывном перемешивании прикапывают 74,0 г (0,56 моль) фтор" содержащего спирта формулы HOCQCFzCFNH (1, 1, 3-три гидротетрафторпропа нола-1) с тремя каплями катализатора реакции уретанообразования (октоата олова или тетрабутоксититана), Смесь прогревают при данной температуре (4 u) до достижения расчетного содержания свободных NCO-групп, отгоняют растворитель, вакуумируют до постоянной массы. В кубе получают

174,6 r (99,0 мас.Ф от теоретическогп) олигоуретанизоцианата, соответствующего соединению 19 (табл. 1).

Т„щ 188 С. Содержание NCO-групп, 4: найдено 6,56, вычислено 6,65.

Аналогичным образом синтезируют соединения 18 и 20.

Рецептуры составов для пропитки приведены в табл. 2.

Пропитку целлюлозосодержащих материалов осуществляют по следующей методике: в ванну с подогретым до

60 С (для снижения вязкости и увелиб иения проникающей способности) пропиточным раствором опускают нагретые до 60-65ОС образцы целлюлозосодержащих материалов (древесностружечных, древесноволокнистых плит, шпона, фа" неры, древесины, бумаги) так, чтобы пропиточный раствор полностью их покрь1вал и выдерживают в течение

60 с. Затем образец вынимают, дают стечь остатку раствора олигоуретаниэоцианата в течение 10-15 с (до прекращения cKBflHBBHNH) помещают в термошкаф, нагретый до 125 С, и выдерживают в течение 4 ч для полного уда" ления из образца растворителя и завершения реакции уретанообразования между свободными изоцианатными группами олигоуретанизоцианата и гидроксильными группами целлюлозы или гидроксильными и/или аминными группами отвержденной смолы, на основании которой предварительно были изготовлены материалы.

Затеи образцы вынимают, охлаждают, выдерживают при комнатной температуре 24 ч и испытывают.

Из результатов предварительных опытов оптимальное время термообработки при 125 С берут равным 4 ч, иэ условий завершения реакции уретанообраэования - no отсутствию в ИКспектрах пропитанных образцов и прогретых указанное время, полосы по672 и = l-6, -с,H,, ) сн,, (-©)) сн, 5 1650

1глощения в Области 2270 см, характер— ной для свободных NCO-групп.

В качестве образцов дпя пропитки выбирают следующие. ,Для оценки качества гидрофобиза5 ции древесностружечных плит берут образцы плит на карбамидоформальдег.идном связующем, толщиной 16 мм, плотностью 700 кг/мз, l0 образцы для проверки прочности на статически " изгиб берут размером 250»50» х16 мм, а образцы на водопоглощение и водоразбухание - размером 100»100»

«16 мм. Для оценки качества гидрофобизации древесноволокнистых плит берут образцы плиты марки T-400, плотностью; 1000 кг/мз толщиной

3,2 мм, для проверки прочности на статический изгиб берут образцы раз- 20 мером 200,»30»3,2 мм, на водопоглощение и водоразбухание - размером

100ff100»3,2 мм. Для оценки качества гидрофобизации фанеры берут образцы трехслойной фанеры на карбамидофор- 25 мальдегидном связующем, шпон березовый, размером 145»60»3 мм, для оценки качества гидрофобизации древесины — березовый брусок 26 26 60 мм, для оценки качества гидрофобизации бумаги - полоски бумаги белой писчей, артикул 1025, размером 80»20 мм.

Ro всех случаях эффективность гидрофобиза ции целлюлозосодержащих материалов оценивают по водопоглощению, водоразбуханию и расходу олигоурета низоцианата.

Водопоглощение оценивают по разности в массе образца, гидрофобизованного олигоуретанизоцианатом и вы40 держанного в дистиллированной воде

24 ч или 7 сут, отнесенной к массе исходного образца до набухания и выраженной в процентах.

/\налогичным образом определяют изменение линейных размеров (толщины) гидрофобизованных образцов по разности толщины после нагухания и первоначальной, отнесенной к исходной и выраженной в процентах.

Расход гидрофобизирующего агента определяют по разнице в массе образца после пропитки и термообработанного в шкафу и массой исходного, отнесенной к массе исходного образца и выраженной в процентах. 55

Для образцов древесностружечных плит дополнительно определяют прочность на статический изгиб.

О р м у л а и з О б и е т с; н и я

1. Алкилуретанос рган. изоцианаты общей формулы

OCHRE-R, (-r»ECOg-Н где R — CH >-C«EE„„, С11, (С1,. Сн, )„Н, f где n = 1--6, ипи (Ц„-

О

R,— (ñH,l,. сн,с,н,,(Q<)))-CH; — СЦ;

n =- 1-2, с мол.м. 206,16-1631,7 в качестве связующего для пропитки целлюлозосодержащих материалов, 2. Композиция для пропитки целлюлозосодержащих материалов, включающая органоизоцианат, растворитель и катализатор уретанообразования, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения Bopoñòîéêîñòè материалов, она содержит в качестве органоизоцианата алкилуретанООрганоизоцианат общей формулы

ОСИ- R,(-EEEECOO-R)„, где R — CH> — C«ET.„>, СН (СГ СГ, .1 Н, где

-. сн;С3 R-(сн,1,, сн, и = 1-2, с мол.м. 206,16-1631,7, в качестве растворителя - толуол или дихлорэтан, а в качестве катализатора соегинение, выбранное из группы, включающей оКТо ат олова, диметиланилин или тетрабутоксититан, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Алкилуретаноорганоизоцианат 9,8-69,7

Толуол или дихлорэтан 30,0-90,0

l- атализатор 0,2-"

1650672

Выход, Рэснвч моп.м.

;))«ли- Формула пение

Найдено, млс.2 брутто-Форму7)a с н н нсо с н (н j нсо

98,2 206,16 - 1,5780 57,9 4,95 !3,10 20,4 Ст,Н„Н,п, 58,26 4,89 13,60 20,39 осм((Зсн ммгоаг. Н, 98,3 248,28 - 1,5415 ()2,» 6,3

2 OCN Q "Ha ннсоог н

11,4 16,68

6,52 11,28 16,9

С)«Н)а НгО«67 9

10,3 15,2

3 осн снт.

NHCOOC,Нл

CÄKÄNгOa 65,20

98,2 276,34 - 1,5350 65,0 7,2

7,3 10,12 15,26

68,8 8,40 8,40 12,69

4 оси б сй

NHCOOC,H„

CH

@ нсоосн

72 О 9 70 6 75 IO I

97,4 248,08 - I 5390 62,3 6,5 осн сн нсоос(сн,), осн (,) сна

NHCnO(C,Н С«Нв! соотнощение спиртов

С4 Ñ4 1 ) 1 (В молях) 64,05 6,81 !0,70 15,59 1,5370 63,6 7,15 IÎ,35 16,00

97,1

99,5 306,12 - 1,5034 47,5 З,Ç

OCIt )-(!т

Hcooc(I3(cF,CFcIH

OCN ам)) CH нисйкн,(сгсг),н

895138 с, н ног

47,22 3,26 9,12 13,7

97 3 458 12 - 1 4510 31 3 2 О

10 OCN O CHт

NHCC OC Ha(C F>CFtt4H

1,25 3,45 5,22

11 снО

NHC00CH)Q

12 ОСИ(сне)4 тп1сотл.аН,в

98,6 272,3.

97,8 270, 14

1,5701 ввкриствлиэ.

1,5410

13 ОСН(снт)4ННСООСНСГгСI Н 98,0 300,25 47,0

44>3 5 ° 10 9)20 13) 50 C N Hc4N7O3F4

44,0 5) 37 9«34 13 ° 93

58,6 6,80 10)50 15,75

73,26 8,53 11,47 10,04 сгбнвгн ов

97,3 108,25 46,073,6 6,88 11,75 10,30

98,3 384,4 65

96,4 882,2 89

4,75

97,3 683,97 149

52 8 3,40

99,0 631,5 188

97,3 1631,7 210

35,3 1 ° 2 и 11 в соотновении

) 131 моль

22 Сиесь ссединений 18 и 19 в соотнов)енин

1:2 моль осн(сн,),н нсоосн, Q осн-<Д- сн,— 1 с„нносонн- ", OCN )-СН Ц (.7 снтооснн-( осн-©-сн н н(сг,сгт),снтосо осн )-сн Q-NH ( с„н„осо), c . ) «(о ««)

Н(С1;СГ) СН,ОСО осн-(снЩмн1

Н(СГ,CF,)СН,ОСО lт

Г

Смесь соединений 14 т

) Т а Г) и и а т 1

74

Тпт н Оычислено, мас.2

98,6 33245 - 15190 68,6 850 86 125 С,Н НО3

99,2 416,25. - 1)5367 71)80 9,85 6,57 9,9 С X«N703

11,0 16,8 С, Х, н Ов 62,9 6,43 11,25 16,9

5 93 9 35 с)он)внговг)4 31 5 2 18 6 13 9 2

98,4 806,3 125 1,4270 33 О 1,43 3,95 5 ° 00 077K)NN7 тгта 32,75

61,55 4,50 t0,30 15,5 стан, н O 61.6 4,44 t0,28 15,4

62,4 9,53 10,2 15,3 СтаНтв"703 62,5 9,63 0,36 15 ° 52

98 266,31 - 1,4895 58,3 6,85 tî,35 15,6 с,тн вн о4

68 7 4 55 8)15 12 2 Сгвн„нго4 68 9 4,63 8 03 12 04

37,5 1,39 3)02 4,60 ГгВK„N О Г 37,9 1,58. 3,!6

73,34 6,00 8,12 6,0 С4гнвтН30 79,8 6,15 8,23 6,1

6,37 6, 56 Стене) 1 Зов гв 53. 1 3. 35 6,65 6,65

2,65 2.52 C4sKтт Nsoc«a 35 2 1 3 2«57 2,49

269,3 - 1,5328 59,8 5,38 10,21 15138 - 60,1 5,62 10,39 15 57

648,7 - - 59,03 3,96 7,53 6,!2 59,64 4,21 7,87 6,46!

650672

Т в б л н ц а 2

Опыт Компонент,иас. 2

Содернаiие компонента,,иас.\

1 ! 1 11 1 1 (6 (17 1!8 1

l " -Г™

Il 1314 ) 12

1 Октоат олова

2 Тетрабутоксмтнтан 0,3

3 -,"мне тмда нилин

4 Толуол

Соединение по табл. 1:

59,7

59. 7

59,7

59,7

59 ° 7

59,7

59,7

59,7

59 ° 7

59. 7

59,7

59,7

59,7

59,7

59,7

59,759.7

59.7

Продолненне табл. 2

Опыт .Содернанне компонентов, иас.о

J3 ) (!

37 !30 !39

35 36

0,3

0,3 0,3 0,1 0,2 0,3 0,4 - - 0,3 0,3 0,3 0,3 О,1 0,2 0,4 0,3 0,25 0,3 0,3 0,3 0,2

3

О 3

Э

40,0 40,0 40,040,О 40,О 40,О 40,О 40,0

50,0

6

49,7 69,7 59,9 59,8 59, 7 59,6 59, 7 59, 7 -

10

13

° 14

16

17

18

19

5 1

6 2

7 Э

9 5

1О 6

11 7

12 8 13 9

14 - 10

15 11

16 12

17 13

18 14 I9 15

20 !6

21 17

22 21

23 Лмхлорэтан

Соединение по табл.1:

24 18

25 19

26 20

27 22

03 03 03 03 030,3 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03

40 ° 0 40,0 40 0 40,0 40,0 40 0 40 О 40,0 40,0 40 ° 0 40 ° 0 40°, 0 40 0 40 0 40 0 40 0 40 ° О

165 П6 7?

Орололеенее табл. 2

Опыт .Солереанее конпопентое, пас.ф

9е9 9.8 9,6 9.7 9,75 10,7 11,7 12,7 .

10, 7

27, 10,7Редактор Т Иванова

Заказ 3781 Тираж 15. 01 Подписное

В11) 1ИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК11Т СССР

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãopîä, ул. Гагарина,101

21

22

20 l25, )

26 89,0 89,0 89.0 89,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 89,0 88,0 98,010 ° 71О, 7!

Составитель B.Иванов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор С Патрушева