5.5. Уралкиды

Уралкиды  особая группа полиуретановых материалов. Представляют собой продукты химической модификации алкидных олигомеров диизоцианатами путем частичной замены ими фталевого ангидрида. Для получения уралкидов используют низкомолекулярные, модифицированные маслами алкиды с высоким содержанием гидроксильных групп. Алкид синтезируют по глицеридному методу, по возможности избегая применения на стадии алкоголиза катализаторов, которые могут в дальнейшем ускорять побочные реакции изоцианатных групп.

П олученный гидроксилсодержащий алкидный олигомер обрабатывают изоцианатом. Процесс ведут при небольшом избытке гидроксильных групп, вследствие чего конечный продукт реакции практически не содержит свободных изоцианатных групп. В состав молекулы уралкида, таким образом, входят как сложноэфирные, так и уретановые группы:

,

где R – жирнокислотный остаток.

Отверждение уралкидов происходит за счет окислительной полимеризации жирнокислотных остатков растительных масел, как и в случае обычных алкидных олигомеров.

Уралкидные полиуретановые материалы выпускаются как в виде традиционных растворов в органических растворителях, так и в виде водоразбавляемых систем. Для получения водоразбавляемых уралкидов в состав их молекул вводят карбоксильные группы, нейтрализация которых аминами и обеспечивает водоразбавляемость.

Существует два способа получения уралкидов со свободными карбоксильными группами. По первому способу вначале получают малеинизированное масло, например льняное с кислотным числом 140160 мг КОНг:

1 80250С

Малеинизированное масло обрабатывают уретансодержащим диолом, полученным взаимодействием 2,4-толуилендиизоцианата с избытком двухатомного спирта, например этиленгликоля:

Процесс ведут при 145С до достижения кислотного числа, равного 55 мг КОНг. Полученный продукт нейтрализуют триэтиламином, растворяют в бутилцеллозольве и разбавляют водой.

По второму способу низкомолекулярный алкид с высоким содержанием гидроксильных групп обрабатывают толуилендиизоцианатом при 114116С до полного исчезновения диизоцианатных групп. Процесс ведут при избытке гидроксильных групп. Полученный гидроксилсодержащий уралкид обрабатывают малеиновым или фталевым ангидридом:

Для создания полиуретановых лаков, отверждаемых влагой воздуха, используют преполимеры на основе продуктов алкоголиза касторового масла глицерином (преполимер КТ) и триэтаноламином, являющиеся продуктами для получения двух- и одноупаковочных материалов.

Технологическая схема производства преполимера КТ представлена на рис. 41.

Переэтерификацию касторового масла глицерином проводят азеотропным способом в реакторе 11 при следующих соотношениях исходных компонентов:

Моль Мас. %

Касторовое масло 1 75,6

Глицерин 1,7 12,6

Толуол  11,8

Переэтерификацию ведут без катализатора в токе инертного газа при 240°С. По окончании алкоголиза реакционную массу охлаждают до 3040°С и отмывают водой от непрореагировавшего глицерина. Полученный переэтерификат тщательно обезвоживают в том же аппарате с помощью азеотропной отгонки воды в виде смеси с толуолом. Отогнанную водно-толуольную смесь вначале собирают в разделительном сосуде 9, откуда толуол вновь возвращается в реактор 11.

Рис. 41. Технологическая схема производства преполимера КТ:

1, 7 – жидкостные счетчики; 2, 13 – конденсаторы; 35  весовые мерники;