содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

Переработка одно компонентных полиуретанов

Как уже указывалось, однокомпонентные полиуретаны представляют собой продукты реакции олигомерных полиэфиров с диизоцианатами, которые могут перерабатываться в виде растворов или как термопласты- В настоящее время однокомпонентные полиуретаны перерабатываются методом коагуляции растворов.

И хотя переработка термопластов представляет собой технологию, не приносящую вреда окружающей среде, она даже в международном масштабе не приобрела большого значения. В зависимости от назначения изготавливаемой искусственной кожи применяются различные одно компонентные полиуретаны.

Одно компонентные полиуретаны можно разделить на дйе группы в зависимости от их растворимости:

1) полиуретаны, растворимые в диметилформамиде (ДМФ) или в смеси его с другими растворителями;

2) полиуретаны, растворимые в других растворителях, кроме ДМФ.

Это разделение вызвано тем, что ДМФ является токсичным растворителем, при использовании которого необходимо предусмотреть особые меры предосторожности, связанные с охраной труда. В связи с этим имеет большое значение форма, в которой полиуретаны поставляются изготовителем. Так, например, полиуретан в форме гранулята, прежде чем к нему добавить пигмент или другие вспомогательные вещества, должен раствориться, в то время как могут поставляться уже готовые к переработке полиуретановые растворы, которые нуждаются лишь в окрашивании.

При выборе технологии получения пленкообразующей композиции решающим фактором является характер получаемого покрытия — непористое (компактное), монолитное или микропористое.

Композиции для монолитного покрытия. Получение пленкообразующей композиции для монолитного (непористого) покрытия состоит из трех различных совершенно отдельных технологических рабочих операций, а именно:

приготовление раствора полиуретана;

приготовление пигментной (красильной) заправки;

приготовление раствора для нанесения покрытий.

В большинстве случаев полиуретан поступает в гранулах и лишь иногда в виде готовых растворов. Использование последних чаще всего экономически невыгодно.

Поставляется гранулят большей частью в бочках, поддонах для сыпучего материала или в контейнерах. При этом следует обращать внимание на соблюдение правил поставки и хранения. Это означает хранение в упаковках при определенной температуре и влажности. Точно так же необходимо придерживаться установленного срока хранения для переработки полиуретана.

Растворение осуществляется в специальных, предусмотренных для этой цели аппаратах для растворения (рис. 3.5), которые по виду могут отличаться друг от друга.

Рис. 3.5. Схема растворения полиуретанового гранулята:
1 — резервуар для растворения; 2 — мешалка; 3 — подача растворителя; 4 — подача гранулята; 5 — контроль параметров процесса (вязкости, температуры, продолжительности растворения, количества нерастворившегося полимера)

В качестве растворителя или смеси растворителей применяется специальный, подходящий для соответствующего полиуретана растворитель.оРастворение проводится, как правило, при температуре 40 60 С в течение 1—4 ч в зависимости от типа полиуретана и аппарата (реактора), где он растворяется. Необходимо, чтобы полиуретан растворился полностью, так как нераство-рившиеся частички могут создавать трудности при нанесении покрытий.

В большинстве случаев изготовляют 20—25%-ный раствор полиуретана. Вязкость является решающим параметром раствора полиуретана, поэтому ее определяют в ходе технологического процесса.

Контроль процесса может проводиться несколькими методами. Так, в аппарате для растворения предусмотрено непрерывное измерение вязкости, регистрируемой самописцем. Можно контролировать вязкость путем периодического погружения вискозиметра. Очень простой метод определения вязкости заключается в отборе небольшого (определенного) количества раствора из аппарата, где происходит растворение. Отобранную пробу пропускают через воронку Форда и по времени истечения по градуированным кривым определяют вязкость. Само собой разумеется, что непрерывное измерение вязкости является самым технологичным методом, хотя и требует больших расходов, связанных с установкой специальных вискозиметров и их обслуживанием. Необходимо отметить, что использование воронки Форда в большинстве случаев гарантирует достаточно точное определение вязкости в процессе растворения.

При определении вязкости важно учитывать температуру, при которой происходит измерение, а также отклонения в вязкости, связанные с различием полиуретанов в поставляемых партиях.

Для характеристики растворов полиуретана наряду с вязкостью следует определять массу сухого остатка (нерастворив-шегося полиуретана). Для этого существуют различные методы. Наиболее применимый метод состоит в пропускании определенного количества полиуретанового раствора через стандартное сито, которое затем высушивают и взвешивают с остатком, если он есть.

Пригодный по результатам контроля полиуретановый раствор фильтруют и направляют на операцию приготовления пленкообразующей композиции. Во многих случаях приготовленный полиуретановый раствор помещают в промежуточный резервуар, но при этом в большинстве случаев его фильтруют. Для фильтрования, растворов высокополимеров особенно пригодны сетчатые фильтры.

Пигментную заправку обычно приготавливают отдельно от полиуретанового раствора. Применяемая технология в значительной степени зависит от используемых пигментов. Так, например, при применении готовых форм пигментов окрашивают непосредственно полиуретановый раствор.

При использовании неорганических пигментов окрашиванию раствора полиуретана должен предшествовать относительно сложный процесс перевода пигмента в удобную для переработки форму. Естественно, стоимость готовых пигментных препаратов в выпускной форме во много раз выше стоимости неорганических пигментов, так что гораздо предпочтительнее удлинить технологический процесс и применять дешевые неорганические пигменты, чем просто добавлять готовые, но дорогие органические пигментные препараты.

Переведение неорганических или любых других грубозернистых пигментов в удобную для переработки форму проводится, как правило, в специальных мельницах или на краскотерках. Наиболее подходящими для этой цели оказались бисерные и коллоидные мельницы, которые обладают еще тем преимуществом, что могут поставляться как закрытые системы (во взрывобезопасном исполнении) и иметь ПДК для применяющихся растворителей на рабочем месте. По этой причине применение бисерных и коллоидных мельниц выгоднее по сравнению с краскотерками.

Технологический процесс приготовления красильной заправки состоит в том, что пигмент в смеси с применяющимся растворителем и небольшим количеством раствора полиуретана с помощью вышеприведенного диспергирующего оборудования подвергается диспергированию и переводится в удобную для переработки форму. Спектр зернистости применяемого пигмента перемещается в сторону более мелких частичек.

Для каждого цвета или групп цветов, как правило, применяются отдельные мельницы, так что нет необходимости после каждой вновь приготовленной красильной заправки чистить их. Составленная таким образом смесь из пигментов, растворителей и небольшой доли полиуретана называется пигментной, или красильной, заправкой. Она добавляется затем к приготовленному раствору полиуретана и гомогенизируется. Таким образом получают раствор, используемый для нанесения покрытия.

Рис. 3.6. Схема изготовления полиуретановой пленкообразующей композиции для монолитного покрытия:
1 — полиуретановый гранулят; 2 — растворитель; 3 — аппарат для растворения; 4 — полиуретановый раствор; 5 — фильтр; 6 — запасной резервуар; 7 — устройство для диспергирования; 8 — масса для покрытия; 9 — мельница; 10 — пигменты; 11 — растворитель;
12— предварительно диспергированный раствор полиуретана

Кроме бисерных и коллоидных мельниц можно промежуточно включить еще ряд диспергирующих агрегатов и фильтровальных приспособлений. Это зависит от специфики технологии отдельных предприятий. На рис. 3.6 представлена схема изготовления полиуретановой покрывной композиции для получения монолитных покрытий.

Здесь же необходимо затронуть проблему изготовления полимерной композиции для дублирования, которая может представлять собой адгезив на базе растворителя; адгезив на базе дисперсий; адгезив, не содержащий.растворитель (жидкий полиуретан, олигомер).

В качестве адгезивов на базе растворителя во многих случаях применяются полиуретановые растворы. При использовании этих растворов в качестве массы для дублирования нет никаких дополнений к уже описанной технологии. В большинстве случаев применение находит неокрашенный отфильтрованный раствор полиуретана.

Обычно применение адгезивов для дублирования должно рассматриваться дифференцированно, исходя из имеющегося оборудования, например аппаратуры для рекуперации растворителя, агрегатов для нанесения покрытий.

Требования к изготавливаемому материалу основаны на учете следующих факторов. Определенные механические свойства дублированного материала могут быть достигнуты только путем применения специальных полиуретановых растворов, в то время как дисперсиями и другими адгезивами этого достичь не удается.

При глобальном сравнении применения адгезивов на базе растворителей и дисперсий решающее место отводится в пользу дисперсии, так как проблема рекуперации растворителя или связанная с этим проблема защиты окружающей среды, соблюдение постановления по охране труда и, смотря по обстоятельствам, снижение скорости нанесения покрытия ограничивают использование растворителей.

Поэтому далее коротко остановимся на применении только водных дисперсий.

Некоторое значение имеет применение акрилатных дисперсий. Существуют различные водные акрилатные дисперсии, которые отличаются друг от друга своими свойствами.

Поставка водных дисперсий производителем осуществляется, как правило, в цистернах, откуда они подаются в различные запасные резервуары.

Можно смешивать определенные дисперсии с целью достижения наилучшего сочетания свойств, необходимых для переработки. Но при этом необходимо обязательно иметь от предприятия-изготовителя указания о смешиваемости и устойчивости к хранению, так как все акрилатные дисперсии при слишком высокой температуре, так же как и при температуре, близкой к точке замерзания, становятся нестабильными. Поэтому при переработке необходимо соблюдать ряд особых условий.

Акрилатные дисперсии перед переработкой в собственно адгезив загущают. При этом следует обращать внимание на специальные условия процесса загущения.

Вообще при использовании водных акрилатных дисперсий для дублирования следует учитывать следующее:

акрилатные дисперсии в незагущенной форме как можно меньше должны подвергаться механическим нагрузкам;
обязательно соблюдать соответствующие условия и температуру хранения акрилатных дисперсий;

акрилатные дисперсии не всегда смешиваемы друг с другом, и устойчивость к хранению после смешения может уменьшаться;

процесс загущения и связанное с этим изменение вязкости сильно зависят от применяющегося загустителя.

Композиции для микропористого покрытия. Изготовление микропористой искусственной кожи представляет собой специфический процесс, который отличается от процессов изготовления других видов искусственной кожи прежде всего способом получения покрытия.

Следует учитывать, что для изготовления микропористой искусственной кожи годятся лишь специальные типы полиуретана. Не всегда полиуретаны, пригодные для монолитного покрытия, можно применить для получения микропористого покрытия, но специальные, пригодные для получения микропористого покрытия, могут использоваться и для монолитного покрытия.

Большинство предприятий по производству микропористой искусственной кожи синтезирует полиуретан, пользуясь почти исключительно методом синтеза в среде растворителя. Для синтеза применяют сложные или простые полиэфирдиолы, а также диизоцианаты.

Необходимо отметить различия в технологии смешения композиции для монолитного и микропористого покрытий.

В настоящее время при изготовлении покрытия микропористой искусственной кожи в качестве растворителя полиуретана применяется только диметилформамид, поскольку в синтезированном растворе полиуретана в качестве растворителя также применяется диметилформамид.

Из запасных резервуаров полиуретановый раствор подается в смеситель в большинстве случаев через соответствующий фильтр (сетчатый или металлический для удаления гель-частичек) . В смесителе при добавлении диметилформамида устанавливается вязкость раствора, необходимая для нанесения покрытия. Растворы для покрытия в зависимости от применяемой технологии имеют вязкость от 1000 до 30000 мПа • с. Затем из раствора полиуретана удаляют воздух вакуумирова-нием. Параллельно с этим приготавливают пигментную заправку, применяя почти исключительно готовые органические пигментные препараты, так что мельницы или краскотерки здесь могут не применяться. Изготовляют заправку в скоростных мешалках при добавлении диметилформамида и маточного (концентрированного) раствора полиуретана.

Крашение раствора полиуретана после удаления из него воздуха может проводиться в мешалке непрерывного действия с помощью дозирующего насоса. Полученный таким образом раствор подается к агрегату для нанесения покрытия (рис. 3.7).

Наряду с пленкообразующей композицией для получения покрытий растворы полиуретана применяют в качестве им-прегнирующего состава для пропитки нетканой основы при

изготовлении микропористой искусственной кожи. В результате процесса импрегнирования основы, которая, как известно, представляет собой текстильное основание микропористой искусственной кожи, получаются прочные материалы, которые обладают хорошей формоустойчивостью и большой прочностью на разрыв. Однако необходимо учитывать и тот факт, что большое количество отложившегося на волокнистой основе полимера, способствуя улучшению прочности при разрыве и фор-моустойчивости, сильно снижает сопротивление раздиранию и прочность при прокалывании и, следовательно, носкость и пригодность синтетической кожи к переработке. Наряду с полиуретановыми растворами для импрегнирования применяются водные дисперсии.

Полиуретановый раствор для импрегнирования отличается от раствора для покрытий содержанием твердых веществ и вязкостью. Так, содержание твердых веществ составляет, как правило, 10—20%, а вязкость 600—1500 мПа • с. Эти параметры учитываются еще при синтезе полиуретана и не вносят никаких особенностей в технологическую схему, так более что при использовании окрашенной импрегнирующей композиции отпадает процесс крашения.

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..