Jonomery poliuretanowe. Cz. I. Otrzymywanie, struktura, właściwości i zastosowanie anionowych dyspersji poliuretanowych i poliuretanowo-akryIowych

W reakcjach diizocyjanianów toluilenu (TDI) i izoforonu, polioli poliestrowych lub polieterowych oraz dihydroksykwasów zsyntetyzowano szereg prepolimerowych anionomerów uretanowo-izocyjanianowych. Prepolimery te przedłużano za pomocą 1,6-heksametylenodiaminy lub zakańczano akrylanem 2-hydroksyetylu i ewentualnie dalej kopolimeryzowano w emulsji z innymi monomerami akrylowymi wobec inicjatorów rodnikowych. Widma 1H NMR i IR potwierdzają oczekiwaną strukturę anionomerów PUR i wbudowywanie się polarnych grup jonowych. Badania GPC wykazały, że obok oligomerów w produktach obecne są także składniki o znacznie większych ciężarach cząsteczkowych, co wpływa na lepkość i napięcie powierzchniowe (kąt zwilżania) otrzymywanych na ostatnim etapie procesu dyspersji wodnych. Uzyskiwane z dyspersji powłoki poddawano badaniom aplikacyjnym wyznaczając zawartość suchej masy, twardość po sezonowaniu, ścieralność, elastyczność, odporność na uderzenia oraz połysk. Badania aplikacyjne pozwoliły na wytypowanie dyspersji wytworzonej z produktu na podstawie TDI i oligo(oksyetylenokaprolaktono)diolu jako najlepszej do otrzymywania powłok lakierniczych.

---

Several polyurethane anionomers have been synthesized (Table 1) in the reactions of toluilene (TDI) or isophorone diisocyanatcs, polyester or polyether polyols and dihydroxyacids. Urethane - isocyanate prepolymers have been extended with 1,6-hexamethyldiamine or terminated with 2-hydroxyethyl acrylate. They were eventually then copolymerized, in emulsion, with other acrylic monomers in the presence of free radical initiators (Table 2 and 3). 1H NMR or IR spectra confirm the expected structures of PUR anionomers and introduction of polar ionic groups (Figs. 1-3). GPC investigations showed that besides oligourethane anionomers also the components showing much higher molecular weights were present (Figs. 4 and 5) what influenced the viscosity or surface tension of aqueous dispersions prepared. The following properties of the products obtained in a form of coatings were investigated: dry substance content, hardness after seasoning, abrasion, flexibility, impact strength and gloss (Figs. 6-10). The investigations done allowed to choose the dispersion based on TDI and oligo(oxylenecaprolactone)diol as the best one to produce the varnish coatings.