Способ получения жесткого пенополиуретана

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛЖТЕТАНА путем взаимодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфторметана и поверхностноактивного вещества, отличающийся тем, что, с целью повьшения удельной ударной вязкости пенополиуретана при сохранении теплостойкости, в простой гидроксилсодержащий полиэфир предварительно вводят 15-30 мае.ч. на 100 мае.ч. полиэфира диуретандиола или смеси диуретандиолов с молекулярной массой 271-1350.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1121973

51)1 С 08 G 18/00

62ИВ36И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3322509/23-05 (22) 20.07.81 (46) 23.10 ° 90, Бюл. У 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (72) А.С.Сайфуллин, И,В,Шамов, Е.А.Петров и Л.А.Кожевникова (53) 678..664-405.8 (088.8) (56) Патент США 9 3836487, кл. 2602.5, опублик. 1975.

Патент США N - 3728288, кл. 2602.5. опублик. 1972, Авторское свидетельство СССР

У 433181, кл. С 08 G 18/14, 1971, Изобретение относится к области получения жесткого пенополиуретана, характеризующегося повьппенной ударной вязкостью (пониженной хрупкостью), и может быть использовано в различных областях промьппленности, включая системы специального назначения, например наполненные, огнен термостой .ие пеноматериалы для облицовки, Известен способ получения пенополиуретана, предусматривающий введение в исходный гидроксилсодержащий компонент (ГСК) диолов молекулярной массы 700-1500.

Диолы вводят в гидроксилсодержащий компонент с целью придания пено-, .полиуретану пониженной хрупкости.

Однако введение диола не обеспечивает достижения высокой удельной . ударной вязкости материала, а высо2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО

ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфторметана и поверхностно- активного вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной ударной вязкости пенополиуретана при сохранении теплостойкости, в простой гидроксилсодержащий полиэфир предварительно вводят 15-30 мас.ч. на 100 мас,ч. полиэфира диуретандиола или смеси диуретандиолов с молекулярной массой 271-1350. кая молекулярная масса диолов снижает теплостойкость пенополиуретана.

Известен также способ получения пенополиуретана (ППУ) пониженной хрупкости путем предварительного введения диолов с молекулярной массоч 100-20000 в изоцианатный компонент (цредполимерный метод).

Этот способ позволяет снизить хрупкость ППУ, однако при высоких значениях молекулярных масс диолов резко снижается теплостойкость ППУ..

Способ обладает также рядом дру „ гих недостатков: низкой стабильностью изоцианатного предполимера— нри низких значениях молекулярной массы диолов высокая вязкбсть предполимеров, что вносит определенные трудности в технологию.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения

1121973 жесткого пе нополиуре тана путем вз а-. имодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфторб метана и поверхностно-активного вещества, Согласно указанному способу получают жесткий ППУ с теплостойкостью, характерной для использования полиэфирполиола. Кроме того, способ прост по технологии: используемые компоненты обладают сопоставимыми вязкостями и хорошей стабильностью.

Однако существуют и недостатки.

ППУ по способу характеризуется низкой удельной ударной вязкостью (Q,010 кг/см при кажущейся плотности

40 кг/м ).

Целью изобретения является повышение удельной ударной вязкости пенополиуретана при сохранении теплостойкости °

Цель достигается тем, что при получении жесткого пенополиуретана путем взаимодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфторметана и поверхностноактивного вещества в простой гидро30 ксилсодержащий полиэфир предварительно вводят 15-30 мас.ч, на 100 мас.ч. полиэфира диуретандиола или смеси диуретандиолав с молекулярной массой

271-1350.

Использование диуретандиола или смеси диуретандиолов по изобретению позволяет получать ППУ с высокими значениями удельной ударной вязкости (0,280,55 кгсм/см ) и высокой, присущей

40 используемому типу полиэфирполиола, теплостойкостью; получать гидроксилсодержащий компонент с вязкостью не выше

2000 с/20 С и хорошей стабильностью о 45 не менее 1 года, Кроме того, у пенопластов, получаемых по способу, повышаются пределы прочности при сжатии, изгибе, растяжении, соответствующие им модули упругости и др.

Пенополиуретан по, сповобу получают либо методом заливки, .либо напыления, и он может быть как интегральным, так и однородным EEQ кажущейся плотности.

В качестве гидроксилсодержащих полиэфиров по изобретению используют окснпропилированный диамин молекулярной массы 290 (лапромол 294); оксипропилированный пентол молекулярной массы 800 (лапрол 805); оксипропилированный триол молекулярной массы 500 (лапрол 503).

Диолы для диуретандиолов: этиленгликоль с молекулярной массой 62 (Э Г); диэтиленгликоль с молекулярной массой 106 (ДЭГ); триэтиленгликоль с молекулярной массой 150 (ТЭГ); оксипропилированные диолы с молекулярными массами 200, 300, 500 (соответственно лапролы 202, 302, 502) .

В качестве изоцианатного компоненI та используют 4, 4. -дифенилметандиизоцианат (МДИ); полиизоцианат марки Б, смесь дифенилметандиизоцианата и полифенилметанполиизоцианата (ПИЦ); толуилендиизоцианат (ТДИ).

Могут быть использованы другие дии полиизоцианаты, применяемые для получения жестких пенополиуретанов.

В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) используют кремнийорганические соединения, например

КЭП-1, КЭП-2, КЭП-3, оксиэтилированные фенолы типа ОП-7, ОП-10 и др.

Могут быть использованы в качестве катализаторов третичные амины, например триэтиламин (ТЭА), диазобициклооктан, диметилэтаноламин идругие металлоорганические соединения

Э например дибутилдилаурат адова, октоат олова и др.

В качестве вспенивающего агента используют трихлорфторметан (хладон

11) .

Пример l. а) Синтез диуретандиола и конфекционирование полиольной смеси.

Диуретандиол синтезируют в емкости, снабженной мешалкой, термометром или термопарой, отверстиями для загрузки компонентов и слива продукта, При включенной мешалке в навеску лапрола 202 по частям так, что температура в реакторе не превышает 60о

80 С,. вводят МДИ. Эквивалентное отношение диола к МДИ выдерживают равным

2,0-2,2:1,0. После окончания введения МДИ в тех же условиях процесс продолжают еще 30-60 мин.

1121973

Диуретандиол с мол.м. 650 после синтеза сливают для хранения или конфекционируют (смешивают): с полиольным компонентом. Конфекционирование производят следующим образом.

В реактор вводят компоненты полиольной смеси (за исключением вспенивающего агента) и перемешивают 3060 мин, После охлаждения смеси до

20 С вводят хладон-11. Компоненты конфекционируют при соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Лапрол 805, 80

Лапромол 294 20

Диуретандиол 30

ПАВ 1

ТЭА 1

Хладон-ll 30 б). Получение ППУ. 2О

По технологии ручного илн машинного смешения 162 мас.ч. полиольного компонента, описанного выше, смешивают с 136 мас.ч. ПИЦ и заливают в подготовленную форму, где он вспени- 25 вается и отверждается. Показатели для ППУ, полученного по примеру 1 и последующим примерам, приведены в таблице.

Пример 2. Диуретандиол на основе этиленгликоля и МДИ синтезируют как в примере 1 °

Конфекционирование и получение пенополиуретана проводится также.

Соотношение компонентов, мас.ч., следующее:

Лапрол 805

Лапромол 294.

Диуретандиол (мол.м. 374) 15

ПАВ 1,0

ТЭА 0,5

Хладон-11 30

ПИЦ 142

45

Н р и м е р 7. То же, что в,примере 6, но смесь диуретандиолов мол.м. 1174 и 271.

Пример 3, Диуретандиол на основе Лапрола 502 и МДИ синтезируются как в примере 1.

Пенополиуретан получают описанным и примере 1 способом при соотношении компонентом, мас.ч.:

Лапррл 805 80

Лапромол .294 20

Диуре тандиол (мол.м. 1350) 25

ПАВ 1

ТЭА 1

Хладон-ll 30

Смесь ПИЦ:МДИ 50/50 132

Пример 4. Диуретандиол на основе лапрола 302 и толуилендиизо- - цианата синтезируется как в примере 1.

Пенополиуретан получают, как в примере 1, при соотношении компонентов, мас.ч.:

Лапрол 805 80

Лапромол 294 20

Диуре т а ндиол (мол.м. 774) 30 .

ПАВ 1

ТЭА 1

Хладон- l 1 30 - ПИЦ 141

Пример 5, Диуретандиол на основе этиленгликоля и Лапрола 502 в соотношении 50:50 и МДИ синтезируют как в примере 1 (смесь диуретандиолов). Пенополиуретан получают так же, как во всех примерах при соотношении компонентов, мас.ч.:

Лапрол 805 80

Лапромол 294 20

Смесь диуретандиолов (мол.м. 374 и

1250) 30

ПАВ 1

Т3А 1

Хладон-11 30

ПИЦ 141 Пример 6. Диуретандиолы синтезируют, как в примере 1, на основе

Лапрола 502 и МДИ этиленгликоля и

МДИ (физическая смесь диуретандиолов).

Пенопласт получают, так же, как во всех примерах, при соотношении компонентов, мас.ч.:

Лапрол 805 80

Лапромол 294 20

Диуретандиол 502 (МДИ мол.м. )250) 15

Диуретандиол ЭГ (МДИ мол.м. 374) 15

ПАВ 1

ТЭА 1

Хладон-1 1 30

ПИЦ 141

Как видно из примеров, способ позволяет получать ППУ с удельной ударной вязкостью, в 2-3 раза превосходящей, исходную без существенного изменения теплостойкости.

1121973 свойств пенопласта и расширению области применения ППУ; обеспечить стабильность полиольного компонента при хранении, что дает существенный

5 технологический эффект °

Использование способа по сравнению с известным позволяет получить пенопласт с высокой теплостойкостью и удельной ударной вязкостью, что приводит к повышению механических

Количество вводиомого диола и свойства пенополиуретана

Теплостойо кость, С

Кажущаяся Уд, ударная плотность, вязкость, г/см з кг.см/см

С оде ржа нне диуретанПример, Ч диола, мас.ч.

11римеча ние.

+ Содержание диуретандиола рассчитывают без учета, вспенинающего агента.

« » Под чертой приведены значения для исходных рецептур, т.е, когда диуретандиол отсутствует.

Составитель О.Пурина

Редактор О.Жркова Техред Л.Олийнык Корректор A.Îñàóëåíêî

Заказ 4355 Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Госулар :твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11 tl

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

4

43

42

43

41

42 .

0,29/0,10

0,25/0,09

0,30/0,11

0,30/0,10

0,28/0,09

0,29/0,09

160/160

160/160

132/160

141/160

160/160

160/160