Способ получения жестких пенополиуретанов
.З.т". -. " о :. -., к " «с г г (t.
О П И С А Н И Е и 4444п
ИЗОВРЕтЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 12.08.71 (21) 1691597/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.78,Бюллетень ¹ 31 (45) Дата опубликовании описания 05.07.78
2 (51) М. Кл.
С08 G 22/46, Государственный комитет
Совета Министров СИР оо делам иэобретений и открытий (53) УДК 678.664э
43 .62-4 05, 8 (088. 8) Б. А. Арбузов, А. К, Житинкина, H. А. Шибанова, А. О. Визель, Ю. Л. Есипов, К, М. Ивановская и Е. Ф. Иванова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ
Изобретение относится к способам йол ачения пенополиуретанов, применяемых в качестве изоляционных материалов в различных областях промышленности.
Известен способ получения пенополи- 5 уретанов путем взаимодействия полиизоцианатов и гндроксилсодержащих полиэфиров в присутствии катализаторов и целевых добавок, по которому в качестве катализаторов используют смеси фосфорной кис- тв лоты с алканоламинами.
Однако этот способ позволяет цовысить теплостойкость пенополиуретанов до о
120 165 С, что в ряде случаев недостаточно. Кроме того, пенопласты, полу- 15 ченные по этому способу, обладают недостаточной огнестойкостью и формоустойчивостью (склонны к деформации при повышенных температурах).
Целью изобретения является получение 20 пенопластов с повышенной теплостойкостью, формоустойчивостью (стабильных по размерам и форме при температурах, близких к температуре их размягчения) и облапаиьщих пониженной горючестью. 25
Это достигается тем, что в качестве катализаторов при получении пенополиуре танов используют бинарную систему, состоящую из соединения основного харак тера и производных фосфолена или оксофосфолена, желательно .катализатор применять в количестве 0,5-5 вес.% по отношению к полин зоцианату.
В качестве соединений основного характера используют третичные амины или полиэфиры с третичным атомом азота в цепи.
В качестве фосфоленов или оксофосфо»
neaos применяют 1-метокси-3-метилфоофоленоксид, 1-этокси-2-метнл эосфолен 1 -оксид, 1-этил-2-оксо-3-метил-4,4-димвтилфосфолен, P -хлорэтокси-3-метил фосфолен-1 оксид, 1-этил-3-ме пифосфо лен-1оксид и др.
Из гидроксилсодержаших полиэфиров иопользуют любые гидроксилсодериащие полиэфиры, как по отдельности, так и их смеси, в том числе азо -, фосфор- н хлорсодержащие.
444417
В качестве полиизоцианатов употребляют.технический полииэоцианат (смесь дифенилметандиизоцианата с более высокомолекулярными ди- и полиизоцианатами), толуилендиизсцианат и адд."кты íà его основе (например, диуретандиэтиленгликоль), 5 дифенилметандиизоцианат или его производные.
При этом вспенивание осуществляют углекислым газом, выделяющимся при реакции, что исключает введение в компоэи. 0 цию специальных вспенивающих агентов.
Этим способом получают жесткие пенополиуретаны.
Процесс получения пенополиуретанов по предлагаемому способу осуществляют в одну стадию путем смеп1ения полиэфирной составляющей, катализаторов, эмульгатора и полииэоцианата при комнатной температуре и выливания композиции в форму для вспенивания и отверждения.
Испенпвачие и отверждение производят как в открытых, так и в закрытых формах.
Для стабилиза п1и свойств материала его целесообразно термостатировать непосредственно после вспенивания в течение 4-6 ч при температуре, близкой к температуре эксплуатации. Обьемный вес пенопласта изменяется от 50 до 5 00 кг/м -., 3
Жесткие пенополиуретаны, получаемые предлагаемым способом, имеют преимущества Ilo сравнению с известными. Они значительно более тецлостойки, чем обычные пенополиуретаны. Температура размят ченця таких пенопластов, определенная по о термомеханическим кривым, 160-220 С.
Пенополиуретаны стабильно сохраняют свои размеры и форму вплоть до температуры, близкой к температуре размягчения (их стандартная температурная усад- 40 ка не превышает при этом 1%). Это повышает рабочие температуры жестких пенопоо лиуретанов до 150-200 С, что недостижимо у .жестких пенополиуретанов, полученных известными способами. 45
Жесткие пенополиуретаны являются самозатухающими уже без использования каких-либо специальных огнегасяших добавок. При применении хлор-, фосфорсодержащих полпэфиров их горючесть еше более Я снюкается. Таким образом получают материалы, относящиеся к трудносгораемым.
Предлагаемый способ получения жестких пенополиуретанов прост и технологичен, не требует применения какого-либо 55 специального оборудования или разработки нового технологического процесса, использования специальных вспениваюших агентов.
Перечисленные ценные свойства пенополиуретанов, полученных предлагаемым способом, обеспечивают возможность их широкого использования в качестве изоля» ционного материала, способного работать при 150-200 С
1,0
0,8
Пример 1. В металлическую емкость берут навески слбдуюших компонентов, вес.ч:
Простой полиэфир на основе этилендиамина и окиси пропилена (мол.в. 300, содержание ОН-групп 21,5%) 30
1-Этил-3-метилфосфолен-1оксид
Эмульгатор КЭП-1 (блоксополимер диметилсилоксана с полиоксиалкиленгликолем.) 0,5
Полииэоцианат технический (содержание МСОгрупп
31,2%) 100
Все компоненты перемешивают с помсьдью металлической мешалки (1600 об/мин. в течение 30 с после чего смесь выливают в металлическую форму для вспенивания и отвержденья емкостью 1,0 л .
Форму закрывают.
Через 40 с после выливания компоэи ция вспенивается и через 3-5 мин затвердевает. После термообработки при 180о
180 С в течение 4 ч получают пенополиуретан со следующими физико-механическими показателями:
Обьемный вес, г/см 0 123
Предел прочности при сжатии, кг/см
Я
12,1
Теплостойкость, С о
201
Температурная усадка при
180 С, % 0,1
Горючесть Сам озатухающий
Пример 2. Испенивание и отверж дение производят аналогично примеру 1.
Состав композиции, вес.ч.:
Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилеиа (мол.в. 800, содержание
ОН-групп 10,5%) 40
Сложный полиэфир на основе диэтиленгликоля, глицерина и адипиновой кислоты (мол.в.
2000, содержание ОН-групп
1,7)
Триатиламин
1-Метокси-3 «метилфосфолен-.
-1 oêoèä 0,8
Эмульгатор КЭП 1 0,5
Полиизоцианат технический (содержание К СО-групп
31,2%) 444417
Получают пенопласт со следукхцими свойствами, Обьемный вес. г/см
Предел прочности при сжа2 тии, кг/см о
Теплостойкость, С
Температурная усадка при
160 С,%
Горю част ь
0,18
186,0,3
Самозатухаюший
0,146
20 45
Пример 3. Вспеннвание и отвер- !О бдение производят аналогично примеру 1 в форме емкостью 2 л.
Состав композиции, вес. ч:
Простой фосфорсодержаший полиафир (мол.в. 500, содвр- 15 жанне OM-групп 10,7%) 80
1-Метокси-3-метилфосфолев-1-оксид 2
Диазабициклооктан 2
Эмульгатор КЭП-1
Полиизоцианат технический (содержание _#_CO-групп
31,2%) 100
Получают пенопласт со следующими свойствами:
Объемный вес, г/см
Предел прочности при сжатии, кг/см
16,3 о
Теплостойкость, С 205
Температурная усадка при зо
180С,% 0,2
Горючесть Трудносгорающий
П-р и м е р 4. Вспенивание и отверждение производят аналогично примеру 1.
Состав композиции, вес.ч.:
Сложный полиафир на основе глицерина, диэтиленгликоля и адипиновой кислоты (мол.в.
500, содержание OH-групп.
13,4%) 40 4й
Сложный полиафир на основе глицерина, диатнленгликоля и адипиновой кислоты (мол.в.
2 000, содержание OH-групп
4,8%)
Пири дин
1-Метоксюь-3-метил осфолен-1-око яд 2
Эмульгатор ОП-10 (попиэтиленгликолевый эфир монеи диалкилфенолов) 1 5
Диуре тая див тиленгликоль (содержание МСО-групп
27,5%) 100
Получают пенопласт со сле дукхцими свойствами:
Обьемный вес. г/см 0,161
Предел прочности при сжатии, кг/см 21
100, дение производят аналогично примеру 1.
Состав компожции, вес.ч.:
Простой хлорсодержаший полиафир (мол.в.500, содержание OH-групп 10,7%)
1-кЭтил-2-оксо-3-метил-4,4-диметилфосфолен1-око яд
Метилдиазабицяклооктан
2
6 о.
Теплостойкость, 161
Температурная усадка при
140 С, % 05
Горю честь Самозатухающий
Пример 5. Вспенивание и отверйдение производят аналогично примеру 1.
Состав композиции, вес.ч.:
Простой полиафир на основе ксилита и окиси пропнлена (мол.в. 800, содержание
ОН-групп 10,7%) 60
Триэтнламнн 1
1-Метоксь-3-метилфосфолее-1-оксид 1
Эмульгатор КЭП-1 0,5
Дифенил метан диизоцианат технический (содержание основного продукта 92%)
Получают пенопласт со следующими свойствами:
Объемный вес, г/см
Ь
О, 154
Предел прочности при сжатии, кг/см г
Теплостойкость, С 19В
Температурная усадка при
170 С, % 0,3
Горючесть Самозатухаюший
Пример 6. Вспенивание и отверждение производят аналогично примеру 1.
Состав композиции, вес.ч:
Прс=той полизфир на основе этнлендиамина и окиси атилена (мол.в. 250, содержание
0Н-групп 29%) 20
1-Этокси-2-метилфосфолен-1-оксид 2
Эмульгатор КЭП-1 0,5
Полиизоцианат (содержание, H CO-групп 30,5%) 100
Время вспенивания и отверждения соотавляет 30 с.
Получают пенопласт со следукаями свойствами:
Обьемный вес, г/см 0,15
Предел прочности при сжатии, кг/см 17
Теплостойкость, С 210
Температурная усадка при
180Сза 4 ч,% 0,1
Горючесть Самозатухающиа
Пример 7. Вспениванив и отверж
444417
0,172
0,5
Горючий
1 25
Составитель Н. Пвосторова
Редактор П. Письман Текред Н. Бабурка Корректор Л. Веселовская
Заказ 4404/1 Тираж 641 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,: д. 4/5
Филиал FINI Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Эмульгатор КЗП-1 1
Пелиизоцианат 120
Получают пенопласт со следуюдимн
«войствами;
Обьемный вес, г/см
Предел прэ ности при сжатии, кг/см 20 о
Теплостойкость, С 203
Температурная усадка при
180Сза4 ч,% 0,15
Горючесть Трудносгоракхпий коксуюшийся
Пример 8. Вспенивание и отверж дение производят аналогично примеру 1.
Состав композиции, вес.ч:
Хлорсодержащий простой полиэ15 эфир (мол.в. 500, содержание
OH-групп 10,2 ./ 40
Сложный полиэфир на основе диэтиленгликоля, глицерина и адипиновой кислоты (мол. в.
2000, содержание OH-групп
1,77) 20
1-Хлорэтокси-3-метилфосфолен-1-оксид
Октаноат олова
Эмульгатор КЭП-1
Полиизоцианат (содержание
8 СО-групп 30,5%) 120
Получают пенопласт со следуюшими свойствами; З0
Обьемный вес, г/см 0,089
Предел прочности при сжатии, кг/см 8
Теплостойкость, С 187
Температурная усадка нри зз
180 С,7 0,1
Горючесть Трудносгораемый
Пример 9. Обычный пенополиуретан для сравнения.
Вспенивание и отверждение производят аналогично примеру 1.
Состав композиции, вес,ч:
Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилена (мол.в. 800, содержание
ОН-групп 10,7%,) 100
Триэтиламнн 1,5
Эмульгатор КЭП-1 1
Фреон {вспениваюший агент) 20
Полиизоцианат технический (содержанне М CO-групп
31,2%) 95
После отверждения при 120 С в течение 6 ч получают пенополиуретан со следуюшими свойствами.
Обьемный вес, г/см В
0,18
Предел прочности при сжа» тии, кг/см
24 о
Теплостойкость, С 128
Темцературная усадка при 100 С,%
Горючесть
Формула изобретения
Способ получения пенополиуретанов пу тем взаимодействия гидроксилсодержащих полиэфиров и полиизоцианатоь в присущ ствии катализаторов и целевых добавок, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, сцелью получения пенопластов с повышен ной теплостойкостью, формоустайчивостью и пониженной горючестью, в качестве ка тализаторэв используют бинарную систему, состояшую из соединения основного характера и производных фосфолена или оксофосф олена.
