СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ИЛИ ПЕНОПОЛИИЗОЦИАНУРАТА Российский патент 1995 года по МПК C08G18/48 C08G18/48 C08G101/00 

Изобретение относится к технологии изготовления теплоизоляции из жесткого пенополиуретана (ППУ) или пенополиизоцианурата (ПЦУ) и может быть использовано для изготовления сэндвич-панелей, применяемых в промышленных, административных и жилых зданиях и сооружениях для теплоизоляции тепло- и газопроводов, холодильных установок и других объектов в различных областях промышленности.

Известны различные способы получения ППУ или ПЦУ, в которых пенопласт получают на основе смеси гидроксилсодержащих соединений, а именно смеси ароматического сложного полиэфира и простого полиэфира. Требуемые качественные характеристики пенопласта достигаются (в определенных пределах) изменением в известных способах типа и количества компонентов, входящих во вспениваемую композицию [1, 2]
Общим недостатком известных способов получения пенополиуретана является использование в качестве вспенивающего агента озоноразрушающих хлорфторалканов.

Наиболее перспективным является способ, в котором в качестве вспенивающего агента используют воду. Известен способ получения жесткого пенополиуретана с плотностью 6-150 кг/м³ на основе смеси гидроксилсодержащих соединений, которая содержит не менее 50 мас. простых гидроксилсодержащих полиэфиров с функциональностью не менее четырех. В качестве вспенивающего агента используют воду [3]
Известный способ хотя и позволяет получать жесткий ППУ без использования озоноразрушающих хлорфторалканов, однако не дает возможности достичь низкой хрупкости ППУ. Также недостаточно высокой является растекаемость используемой вспениваемой композиции, что существенно ограничивает области применения.

Задачей изобретения является получение жесткого ППУ или ПЦУ с высокой прочностью в сочетании с низкой хрупкостью продукта и высокой растекаемостью вспениваемой композиции.

Эта задача решается тем, что предлагается способ получения жесткого пенополиуретана или пенополиизоцианурата путем взаимодействия гидроксилсодержащего компонента, включающий гидроксилсодержащие соединения, воду, кремнийорганический пеностабилизатор и целевые добавки с изоцианатсодержащим компонентом в присутствии катализатора, в котором, согласно изобретению, в качестве смеси гидроксилсодержащих соединений используют смесь простых полиэфирдиолов с молекулярной массой 400-2100 и полиэфирполиолов с функциональностью 3-8, причем количество полиэфирдиолов с мол. м. 400-2100 составляет 10-40 мас. ч. на 100 мас. ч. смеси гидроксилсодержащих соединений.

В соответствии с изобретением используют следующие компоненты.

В качестве изоцианатсодержащего компонента используют преимущественно технический дифенилметандиизоцианат (сырой МДИ-полиизоцианат с содержанием 24-32,5% изоцианатных групп) и/или предполимерные продукты дифенилметандиизоцианата или толуилендиизоцианата с низкомолекулярными гликолями, содержащие 20-32% изоцианатных групп.

В качестве полиэфирдиолов применяют соединения с общей мол. м. от 400 до 2100 продукты полимеризации окисей алкиленов и низкомолекулярных диолов.

В качестве полиэфирполиолов используют продукты полимеризации окисей алкиленов с полигидроксилсодержащими соединениями, например сахароза, ксилит, гликозиды, глицерин, триметилопропан, пентаэритрит, аналогичные им соединения, а также этилендиамин, диэтилентриамин, дифенилметандиамин. Указанные полиэфирполиолы применяют отдельно или в смеси друг с другом. Смесь гидроксилсодержащих соединений, входящую в гидроксилсодержащий компонент, составляют так, чтобы количество простых полиэфирдиолов с мол. м. 400-2100 составляло 10-400 мас. ч. на 100 мас. ч. смеси гидроксилсодержащих соединений.

В качестве катализатора используют третичные амины, например триэтиламин, диметилциклогексиламин, диметилэтаноламин, оловосодержащие соединения, например дибутилдилаурат олова, калиевые или натриевые соли карбоновых кислот, например формиаты, ацетаты, 2-этилгексоаты, диметиламинопропионаты, а также соли четвертичных аммониевых оснований и карбоновых кислот или смеси указанных соединений.

В качестве вспенивающего агента используют воду. При необходимости можно использовать смесь воды с традиционными вспенивающими соединениями, такими как метиленхлорид, дихлорфторпропан, трихлорфторметан.

Стабилизация ячеистой структуры в процессе вспенивания осуществляется кремнийорганическими блоксополимерами, такими как КЭП-2, КЭП-3, КЭП-6 и другие.

В состав гидроксилсодержащего компонента могут входить также различные целевые добавки, такие как антипирены, наполнители, красители, удлинитель цепи и другие необходимые добавки.

Переработку вспениваемой композиции осуществляют как на заливочных машинах для получения ППУ или ПЦУ, так и при ручном способе смешения на механической мешалке, а также методом напыления.

Для получения образцов ППУ в пластмассовый сосуд объемом 500 мл вводят последовательно навески гидроксилсодержащих соединений, вспенивающего агента, пеностабилизатора и целевые добавки и все перемешивают на механической мешалке в течение 30 с. Затем добавляют требуемое количество катализатора и полиизоцианата, всю композицию перемешивают и выливают в соответствующую форму.

Могут быть приготовлены предварительно как отдельные смеси гидроксилсодержащих соединений, так и их смеси с вспенивающим агентом и другими необходимыми добавками.

Примеры по изобретению с различным соотношением гидроксилсодержащих соединений, а также свойства пенопласта приведены в таблице. В качестве полиэфирполиолов используют простые полиэфиры марок Лапрол 1008 (продукт присоединения окиси пропилена к сахарозе, М.М. 1000, функциональность f 8); Лапрол 564 (продукт присоединения окиси пропилена к смеси сахароза-глицерин, M. M. 560, f 4,0); Лапрол 373 (продукт присоединения окиси пропилена к глицерину, М.М. 3,70, f 3,0); Лапрамол 294 (продукт присоединения окиси пропилена к этилендиамину, М.М. 290, f 4,0).

В качестве полиэфирдиолов используют простые полиэфиры марок Лапрол 402-2-100 (продукт присоединения окиси этилена к диэтиленгликолю, М.М. 400); Лапрол 502 (продукт присоединения окиси пропилена к диэтиленгликолю, М.М. 500), Лапрол 1052 (продукт присоединения окиси пропилена к этиленгликолю, М. М. 1050); Лапрол 2102 (продукт присоединения окиси пропилена к этиленгликолю, М.М. 2100).

Согласно приведенным в таблице данным очевидно, что изобретение (примеры 1-8) позволяет существенно улучшить растекаемость композиции (показатель длины течения) и снизить хрупкость (показатель удельной ударной вязкости), не снижая при этом прочности при сжатии и теплостойкости по сравнению с прототипом (пример 11). Примеры 9, 10 находятся за пределами изобретения.

Использование: теплоизоляция газопроводов, холодильных установок и других объектов промышленности. Сущность изобретения: пенополиуретан или пенополиизоцианурат получают путем взаимодействия смеси простых полиэфирдиолов с мол.м. 400 2100 и простых полиэфирполиолов с функциональностью 3 8, причем количество полиэфирдиолов составляет 10 40 мас.ч. на 100 мас.ч. смеси гидроксилсодержащих соединений вспенивающего агента, кремнийорганического пеностабилизатора, целевых добавок катализатора и полиизоцианата. Продукт имеет высокую прочность, низкую хрупкость и высокую растекаемость вспениваемой композиции. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ИЛИ ПЕНОПОЛИИЗОЦИАНУРАТА путем взаимодействия гидроксилсодержащего компонента, включающего гидроксилсодержащее соединение, воду, кремнийорганический пеностабилизатор и целевые добавки, с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего соединения используют смесь простых полиэфирдиолов с мол.м. 400 2100 и простых полиэфирполиолов с функциональностью 3 8, причем количество полиэфирдиолов с мол.м. 400 2100 составляет 10 40 мас.ч. на 100 мас.ч. гидроксилсодержащего компонента.