СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА Российский патент 1999 года по МПК C08G18/12 C08J9/00 C08G18/12 C08G101/00 

Изобретение относится к ортопедии, в частности к созданию материала, применяемого для снятия оттиска стопы и изготовлению по оттиску гипсового позитива при изготовлении индивидуальных стелек и обуви.

Для изготовления высококачественной ортопедической обуви и индивидуальных ортопедических стелек важным является изготовление точного слепка ступени.

В настоящее время для изготовления слепка ступени используют вакуумные установки /SU, 1653737/ и специальные электронные установки /DE, заявка 3835008/. Однако эти установки дороги, сложны в эксплуатации и не позволяют обслуживать инвалидов на дому.

Известно использование фенолформальдегидного пенопласта для снятия слепков в ортопедии /каталог 69951 фирмы Otto Bock, Германия, 1992/. Однако данные пенопласты не соответствуют всем требованиям экологической безопасности и не обладают требуемыми санитарно-гигиеническими свойствами.

Альтернативой фенолформальдегидным могут быть полимочевинные пенопласты.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения пенопласта - пенополимочевины взаимодействием полиизоцианата /ПИЦ/ с водой в присутствии катализатора и небольших количеств монофункционального спирта, 5-15% от массы ПИЦ /US, патент 4454251/.

Однако данный пенопласт не обладает сминаемостью, необходимой для изготовления слепков. Под сминаемостью в данном изобретении принимается способность пенопласта деформироваться под воздействием определенной нагрузки и сохранять деформацию после снятия нагрузки.

Цель изобретения - получение полимочевинного пенопласта с улучшенной сминаемостью, то есть способностью сохранить форму оттиска после снятия нагрузки, пригодного для снятия слепка стопы при изготовлении ортопедической обуви.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно вводят продукт оксипропилирования сахарозы с мол. массой 400-600 и пластификатор в количестве 20-80 мас. ч. на 122,3-125 мас.ч. полиизоцианата при массовом соотношении монофункционального спирта и воды, равном 1-10:1.

Для определения сминаемости пенопласта использовалась методика, заключающаяся в том, что на поверхность горизонтально расположенного листа материала без нажима устанавливается стальной шар диаметром 60-0,5 мм и выдерживается в таком положении 120 с. После чего шар аккуратно, без нажима снимается с места и линейкой замеряется с точностью до 1 мм диаметра отпечатка шара.

Экспериментально было установлено, что для получения качественного отпечатка стопы необходимо иметь значение сминаемости, определенной по вышеприведенной методике, от 20 до 32 мм. При указанных значениях сминаемости пенопласт легко деформируется при надавливании ступеней и не разрушается при заливке в него гипсового теста.

По изобретению используют следующее сырье: продукт оксипропилирования сахарозы с мол.мас. 400-600, а именно:
Простые полиэфиры маро Лапрол 404- проект ТУ. Лапрол 564 -ТУ 6 -55-221-990-88. Лапрол 501-2-45 ТУ 6 - 05-221-835-85.

Полиизоцианат- ТУ 113-03-38-106-90
Вспенивающий агент-хладон 11-ТУ- 6 -02-727-78
Монофункциональные спирты -этанол- ГОСТ 18300-87, метанол- ГОСТ 2222-78 Бутанол- ГОСТ 17299-71 этилгексанол-ГОСТ 26624-85
Вода дистиллированная - ГОС 6709-72
Пенорегулятор кремнийорганический КЭП-2- ТУ 6-02-813-73
Пластификаторы - диоктилфталат, диметилфталат, дибутилфталат, диоктиладипинат - ТУ 6-05-1347-75.

Предлагаемый способ получения полимочевинного пенопласта был опробован в лабораторных и опытно-промышленных условиях.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Соотношение спирт: вода 1,8:1.

Готовят смесь из 9 мас.ч. этанола, 5 мас.ч лапрола, 404,5 мас.ч. воды, 1,1 мас. ч. КЭП-2, 65 мас.ч. диоктилфталата, 2,5 мас.ч. диметилэтаноламина, 10 мас.ч. хладона - 11, перемешивают. После перемешивания добавляют 124 мас. ч. ПИЦ, вновь перемешивают в течение 15-20 с и выливают в форму размерами 15х320х150 мм для вспенивания и отверждения.

Плотность γ полученного пенопласта - 30 кг/см³,
разрушающее напряжение при сжатии σ_сж - 0,16 кг/см²,
снимаемость - 25 мм.

Пример 2.

Соотношение спирт:вода 1,2:1
Готовят смесь из 6 мас.ч. метанола, 8 мас.ч. лапрола, 564,5 мас.ч. воды, 1,1 мас.ч. КЭП-2,80 мас.ч. дибутилфталата, 2 мас.ч. диметилаэтаноламина, 10 мас. ч. хладона-11 и перемешивают. После перемешивания добавляют 125 мас.ч. ПИЦ, вновь перемешивают в течение 15-20 с и выливают в форму для вспенивания и отвердения. γ - 28 кг/см³, σ_сж - 0,16 кг/см², снимаемость - 20 мм.

Пример 3.

Соотношение спирт:вода 2,9:1.

Готовят смесь из 14,5 мас.ч. бутанола, 5 мас.ч. воды, 6 мас.ч. лапрола 564, 1,1 мас. КЭП-2, 55 мас.ч. диметилфталата, 2 мас. ч. диметилэтаноламина, 10 мас. ч. , хладона - 11 и перемешивают. В полученную смесь добавляют 123 мас. ч. ПИЦ, перемешивают 15-20 с и выливают в форму. После вспенивания и отверждения замеряют γ - 30,4 кг/см³, σ_сж - 0,2 - кг/см², снимаемость - 30 см.

Пример 4.

Соотношение спирт:вода 5:1.

Готовят смесь из 25 мас.ч. 2 - этилгексанола, 5 мас. воды, 6,5 мас.ч. лапрола, 404,1,1 мас.ч. КЭП-2, 45 мас.ч. диоктиладипината, 10 мас.ч. хладона - 11, 2,5 мас.ч. диметилэтаноламина, перемешивают, затем добавляют 124 мас. ч. ПИЦ, перемешивают в течение 15-20 с и выливают в форму. После вспенивания и отверждения измеряют: γ - 22 кг/см³, σ_сж - 0,185 кг/см², снимаемость - 25 мм.

Пример 5.

Соотношение спирт:вода 9,9:1.

Готовят смесь из 4,5 этанола, 45 мас.ч. лапрола 4 501-2-45, воды 5 мас., 5 мас. ч. лапрола 564, 1 мас. диметилэтаноламина, 2 мас.ч. КЭП-2, 20 мас хладона - 11, 20 мас.ч. диоктилфталата, перемешивают, затем добавляют 122,3 мас.ч. ПИЦ, перемешивают в течение 15-20 с и выливают в форму. После вспенивания и отверждения измеряют γ - 25,4 кг/см³, σ_сж 0,12 кг/см₂, снимаемость - 22 мм.

Пример 6 (контрольный без пластификатора).

Соотношение спирт:вода 1,8:1.

Готовят смесь из 9 мас.ч. этанола, 5 мас.ч. воды, 0,7 мас. ч. диметилэтаноламина, 1 мас.ч. КЭП-2, 10 мас.ч. хладона, 11,5 мас.ч. лапрола 564, перемешивают. В полученную смесь добавляют 110 мас.ч. ПИЦ, перемешивают 15-20 с и выливают в форму. После вспенивания и отверждения замеряют γ - 9,9 кг/см³, σ_сж - 0,092 кг/см₂, снимаемость - 34 мм. Пенопласт рассыпается, образуются трещины.

Пример 7 (контрольный без пластификатора и полиэфира).

Соотношение спирт:вода 1,8:1
Готовят смесь из 9 мас.ч. этанола, 5 мас.ч. воды, 0,7 мас.ч. диметилэтаноламина, 1 мас.ч КЭП-2.10 мас.ч. хладона-11, перемешивают. В полученную смесь добавляют 110 мас.ч. ПИЦ, перемешивают 15-20 с и выливают в форму. После вспенивания и отверждения замеряют γ - 9,9 кг/см³, σ_сж - 0,05 кг/см², снимаемость - 4,4 мм. Пенопласт трескается при деформации, разрушается при заливке гипсового теста.

Пример 8 (контрольный с уменьшенным содержанием спирта).

Соотношение спирт:вода 0,9:1.

Готовят смесь из 4,5 мас.ч. этанола, 5 мас.ч. воды, 0,7 мас.ч. диметилэтаноламина, 1 мас. ч. КЭП-2, 10 мас.ч. хладона -11,5 мас.ч. лапрола 546,65 мас.ч. диоктилфталата, перемешивают. В полученную смесь добавляют 120 мас.ч. ПИЦ, перемешивают 15-20 с и выливают в форму. После вспенивания и отверждения измеряют γ - 22 кг/см³, σ_сж - 0,2 кг/см². После снятия нагрузки пенопласт не сохраняет форму оттиска.

Пример 9 (по прототипу).

Готовят смесь из 9 мас.ч. воды, 4 мас.ч. метанола, 1,0 мас.ч. катализатора Поликат 17, ПАВ 540 2 мас.ч., перемешивают и добавляют ПИЦ 100, 4 мас. ч. после перемешивания выливают в форму, где происходит вспенивание и отверждение γ - 6,9 кг/см³, σ_сж - 0,136 кг/см². Пенопласт не дает оттиска.

Снимаемый пенопласт, изготовленный по данному изобретению, прошел апробацию и рекомендован к промышленному применению на протезно-ортопедических предприятиях.

Пенопласт предназначен для снятия оттиска стопы при изготовлении ортопедической обуви. Пенопласт получают взаимодействием полиизоцианата с монофункциональным спиртом и водой при соотношении 1-10:1, а также с продуктом оксипропилирования сахарозы с мол.м. 400-600 в присутствии катализатора и пластификатора, взятого в количестве 20-80 мас.ч. на 122,3-125 мас.ч. полиизоцианата. Полученный пенопласт способствует сохранению формы оттиска после снятия нагрузки.

Способ получения пенопласта взаимодействием полиизоцианата с монофункциональным спиртом и водой в присутствии катализатора, отличающийся тем, что во взаимодействие дополнительно вводят продукт оксипропилирования сахарозы с мол. м. 400 - 600 и пластификатор в количестве 20 - 80 мас.ч. на 122,3 - 125 мас. ч. полиизоцианата при массовом соотношении монофункционального спирта и воды 1 - 10 : 1.