Изобретение относится к способу получения полимерных полиолов с высоким содержанием сухого вещества, к получению полиольных дисперсных композиций, которые пригодны для получения высокоэластичных пеноуретанов. Эластичные пеноуретаны широко используются в основном в автомобильной и мебельной промышленности.
Известны способы получения полимер-полиола и полиольной дисперсии для эластичного пеноуретана (заявка RU №95113718, кл. С 08 G 18/40, 18/32, 20.03.97, Бюл. №8); в котором дисперсия полиола, модифицированная полимером, содержит полиаддитивный продукт, диспергированный в полиоле. Полиаддитивный продукт присутствует в количестве приблизительно 25-75 масс.% из расчета на общую массу полиаддитивного продукта и полиола. Дисперсия имеет вязкость приблизительно 4000-50000 МПа*с, и эта вязкость остается практически той же после получения дисперсии полиола, модифицированной полимером.
Дисперсия полиола и способ ее получения ориентированы на получение полиуретанового полимера в полиоле, что не всегда удобно в технологии и удорожает стоимость дисперсии ввиду высокой стоимости компонентов.
Наиболее близким по технической сути является полиольная композиция, эластичный латексоподобный пенополиуретан и формованное изделие (пат. RU №2166516, кл. С 08 G 18/48, C 08L 71/00, 71/02, 75/08, от 10.05.2001).
Полиольная композиция включает полиол с диспергированным в нем полимер-полиолом. Полимер-полиол получают растворением при ламинарном перемешивании в полиоле полимера или сополимера в количестве до 40 м.ч. при повышенных температуре и давлении.
Композиция содержит: (а) 80-99,5 м. ч. полимерного полиола, содержащего основной полиол. Имеющий молекулярную массу в пределах 2500-6500, первичное гидроксильное содержание не менее 40% и стабильный диспергированный в нем полимер до общей массы 100 м.ч.; (в) 0,5-20 м.ч. гидрофильного полиола, имеющего молекулярную массу в пределах 2000-5500 и первичное гидроксильное содержание не менее 50%. В качестве полимера в полиоле используют полистирол, стиролакрилонитрильный сополимер (САН) или полиуретановый полимер. Однако процесс получения полимер-полиола с большим количеством полимера связан с длительностью растворения полимера, а полученные частицы полимера в полиоле имеют большой разброс по размеру, что не способствует стабильности свойств получаемой пены и формованного изделия.
Технической задачей изобретения является получение стабильной дисперсии, снижение времени технологического цикла получения полимер-полиола и уменьшение энергозатрат на процесс.
Поставленная задача решается тем, что способ получения полимер-полиола включающий две стадии, где на первой стадии смешивают полиэфир, в качестве которого используют Лапрол 5003 или смесь Лапрола 5003 и Лапрола 3003, с полимером, выбранным из группы, включающей полистирол, стирол-акрилонитрильный сополимер, стирол-бутадиеновый сополимер, акрилонитрильный-бутадиеновый-стирольный пластик или их смеси, при температуре 100°С, а на второй стадии при температуре 90°С и давлении 0,2 МПа вводят мономер, выбранный из группы, включающей стирол, акрилонитрил, акрилат или их смеси, а затем катализатор и полученную массу перемешивают при температуре 100-110°С и давлении 0,25 МПа. Полиольная дисперсная композиция, содержащая 76,6-96,9 м.ч. полипропиленгликоля с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием не менее 40%, 2-20 м.ч. полимер-полиола, полученного способом по п.1, и добавки.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что получение полимер-полиола осуществляют в две стадии, где на первой стадии смешивают полиэфир, в качестве которого используют Лапрол 5003 или смесь Лапрола 5003 и Лапрола 3003, с полимером, выбранным из группы, включающей полистирол, стирол-акрилонитрильный сополимер, стирол-бутадиеновый сополимер, акрилонитрильный-бутадиеновый-стирольный пластик или их смеси, при температуре 100°С, а на второй стадии при температуре 90°С и давлении 0,2 МПа вводят мономер, выбранный из группы, включающей стирол, акрилонитрил, акрилат или их смеси, а затем катализатор и полученную массу перемешивают при температуре 100-110°С и давлении 0,25 МПа. Полиольная дисперсная композиция, содержащая 76,6-96,9 м.ч. полипропиленгликоля с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием не менее 40%, 2-20 м.ч. полимер-полиола, полученного способом по п.1, и добавки.
Приготовление полимер-полиола связано с длительными процессами смешения компонентов, набуханием полимера, его частичного растворения при повышенных температуре и давлении с образованием дисперсии: твердого полимера в полиоле. Однако даже длительное перемешивание в указанных условиях не всегда приводит к ожидаемому результату. Это связано с нестабильностью межфазного взаимодействия на границе полиол-полимер, к расслаиванию при хранении, в результате чего формируемый в конечном итоге эластичный пеноуретан не всегда удовлетворяет техническим требованиям и особо это связано с деформацией пены под нагрузкой.
Для стабильности межфазного взаимодействия на границе полиол-полимер в предлагаемом изобретении предлагается введение второй стадии в получении полимер-полиола, при которой в ранее приготовленную смесь полиола и полимера вводят вначале мономер, а затем катализатор и в условиях перемешивания, и в условиях повышенных температур и давления осуществляют процесс полимеризации или сополимеризации мономера. Процесс происходит и на поверхности твердых частиц полимера, обеспечивая изменение межфазного взаимодействия. Тем самым достигают большей стабильности на межфазной поверхности в полимер-полиоле. Подбирая пару полимер, мономер и полиол на основе индивидуального полиэфира или их смеси, можно достичь высокой стабильности полиольной дисперсной композиции при использовании предлагаемого полимер-полиола. А высокая стабильность полиольной дисперсной композиции позволит получать качественный эластичный пеноуретан, соответствующий необходимым техническим требованиям.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В реактор объемом 0,05 м3 с полиэфиром-Лапрол 5003 с молекулярной массой 5000 и первичным гидроксильным содержанием 42-45% при перемешивании и температуре 100°С вводят 20 м.ч. полистирола по отношению к полиэфиру. Повышают давление в реакторе до 0,2 МПа и перемешивают в течении 10 часов. На второй стадии температуру в объеме реактора понижают до 90°С, вводят при перемешивании акрилонитрил 20 м.ч., затем катализатор - перекись третбутила. Полученную массу перемешивают при температуре 100-110°С и давлении 0,25 МПа в течении 6 часов. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 2. Условия приведены в примере 1. Полиэфир является смесью Лапрола 5003 с молекулярной массой 5000 и первичным гидроксильным содержанием 42-45% и Лапрол 3003 с молекулярной массой 3000 и первичным гидроксильным содержанием 56-60% в соотношении 1:1.
Полимер - сополимер стирола с акрилонитрилом в количестве 26 м.ч. На второй стадии вводят 14 м.ч. мономера - смесь стирола и акрилонитрила в соотношении 1:2. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 3. Условия приведены в примере 1. Полимер-стирол-бутадиеновый сополимер, мономер - акриловая кислота. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 4. Условия приведены в примере 1. Полимер-акрилонитрильный сополимер и акрилонитрильный-бутадиеновый-стирольный пластик в соотношении 1:1. Мономер - смесь акрилонитрила с винилиденхлоридом в соотношении 2:1. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 5 (прототип). Условия приведены в примере 2. Второй стадии приготовления полимер-полиола нет. Количество сополимера 40 м.ч. Время перемешивания 28 часов. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 6. Полиольную дисперсную композицию получают смешивая:
- полимер-полиол по примерам 1-5 - 10 м.ч.
- полиэфир гидрофильный аналогичный как в примерах 1-5 - 80 м.ч.
- катализатор сшивания «Тегостат В 8681», октоат олова 0,25 м.ч.
- кремний органический продукт «Тегостат 2770» - 2 м.ч.
Полученная композиция имеет белый цвет, содержание полимера - 6%, вязкость для разных примеров в пределах 2800-4000 сПз.
Состав реакционной смеси для получения эластичного пеноуретана для всех примеров одинаковый и содержит:
смесь толуилендиизоцианат - 80/20 и полиизоцианат на основе метафенилендиизоцианат - 50 м.ч.
Свойства полученных эластичных пеноуретанов приведены в таблице 2.
Свойства полимер-полиолов
Характеристики эластичных пеноуретанов, полученных из реакционных смесей составленных из полильных диспесных композиций (пример 6) с использованием полимер-полиолов, полученных в примерах 1-5
Сравнение показателей полимер-полиолов (таблица 1), полученных разными способами, показывает, что введение на второй стадии полимеризационных процессов улучшает стабильность полимер-полиола, снижает технологическое время его получения и отсюда энергозатраты на процесс (примеры 1-5).
Полученные полиольные дисперсные композиции на основе полимер-полиолов по примерам 1-4 позволяют получать эластичные пеноуретаны, превосходящие по свойствам, в первую очередь, по упругой деформации, аналогичные пеноуретаны, получаемые по прототипу.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕР-ПОЛИОЛА, ПОЛИОЛЬНАЯ ДИСПЕРСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ЭЛАСТИЧНЫЙ ПЕНОУРЕТАН И ФОРМОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ | 2004 |
|
RU2266302C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕР-ПОЛИОЛА, ПОЛИОЛЬНАЯ ДИСПЕРСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ЭЛАСТИЧНЫЙ ПЕНОУРЕТАН И ФОРМОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ | 2004 |
|
RU2275391C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИОЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ И ПОЛИОЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2008 |
|
RU2385886C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕР-ПОЛИОЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ | 2015 |
|
RU2598379C1 |
ПОЛИОЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНА | 2003 |
|
RU2252234C2 |
ПОЛИМЕРНЫЕ ПОЛИОЛЫ И ПОЛИМЕРНЫЕ ДИСПЕРСИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ ГИДРОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ | 2005 |
|
RU2412954C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОЛИОЛА | 2015 |
|
RU2713651C2 |
Композиция для формования деталей автомобильных сидений из эластичного пенополиуретана | 1986 |
|
SU1636419A1 |
СТАБИЛЬНЫЙ НИЗКОВЯЗКИЙ ПОЛИМЕР-ПОЛИОЛ, ИМЕЮЩИЙ ГИДРОКСИЛЬНОЕ ЧИСЛО ≥35, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2006 |
|
RU2423388C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ В ЗАКРЫТОЙ ФОРМЕ ЭЛАСТИЧНЫХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И ЭЛАСТИЧНЫЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ | 1993 |
|
RU2100383C1 |
Изобретение относится к способу получения полимер-полиола, включающего две стадии. На первой - полиэфир, в качестве которого используют Лапрол 5003 или смесь Лапрола 5003 и Лапрола 3003, смешивают с полимером, выбранным из группы, включающей полистирол, стирол-акрилонитрильный сополимер, стирол - бутадиеновый сополимер, акрилонитрильный-бутадиеновый-стирольный пластик или их смеси, при температуре 100°С. На второй стадии при температуре 90°С и давлении 0,2 МПа вводят мономер, выбранный из группы, включающей акрилонитрил, стирол, акрилат, винилиденхлорид или их смеси, а затем катализатор. Полученную массу перемешивают при температуре 100-110°С и давлении 0,25 МПа. Также изобретение относится к полиольной дисперсной композиции. Изобретение позволяет получить стабильную дисперсию, сократить время технологического цикла получения полимер-полиола и уменьшить энергозатраты. 2 н. п. ф-лы, 2 табл.
ПОЛИОЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ЭЛАСТИЧНЫЙ ЛАТЕКСОПОДОБНЫЙ ПЕНОПОЛИУРЕТАН И ФОРМОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ | 1996 |
|
RU2166516C2 |
Авторы
Даты
2005-11-27—Публикация
2004-04-28—Подача