Изобретение относится к области получения полимерных продуктов, а именно полиольных композиций, представляющих собой дисперсии дискретных полимерных частиц в полиоле. Указанные продукты, называемые также полимер-полиолы, графт-полиолы, сополимер-полиолы и полимерные полиолы, нашли широкое применение для получения эластичных пенополиуретанов, в частности, автомобильного и мебельного назначения.
В зависимости от особенностей дальнейшей переработки, природы и свойств применяемых полиолов и полимеров полиольные композиции имеют различное содержание твердой фазы и различные показатели вязкости. Учитывая особенности современных технологий получения полиуретанов, в частности пенополиуретанов, несомненным преимуществом обладают низковязкие полиольные композиции с высокой стабильностью, определяемой седиментационной устойчивостью в течение длительного времени. Стабильность полиольных композиций может достигаться за счет введения в их состав специальных добавок - диспергаторов, преимущественно той же химической природы, что и полиол, либо за счет специальных технологических приемов, применяемых в ходе синтеза полиольной композиции, способствующих образованию мелких частиц полимера и предотвращающих образование его агломератов.
В целом существует два метода получения дисперсий полимерных частиц в полиоле: диспергирование или растворение полимера в полиоле, а также полимеризация мономера в полиоле in-situ. Первый метод состоит в измельчении полимерного материала до размера частиц в среднем не более 5 мкм с последующим суспенидированием в полиоле при перемешивании и повышленной температуре. Второй метод заключается в радикальной полимеризации ненасыщенных мономеров в среде полиола или смеси полиолов при заданных температурно-временных режимах. Заявляемый способ получения полиольных композиций относится ко второму из указанных методов.
Известен способ получения полиольной композиции по патенту РФ №2275391 (опубл. в 2005 г.), осуществляемый путем радикальной полимеризации мономера, выбранного из группы, включающей стирол, акрилонитрил, акрилат, бутадиен или их смеси, в две стадии в условиях ламинарного движения при повышенной температуре и заданном давлении и позволяющий получить продукт со стабильными размерами полимерных частиц в интервале 2,8-3,5 мкм и устойчивостью дисперсии не более 30 суток.
Известен способ получения полиольной композиции про патенту РФ №2266302 (опубл. в 2005 г.), осуществляемый в две стадии, включающий перемешивание полиола и мономера в ламинарном режиме, последующее введение катализатора в турбулентном режиме, дальнейшее перемешивание в условиях ламинарного режима с получением аддукта на первой стадии, дополнительное введение мономера и катализатора в полученный аддукт в условиях турбулентного режима, перемешивание полученного продукта в турбулентном режиме с получением полиольной композиции со средним размером частиц полимера 2,6-3,2 мкм и седиментационной устойчивостью не более 30 суток. Недостатком указанного способа является его многостадийность, технологическая громоздкость, а также низкий показатель седиментационной устойчивости полученного продукта.
Известен способ получения графт-полиолов с бимодальным распределением частиц по размерам по патенту РФ №2316567 (опубл. в 2008 г.). В указанном способе реакционная смесь содержит графт-полиол с мономодальным распределением частиц по размерам с мелкими частицами размером 0,05-0,7 мкм и по меньшей мере один графт-полиол с мономодальным распределением частиц по размерам с крупными частицами размером 0,4-5,0 мкм, смешанные друг с другом в таком соотношении, что общее содержание твердого вещества полученного графт-полиола с бимодальным распределением частиц по размерам состоит из объемной доли мелких частиц от 5 до 45% и объемной доли крупных частиц от 95 до 55%. Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является снижение вязкости и повышение технологических показателей продукта при дальнейшей переработке, в частности, в пенополиуретан. Недостатком указанного способа является его многостадийность, предусматривающая необходимость получения двух различных графт-полиолов, содержащих соответственно крупные и мелкие частицы полимера, и их дальнейшее перемешивание. Кроме того, необходимость введения значительного количества крупных частиц полимера в состав продукта безусловно приведет к снижению седиментационной устойчивости получаемого продукта.
Наиболее близким техническим решением по объекту «Способ» является способ получения стабильного низковязкого полимерного полиола по патенту США №7179882 (опубл. в 2007 г.) с содержанием твердых веществ 30-65 мас.%, включающий свободнорадикальную полимеризацию одного или более этиленненасыщенных мономеров в полиоле в присутствии управляющих полимеризацией реагентов, а также предварительно полученного стабилизатора, при этом полное количество управляющих полимеризацией реагентов составляет от 5 до 20% на 100% полимерного полиола. Недостатком указанного способа является высокий показатель полидисперсности полимерных частиц в получаемой композиции - порядка 1,6 - и вследствие этого ее недостаточная седиментационная устойчивость - не более 45 суток (примечание: указанные данные получены в результате воспроизведения способа прототипа). Причиной, препятствующей достижению высоких показателей седиментационной устойчивости полиольной композиции, является отсутствие в указанном способе специальных технологических приемов, применяемых в ходе синтеза, обеспечивающих необходимое значение седиментационной устойчивости.
Известные полиольные композиции различаются видом полиолов и полимеров, а также химической природой и назначением разнообразных целевых добавок, используемых в ходе синтеза (Европейские патенты №79115, 786480, патент США №7087657, патенты РФ №2128192, 2166516).
Известна полиольная дисперсная композиция по патенту РФ №2275391 (опубл. в 2005 г.), содержащая полимер, управляющий полимеризацией реагент-катализатор; средний размер частиц полимера в указанной композиции составляет 2,8-5,5 мкм, седиментационная устойчивость сохраняется при 45°С в течение 30 суток.
Известна полиольная дисперсная композиция по патенту РФ №2266302 (опубл. в 2005 г.), содержащая стабильные по размеру полимерные частицы со средним размером от 2,6 до 3,6 мкм: достигаемая седиментационная устойчивость заявленной дисперсной композиции составляет при 45°С 27-30 суток.
Общим недостатком указанных полиольных композиций является их недостаточно высокая седиментационная устойчивость.
Наиболее близким техническим решением по объекту «Продукт» является стабильный низковязкий полимерный полиол по патенту США №7179882 (опубл. в 2007 г.) с содержанием твердой фазы 30-65 мас.%, включающий продукты реакции полиола, предварительно сформированного стабилизатора, этиленненасыщенного мономера, инициатора свободнорадикальной полимеризации и, по меньшей мере, одного управляющего полимеризацией реагента в количестве от 5 до 20%. Полиольная композиция по решению прототипа имеет средний размер полимерных частиц в полиоле не более 10 мкм. Недостатком указанной полиольной композиции является высокий показатель полидисперсности полимерных частиц - 1,6 - и, вследствие этого, недостаточная седиментационная устойчивость полиольной композиции - до 45 суток (данные получены заявителем экспериментальным путем по режимам прототипа).
Суть изобретения заключается в следующем.
Единой технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа получения стабильной низковязкой полиольной композиции, содержащей полиол с диспергированными в нем частицами этиленненасыщенного полимера, а также состава указанной полиольной композиции.
Единым техническим результатом заявляемого изобретения является повышение седиментационной устойчивости полиольной композиции, снижение степени полидисперсности полимерных частиц в полиоле.
Указанный технический результат по объекту «Способ» достигается путем свободнорадикальной полимеризации этиленненасыщенных мономеров в среде полиола, предварительно полученного стабилизатора и управляющих полимеризацией реагентов, в том числе инициатора, и включает загрузку указанных ингредиентов, их дозирование и перемешивание, причем вначале осуществляют загрузку и перемешивание полиола и стабилизатора, после чего производят нагрев реакционной смеси до температуры разложения инициатора, затем в режиме непрерывного дозирования вводят этиленненасыщенные мономеры и управляющие полимеризацией реагенты при постоянном перемешивании в турбулентном режиме, характеризуемом критерием Рейнольдса 1300-1500 при сдвиговых нагрузках в интервале 5-15 с-1, продолжают синтез в указанном режиме в течение половины продолжительности синтеза, после чего снижают температуру реакционной смеси на 10-20°С ниже температуры разложения инициатора, продолжая синтез в указанном режиме перемешивания в течение оставшейся половины продолжительности времени, затем повышают температуру полученного продукта до температуры разложения инициатора и продолжают перемешивание в указанном режиме до достижения содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров не более 0,5 мас.%.
Приемущественными вариантами достижения указанного технического результата по объекту «Способ» является применение в качестве полиола смеси полиолов и применение в качестве предварительно полученного стабилизатора продукта взаимодействия полиола с ОН-функциональностью 2-4 с изоцианатом, взятых в соотношении OH:NCO, равном 2-10:1.
Указанный технический результат по объекту «Продукт» достигается путем введения в состав полиольной композиции полиола и полимера из этиленненасыщенных мономеров в виде диспергированных в указанном полиоле частиц с содержанием твердой фазы 40-45 мас.%, предварительно полученного стабилизатора, а также управляющих полимеризацией реагентов, в том числе инициатора, при этом средний размер частиц полимера в полиоле составляет 0,05-0,5 мкм при степени полидисперсности, равной 1,01-1,10, при следующем соотношении ингредиентов (мас.ч.): полиол 48-55, этиленненасыщенный полимер 40-45, предварительно полученный стабилизатор 3,5-5,5, управляющие полимеризацией реагенты 1,2-2,4.
Дополнительные исследования, проведенные заявителем, показали, что при получении полимерных дисперсий с содержанием в полиольной композиции твердой фазы в виде полимерных частиц в количестве 40-45 мас.% связано с высокой вероятностью расслоения компонентов во времени (низкой седиментационной устойчивостью), что в свою очередь связано со сложностью получения полимерных частиц микронного размера в среде нейтрального полиола.
Продукт необходимого качества возможно получить, учитывая особенности механизма свободнорадикальной полимеризации в присутствии стабилизатора и управляющих полимеризацией реагентов, особенно инициатора. Заявляемый способ предусматривает нагрев реакционной смеси до температуры распада инициатора с образованием активных центров роста полимерной цепи, которые последовательно взаимодействуют с мономером, что приводит к формированию полимера с заданной молекулярной массой. Однако высокая скорость инициирования процесса полимеризации может привести к образованию полимеров с низкой молекулярной массой, которые остаются растворенными в полиоле и приводят к повышению вязкости получаемой полиольной композиции. Для исключения получения полимерных частиц с низкой молекулярной массой на второй стадии способа применяют специальный технологический прием, а именно снижают температуру реакционной смеси, замедляя таким образом образование новых активных центров полимеризации и способствуя удлинению полимерных цепей в образующихся полимерных частицах за счет рекомбинации макрорадикалов. Дополнительный технологический прием - повышение температуры полимеризации перед самым окончанием способа - дает возможность вступить в реакцию непрореагировавшим мономерам и достигнуть таким образом показателя степени превращения непрореагировавших мономеров до 0,5 мас.%.
Заявленный турбулентный режим перемешивания обеспечивает высокую степень распределения по объему технологической среды подаваемой реакционной смеси этиленненасыщенных мономеров и инициатора, уменьшая возможность ее локальных перегревов, снижая толщину диффузионного слоя и ускоряя стадию образования мелких частиц полимера, обеспечивая тем самым седиментационную устойчивость получаемой композиции.
Вызывая преждевременный обрыв молекулярной цепи управляющие полимеризацией реагенты: инициатор и регулятор обрыва цепи, введенные в заявляемых количествах, дают возможность получать полиольные композиции с малым размером частиц полимера, обеспечивающим высокие показатели седиментационной устойчивости дисперсии, при высоком содержании твердой фазы и низкой вязкости без ухудшения технологических свойств композиции при дальнейшей переработке.
Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества.
В качестве полиола могут быть использованы простые полиэфиры с молекулярной массой 2500-6500 с функциональностью не менее 2 и гидроксильным числом не менее 18 мг КОН/г, в частности простые полиэфиры, выпускаемые под торговой маркой Лапрол. В частном случае реализации изобретения в качестве полиола может быть использована смесь полиолов.
В качестве этиленненасыщенных мономеров могут быть использованы стирол, акрилонитрил, α-метилстирол, сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, винилацетат, акриловые производные, сложные эфиры ненасыщенных алифатических кислот и их комбинации с другими мономерами. Преимущественными и коммерчески значимыми продуктами для осуществления заявляемого изобретения являются стирол, акрилонитрил или их смеси.
В качестве управляющих полимеризацией реагентов могут быть использованы регулятор обрыва цепи и инициатор свободнорадикальной полимеризации.
В качестве регулятора обрыва цепи могут быть использованы вещества, имеющие в составе активный водород, например трет-додецилмеркантан, додекантиолы, меркаптоэтанол, метанол, изопропанол, бутанол-2, аллиловый спирт, галогенсодержащие углеводороды и некоторые другие.
В качестве инициатора свободнорадикальной полимеризации могут быть использованы органические перекиси и органические азосоединения, в частности перекись бензоила, перекись лаурила, перекись ди-трет-бутила, гидроперекись кумила, перекись дикумила, трет-бутилпербензоат, 2,2/-азобис-2-метилбутиронитрил, а также их смеси.
В качестве предварительно полученного стабилизатора могут быть использованы соединения, имеющие на конце полиэфирной цепи хотя бы одну введенную реактивную олефиновую связь (малеиновую, фумаратную, (мет)акрилатную и т.п.). Наилучшие результаты при осуществлении изобретения достигаются при применении продуктов взаимодействия полиола с ОН-функциональностью 2-4 с изоцианатом, взятых в соотношении из расчета OH:NCO, равном 2-10:1.
Способ получения заявляемой полиольной композиции осуществляют следующим образом. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, мерником, термометром, вакуумной и азотной линиями, загружают полиол и стабилизатор. Реактор несколько раз продувают азотом, после чего реакционную смесь нагревают до температуры разложения инициатора и начинают одновременно дозировать этиленненасыщенные мономеры и управляющие полимеризацией реагенты: агент обрыва цепи и инициатор, при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1300-1500 и при сдвиговых нагрузках 5-15 с-1 в течение половины продолжительности синтеза, после чего снижают температуру реакционной смеси на 10-20°С ниже температуры разложения инициатора, продолжая синтез в указанном режиме перемешивания в течение оставшейся половины продолжительности синтеза, после чего повышают температуру полученного продукта до температуры разложения инициатора и продолжают перемешивание в указанном режиме до достижения содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров не более 0,5 мас.%.
Турбулентный режим в соответствии с заявляемым способом обеспечивается путем использования быстроходной турбинной мешалки открытого типа с наклонными лопатками, с соотношением диаметра реактора и диаметра мешалки, обеспечивающим соответствующий показатель коэффициента Рейнольдса, и наличием отражающих перегородок, исключающих образование застойных зон реакционной смеси у стенок реактора.
По окончании перемешивания отгоняют непрореагировавшие мономеры и фильтруют полученный продукт, используя в качестве фильтровальной перегородки нержавеющую сетку с ячейками размером 0,5 мм.
В частном случае реализации способа в качестве полиольной композиции используют смесь полиолов.
В другом частном случае реализации способа в качестве предварительно полученного стабилизатора используют продукт взаимодействия полиола с ОН-функциональностью 2-4 с изоцианатом, взятых в соотношении из расчета OH:NCO=2-10:1.
Полученная в соответствии с заявляемым способом полиольная композиция представляет собой устойчивую низковязкую полимерную дисперсию с содержанием твердой фазы 40-45 мас.%, свободную от агломератов, со средним размером частиц полимера в полиоле 0,05-0,5 мкм при степени полидисперсности, равной 1,01-1,10, при следующем соотношении ингредиентов (мас.ч.): полиол 48-55, полимер из этиленненасыщенных мономеров 40-45, предварительно полученный стабилизатор 3,5-5,5, управляющие полимеризацией реагенты 1,2-2,4.
Преимущества заявляемого способа подтверждаются сравнением следующих показателей: динамической вязкости, седиментационной устойчивости и степени полидисперсности полимерных частиц.
Измерение динамической вязкости производили на вискозиметре ХААКЕ при 25°С.
Седиментационную устойчивость полиольной композиции во времени оценивали визуально по наличию расслоения при хранении в термошкафу при 60°С в течение 3 месяцев.
Степень полидисперсности полимерных частиц определяли на электронном микроскопе SEM-100 В (Япония) при инструментальном увеличении 25000-30000 раз.
Конкретная реализация заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В соответствии с вышеописанным способом получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): Лапрола 5003 (100), стабилизатора (7,46) - продукта взаимодействия Лапрола 5003 (100) и ТДИ 80/20 (0,85), взятых в соотношении ОН:NCO=6:1, в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли стирол (74,6), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, а именно регулятора обрыва цепи и инициатора, применяли соответственно изопропанол (3,54) и перекись ди-трет-бутила с температурой разложения 110°С (0,93) при следующих технологических режимах: нагрев смеси Лапрола 5003 и стабилизатора до 110°С, дозирование этиленненасыщенных мономеров и управляющих полимеризацией реагентов при указанной температуре в течение 3 ч при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1300 (сдвиговые нагрузки при перемешивании реагентов 5 с-1), последующее снижение температуры реакционной смеси до 100°С, продолжение синтеза в указанном режиме в течение 3 часов, последующее повышение температуры до 110°С, продолжение перемешивания в течение 2 часов до содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров 0,25 мас.%.
Пример 2. В соответствии с вышеописанным способом получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): Лапрола 3603 (100), стабилизатора (10,4) - продукта взаимодействия Лапрола 5003 (100) и МДИ (3,81), взятых в соотношении ОН:NCO=2:1, в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли акрилонитрил (88,2), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, а именно регулятора обрыва цепи и инициатора, применяли соответственно метанол (2,0) и перекись бензоила с температурой разложения 90°С (1,6) при следующих технологических режимах: нагрев смеси Лапрола 3603 и стабилизатора до 90°С, дозирование этиленненасыщенных мономеров и управляющих полимеризацей реагентов при указанной температуре в течение 2 ч при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1400 (сдвиговые нагрузки при перемешивании реагентов 10 с-1), последующее снижение температуры до 75°С, продолжение синтеза в указанном режиме в течение 2 ч, повышение температуры до 90°С и продолжение перемешивания в течение 2 ч до содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров 0,5 мас.%.
Пример 3. В соответствии с вышеописанным способом получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): смеси Лапрола 3003 (50) и Лапрола 5003 (50), стабилизатора (7,2) - продукта взаимодействия Лапрола 3003 (100) с предварительно синтезированным аддуктом 2-гидроксиэтилметакрилата и ТДИ 80/20, взятых в мольном соотношении 1:1 (1,5) и смесью стирола и акрилонитрила, взятых в мольном соотношении 1:1 (5,0), в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли смесь стирола (59,3) и акрилонитрила (25,4), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, а именно регулятора обрыва цепи и инициатора, применяли соответственно 1-додекантиол (2,0) и гидроперекись кумила с температурой разложения 110°С (1,53) при следующих технологических режимах: нагрев смеси Лапрола 3003, Лапрола 5003 и стабилизатора до 115°С, дозирование этиленненасыщенных мономеров и управляющих полимеризацией реагентов при указанной температуре в течение 1,5 ч при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1500 (сдвиговые нагрузки при перемешивании реагентов 15 с-1), последующее снижение температуры реакционной смеси до 98°С, продолжение синтеза в указанном режиме в течение 1,5 ч, повышение температуры до 115°С, продолжение перемешивания в течение 1 ч до содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров 0,4 мас.%.
Пример 4. В соответствии с вышеописанным способом получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): простого полиэфира Voranol 4711 (показатель гидроксильного числа 34 мг КОН/г, функциональность 3, производитель - компания Dow Chemical, США) - (100), стабилизатора, полученного по примеру 2 - (10,4), в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли смесь стирола (53) и акрилонитрила (35,3), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, регулятора обрыва цепи и инициатора применяли соответственно трет-додецилмеркаптан (0,8) и перекись дикумила с температурой разложения 113°С (2,8) при следующих технологических режимах: нагрев смеси полиэфира Voranol 4711 и стабилизатора до 115°С, дозирование этиленненасыщенных мономеров и управляющих полимеризацей реагентов при этой температуре в течение 1,5 ч при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1400 (сдвиговые нагрузки при перемешивании реагентов 10 с-1), последующее снижение температуры до 105°С, продолжение синтеза в указанном режиме в течение 1,5 ч, повышение температуры до 115°С, продолжение перемешивания в течение 2 ч до содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров 0,4 мас.%.
Пример 5. В соответствии с вышеописанным способом получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): смеси Лапрола 3603 (50) и простого полиэфира ROKOPOL F3600 (50) (показатель гидроксильного числа 48,6 мг КОН/г, функциональность 3, производитель - компания РСС, завод ROKITA, Польша) -(50), стабилизатора - продукта взаимодействия Лапрола 3003 (100) и ГМДИ (2,56), взятых в соотношении OH:NCO=3,3:1 - (7,2), в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли акрилонитрил (81,4) и акриловую кислоту (9,50), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, регулятора обрыва цепи и инициатора применяли соответственно тиогликолевую кислоту (0,4) и перекись лаурила с температурой разложения 80-85°С (3,8) при следующих технологических режимах: нагрев смеси полиэфиров и стабилизатора до 85°С, дозирование этиленненасыщенных мономеров и управляющих полимеризацей реагентов при указанной температуре в течение 1,5 ч при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1500 (сдвиговые нагрузки при перемешивании реагентов 15 с-l), последующее снижение температуры до 75°С, продолжение синтеза в указанном режиме в течение 1,5 ч, повышение температуры до 85°С, продолжение перемешивания в течение 1 ч до содержания непрореагировавших мономеров 0,5 мас.%.
Пример 6. В соответствии с вышеописанным способом получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): смеси Лапрола 3003 (100), стабилизатора (8,3), полученного по примеру 3, в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли смесь стирола (67,7) и акрилонитрила (16,9), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, регулятора обрыва цепи и инициатора применяли соответственно изопропанол (3,6) и смесь трет-бутилпербензоата с температурой разложения 110°С (0,53) с перекисью ди-трет-бутила с температурой разложения 110°С (0,8) при следующих технологических режимах: нагрев смеси Лапрола 3003 и стабилизатора до 110°С, дозирование этиленненасыщенных мономеров и управляющих полимеризацей реагентов при указанной температуре в течение 1 ч при скорости вращения перемешивающего устройства из расчета критерия Рейнольдса 1500 (сдвиговые нагрузки при перемешивании реагентов 15 с-1), снижение температуры до 90°С, продолжение синтеза в указанном режиме в течение 1 ч, повышение температуры до 110°С, продолжение перемешивания в течение 2 ч до числа непрореагировавших мономеров 0,3 мас.%.
Пример 7 (в соответствии с прототипом). В соответствии с решением прототипа получали полиольную композицию путем перемешивания (мас.ч.): простого полиэфира - полиоксиалкилентриола на основе глицерина с гидроксильным числом 36 мг КОН/г (100), стабилизатора (12,5), в качестве этиленненасыщенных мономеров применяли смесь стирола (47,9) с акрилонитрилом (27,5), в качестве управляющих полимеризацией реагентов, а именно регулятора обрыва цепи и инициатора, применяли соответственно изопропанол (7,3) и 2,2/-азобисизобутиронитрил (0,78) при следующих технологических режимах: нагрев смеси простого полиэфира и стабилизатора до 115°С, расчетное время синтеза 2 ч.
Сравнительные показатели полиольной композиции в соответствии с заявляемым изобретением и решением прототипа приведены в таблице.
Представленные результаты подтверждают преимущества полиольной композиции, получаемой в соответствии с заявляемым способом, а именно: малым размером частиц (0,05-0,5 мкм), их высокой однородностью (степенью полидисперсности 1,01-1,10), высокой седиментационной устойчивостью (более 90 дней) и относительно невысокой вязкостью (менее 8000 мПа.с).
Источники информации
1. Патент РФ №2275391, опубл. 2005 г.
2. Патент РФ №226302, опубл. 2005 г.
3. Патент РФ №2316567, опубл. 2008 г.
4. Патент США №7179882, опубл. 2007 г. (прототип).
5. Патент США №7087657, опубл. 2005 г.
Настоящее изобретение относится к области получения полимерных продуктов, а именно полиольных композиций. Описан способ получения полиольной композиции путем свободнорадикальной полимеризации этиленненасыщенных мономеров в среде полиола, предварительно полученного стабилизатора и управляющих полимеризацией реагентов, в том числе инициатора, включающий загрузку реагентов, их дозирование и перемешивание, отличающийся тем, что вначале осуществляют перемешивание полиола и стабилизатора, производят нагрев реакционной смеси до температуры разложения инициатора, после чего в режиме непрерывного дозирования подают этиленненасыщенные мономеры и управляющие полимеризацией реагенты при постоянном перемешивании в турбулентном режиме, характеризуемом критерием Рейнольдса 1300-1500, при сдвиговых нагрузках в интервале 5-15 с-1, продолжая синтез в указанном режиме в течение половины продолжительности синтеза, после чего снижают температуру реакционной смеси на 10-20°С ниже температуры разложения инициатора, продолжая синтез в указанном режиме перемешивания в течение половины продолжительности синтеза, затем повышают температуру полученного продукта до температуры разложения инициатора и продолжают перемешивание в указанном режиме до достижения содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров не более 0,5 мас.%. Также описана полиольная композиция для получения эластичных пенополиуретанов, полученная указанным выше способом, включающая полиол с диспергированным в нем полимером из этиленненасыщенных мономеров с содержанием твердой фазы 40-45 мас.%, предварительно полученный стабилизатор и управляющие полимеризацией реагенты, в том числе инициатор, отличающаяся тем, что средний размер частиц полимера в полиоле по размерам составляет 0,05-0,5 мкм, при степени полидисперсности, равной 1,01-1,10, при следующем соотношении ингредиентов (мас.ч): полиол 48-55, полимер из этиленненасыщенных мономеров 40-45, предварительно полученный стабилизатор 3,5-5,5. Технический результат - повышение седиментационной устойчивости полиольной композиции, снижение степени полидисперсности полимерных частиц в полиоле. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
1. Способ получения полиольной композиции путем свободнорадикальной полимеризации этиленненасыщенных мономеров в среде полиола, предварительно полученного стабилизатора и управляющих полимеризацией реагентов, в том числе инициатора, включающий загрузку реагентов, их дозирование и перемешивание, отличающийся тем, что вначале осуществляют перемешивание полиола и стабилизатора, производят нагрев реакционной смеси до температуры разложения инициатора, после чего в режиме непрерывного дозирования подают этиленненасыщенные мономеры и управляющие полимеризацией реагенты при постоянном перемешивании в турбулентном режиме, характеризуемом критерием Рейнольдса 1300-1500, при сдвиговых нагрузках в интервале 5-15 с-1, продолжая синтез в указанном режиме в течение половины продолжительности синтеза, после чего снижают температуру реакционной смеси на 10-20°С ниже температуры разложения инициатора, продолжая синтез в указанном режиме перемешивания в течение половины продолжительности синтеза, затем повышают температуру полученного продукта до температуры разложения инициатора и продолжают перемешивание в указанном режиме до достижения содержания непрореагировавших этиленненасыщенных мономеров не более 0,5 мас.%.
2. Способ получения полиольной композиции по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиола используют смесь полиолов.
3. Способ получения полиольной композиции по п.1, отличающийся тем, что в качестве предварительно полученного стабилизатора используют продукт взаимодействия полиола с ОН-функциональностью, равной 2-4, с изоцианатом, взятых в соотношении OH:NCO, равном 2-10:1.
4. Полиольная композиция для получения эластичных пенополиуретанов, полученная способом по п.1, включающая полиол с диспергированным в нем полимером из этиленненасыщенных мономеров с содержанием твердой фазы 40-45 мас.%, предварительно полученный стабилизатор и управляющие полимеризацией реагенты, в том числе инициатор, отличающаяся тем, что средний размер частиц полимера в полиоле по размерам составляет 0,05-0,5 мкм при степени полидисперсности, равной 1,01-1,10, при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
| US 7179882 B2, 20.02.2007 | |||
| 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 |
| ПРОИЗВОДНЫЕ ПОЛИГИДРОКСИАЛКИЛПИРАЗИНОВ, ИХ ПОЛУЧЕНИЕ И СОДЕРЖАЩИЕ ИХ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА | 1998 |
|
RU2193032C2 |
