Способ получения жесткого пенополиуретана Советский патент 1990 года по МПК C08G18/00 

Изобретение относится к области получения жесткого пенополиуретана, характеризующегося повьшенной ударной вязкостью (пониженной хрупкостью) , и может быть использовано в различных областях промышленности, включая системы специального назначения, например наполненные, огнеи термостойтгие пеноматериалы для облицовки.

Известен способ получения пенополиуретана, предусматривакмций ввё дение в исходный гидроксилсодержащий компонент (ГСК) диолов молекулярной массы 700-1500.

Диолы вводят в гидроксилсодержащий компонент с целью придания пеног полиуретану пониженной хрупкости.

Однако введение диола не обеспе- чивает достижения высокой удельной : ударной йязкости материала, а высокая молекулярная масса диолов снижает теплостойкость пенополиуретана.

Известен также способ получения пенополиуретана (ППУ) пониженной хрзшкости путем предварительного введения диолов с молекулярной массой 100 20000 в изоцианатный компонент (предполимерный.метод).

Этот способ позволяет снизить хрупкость ППУ, однако при высоких значениях молекулярных масс диолов резко снижается теплостойкость ППУ..

Способ обладает также рядом недостатков: низкой стабильностью изоцианатного предполимера при низких значениях молекулярной массы диолов, высокая вязкость предполимеров, что вносит определенные трудности в технологию.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения жесткого пенополиуретанапутем вэа имодействия простого гидроксилсодер жшцего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфто метана и поверхностно-активного вещества. Согласно указанному способу полу чают жесткий ППУ с теплостойкостью, характерной для использования поли эфирполиола. Кроме того, способ прост по технологии: используемые компоненты обладают сопоставимыми вязкостями и хорошей стабильностью. Однако существуют и недостатки. ППУ по способу характеризуется низкой удельной ударной вязкостью (0,010 кг/см при кажущейся плотнос 40 кг/м). Целью изобретения является повышение удельной ударной вязкости пен полиуретана при сохранении теплосто кости. Цель достигается тем, что при получении жесткого пенополиуретана путем взаимодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфторметана и поверхностноактивного вещества в простой гидроксилсодержащий полиэфир предварител но вводят 15-30 мае.ч, на 100 мае.ч полиэфира диуретандиола 1ши смеси диуретандиолов с молекулярной массо 271-1350. Использование диуретандиола или смеси диуретандиолов по изобретению позволяет получать ППУ с высокимизначения ми удельной ударной вязкости (0,280,55 кгсм/см ) и высокой, присущей используемому типу полиэфирполиола, теплостойкостью; получать гидроксилсодержащий компонент с вязкостью не выше 2000 и хорошей стабильностью не менее 1 года. Кроме того, у пенопластов, получаемых по способу, повьшаются пределы прочности при сжатии, изгибе, растяжении, соответствующие им моду ли упругости и др. Пенополиуретан по,сповобу получают либо методом заливки, либо напыления, и он может быть как интегральным, так и однородным по кажуще ся плотности. В качестве гидроксилсодержащих полиэфиров по изобретению использую оксипропилированный диамин молекулярной массы 290 (лапромол 294); оксипропилированный пентол молекулярной массы 800 (лапрол 805); оксипропилированный триол молекулярной массы 500 (лапрдл 503). Диолы для диуретандиолов: этиленгликоль с молекулярной массой 62 (Э Г); диэтиленгликоль с молекулярной массой 106 (ДЭГ); триэтиленгликоль с молекулярной массой 150 (ТЭГ); оксипропилированные диолы с молекулярными массами 200, 300, 500 (соответственно лапролы 202, 302. 502). В качестве изоцианатного компонента используют 4, 4.-дифенилметандиизоцианат (МДИ); полиизоцианат марки Б, смесь дифенилметандиизоцианата и полифенилметанполиизоцианата (ПИЦ); толуилендиизоцианат (ТДИ). Могут быть использованы другие дии полиизоцианаты, применяемые для получения жестких пенополиуретанов. В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) используют кремнийорганические соединения, например КЭП-1, КЭП-2, КЭП-3, оксиэтшшрованные фенолы типа ОП-7, СП-10 и др. Могут быть использованы в качестве катализаторов третичные амины, например триэтиламин (ТЭА), диазобициклооктан, диметилэтаноламин и другие металлоорганические соединения, например -дибутилдилаурат олова, октоат олова и др. В качестве вспенивающего агента используют трихлорфторметан (хладон М). Пример. а) Синтез диуретандиола и конфекционирование полиольной смеси. Диуретандиол синтезируют в емкости, снабженной мешалкой, термометром ли термопарой, отверстиями для зарузки компонентов и слива продукта. При включенной мешалке в навеску апрола 202 по частям так, что темпеатура в реакторе не превышает 600 С,: вводят МДИ. Эквивалентное отноение диола к МДИ выдерживают равным ,0-2,2:1,0. После окончания введеия МДИ в тех же условиях процесс родолжают еще 30-60 мин. Диуретандиол с мол.м. 650 после синтеза сливают для хранения или к фекционируют (смешивают) с полиол ным компонентом. Конфекционировани производят следующим образом. В реактор вводят компоненты пол ольной смеси (за исключением вспен вающего агента) и перемешивают 30 60 мин. После охлаждения смеси до вводят хладон-11. Компоненты конфекционируют при соотношении ин гредиентов, мае.ч.: Лапрол 805, 80 Лапромол 294 20 Диуретандиол 30 ПАВ1 ТЭА1 Хладон 11 30 б). Получение ППУ. ilo технологии ручного или машин ного смешения 162 мае.ч. полиольно компонента, описанного выше смерш вают с 136 мае.ч. ПЩ и заливают в подготовленную форму, где он вспен вается и отверждается. Показатели для Ш1У, полученного по примеру 1 последующим примерам, приведены в таблице. П р и м е р 2. Диуретандиол на нове этиленгликоля и ИДИ синтезиру как в примере 1, Конфекционирование и получение пенополиуретана проводится также, Соотношение компонентов, мае.ч., с дующее: Лапрол 805 80 Дапромол 294. 20 Диуретандиол (мол.м. 374) 15 ПАВ1,0 ТЭА0,5 Хладон-11 30 ПИЦ142 П р и м е р 3. Диуретандиол на основе Лапрола 502 и МДИ синтезирую как в примере 1. Пенополиуретан получают описанны is примере 1 способом при соотношени компонентом, мае.ч.: Дапррл 805 80 Лапромол .294 20 Диуретандиол (мол.м. 1350) 25 ПАВ1 ТЭА1 Хладон-1130 Смесь ПИЦ:МДИ 50/50 132 3 и м е р 4. Диуретандиол на П р лапрола 302 и толуилёндиизо- основе цианата синтезируется как в примере 1. Пенополиуретан получают, как в примере 1, при соотношении компонентов, мае.ч.: Лапрол 805 80 Лапромол 294 20 Диуретавдиол (мол.м. 774) 30 ПАВ 1 ТЭА1 Хладон-i1 30 ПИЦ141 П р и м е р 5. Диуретандиол на основе этиленгликоля и Лапрола 502 в соотношении 50:50 и МДИ синтезируют как в примере 1 (емееь диуретандиолов). Пенополиуретан получают так же, как во всех примерах при соотношении компонентов, мае.ч.: тезируют, каи в примере 1, на основе Лапрола 502 и МДИ этиленгликоля и МДИ (физичеекая смесь диуретандиолов). Пенопласт получают, так же, как во всех примерах, при еоотношении компонентов, мае.ч.: Лапрол 805 80 Лапромол 294 20 Диуретандиол 502 (ИДИ мол.м. 1250) 15 , Диуретандиол ЭГ (ЩИ мол.м. 374) 15 .ПАВ1 ТЭА1 Хладон-11 30 ПИЦ141 П р и м е р 7. То же, что в примере 6, но смесь диуретандиолов мол.м. 1174-и 271. KjaK видно из примеров, способ позволяет получать ППУ с удельной ударной вязкостью, в 2-3 раза превосходящей «сходную без существенного изменения теплостойкости.

Использование способа по сравне нию с известным позволяет получить пенопласт с высокой теплостойкостью и удельной ударной вязкостью, что приводит к повышению механических

свойств пенопласта и расширению области применения ППУ; обеспечить стабильность полиольного компонента при хранении, что дает существенный технологический эффект,

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛЖТЕТАНА путем взаимодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира и изоцианатного компонента в присутствии трихлорфторметана и поверхностно- активного вещества, отличающийся тем, что, с целью повьшения удельной ударной вязкости пенополиуретана при сохранении теплостойкости, в простой гидроксилсодержащий полиэфир предварительно вводят 15-30 мае.ч. на 100 мае.ч. полиэфира диуретандиола или смеси диуретандиолов с молекулярной массой 271-1350.

Количество вводиомого диола и свойства пенополиуретана

И р и м е ч а н и ё.

Содержание диуретандиола рассчитывают без учета вспенивающего агента,

Под чертой приведены значения для исходных рецептур, т.е. когда диуретандиол отсутствует.