Способ получения эластичного пенополиуретана Советский патент 1985 года по МПК C08G18/14 

Изобретение относится к технологии получения эластичного пенополиуретана (ПНУ) и может найти применение в различных отраслях промышленности: мебельной, автомобильной и др

Известны способы получения эластичного ППУ путем введения в реакдионую смесь специальных добавок - -антиоксидантов, небольшое количество которых тормозит деструкцию полимеpa и тем самым увеличивает стойкость ППУ к самовозгоранию.

Согласно известному способу эластичные ППУ получают путем взаимодействия простого полиэфира с изоцианат ным компонентом в. присутствии катализатора, пеностабилизатора, вспенивающего агента и антиоксиданта..В качестве антиоксиданта используют 4,4-бис(о,С1/-диметилбензил)дифениламин и трифенилфосфит в количестве 0,3 и 0,25 мае.ч, соответственно ft

Применение такой, высокой концентрации антиоксидантов отрицательно сказывается на процессе вспенивания и однородности свойств ППУ по всему объему блока из-за плохой совместимости антиоксидантов с основными компонентами ППУ,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения эластичного ППУ путем

взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в при сутствии катализатора, пеностабилизатора, вспенивающего аген.а, антипирена и антиоксиданта, в качестве которого используют систему, содержащую, мае.ч.: 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол 0,22; 4,4-бис(о, с -диметилбензил)дифениламин 0,11; дибенз-1,4-тиазин 0,01 на 100 мае.ч. полиэфира 2 J.

Однако система антиоксидантов не обеспечивает достаточную пожарную безопасность производства ППУ из-за их недостаточно высокой стойкости к самовозгоранию и не позволяет получать пены с равномерным распределением свойств по всему объему вспененного блока. Увеличенное суммарное количество ограниченно-растворимых в компонентах ППУ кристаллических веществ (0,34 мае.ч. на 100 мае.ч. полиэфира), один из которых 4,4 -бис(oL, об-диметилбензил)дифенш1амин является токсичным продуктом, затрудняет процесс растворения антиоксидантов,. требует дополнительных мер предосторожности при обращении. Устранить эти недостатки простым изменением количества антиоксидантов, не снижая стойкости ППУ к самовозгоранию, невозможно, так как увеличение количества 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола свыше 0,15 мае.ч. не дает дополнительных стабилизирующего эффекта, а дибенз-1,4-тиазин в количествах более 0,06 мае.ч. придает пене нежелательную зеленоватую окраску.

Цель изобретения - увеличение стойкости ППУ к самовозгоранию и достижение однородности эксплуатационных свойств по всему объему вспененного блока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения эластичного ППУ путем взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора, пеностабилиэатора, вспенивающего агента, антипирена и антиоксиданта, в качестве антиоксиданта используют систему стабилизаторов, включающую 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, дибенз-1,4-тиазин, и три (п-нонилфенил)фосфит при массовом соотношении 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, дибенз-1,4-тиазина, три-(п-нонилфенил)фосфита и полиэфира, равном (0,08-0,11):(О,03-0,06): :(0,02-0,05):100 соответственно.

Высокий стабилизирующий эффект системы основан на совместном использовании радикальных ингибиторов 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола и дибен-1,4-тиазина и соединения, связывающего гидроперекиси без образования радикалов - три-(г -нонилф.енил)фосфит

В комбинации с радикальными антиоксидантами фосфит препятствует накоплению перекисей и тем самым предотвращает взрывной характер процесса, а радиальные антиоксиданты, связывая радикалы, препятствуют протеканию цепной реакции окисления. Таким образом, предлагаемое в системе сочетание антиоксидантов многократно усиливает общий стабилизирующий эффект. Принципиальное отличие предлагаемого способа получения ППУ от известного состоит в том, что используют систему антиоксидантов, состоящую не из трех радикальных антиоксидантов, а из двухрадйкального типа и антиоксиданта, связывающего переки си без образования радикалов, что позволяет значительно снизить пожа роопасность производства ППУ. Пред гаемая система антиоксидантов не с держит токсичных продуктов и легко совмещается с другими компонентами при получении ППУ. Процесс получения ППУ осуществляют по одностадийному способу. Необходимые компоненты, взятые в определенном соотношении, тщательно перемешивают ручной мешалкой (или дозируют и перемешивают с помощью специальной промьшшенной установки), после чего смесь вылив ют в форму или на движущийся транс портер, где и происходит вспенивание ППУ. В качестве простого полиэфира и пользуют олигомеры окиси пропилена и окиси этилена с мол.м. 2500-5000 и содержанием оксиэтильных групп до 30%, например Лапрол-2603, Лапрол-3003, Лапрол-3503, Лапрол-3603 Лапрол-4003, Лапрол-5003. В качестве изоцианатного компонента используют толуилендиизоциан смесь изомеров 2,4 и 2,6 в соотношении 80:20 или 85:35 (ТДИ 80/20 или ТДИ 65/35). В качестве катализатора используют, третичные амины этилморфолин, диа.зобициклооктан и металлоорганинеские соединения, например октиат олова, -в качестве пеностабилизатора - водорастворимые кремнийорганические поверхност активные вещества, например КЭН-2А в качестве антипирена - галоидофос форсодержащие органические соединения, например, трихлорэтилфосфат, качестве вспенивающего агента воду и низкокипящие галоидоуглевод роды. Указанные антиоксиданты вводят реакционную смесь либо отдельным потоком (в виде концентрированных растворов), либо предварительно см шивают с полиэфирным компонентом. Пример 1. ППУ получают по следующей рецептуре, мае.ч.: Оксипропилированный триол - Лапрол 3003 100 Толуилендиизоцианат (80:20) 63,8 Вода5,0 33%-ньй раствор диазобициклооктана в дипропиленгликоле0,30 N-Этилморфолин 0,20 Октоат олова0,20 Кремнийорганический пеИостабилизатор . 1,10 Трихлорэтилфосфат 8,0 Антиоксиданты: а)2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,08 Дибенз-1,4-тиазин 0,03 Три-(п-нонилфенил)фосфит0,02 б)2,6-Ди-трет-бутил-4-метИлфенол 0,11 Дибенз-1,4-тиазин 0,06 Три-(п-нонилфенил)фосфит0,05 В цилиндрическом стакане из нержавеющей стали диаметром 100 мм и высотой 160 мм взвешивают простой полиэфир, в котором предварительно растворяют систему антиоксидантов. Затем добавляют трихлорэтилфосфат, отмеряют необходимое количество катализаторов - диазобициклооктана, Ы-этилморфолина, октоата олова, кремнийорганического пеностабилизатора. Смесь перемешивают,затем добавляют необходимое количество толуилендиизоцианата и перемешивают 5 с, добавляют воду,перемешивают еще 4 с и вьшивают в картонную коробку размером 350x350x200 мм, где реакционная смесь свободно вспенивается и отверждается. Для оценки стойкости пены к самовозгоранию используют следующую методику. В поднимающуюся пену вставляют медь-константановую термопару с диаметром проволок 0,1 мм, с помощью которой контролируют изменение температуры в процессе вспенивания. При достижении внутри блока температуры термопару удаляют, а пену помещают в микроволновую печь мощностью в рабочей камере 0,5 кВт, где ее прогревают в течение 210 с. Затем печь отключают и образец вьщерживают в ней еще 450 с. Стойкость ГОТУ к самовозгоранию оценивают по коэффициенту пожелтения КI-,. Коэффициент пожелтения выражат отношением процента белизны обазца ППУ, вырезанного из краевой зоны блока, к проценту белизны образца из средней зоны. Процент белизны определяют с помощью текстильного фотометра ТФ-2М с зеленым фильтром на пластинах размером 60x45x5 мм

Результаты испытаний ППУ, полученных по.рецептурам примера1а и- 1 б, приведены-в таблице.

Образць ППУ, полученные по предлагаемому способу, имеют, равномерное распределение свойств по всему объему блока.

П р и.м е р 2. Осуществляют опытный выпуск блоков ППУ. Используют машину полупромышленного типа с производительностью 50 кг/мин по реакционной смеси. Стабилизацию ППУ осуществляют следующей системой антиоксидантов, мае.ч.:

2,6-Ди-трет-бутил-4- .

-метилфенол0,10

Дибенз-1,4-тиазин 0,05

Три- (п-нонилфенил) фосфит0,03

на 100 мае.ч. полиэфира.

Остальные ингредиенты аналогичны примеру 1. В процессе вспенивания

и вызревания самовозгорания ППУ не наблюдают.

Полученные блоки имеют равномерное распределение свойств по всему объему. Козффициент пожелтения составляет 0,99. Отношение величины относительной остаточной деформации образца ППУ из средней части блока к краевой зоне составляет 0,98.

Использование предлагаемого способа получения эластичного ППУ снижает вероятность возникновения пожаров в производстве эластичного ППУ, позволяет стабилизировать физикомеханические показатели материала по всему объему блока; улучшает внешний вид изделий, сокращает процент отходов при вырезке элементов мягкой мебели из блоков увеличенных размеров.

В качестве базового объекта выбрано производство эластичного ППУ на основе простого полиэфира (ППУ-75), в котором антиоксидантом служит 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол в количестве 0,15 мае.ч. на 100 мае.ч. полиэфира . .

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора, пеностабилизатора, вспенивающего агента, антипирена и антиоксиданта,о тли чающийся тем, что,с целью увеличения стойкости пенополиуретана к caMOBosropaHiiro и достижения однородности эксплуатационных свойств по всему объему вспененного . блока, в качестве антиоксиданта используют систему стабилизаторовi включающую 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, дибенз--1,4-тиазин и три-(п-нонилфенил)фосфит при массовом соотношении 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфеноЛа, дибенз-1,4-тиазина, три-(и-нонилфенил)фосфита и полиэфира, равном