КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОДИИМИДНОГО ПЕНОПЛАСТА Советский патент 1996 года по МПК C08L79/08 C08J9/00 

Изобретение относится к композициям на основе изоцианатов для получения карбодиимидных пенопластов, которые используются в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов.

Известна композиция для получения карбодиимидного пенопласта, включающая изоцианат, эмульгатор и катализатор образования карбодиимидных групп продукт взаимодействия замещенного фосфоленоксида с соединением, содержащим активный атом водорода (спирты, кислоты), хлоридом металла или хлорангидридом кислоты. В качестве изоцианата в известной композиции используют смесь полифениленполиметиленполиизоцианатов ("сырой МДИ", "полимерный МДИ", "полиизоцианат"), толуилендиизоцианат (ТДИ), кубовый остаток дистилляции ТДИ, изоцианатоуретановый предполимер на основе полиизоцианата и простого полиэфирполиола. Получаемый при этом карбодиимидный пенопласт обладает невысокой огнестойкостью.

Для повышения огнестойкости пенопласта предложена композиция, включающая изоцианат, эмульгатор и катализатор, представляющий собой продукт взаимодействия замещенного фосфоленоксида с соединением, содержащим активный атом водорода, причем композиция содержит в качестве изоцианата имидизоцианатный предполимер, полученный конденсацией изоцианата и диангидрида тетракарбоновой кислоты, а в качестве катализатора она содержит указанный выше продукт взаимодействия в виде 55-88%-ного водного раствора при следующем соотношении компонентов, мас.

Имидизоцианатный пред-
полимер 100
Эмульгатор 3,95-3,98
Катализатор 3,02-4,87.

Использование в качестве изоцианата предлагаемого имидизоцианатного предполимера, а в качестве катализатора продукта взаимодействия замещенного фосфоленоксида в виде водного раствора, приводит к значительному возрастанию огнестойкости карбодиимидного пенопласта.

Используемый изоцианат представляет собой имидсодержащий предполимер, который получают термической конденсацией изоцианата и диангидрида тетракарбоновой кислоты.

В качестве катализатора композиция содержит легко получаемый водный раствор замещенного фосфоленоксида (1,3-диметил-, 1-фенил-3-метил-, 1-метокси-3-метил- фосфоленоксид, их смеси и т.п.) хорошо распределяющийся в массе предполимера. Пределы количества катализатора по отношению к предполимеру обусловлены необходимостью обеспечения обычной динамики вспенивания.

В качестве эмульгатора композиция содержит обычно применяемый для этой цели силоксан в количествах, в которых его используют для получения аналогичных пенопластов.

Композицию и пенопласт на ее основе получают следующим образом. Сначала приготавливают катализатор, растворяя при перемешивании замещенный фосфоленоксид в воде, затем добавляют эмульгатор и для получения однородной консистенции смесь перемешивают с помощью роторной мешалки в течение 30 с со скоростью 2800 об/мин. Затем вносят необходимое количество изоцианатного компонента и вновь перемешивают в течение 5-15 с. Композицию переносят в форму, где она вспенивается и отверждается сначала при комнатной температуре, а затем при 60-140^оС в течение 15-30 мин. Вспенивание происходит за счет двуокиси углерода, которая выделяется по двум реакциям: декарбоксилирование изоцианатных групп с образованием карбодиимидных цепочек и взаимодействие изоцианатных групп с водой. Отверждение пенопласта при 60-140^оС осуществляют для полноты превращения остаточных изоцианатных групп в карбодиимидные.

Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами.

П р и м е р ы 1-6. 3г 1,3-диметилфосфоленоксида растворяют в воде, добавляют 4,5 г эмульгатора КЭП-2 и 113 г имидазоцианатного предполимера, полученного термической конденсацией 20 г пиромеллитового диангидрида и 100 г полиизоцианата (ТУ 113-03-375-75, марка Б, содержание NCO-групп 30,8%). Композицию перемешивают турбинной мешалкой со скоростью 2800 об/мин и выливают в форму для вспенивания и отверждения. Состав композиции и свойства пенопласта по этим и последующим примерам приведены в таблице.

П р и м е р 7. Композицию получают и превращают в пенопласт аналогично примеру 1 с тем отличием, что в качестве катализатора используют 4,43 г 1-фенил-3-метилфосфоленоксида в 0,83 г воды.

П р и м е р 8. Композицию получают и превращают в пенопласт аналогично примеру 1 с тем отличием, что в качестве катализатора используют смесь 2,21 г 1-фенил- 3-метилфосфоленоксида и 1,5 г 1,3-диметилфосфоленоксида в 0,83 г воды.

П р и м е р 9. Композицию получают и превращают в пенопласт аналогично примеру 1 с тем отличием, что используют 114 г имидизоцианатного предполимера, полученного термической поликонденсацией 18 г диангидрида бензофенонтетракарбоновой кислоты и 100 г полиизоцианата, а в качестве катализатора используют 3 г 1-фенил-3-метилфосфоленоксида в 1,2 г воды.

П р и м е р 10. Композицию получают и превращают в пенопласт аналогично примеру 1 с тем отличием, что используют 113 г имидизоцианатного предполимера, полученного термической поликонденсацией 20 г пиромеллитового диангидрида, 80 г полиизоцианата и 20 г толуилендиизоцианата, а в качестве катализатора используют 3 г 1,3-диметилфосфоленоксида в 1,2 г воды.

П р и м е р 11 (сравнительный). Композицию получают и превращают в пенопласт аналогично примеру 1 с тем отличием, что в качестве катализатора используют 3 г 1,3-диметилфосфоленоксида (без воды).

Получают пенопласт неоднородной структуры плотностью от 12 до 30 кг/м³ в одном образце (из-за высокой активности катализатора и его неравномерного распределения в заливочной смеси). Предел прочности при сжатии для образцов, вырезанных из разных частей и пенопласта, различен и колеблется в пределах 0,7-1,0 кгс/см². Отдельные части образца, вырезанные в направлении вспенивания, характеризуется горением по поверхности.

П р и м е р 12 (сравнительный). Композицию получают и превращают в пенопласт аналогично примеру 1 с тем отличием, что вместо имидизоцианатного предполимера используют 100 г полиизоцианата, а в качестве катализатора используют 1,3-диметилфосфоленоксид (3 г в 1,25 мл воды). Получают пенопласт с кажущейся плотностью 16 кг/м³ и пределом прочности при сжатии 0,6 кгс/м². Образец пенопласта испытывают на горючесть по методу "огневая труба" (ГОСТ 17088-71) и получают следующие результаты: время поджига 5 с, время самостоятельного горения 20 с, убыль массы после самостоятельного горения 60% что соответствует категории горючих материалов.

Использование: предлагаемые карбодиимидные пенопласты могут быть использованы в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов, относящихся к типу трудносгораемых. Сущность: композиция для получения карбодиимидного пенопласта содержит, мас. ч. : имидсодержащий предполимер (100) - продукт конденсации изоцианата с диангидридом тетракарбоновой кислоты, эмульгатор (3,95 - 3,98), катализатор - 55 - 88%-ный водный раствор продукта взаимодействия замещенного фосфоленоксида с соединением, содержащим активный водород. 1 табл.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОДИИМИДНОГО ПЕНОПЛАСТА, включающая изоцианатный компонент, эмульгатор и катализатор, представляющий собой продукт взаимодействия замещенного фосфоленоксида с соединением, содержащим активный атом водорода, отличающаяся тем, что, с целью повышения огнестойкости, она в качестве изоцианатного компонента содержит имидизоцианатный предполимер, полученный конденсацией изоцианата и диангидрида тетракарбоновой кислоты, а в качестве катализатора она содержит указанный выше продукт взаимодействия в виде 55 88% -ного водного раствора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Имидизоцианатный предполимер 100
Эмульгатор 3,95 3,98
Катализатор 3,02 4,87