Изобретение относится к области получения пенонолиуретана.
По известному способу пенополиуретан получают путем взаимодействия соединений с активными атомами водорода, иолиизоцианата и воды в ирисутствии катализатора и поверхностно-активного вещества, в качестве которого используют, например, блок-сополимер полиоксиалкилена и алкилсилоксана.
Однако указанное поверхностно-активное вещество мало стабильно и разлагается на составные части в среде с относительной влажностью порядка 70-100% за 14 дней.
Предлагаемый способ состоит в том, что получение пенопласта ведут путем взаимодействия соединений с активными атомами водорода, полиизоцианата и воды в присутствии катализатора и более стабильного (не изменяется в среде с относительной влажностью порядка 100% в течение одного месяца даже в присутствии катализатора) сополимера полиоксиалкилена и винилсилана в качестве поверхностно-активного вещества.
Используемый винилсилановый полимер представляет собой гомополимер, состоящий из структурных звеньев А, или же сололимер, включающий структурное звено А и одну из трех структур звена В или более двух структурных звеньри А и В вместе.
Н,„
I
Si-(OR),,J,...
С
С-СОО(С„Н,„0),Н
(II) X-C--COO(Oj,H,0),R
I Х-С-СОО(С„Н,„О),К
I I
(И) Х,С
(С„Н,„0),К
где R и R - одновалентные углеводородные
25 группы, R и X - водород или одновалентные
углеводородные группы, т - 0,1 или 2; у -
0,1 или 2 в случае гомополимера и 0,1, 2 или 3
щего характер ячеек полиуретановых пенопластов. составляет от 10 до 1 млн. спз при 25°С. Особенно удачным поверхностно-актнвным веществом для получения полиуретанового пенопласта является продукт, содержащий 1-70% структурных звеньев тнпа СНг-CHSiRm(OR),, (где т и у - 0,1 или 2, а R и R - одновалентные углеводородные группы) в структуре полмоксиалкиленокспполнвнннлсплана. Полиоксиалкиленокснполизинилснлан содержит часть гидролизуемых групп, например алкокспльные группы, которые превращаются в гидроксильпые под действием небольших количеств воды.
В процессе производства полнуретановых пенопластов с применением гомополпмеров и сополимеров поливинилсиланов в качестве поверхностно-активных веществ можно комбинировать их с известными катализаторами, папример с оловоорганическими соединениями и третичными аминами по отдельности или в сочетании. При этом получаются пенопласты с превосходными физическими свойствами и равномерными мелкими ячейками.
,В качестве сырья лучще всего использовать лииейиые или разветвленные полимеры, почти не содержащие функциональных групп, за исключением гидроксильных. К ним может принадлежать, например, линейный полимер типа цолиоксипрониленгликоля со средним мол. весом 300-6000. Можно использовать и полиолы с более разветвленной структурой, например с К,М-тетракис-(2-оксипропил)-этилендиамином. Другим сырьевым материалом для ироизводства полиуретанов является полиизоцианат, содержащий более двух изоцианатных групп в молекуле. Лучше всего использовать 2,4-или 2,6-толуилендиизоцианат, R,Rдифенилметандиизоцианат, полифенилизоцианат и гексаметилендиизоцианат.
Пример I. Составляют смесь, содержащую (в вес. ч.):
Полиоксипропилентриол
на основе глицерина
со средним мол. весом 3000100
Толуилендиизоцианат с отнощением 2,4- и 2,6-изомеров 80:2054,8
Триэтилендиамин0,2
Каприлат двухвалентного олова0,4
Винилтриэтоксисилан2,5
Вода4,5.
Сначала все ингредиенты, кроме толуилендиизоцианата, неремещивают 2 мин для равномерного смещения, добавляют днизоцианат, перемещивают 10 сек и дают образоваться пене. Полученная пена неустойчива и легко опадает. Следовательно, этот метод не позволяет получить иолиуретановый пенопласт.
Винилтриэтоксисилан68
Монооксиоксиэтиленокси-1,2пропиленмонобутиловый эфир (средний мол. вес 1700, содержание оксиэтилена 50 мол. %)2020
Трифторуксусная кислота20
Толуол 3000
Смесь перемещивают и нагревают 4 час с обратны.м холодильником до 115°С, иолучая при этом продукт конденсации с одновремеиным выделением этилового спирта. Конденсат нейтрализуют двууглекислым натрием, фильтруют, отгоняют толуол в вакууме, получают прозрачный маслянистый продукт оксиалкиленоксивинилсилан
СН2 СН81(ОСзПб),й (ОС2Н4)1бОС,.
Используя вместо 2,5 ч. винилтриэтоксисилана, приведенного в примере 1,2,3 вес. ч. получениого маслянистого иродукта, в этом получают неустойчивую и легко опадающую пену, т. е. и этот метод не позволяет получить полиуретановый пенопласт. Пример 3. Аналогично при.меру 2 для получения этоксноксиалкиленоксивинилсилана вместо 68 г берут 206 г винилтриэтоксисилана. получают прозрачный маслянистый продукт
СП2 СН-51 -(ОСзН,б)1б(ОС2Н4)1бОС4П9.
(ОС2П5)2
2,5 вес. ч. которого используют вместо 2,5 ч. винилтриэтоксисилана для получения пены, как в примере 1. Эта пена также нестабильна и легко опадает. Следовательно, полиуретановый пенопласт этим путем получен быть не молсет.
При м е р 4. Для получения полиоксиалкиленоксиполивинилсилана 100 ч. винилтриэтоксисилана вводят в реакцию с 0,10 ч. перекиси ди-грет-бутила в атмосфере азота путем нагревания до 130°С в течение 6 час. Получают
прозрачный вязкий маслянистый поливинилтриэтоксисилан с вязкостью около 6000 спз при 25°С. К 19 ч. этого полимера добавляют 100 вес. ч. монооксиоксиэтилен-1,2-пропиленмонобутоксиэфира со средним мол. весом 1700
и с содержанием 50 мол. % оксиэтилена, а также 100 вес. ч. толуола и 2 вес. ч. трифторуксусной кислоты как катализатора. Нагревают смесь до 120°С в течение 2 час с обратным холодильником, что приводит к конденсации с
отщеплением этилового спирта. После охлаждения нейтрализуют смесь двууглекислым натрием, отфильтровывают и отгоняют толуол и этанол в вакууме. Получают 110 вес. ч. бесцветного прозрачного вязкого маслянистого
монобутоксиоксиэтиленокси- 1,2 - пропиленполивннилэтоксисилаиа, вязкость которого составляет примерно 4000 спз нри 25°С, уд. вес 1,03 при 25°С, 25 1,456, мол. вес около 2000. Эти свойства не изменяются даже после высяца в условиях 100%-ной относительной влажности. Пример 5. Для приготовления пенопласта берут (в вес. ч.): Полиоксипропилентриол на основе глицерина со средним мол. весом 3000, гидроксильным числом 53,0- 58,0 и кислотным числом менее 0,05100 Вода2,9 Триэтилендиамин0,1 Дибутилдилаурат олова0,4 Полимер примера 41,0 Толуилепдиизоцианат с отношением 2,4- к 2,6-изомеру 80:20 38,7. Эти ингредиенты разделяют на 3 части: триол с олоБООргаппческим соединением; смесь воды, триэтнлендиамина и полимера примера 4 и Толуилепдиизоцианат. После смешения этих трех компонентов при 20°С их доводят до консистенции сливок. После переноса в открытую форму происходит разбухание массы под действием пенообразования, причем за 180 сек пена достигает максимального уровня, на котором она стабилизируется (в дальнейшем это время будет обозначаться как «время подъема пены). Пена состоит из равномерных мелких открытых ячеек и обладает плотностью 0,035 г/слг. Водный раствор триэтилендиамина, в котором растворяют полимер примера 4 в относительных количествах, указанных в рецептуре, выдерживают в течение 1 или 2 дней или же 1 месяца. Пена, образовавшаяся из этого раствора, не имеет изменений по сравнению с ранее описанной. Пример 6. Сополимер винилтриэтоксисилана и моиобутоксиоксиэтиленокси-1,2,-пропиленмалеинового эфира. Смесь (в вес. ч.) 4,9 малеинового ангидрида, 185 бутоксиполиоксиэтнлеп-1,2 - полиоксипропиленгликоля и 200 толуола с 0,3 коицентрированной серной кислоты нагревают при 120°С в течение 6 час, после чего нейтрализуют двууглекислым натрием. После фильтрации отгоняют толуол и осталыпз1е летучие Б01цсстг а R вакууме, получая в остатке ирозрпчпыГ маслянистый полиоксиалкиленмалепновый эфир, 50 вес. ч. которого и 50 вес. ч. винилтретокснсилана обрабатывают 0,5 вес. ч. перекиси дпгрег-бутила в течение 24 час при 130°С. Всего получают 180 ч. маслянистого сополимера с вязкостью около 2000 спз при 25°С. Пример 7. Для прпготовлеипя пепопласта исиользуют смесь, содерлсапгую (в вес. ч.): Полиоксииропилеитриол на основе глицерина100 Толу илеид 1пзоц1 а пат38,7 Вода2.9 Триэтилепдиампп0.1 Каприлат двухвалентного ологза0,4 Сополимер примера 60,8. После смешения и перемешивания смеси прп 20°С получают пенопласт с равномерными мелкими открытыми ячейками, с плотностью 0,035 г/слг и времепем подъема пепы 180 сек. Этот маслянпстый сополпмер смешивают с водой и триэтилепдиамином в вышеуказанных соотношениях и оставляют при комнатной температуре на 2 недели. Пенопласт, приготовленный из этого продукта в сочетании с остальными 1 нгредиептами. состоит из мелких равномерных ячеек открытой структуры. Предмет изобретения Способ получения иенополиуретаиа путем взаимодействия соединений с активными атомами водорода, полипзоцпаната и воды в ирисутствнн катализатора и иоверхиостио-активного вешества, отличающийся тем, что в ктчестве иоследнего используют нолиоксиалкилеиполивинилсилановый сополимер.
