Способ получения жестких пенополиуретанов Советский патент 1978 года по МПК C08G18/14 

Изобретение отнсх:ится к способам получения пенополиуретанов, применяемых в качестве изоляционных материалов в различных областях промышленности.

Известен способ получения пенополиуретанов путем взаимодействия полиизоцианатов и гицроксилсодержащих полиэфиров в присутствии катализаторов и целеш11х добавок, по которому в качестве катализаторов используют смесЕ фосфорной кислоты с алканоламннами.

Однако этот способ позволяет повысить теплостойкость пенополиуретанов до 12О-165 С, что в ряде случаев недостаточно. Кроме того, пенопласты, полученные по этому способу, обладают недоотаточной огнестойкостью и формоустойчивостью (склонны к деформашш при noBi: шенных температурах).

Целью изобретения является получение пенопластов с повышенной теплостойкостью формоустойчивостью (стабильных по размерам и форме при температурах, близких к температуре их размягчения) и обпааилю щих пониженной горючестью.

Это достигается тем, что в качестве катализаторов при получении пенополиуретанов используют бинарную систему, сое- ТО5Ш1УЮ из соединения основного характера и производных фосфолена нлв оксофосфолена.

Х лательно катализатор пряменять в количестве 0,5-5 ввс.% по отношению к полиизоцианату.

В качестве соединений основного характера используют третичные амины шга полиэфи{х 1 с третичным атомом азота в цепи.

В качестве фосфоленов или оксофосфо ленов применяют 1-метокси-3-метилфоофопеноксид, 1-8токс -2-метилфосфоле1ь 1-О1к:ид, 1-ЭТИЛ-2-ОКСО-3-метил-4,4-димвтилфосфолен, |Ь хлорэтокс 3-метклфосфоле - -оксид, 1-этил-З-мегвлфоофо лев-1-оксид и др.

Из гидроксилсодержашюс полна яров используют любые гядроксилсодервкащие и лиэфирнл, как по отдельности, так в их смеси, Б том числе aaoiw, фосфор- я хлорсодержашие. В качестве попиизоцианатов употребляют- технический полиизоцианат (смесь дифенилметандиизоцианата с более высокс молекулярными он- и полиизоцианатами), толуилендиизоцианат и аддукты на его основе (например, диуретандиэтиленгликоль) дифенилметандиизоцианат или его производные. При этом вспенивание осуществляют углекислым газом, выделяющимся при реакции, что исключает введение в композицию специальных вспенивающих агентов. Этим способом получают жесткие пенополиуретаны. Процесс получения пенополиуретанов по предлагае {ому способу осуществляют в одну стадию путем смешения полиэфирной составляющей, катализаторов, эмульгатора и полиизоднаната при комнатной температуре и выливания композиции в форму для вспенивания и отверждепня. Вспенивание и отверждение производят как в открытых, так и в закрытых формах. Для стабилизации свойств материала его целесообразно термостатировать непосредственно после вспенивания в течение 4-6 ч при температуре, близкой к температуре эксплуатации. вес пенопласта изменяется от 5 О до 500кр/м ., Жестк11е пенополиуретаны, получаемые предлагаемым способом, имеют преимущества по сравнению с известными. Ош1 значительно более теплостойки, чем обычные пенополиуретаны. Температура размяг чения таких пенопластов, определет ая по термомеханическим кривым, 160-220 С. Пенополиуретаны стабильно сохраняют свои размеры и форму вплоть до температуры, близкой к температурэ размягчения (их стандартная температурная усадка не превышает при этом 1%). Это повы шает рабочие температуры жестких пенополиуретанов до С, что недостижимо у .жестких пенополиуретанов, полученных известными способами. Жесткие пенополиуретаны явлтотся самозатухаклцими уже без использования каких-либо специальных огнегасящих добавок. При применении хлор-, фос4)Орсодержащих полпЕ фиров их горючесть еще более снижается. Таким образом получают материалы, относящиеся к трудносгораемым. Предлагаемый способ получения жестких пенополиуретанов прост и технологичегк, не требует применения какого-либо специального оборудования или разработки нового технологического процесса, использования специальных вспенивающих агентов. Перечисленные ценные свойства пенопс ретанов, полученных предлагаемым собом, обеспечивают возможность их рокого использования в качестве нзол нного материала, способного работать и 15а-200°С. П р и м е -р 1. В металлическую емть берут навески следующих компонен, вес. ч: Простой полиэфир на основе этилендиамина и окиси пропилена (мол. в. 300, содержание ОН-групп 21,5%)30 1-Этил-З-метилфосфолен-1оксид 1,О Эмульгатор КЭП-1 (блоксополимер диметилсилоксана с полиоксиалкиленгликолем-)0,5 Полиизоцианат технический (содержание NCCX-rpynn 31,2%) 100 Все компоненты перемещивают с помометаллической мешалки (16ОО об/мин ечение 30 сул после чего смесь вылит в металлическую форму для вспениия и отвержденья емкостью 1,0 л . рму закрывают. Через 40 с после вшивания композивспенивается и через 3-5 мин затдевает. После термообработки при ISOO С в течение 4 ч получают пенополитан со следукхцими фианко-механичеои показателями: ,. 0,123 Объемный вес, г/см Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, С Температурная усадка при 1SO°C, % ГорючестьСамозатухаюший П р и м е р 2. Вспенивание и отвержие производят аналогично примеру 1. Состав композиции, вес.ч.: Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилена (мол.а 8ОО, содержание ОН-групп 1О,5%)4СУ Сложный полиэфир на основе диэтилангликоля, глицерина и адипиновой кислоты (мол. в. 2ООО, содержание ОН-групп 1,7)20 Триэтиламин0,8 1-Метокси-З етилфосфолен- -1-оксид0,8 Эмульгатор КЭП-10,5 Полиизонианат технический (содержание W С О-групп 31,2%)ЮОу Получают пенопласт со сле свойствами: Объемный вес. г/см Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, С Температурная усаака при , % Горючесть Самоэ П р и м е р 3. Вспенивани рдение производят аналогично в форме емкостью 2 л. Состав композиции, вес. ч: Простой фосфорсодержащий полиэфир (мол.в. 5ОО, coae жание ОН-групп 10,7%) 1-Метокси-З-метилфосфоле -1-оксид Диазабициклооктан Эмульгатор КЭП-1 Полиизоцианат технический (содержание УСО-групп 31,2%) Получают пенопласт со сле свойствами: Объемный вес, г/см Предел прочности при сжатиЧ| кг/см Теплостойкость, С Температурная усадка при 180°С, % ГорючестьТрудн П р и м е р 4. Вспенивани дение производят аналогично п Состав композиции, вес.ч.: Сложный полиэфир на основ глицерина, диэтиленглвколя адипвиовой кислоты (мол.в 5ОО, содержание ОН-груп 13,4%) Сложный полиэфир на основ глицерина, диэтиленгяиколя и адяпиновой кислоты (мол 200О, содержание CW-rpyn 4,8%) Пиридин 1-Метокс1 -.3-метил{|Оофо лен-1-оксид Эмульгатор ОП-1О (под этиленгликолевый ефвр мов в диалкилфенолов) ДнуретавднэтвленглшкЬль (содержание NCO-rpynn 27,5%) Получают пенспласт со сле цуюшвмн свойствамв: Объемный вес. г/см Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, С 161 Температурная усадка при 140 С, %0,5 ГорючестьСамозатухающий П р и м е р 5, Вспенивание и oTBejjjJkие производят аналогично примеру 1. Состав композиции, вес.ч.: Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилена (мол.в. 800, содержание ОН-групп 10,7%)60 Триэтиламин1 1-Метокси-З-метилфосфоле -1-оксид1мульгатор КЭП-10,5 Дифенилметандиизоцианат технический (содержание основного продукта 92%)10О Получают пенопласт со слещими свойствами: Объемный вес, г/см0,154 Предел прочности при сжатии, кг/см 19,5 Теплостойкость, С196 Температурная усадка при 170°С, %0,3 ГорючестьСамозатухаюший П р и м е р 6. Вспенивание в отвержие производят аналогично примеру 1. Состав композиции, вес.ч: Простой полиэфир на основе этилендиамина и окиси этилена (мол.в. 250, содержание ОН-групп 29%)20 1-Этокси-2-метилфосфоле№-1-оксид2Эмульгатор КЭП-10,5 Полиизоцианат (содержание N СО-групп 30,5%)1ОО Время вспенивания в отвержоеввя сооляет 30 с. Получают пенопласт соследуюшвмя йствами:. Объемный вес, г/см0,15 Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, С Температурная усадка прн 18О°С за 4 ч, % ГорючестьСамсхэатухаюшвй П р в м е р 7. Вспенивание и отвермие производят аналогично примеру 1. Состав композиции, вес.ч.: П1хх:той хлорсоаержашвй полиэфир (мол.в.500, соде{ жанве ОН-групп 1О,7%)80 1-Этил-2-оксо-3-мвти; -4,4-двметилфосфоле 1-оксвд2Метилдиазабвцвклоохтан2 Эмульгатор КЭП-11 Полиизоцианат120 Получают пеноппаст со следующими звойствами: Объемный вес, г/см Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, С Температурная усадка при за 4 ч, % ГорючестьТрудносгора1с коксующийся Примерз. Вспенивание и отв дение производят аналогично примеру Состав композиции, вес. ч: Хлорсодержащий простой полнаэфир (мол.в, 5ОО, содержание ОН-групп 10,2%;4 Сложный полиэфир на основе диэтиленгликоля, глицерина и адипиновой кислоты (мол. в. 20ОО, содеркание ОН-групп 1,7%)2 1-Хлорэтокс№- метш1фосфолен-1-окснд4Октаноат олова1 Эмульгатор КЭП-12 Полиизоцианат (содержание N СО-групп ЗО,5%)12 Получают пенопласт со следующими свойствами: . 0, Объемный вес, г/см Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, с Температурная усадка при 180 С, Трудносгорае Горючесть Обычный пенснтоли П р и м е р 9. тан для сравненная, Вспенивание и отверждение производят логично примеру 1. Состав композиции, вес. ч: Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилена (мол.в. 800, содержание ОН-групп 10,7%) 1ОО Триэтиламин1|5 Эмульгатор КЭП-1 ,1 Фреон (вспенивающий агент)2 О Полиизоцианат технический (содержагше N СО-групп 31,2%)Q 95 После отверждения при 120 С в тече6 ч получают пенополиуретан со дующими свойствами. Объемный вес, г/см Предел прочности при сжатии, кг/см Теплостойкость, С Температурная усадка 0,5 при 100 С,% Горючий Горючесть Формула изобретения Способ получения пенополиуретанов п м взаимодействия гидроксилсодержащих лиэфиров и полпизоцианато в присутвии катализаторов и целевых добавок, тличающийся тем, что, с лью получения пенопластов с повышев й теплостойкостью, формоуствйчивостью пониженной горючестью, в качестве ка- лизаторвв используют бинарную систе, состо5пдую из соединения основного рактера и производных фосфолена или софосфолена.