Композиция для получения интегрального эластичного пенополиуретана Советский патент 1982 года по МПК C08G18/14 C08L75/04 

Изобретение относится к композициям для получения интегральных эластичных пенополиуретанов, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности - автомобильной, обувной, нефтяной и других и представляют собой пенопласт с ячеистой сердцевиной и плорной монолитной коркой. Известны композиции для получения интегрального эластичного пенополиуретан (ППУ), состоящие из простых и сложных полиэфиров, изоцианатов, катализаторов, сшивающих и вспенивающих агентов. Некоторые из них в качестве изоцианатного компонента содержат предполимеры с концевыми К СО-группами. Например извес ны композиции, которые содержат предполимер толуилендиизоцианата и трехатомного спирта 1 , предполимер толуилендиизоцианата и полиоксипропилентриола мол. веса 250О 2 . Недостатком указанных композиций являются низкие физико-механические по каэатели получающе гося интегрального ППУ Известна композиция З для получения интегрального эластичного пенополиуретана на основе простых полиэфиров с применением предполимера из толуилендиизоцианата (ТДИ) и полиоксипропиленгликоля мол. веса 100О и сшивающих агентов типа ароматических диамине. На основе такой композиции получают материал с хорошими физико-механическими показателями. Однако в ряде случаев, например, в обувной промышленности непосредственно, на предприятии, где изготовляется обувь (для изготовления стелек, подметок обуви), применение рецептур с использованием ТДИ и ароматических диаминов неприемлемо вследствие высокой токсичности. Высокая токсичность является также пре пятствием при использоватш ППУ для получения изделий различного технического назначения на нехимических предприятиях, например, для изготовления шаровых разделителей и скребков нефтяных трубопро3 58 водов, уппотнительных фланцев трубопроводов и т. п.. Ближайшей по технической сущности к изобретеншо вшляется известная композиция для получения интегрального эластичного пенополиуретана, включающая гкдроксилсодержащее соединение, сшивающий агент, катализатор, вспенивающий агент и квазипредполимерс концевыми NCO-rpynпами на основе толуилендиизоаианата и триола мол. веса 5000. Возможно исполь зование в ней квазипредполимера на осно ве дифенилметандиизошаната и вьюокомолекулярных полиэфиров мол. веса 3000 500О . При использовании квази - предполимера на основе толуилендиизоцианата время формования композиции велико, качество поверхностной пленки плохое, прочностные показатели получаемого пенопласта низкие. Кроме того, этот квазипредполимер токсичен. При использовании квазипредполимера на основе дифенилметандиизоцианата и полиэфиров с большим молекулярным весом получается материал с невысокими физнко механическими показателями, кроме того, эти квазипредполимеры нетехнологичны, так как ли(бо быстро кристаллизуются уже при ЗО-ЗЗ С (в случае содержания поли эфира в них 5 -2О%), либо слишком вязки и непригодны для машинной переработк (в случае содержания полиэфира в них . выше 20%). Целью изобретения является улучшение перерабатываемостИ композиши и повы шение физико-механических показателей пенополиуретана на ее основе. Эта цель достигается тем, что в качестве квазипредпопимера с концевыми МСО-группами композиция содержит продукт реакции дифенилметандиизоцианата и полиоксиалкиленгликолей мол. веса 20О 500 при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:. . Гидроксилсодер- жащее соединение100 Сшивающий агент12-25 Катализатор0,3 - 0,6 Вспенивающий агент. 10 -25 Продукт реакции дифенилметандиизоцианата и полиоксиалкиленгликопеймол. веса 200 - 50055 - 97 КваЪипродполимеры, используемые в композиции по изобретению, легко перерабатываются и могут храниться без изменения вязкостных.свойств в течение 3-5 месяцев. 12 Полиоксиалкиленгликоли, в качестве которых используют, например, полиоксипропиленгликоль и полиоксиэтиленгликоль, составляют 110-20% от общего количес1. ва квазипредполимера. Введение их в количестве более 20% приводит к слишком большой вязкости квазипредполимера, что затрудняет его переработку. Снижение количества полиоксиалкиленгликоля (менее 10%) вызывает быструю кристаллизацию квазипредполимера, что также затрудняет его переработку. Кроме того, физико-механические показатели конечного материала при этом существенно ухудшаются. В качестве гидроксилсодер(жащего соединения в композиции можно исполвэзовать как простые, так и сложные полиэфиры. В качестве сшивающего агента можно использовать многоатомные спирты, на пример 1,4-бутандиол, этиленгликоль, триметилолпропан, а также олигомерные гидроксилсодержащие соединения типа . полиоксиалкиленгликолей. В качестве вспенивающего агента используют низкокипящие галоидсодержащие углеводороды, например метиленхлорид трихлормонофтарметан. В качестве катализатора можно исамины, например пользовать третичные диааабициклооктан. Пример 1,.К 100 вес. ч. сополимера окиси пропилена и окиси этилена (содержание окиси этилена 10%) мол. веса 5000 добавляют (вес. ч.) 12,8 1,4-бутандиола, 0,5 1,Ф-диазабицикло-(2,2,2)-октана (ДАБКО), 6,5 метиленхлорида и 6,5 фреона-11 (трихлорфторметан). Массу перемешивают со скоростью 1400 об/мин в течение ЗО - 40 с, затем при работающей мешалке добавляют 56 вес. ч. квазипредполимера, полученного из 90 вес, % дифенилметандиизоцианата (ДФМДИ) и 10 вес. % полиоксипропиленгликоля мол. веса 200 (содержание свободных N СО-групп в квазипредполимере составляет 25-26%). Смесь перемешивают 15 с,-быстро выпивают в металлическую форму, имеющую температуру 25ЗО С, размером 195Х60К10 мм и герметизируют. Вьщерживают при комнатной темпера type 10 мин и извлекают из формы готовое изделие, имеющее ячеистую сердцевину и две плотные корки. Изделие вь держивают 24 ч при комнатной температуре, после чего испытывают. Пример 2. К 100 вес. ч. сложного полиэфира (на основе адипиновой кислоты и смеси этиленгликоля и 1,4-бутан558

диопа, мол.веса 2000) добавляют (вес.ч 15,6 1,4-бутандиола, 0,42 ДАБКО, 6,2 попиоксиэтипенгликоля мол. веса 4ОО, 11,5 метиленхлорида и 10,7 фреона 11.

Массу перемешивают со скоростью

140О об/мин ЗО-40 с, затем при ра отающей мешалке добавляют 92,8 вес. ч. изоцианатного компонента, представляющего собой квазипредполимер на основе ДФМДИ и полиоксипропиленгликоля мол.веса 20 ваятых всоотношении85:15 (вес.; ,МСО около 22%). Смесь перемешивают 10 - 15 с, быстро выливают в вьпиеопи- санную металлическую форму и герметизируют. Вьщерживают при комнатной температуре 10 мин и извлекают из формы готовое изделие.

Пример 3. Пенополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изо- цианатного компонента используют 80,7 вес. ч. квазипредполимера из 80% ДФМДИ м 2О% полиоксипропиленгликоля мол.веса 200 (содержание групп М СО около 18%)

S

Пример 4. Пенополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изоцианатного компонента берут 67)5 вес. ч. квазипредполимера из 85% ДФМДИ и 15% полиоксипропиленгликоля мол.веса 200 (содержание N СО-групп около 22%),

Пример 5. Пейополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изоцианатного компонента берут 56,7 вес. ч квазипредполимера из 85% ДФМДИ и 15%

126

полиоксипропиленгликоля мол.веса 500 (содержание N СО-групп около 25%).

П р. и м е р 6. Пенополиуретан получают по примеру 2, но в качестве изоцианатного компонента используют 85,1 вес. ч, квазипредполимера из 80% ДФМДИ и 20% полиоксиэтиленгликоля мол. веса 400 (содержанке свободных N СО-групп около 2 3%),

П ри м е р 7 (контрольный). Предполимер имеет состав, вес. ч.: Диол мол. веса 1000-45

Толуилендиизохшанит (ТДИ 80/2О)20,10

Бензоилхлорид0,1

Катализаторный компонент имеет состав, вес. ч.:

Диол мол. веса 20031,55

1Н ,N -Ди-( 2-гидроксипропилен)-анилин1,26

Ароматический амин9,29

Октоат свинца4,00

Фреон-II10,00

Предполимер и катализа торный компонент перемешивают при 27°С, смесь выливают в силиконовую форму, имеющую температуру 32 - , и герметизируют Через 10 мин изделие извлекают из формы и выдерживают 1 сут. при темпера ту- ре . Затем изделие выдерживают 1сут. при , после чего его можно испытьюать.

В таблице приведены свойства образцов ППУ, полученных в соответствии с примерами.

При использовании в композиции примера 1 квазипредполимера из ДМФДИ-и сополимера окиси этилена и окиси пропилена мол. веса 3000 (15 вес. %) вместо квазипредполимера из ДФМДИ и полиоксипропиленгликоля мол. веса 20О

(15 вес.%) снижается прочность на раз- дир с 11,7 до 6,7 кгс/см, а величина относительного удлинения с 180 до 1ОО% Введение в ту же композицию квазвпрваполимера из ДФМДИ и сополимера окиси этилена и окиси пропилена мол.веса 5ООО (1О%) снижает предел прочности на растяжение с 48 до 28,8 кгс/см, а относительное удлинение до 35%;

Таким образом, на основе композишш по изобретению получают пеншолиуретан с высокими физико-механическими пока зателями без использования толуилевдиизодианата и в качестве сшивающего агента ароматических диаминов.

Кроме того, композиция по изобретению легко перерабатьюается за счет использования в ней квазипредполимера на основе дифенилметандиизохшаната и низкомолекулярных полиоксиалкиленглшсопей.

Формула изобретения

Композиция дпя получения интеграль- 25 ного эластичного пенополиуретана, вкл1очаюшая гидроксилсодержашее соединение, сшивающий агент, катализатор, вспенивак щий агент и квазипредполимер с конпевыми fCOчrpyппaми, отличающая -30

с я тем, что, с целью улучшения пере рабатываемости композиции и повышения физико-механических пгжазателей пенополиуретана на ее оснсюе, в качестве квазипредполимера с конпевыми N СО-грпами она содержит продукт рсокции днфенилметандиизоцианата и полиоксиалкилегликолей мол. веса 2ОО - 5ОО при следующем соотношении компонентов, вес, ч.:

Гидроксилсодер- .

жащее соединение 100

Сшивающий агент12-25

Катализатор0,3- 0,6

Вспенивающий агент1О-25

Продукт реакции дифешшметандиизопиаяата и полиоксиалкиленгликолей

мал.веса200-5ОО55-97

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4.Патент Франции № 1482031, кл. С 08 , 1967.