Способ получения полужесткого пенополиуретана в виде блоков Советский патент 1979 года по МПК C08G18/14 

(54) СПОСОБ.ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА В ВИДЕ БЛОКОВ

.полиуретана использовать сочетание двух полиэфиров - высокомолекулярного (% ОН от 1,03 до 1,70) и ннзкрмолёкулярного (% ОН от 12,7 до 1977) в соотношении по весу: высокомолекулярный/низкомолекулярный от 90/10 до 25/75.

В патентной формуле указано, что обязательным условием является ртнр шение содержания гидроксилов в полиэфирах не менее 15:1, что обеспечивает взаимную несовместимость этих полиэфиров, В качестве стартовых веществ для получения полиэфиров рекомендуется использовать глицерин, сорбит, сахарозу и ряд других многоосновных спиртов.

Приготовление пенополиуретана изсмеси полиэфиров не отличается осо.бенностями, В качестве диизоцианата используют толуилендиизоцианат в качестве вспенивателя - воду, в качёствё катализаторов - третичные амины и металлорганические соединения, в качестве поверхностно-активного вещества - кремнийорганические соединения.

Описанный в 2 способ давая полужесткий пенополиуретан с нужной свокупностью свойств, обладает определенными недостатками. Основным недостатком является несовместимост высоко- и низкомолекулярного полиэфиров. Это приводит к необхоДимос;ти приготовления смеси полиэфиров непосредственно на месте переработк :что требует производственных площадей, дозировочного оборудования и усложняет процесс. Подача второго плиэфира непосредственно в смесительную головку машины для вспени:вания. по отдельной линии невозможна в связи с тем, нужно подавать сравнидел ь но бщьшре количество его (10 и dojfii|e частей на 100 частей основног6 полйэ фира) , Дозирукадйе агрШгаты машины вспенивания не предусмотрены для работы в таком режиме.

Кроме того, в патенте описаны только лабораторные опыты с пблУЧёнием небольших образцов ППУ, Работа на промышленном оборудовании с. получением бйокоа большого размера, как правило, выявляет скрытые недостатки прЪцессов , разработанных в лабЬраторий.

ЦелЬю настоящего изобретения является упрощение технологического Процесса иполучение пенополиурета- на с заданными жесткостью, срособногб эксплуатироваться в широком интервале т емпёра.тур, Эта цель достигается тем, что в известном способе получения полужесткого пенополиуретана в виде бло ков -в качёствё смеси гголйол ов йсполг зуют смесь полиоксйпропилентриола

с молекулярной массой 3000-4000, полиоксйпропилентриола с молекулярной массой 460-530 и полиоксипрбпиленпентола с молекулярной массой 740850, причем количество полиоксипропилентриола с молекулярной массой 3000-4000, составляет 66-76 вес,ч, на 100 вес,ч, смеси полиолОв, а весрвре соотношё1НИе полиоксйпропилентриола с молекулярной массой, 460530 и полиоксипропиленпентола составляет соответственно 0,7:10 3,0:1,0,

НйэкомЬлекулярные полиолы, исползуемые в способе по изобретению, ссздержат (Меньше гидроксилов, чем эт рекомендуется, в 2 и образуют раствор с высокомолекулярным полиолом,

Полиоксипропилентриол с молекуляной массой 460-530 (марка Лапррл 503) имеет % ОН 9,5-11,0, полиоксипропиЛенпентРЛ с молекулярной массо 740-850 (марка Лапрол 805) имеет % ОН 10,0-11,5,

Высокомолекулярный полиол-пОлиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-4000 (марка Лапрол 3003) имеет % ОН 1,2-1,8,

Данное изоЬретение иллюстрируется следующими примерами,

П р им е р 1, Образцы пенополиуретана (ППУ) получают в лабораторных условиях следующим образом (опыты 1-8 табл, 1): в цилиндрический стакан из нержавеющей стали (d 70-80 мм,. Н-120 мм) помещают полиолы (общее количество - 100,0 г добавляют отмеренное шприцем количество катализатора - диметилбензиламина, пеностабилизатора КЭП-2А, катализатора дибутилдиларата олова и перемешивают рамной Мешалкой с п 1400 об/мин в.течение 20 с, За.тем добавляют необходимое количествр толуилендиизоцианата 65/35 из цилинд ра, перемешивают той же мешалкой 5с,, добавляют воду, перемешивают еще 5-7 с, и, остановив мешалку, выливают содержимое стакана в картЬннуй коробку 15х15Ч5 см, выложенную пленкой. Образец пенопласта выдерживают при комнатной температуре не менее 3 суток, после чего проводят физико-механические испытания по стандартным методикам,

В таблице 1 приведены как результаты опытов по предлагаемому способу (№ 2; 3, 7), так и результаты опытов, в которых соотношение прлиолов не соответствует этому способу. В последнем случае или напряжение при сжатии на 50%, или остаточная деформация при сжатии не соответствуют требованиям,

Приме р 2, Был пррведен опыно-промышленный выпуск полужесткого пенопрлиуретайа на заводе химикатов (г, Киев), Рецептура, вес.ч,: . . Лапрол 3003 - полиокси- L пропилентриол на основе глицерина,% ,64 - 70, 2.Лапрол 503 - полиокси- у пропилентриол на основе глицерина,% ,8 - 15, 3.Лапрол 805 г- полиоксипропиленполиол на осно- . ве ксилита,% ОНsiО,8 - 15, 4- Толуилендиизоцианат (ТДИ) 65/35- 52, 5.Вода- 2, 6.Диметилбеизиламин - 1, 1. Дибутилдилаурат олова- 0, 8. Пеностабилизатор КЭП-2А, - 1, Примечание, Все три Л рола были смешаны на заводе-изгот вителе в указанных соотношениях. Полученный стабильный раствор обо значен маркой Лапрол ЮОЗС Для работы на машине вспениван были приготовлены 2 активаторные смеси следующего состава, вес, ч. Активаторная смесь 1: Вода- 2,7 КЭП-2А- 1,5 Диметилбенэиламин 1f 5 Активаторная смесь № 2: Лапрол - 4,0 Дибутилдилаурат олова-0,1 Оборудование: ПромЕлоленная заливочная машина низкого давления фирмы Пла-Ма Норвегия. Установка машинных агрегатов: 4.Подача Лапрола 35j4 кг/ ЮОЗС 18,5 кг/ 2.Подача ТДИ 65/35 3.Подача активаторной смеси 2,0 кг/ №1 4.Подача а:ктиваторной сме1,45 кг си 2 5.Диаметр выходно-19 мм го, наконечника 6.Число оборотов -3000 об/ мешалки 1. Угол наклона -2,5транспортера8. Скорость транспор-3,7 м/м тера Ширина бумажной -1000 мм. формы Было получено около 500 кг ППу 1иде блоков высотой до 50 см. ППУ имел открыто-пористую равномерну структуру без трещин и разрывов. -. -- ..... Результаты физико-механических испытаний приведены ниже: Кгикущаяся плотность, кг/м -31,1 Жесткость при сжатии на 50%, г/см Остаточная дефор-72,9 мация, % Предел прочности, кгс/см -1,86 Относительное удлинение при разрыве, %- 118 Сравнение с табл. 1 показывает, что ППУ полностью отвечает требованиям заказчика. С помощью специального оборудования - разрывной машины с термокриокамерой - было исследовано изменение напряжения сжатия при заданном уровне деформации с температурой. Получены следующие результаты: Температура, 20 45 62 100 -43 -30 Напряжениепри сжатии .на 20%, г/см 1050 710 380 250 250 170 56 Видно, что в интерваше температуры от -43 до +62 напряжение сжатия меняется менее, чем на 1 порядок. Это обеспечивает.возможность использования полужесткого ППУ в автомобилях. Как показывают таблица 1 и другие данные, приведенные в примерах, по способу в соответствии с изобретением получен как в лабораторных, так и в промышленных усдовиях полужесткий пенополиуретан с напряжением сжатия . при 50% деформации 150-280 г/см, остаточной деформацией менее 75%,пригодный для использования в автомобильной промышленности.. Использование данного способа получения полужесткого ППУ в виде блоков на основе полиолов и диизоцианата обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: -упрсяцение технологического процесса за счет использования взаи мнорастворимых пслиолов, раствор коорых может быть приготовлен заранее ; -возможность осуществления техноогического процесса на действующем ромышленном оборудовании при испольовании прсмышленно выпускаемого отеественного сырьяг -возможность получения полужестого ППУ с заданными жесткостью и ластичностью, способного эксплуатиоваться в широком интервале темпеатуо,

Рецептуры и фиэикр-механические свойства лаботаторных ббрадцов.полужесткого ППУ

Таблица

36,5

33,8

34,2 Требования потреби Формула изобретения Способ получения полужесткого пенополиуретана в виде блоков путем взаимодействия диизоцианата со смесь полиолов в присутствии катализаторов, поверхностно-активного вещества, и вспенивающего агента., отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и получения пенополиуретана с эадан ными жесткостью и эластичностью, способного эксплуатироваться вширо.ком интервале температур, в качестве смеси полиолов используют смесь полиоксрпропилентриола с мрлекул р ной массой 3000-4000, полиоксипропилентриола с молекуля ной массой

20-41

33,2 31,6. 35,8 35,8

150280460-530 и полиоксипропиленпентола с молекулярной массой 740-850, причем количество полиоксипропилентриола с молекулярной массой 3000-4000 составляет 66-76 вес,ч. на 100 вес,ч, смеси полиолов, а весовое соотношение полиоксипропилентриола с молекулярной массой 460-530 и полйоксипропиленпентола составляет соответственно 0,7:1,0-3,0:1,0. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент США № 3-833526, кл, ,5, опублик, 1974, 2,Патент ClJA № 3558529, опублик, 1971 (прототип).