Способ получения эластичногопЕНОпОлиуРЕТАНА Советский патент 1981 года по МПК C08G18/14 

I

Изобретение относится к области получения эластичного пенополиурета (ППУ). Получаемый ППУ может найти применение в различных отраслях промышленности, в частности, автомобильной, мебельной и др.

Известен способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия простого полиэфира, содержащего не менее 10% первичных гидроксильных групп, с изоцианатньм ксмпонентом в присутствии амйнного катализатора октоата олова, пеностабилизатора и вспенивающего агента 1.

В качестве простых полиэфиров используются полиэфиры, полученные конденсацией окисей этилена, пропи лена, бутилена или их смесей с пропиленгликолем, глицерином и др;, Полиол имеет эквивалентный вес 1003000 и содержит не менее 10% первичных ОН-групп от общего числа ОН- . групп. В качестве катализаторов используются триэтилендиамин, октоат и олеат олова. Плотность получаемого ППУ 23,5-24,5 кг/м, прочность при растяжении 0,91-1,14 кг/см . Недостатками этого способа являются следующие:

при использовании в качестве катализатора триэтилевдиамина композиция обладает повышенной активностью, что заставляет очень точно дозировать катализаторы, особенно при заливке в теплую форму изделий большой массы (свыше 2 кг)и при получении блоков, а это, в свою очередь, создает технологические трудности;

промыишенное оборудование не в состоянии обеспечить очень точную дозировку катализаторов, из-за чего технология становится неустойчивой и выпускается брак - ППУ с закрытыми порами и усадкой, ППУ с трещинами, формованные изделия с кромками, оторваншми при выемке из форм; необходимость строго поддерживать температуру сьфЬЯу ,так как назначительные колебания ее приводят к разрывам или ; закрытым порам в пеноматериале. Строгое соблюдение температуры в производстве также затруднительно;

дефицитность и дороговизна аминиого катализатора ДАБКО, введение его в рецептуру требует предварительной операции растворения в воде, так как ДАБКО твердое вещество.

Эти причины заставляют искать новые каталитические системы не только из-за технологичес.сих, но и из-за экономических соображений.

Цель изобретения - улучшение технологии получения пенополиуретана.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения зластичного пенополиуретана путем взаимодействия простого полиэфира, содержащего не менее 10% ОН-групп с изо1щана.тным компонентом в присутстви аминного катализатора - октоата олова вспенивающего агента, пеностабилизатора, в качестве аминного катализатора используют сочетание диметилпиоперазина и диэтилзтаноламина в количествах 0,27-0,39 ,09-0,13 вес.ч. соответственно на 100 вес.ч. полиэфира..

Процесс получения ППУ производят по одностадийному способу: необходимы компоненты, взятые в определенном соотношении, тщательно перемйцивают на ручной мешалке (или дозируют и

перемешивают с помощью специал1 ной промышленной установки, после чего смесь выливают в форму или на движущийся транспортер, где и происходит вспенивание и отверждение ППУ..

В качестве простого полизфира используют сополимеры окиси пропилена с окисью этилена, триолы, содержащие 5-18% остатков окиси этилена, мол. массу 3500-4000, содержание первичных гиДрокисльных групп 15-30%, например Лапрол 3503-2Н-5, Лапрол 4003.

I В качестве аминнык катализаторов используют сочетание третичных аминов диметилпиперазина и диэтилэтанол|амина в количестве 0,27-0,39 и 0,090,13 вес.ч. соответственно на 100 вес полиэфира, в качестве металоорганических соединений - октаат олова

(продукт 230-19, в качестве стабилизаторов пеныкремннйорганические поверхностно-активные вещества - блоксополимеры полиорганосилоксана и

полиоксиалкилена, например КЭП-1, КЭП-2 и другие. В качестве изоцианатного компонента используют толуилендйизоцианат-смесь изомеров 2,4 и 2,6 в соотношении 80:20,в качестве вспенивающих агентов - воду и низкокипящие галоидуглеводороды.

Пример 1. Эластичный ППУ получают в лабораторных условиях следующим образом.

В цилиндрический стакан из нержавещей стали (диаметр 70-80 мм, высота 120 мм)взвешивают простой полиэфир в количестве .100,0 г, добавляют отмеренное шприцем количество катализатора- диметилпиперазина и диэтилэтаноламина,пеностабилизатора КЭП-2, катализатора октаата,олова и перемешивают рамной мешалкой с 11 1400 об/ мин в течение 20 с. Затем добавляют необходимое количество толуилендиизоцианата 80/20 из цилиндра,перемешивают той же мешалкой 5 с, добавляют воду,перемешивают еще 5-7 с, и остановив мешалку,выливают содержимое стакана в металлическую коробку 15х 15x15 см,выложенную пленкой.Образец пенопласта выдерживают в термошкафу при 100-120 0 в течение 20-15 мин, затем сутки при комнатной температуре, физико-механические испытания проводят по стандартным методикам.

В табл. 1 приведены рецептуры, : в табл. 2 - результаты опытов по предлагаемому способу(3,4,б)и известному (1,2,5). В. последнем случае провести физико-механические испытания не удалось из-за большого количества дефектов в образцах ППУ (раковины, трещины, закрытые поры).

Пример 2, Бьш проведен опытнопромьшшенный выпуск изделий из эластичного ППУ методом заливки в форму на Ижевском заводе пластмасс. Использовалась промышленная заливочная машина высокого давления фирмы Хеннеке, ФРГ.

Рецептура, вес. ч:

Лапрол 3503-2Б-5100,0

Тол уи л ендии зоци а на т

80/20 ,44,0-3

Пеностабилизатор КЭП-2А 1,50-0,2

ДиметилПИПераЗИН0,33-0,03

Диэтиленэтаноламин0., 11 -О, ОI

Катализатор 230-19

(октоат олова)

0,12-0,03 Вода 3,50-0,3

Технологический режим заливки изделий.

Для работы на машине вспенивания были приготовлены две активаторные смеск следующего состава,вес.ч: Вода3,50

КЭП-21,70

Диметилпиперазин0,33

Диэтилэтаноламин0,11

Лапрол 3503-2Б-524,00

Катализатор 230-191,00

Данные технологического режима по лучения ППУ приведены в табл. 3.

Результаты физико-механических испытаний приведены в таблице 4.

Данные табл. 4 показывают, что пенополиуретан по всем показателям соответствует требованиям заказчика и может быть использован в автомо бильной промьшшенности.

360166

Использование данного способа получения эластичного ППУ обеспечивает следукндие преимущества:

повышается технологичность и экоJ номичность процесса за счет со1сращения процента брака(отсутствуют разрывы, закрытые поры, пустоты и т.д.) .

повышается устойчивость процесса за счет расширения температурного fQ интервала работы катализаторов;

позволяет заменить дорогостоящий и дефихщтный катализатор Дабко не менее дефицитный диметилпиперазин и диэтилэтаноламин;

jобеспечивает получение на имеющемся

промышленном оборудовании формованных изделий, отвечающих по качеству требованиям автомобильной промьшшенности;

позволяет отказаться от закупки 20 полиэфира и катализатора по импорт и приводит к экономии валютных средств. Таблица

Кажущаяся плотность, .кг/м

Таблица2

- 33,0

26,0

35,0

Разрушающее напряжение при растяжении, кг/см

Относительное удлинение при разрьше,%

Наименование параметров

Производительность насос

Полиэфир

ТДИ 80/20

активатор 1

активатор П

Время заливки, с: набивка передней спинки

набивка передней подушк

набивка задней спинки М-412. набивка задней подушки М-412

набивка задней спинки комби

набивка задней подушки комби

Температура сырья,С: полиэфир

ТДИ 80/20 активатор 1

активатор П Температура форм перед з

0,92

1,24 1,36 190 176 159

ТаблицаЗ

Показатель

установка 1

установка 2

16 000 6520-6820 .828-855 420-564

7,0

10,0-11,0 5,5 6,8

22 22 22

20 23 23

22

23 8-40 38-40

Температура в нагревательном канале, С Зона 1

Относительная остаточная деформация при сжатии, %

Испытания на усталость,%: а)относительная остаточная

деформация .

б)относительное уменьшение

жесткости

Характеристики при растяжении

836016

10 Продолжение табл. 3

190

180

Т а б л и ц а 4

5,7

4,6

$13,0

0,,0

18,,0