Способ получения жесткого коксующегося пенополиуретана Советский патент 1981 года по МПК C08G18/14 C08L75/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО КОКСУЮЩЕГОСЯ

1

Изобретение относится к получению жестких пенополиуретанов (ППУ), которые могут быть использованы в качестве легкого теачоизоляционного, огнестойкого материала с пониженной горючестью в любой отрасли промышленности, где необходима теплозащита изделий от воздействия высоких температур и открытого Ш1аме1ш.

Известен способ получения жестких ППУ путем взаимодействия гидроксилсодержащего компонента с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора, эмульгатора, вспенивающего агента и винильных мономеров 111.

Полученные по указанному способу ППУ являются горючими, так как используемые зтиле1шенасы1иениые мономеры не содержат фосфора. Ввводимые хлоросодержащие мономеры применяются лишь как высококипящие добавки, которые не улетучиваются из смеси при повышении температуры. Введенное количество хлора не обеспечивает высоких огнсгасящих свойств материала, пенопласт не способен к коксованию. Применение взрывоопасных перекисеи и гидроперекисей в качестве ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

катализаторов для полимеризации ви1П1льных мономеров значительно усложняет технологию переработки ППУ.

ППУ получают также путем взаимодействия смеси сложного полизфира хлор- и фосфорсодержащих полиэфиров, полиэфиракрилата с изоцианатным компонентом в присутствии целевых добавок 2.

Получаемый пенопласт коксуется, обладает низкой горючестью, однако дня придания этих

10 уникальных свойств требуется дополнительная стадия высокотемпературного прогрева (при 300° С).

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому является способ получеття ог15нестойкого жесткого коксующегося ППУ путем взаимодействия смеси сложного полиэфира и ненасыщенного соедине1тя с иаонианатным компонентом в присутствии , катализатора, вспенивающего агента и эмуль20гатора 3.

ЦПУ, полученный по этому способу, является трудновоспламеняющимся. Потери веса при испытании на горючесть по методу огне|вая труба составляет 45-55%. Однако такая огнестойкость недостаточна для удовлетворения нужд ряда отраслей промышленности. Серьезным недостатком способа является то, что смесь полиэфиров, галоид и фосфорсодержащих соединений катализатора, вспенивающег агента и эмульгптора через 10-15 мин стояния расслаивается, что приводит к нарушению соотношения и отражается на физико-механических свойствах материала. Расслаивание сме си затрудняет переработку ППУ машинным способом. Цель изобретения - снижение горючести и упрощение технологии получения ППУ. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения жесткого коксующегося пенополиуретана путем взаимодействия смеси сложного полиэфира, ненасыщенного соединения с изоцианатным компонентом в присутствии хлораля, катализатора, вспенивающего агента и эмульгатора, в качестве ненасыщенного соединения используют 45,0-83,3 вес.ч. на 100 вес.ч. сложного полиэфира фосфорсодержащего винилового мономера - ди(метакрилоксиэтил) -метилфосфоната (ДММФ). Введение ДММФ и его последующая полимеризация за счет винильных связей приводит к образованию системы полимер в полимере, увеличению общей степени сшивки и возникновению дополнительных физических связей за счет полярных групп в обоих поли мерах. Все это в сочетании с фосфором, вве денным с продуктом ДММФ и способствующим коксованию, придает пенопласту способность при высоких температурах или воздействии пламени к структурированию и сохране нию основы полимера. При этом на поверхности пенопласта образуется защитный слой пенококса, который в сочетании с антипиренами (фосфором и хлором) снижает горючесть материала. Кроме того, использование ДММФ приводи к получению раствора компонентов, нерасслаивающегося в течет1е нескольких месяцев. Продукт ДММФ имеет значительно более низкую вязкость (40-60 сП при ), чем применяемый в известном способе фосполиол И, вязкость которого при 20° С 200000 300000 сП, что также упрощает технологию переработки. Способ получения ППУ осуществляется путем перемешивания компонента А, состоящего из полиэфира, продукта ДММФ, хлораля, эмульгатора, катализатора и вспенивающего агента и компонента Б попиизоцианата. С целью, снижения вязкости компонента А хлораль,может вводиться с компонентом Б. Переработку производят ругаым и машикяым способом как методом зшгивки в 4 орму, так и напылением на любую поерхность. В качестве полиэфира используют сложный полиэфир, например полидиэтиленгликольадипинат (П-509) в количестве 100 вес.ч., в качестве изощ1анатного компонента - смесь 4,4-дифеш1пметандиизоцианата с более высокофункциональными ароматическими изоцианатами в соотношении от 70:90 до 50:50 соответственно, например полиизоцианат марки Б, высший сорт, в количестве 120- 185 вес.ч. В качестве эмульгаторов могут быть использованы кремнийорганические поверхностно-активные вещества - блоксополимеры полиорганосилоксана и полиоксиалкилена, например КЭП-1, КЭП-2. КЭП-6 и др., в количестве 2-4 вес.ч. В качестве вспенивающего агента используют воду в количестве 2-3 вес.ч., метиленхлорид в количестве 5-55 вес.ч. или их смеси. В качестве катализатора используют третичные амины, например триэтиламин в количестве 3-4,5 вес.ч., или смесь триэтиламина с триэтаноламином в соотношении 1:3 соответственно, предпочтительные количества 5,513 вес.ч. П р и м е р 1. В металлический стакан отвешивают 100 г полиэфира П-509, 138,9 г фосфорсодержащего полиола (фосполиола II), 138,9 г полиэфиракрилата (полиэфира ТГМ-3), 5,6 г воды, 7,5 г триэтиламина. Массу (компонент А) перемешивают в течение 1 мин с помощью механической мешалки. В другом стакане отвешивают 380,3 г полиизоцианата и 38,9 г хлораля (компонент Б). Смешивают компоненты А и Б, перемешивают 10-15 с на мешалке, после чего массу выливают в форму, где происходит вспенивание и отверждение ППУ. Физико-мехашмеские показатели готового ППУ для примера 1 и всех последующих приведены в таблице. Пример 2. В металлический стакан отвешивают 100 г полиэфира П-509, 41,6 г продукта ДММФ, 2,8 г эмульгатора КЭП-2, 2,1 г воды, 3 г триэтиламина (компонент А). Массу перемешивают в течение 1 мин с помощью механической мешалки ( -4400 об/мин). В другом стакане смешивают 164,2 г полк изоцианата и 38,9 г хлораля (компонент Б) и быстро выливают в компонент А, вновь перемешивают 15-20 с на мешалке, после чего массу выливают в форму, где происходит вспенивание и отверждение ППУ. П р и м е р 3. 100 г полиэфира П-509. 45 г продукта ДММФ, 2,8 г эмульгатора КЭП-:2, 2,1 г воды, 2,5 г триэтиламипа. 164.2 г полиизоцианата, 38.9 г хлораля омеитипают амя I логично примеру 2.

II р и м е р 4. .100 г полиэфира П-509, 6,4 г продукта ЦММФ, 2,8 г эмульгатора КЭП-2, 2,2 г волы, 3,4 г триэтиламиш,

152.7г полиизоцианата, 38,9 г хлораля саиешивают аналогично примеру 2.

П р и м е р 5. 100 г полиэфира П-509, |83,3 г продукта ДММФ, 2,8 г эмульгатора КЭП-2, 2,4 г воды, 4,1 г триэттшамина,

168.8г полиизоцианата и 38,9 г хлораля смешивают и вспенивают аналогично примеру 2.

Пример 6. 100 г полиэфира П-509, 69,4 г продукта ДММФ, 2,8 г эмульгатора КЭП-2, 0,8 г воды, 3,3 г триэтиламина, 27,8 г метиленхлорида, 136,9 г полинзоцианата, 38,9 г хлораля смешивают и вспенивают аналогично примеру 2.

Пример. 100 г полиэфира П-509, 69,4 г продукта ЛММФ, 2,8 г эмульгатора

КЭП-2, 0,8 г воды, 27,8 г метиленхлорида, 8,3 смеси триэтаноламнна с трнэтиламином в соотношении 3:1 соответственно, 158,6 г полинзоцнаната и 38,9 г хлораля смешивают и вспенивают аналогично примеру 2.

Пример 8. В металлический, стакан отвешивают 1000 г полиэфира П-509, 694 г продукта ДММФ, 55,5 г эмульгатора КЭП-1, 13,9 г воды, 5,4 г триэтиламина. Массу перемешивают 5-10 мин с помощью палки и заливают в емкость для компонента А напылительной маитны. В другой емкости смешивают 1500 г псшиизош1аната и 389 г хлораля. Смесь после перемешивания загружают в емкость машины для компонента Б. Смешивание компонентов А и Б производят в пистолете и напыляют массу на соответствующую поверхность.

Oi

о о

Ov

О

чо

00 vrT

О

о

о оо

л

ю о

ОО

O

c

ЧО

Л,

SS

осГ

(Я

t

П О

(N

и

ID fS

ID

N

.

о

D

t

fS

с

1Л

го Как видно из таблицы полученные ППУ им ют более высокую огнестойкость (потери веса при определении горючести по методу огневая труба не превышают 35%) при сохранении остальных физико-механических характери стик и способности к коксованию. Использование предлагэрмого способа обеспечивают по фавнению с известным упрощение технологии получения ППУ за счет хорошего совмещения компонентов системы, получение более стабиль ного по свойствам пенополиуретаиа, возможность получения коксующегося ППУ с пониженной горючестью. Кроме того, способ позволяет осуществить технологию нанесения Ш1У на крупногабаритные изделия, где требуется транспортировка смесей на большие расстояния. Формула изобретения Способ получения жесткого коксующегося пенополиуретана путем взаимодействия смеси 7 сложного полиэфира и ненасыщениого соединения с изоциаиатным компонентом в присутствии хлораля, катализатора, вспенивающего агента и эмульгатора, отличающийс я тем, что, с целью снижения горючести пенопласта и упрощения технологии получения, в качестве ненасыщенного соединения используют 45,0-83,3 вес.ч. на 100 вес.ч. сложного полиэфира фосфорсодержащего винилового мономера - ди (метакрилоксиэтил) -метилфосфоната. Источники информация, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 4098733, кл. 521-123. опублик. 1978. 2.Авторское свидетельство СССР N 672867, кл. С 08 G 18/14, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 328126, кл. С 08 G 18/46, 1967 (прототип).