Способ получения пенополиуретанов Советский патент 1982 года по МПК C08G18/14 

Изобретение относится к способу получения пенополиуретанов на основе лигнина, которые могут найти примене ние в строительстве в качестве тепло- и звукоизоляционного материала, в машиностроении и мебельном произво стве в качестве конструкционного и заполняющего пустоты материала. Известен способ получения пенопол уретанов, предусматривающий применение оксипропилированных производных лигнина в композициях для получения жестких пенополиуретанов (ППУ в качестве гидроксилсодержащего соединения (ГСС). Композиция содержит так же полиизоцианат, поверхностно-актив ное вещество (ПАВ, катализатор и вспенивающий агент. Полученные пены при кажущейся плотности 26,9-36, кг имеют предел прочности при 1,015-2,32 кгс/см1или 9,9 7-10 22,736-10 н/м. Недостатками получения пен указан ным способом являются сложность тех нологии и многокомпетентность композиции, а также низкие прочностные пока-, затели ППУ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является спо-. соб получения пенополиуретанов путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом. В качестве гидроксилсодержащего соединения (rCCJ используют раствор лигнина в нелетучем растворителе, причем процесс ведут в присутствии катализатора при 90-П5С 2. Однако осуществление способа осложняется применением повышенных температур как при приготовлении раствора лигнина СПО-150°С) , так и при вспенивании композиции. Кроме того, для приготовления раствора лигнина может быть использован только щелочной лигнин. Цель изобретения-получение пеноматериалов с широким диапазоном свойств от жестких конструкционных до легковесных заполнителей, а также снижение технико-экономических затра Поставленная цель достигается тем, что при получении пенополиуретанов путем взаимодействия гидроксил содержащего соединения с полиизоцианатом в качестве гидроксилсодержащего соединения используют суспензию воздушно-сухого лигнина в оксипропилированном производном лигнина (ОПЛ) при весовом соотношении (. -.100. Снижение содержания лигнина в ком позиции ниже указанного предела ухуд шает способность композиции к вспенизанию. Верхний предел содержания лигнина в ОПЛ лимитируется вязкостью получаемой пенокомпозиции. Для приготовления суспензии пригодны все виды лигнина. Приготовление суспензии и вспенивание композиции осущест вляется при температуре от -5°С и выше, : Использование в качестве ГСС суспензии лигнина в ОПЛ приводит к образованию полиуретановой сетки за счет взаимодействия с полиизоцианатом (.ПИЦ) гидроксильных групп ОПЛ,а также гидроксильных и карбоксильных групп лигнина. Недоступная для взаимодействия с ПИЦ часть суспендированного лигнина или его избыток участвуют в образовании ППУ Б качест ве наполнителя. Суспензия лигнина в ОПЛ проявляет свойства ПАВ, что позволяет готовить пенокомпозиции для получения жестких ППУ без дополнительного введения ПАВ Суспензия лигнина в ОПЛ вспенивается при смешивании с ПИЦ за счет влаги, присутствующей в воздушно-сухом лигнине в адсорбированном виде ( t а также за счет углекислого газа,выделяющегося при взаимодействии карбоксильных групп лигнина с полиизоцианатом. Введение воды в качестве вспенивателя дает худшие результаты, ибо это приводит к образованию менее рав номерной структуры, чем в случае использования воздушно-сухого лигнина, влага которого распределяется в композиции более равномерно. 9 54 Образование ППУ на основе композиции, состоящей из суспензии лигнина в ОПЛ, не требует дополнительного введения катализаторов, так как технология синтеза ОПЛ предполагает присутствие в нем ацетатов К, Na, Са, катализирующих процесс вспенивания. Роль катализаторов выполняют также соединения азота, присутствующие в лигнине (0,5-0,6%) и ОПЛ. Таким образом, суспензия лигнина в ОПЛ, являясь сложной минерало-органической системой, выполняет одновременно функции гидроксилсодержащего соединения, вспенивающего агента. катализатора, ПЛВ и наполнителя. Способ осуществляют следующим образом. В зависимости от заданных физикомеханических свойств ППУ готовят суспензию лигнина в ОПЛ в определенном соотношении. Для этого расчетное количество воздушно-сухого лигнина и ОПЛ перемешивают при комнатной температуре в лабораторном смесителе до получения однородной суспензии, к ксэторой затем добавляют расчетное количество ПИЦ. Количество ПИЦ рассчитывают, исходя из количества гидроксильных групп, содержащихся в суспензии лигнина в ОПЛ. Причем избыток ПИЦ по сравнению с расчетным берут равным 0,8-1,2. В таблице приведены составы компод свойства полученных ППУ. Как видно из таблицы, предел прочности при сжатии жестких ППУ на основе олигоэфиров лигнина в 1 , раза превышает нижний допустимый предел Прочности при сжатии известных жестких ППУ на основе простых олигоэфиров. Температура размягчения полученных ППУ.также превышает значение, допустимое для известных жестки-х ППУ. Таким образом, изобретение позволяет, меняя вид ОПЛ и лигнина, а также варьируя количеством лигнина в суспензии, в широком диапазоне изменять плотность и прочность ППУ и получать материалы от жестких конструкционных пенополиуретанов до легковесных заполнителей пустот.

0)

-Ясо

г о

г

г

см

см

irv

оо

о

I S

U

с. о

X

I j

,

О О

а X

о ь т т

- I

iS

оо

см

1Л

го

Формула изобретения

Способ получения пенополиуретанов путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом,s

отличающийся тем, что, с целью получения пеноматериалов с широким диапазоном свойств от жестких конструкционных до ле гковесных заполнителей, а также снижения технико- ю экономических затрат , мсаме т е гидроксилсодержащего соединения используют суспензию воздушно-сухого лигнина в оксипропилированном производном лигнина при весовом соотношении (Ы25):100.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3519581, кл. 2бО175 опублик. 1970 (прототип).