Способ получения жесткого пенополиуретана Советский патент 1982 года по МПК C08G18/14 

I

Изобретение относится к способам .получения жестких пенополиуретанов (ППУ) взаимодействием гидроксилсодержащих соединений с полиизоцианатами, имеющих теплоизоляционное, конструкционное и радиотехническое назначение.

Применяемые полиизоцианаты характеризуются определенным молекулярномассовым распределением продуктов различной степени конденсации, кото- .. рую можно измерять по количеству сконденсированных бензольных ядер.

Известен способ получения ППУ взаимодействием гидроксилсодержащих полиэфиров (простых или сложных) с .. полиизоцианатами, в котором для получения ППУ используются полиизоцианаты, содержащие 42-60% дифенилметандиизоцианата (ДФМЯИ}| 1.

Однако ППУ, полученные этим спосо- j бом, при низкой кажущейся плотности (порядка 40 кгс/см) имеют недостаточную прочность. Предельная рабочая температура жестких пенополиуретанов на основе простых полиэфиров и полиизоцианатов не превышает ЮО-ТЗО С.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения жесткого пенополиуретана -путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом в присутствии катализатора, пеностабилизатора и вспенивающего . агента, в котором в качестве катализатора Используют смесь ацетата щелочного металла с триэтаноламином, взятых в соотношении от 0,001 до 5.0 2.

Преимуществами известного способа являются простота технологии произ.водства ППУ, нетоксичность и негорючесть используемых катализаторов, возможность получения пенополиуретанов с широким диапазоном кажущихся плотностей. Однако этЬт способ не обеспечивает пoлy eния жecткoгo пенополиуретана с температурой размягчения выше 135°С. 39 Цель изобретения - улучшение физ ко-механическйу и теплофизических свойств конечного продукта. Поставленная цель достигается те что согласно способу получения жест кого ППУ путем взаимодействия гидро ксилсодержащего соединения с полииз цианатом в присутствии катализатора пеностабилизатора и вспенивающего агента в качестве полиизоцианата ис пользуют смесь полифенилполиметилен полиизоцианатов, в которой отношени суммы изоцианатов с тремя и четырьмя бензольными ядрами к изоцианатам пятью - двадцатью ядрами составляет 1 ; 1,6 - 3, а содержание дифенилметандиизоцианата в ней -76%. Использование полиизоцианата спос ствует повышению физико-механических свойств пенополиуретана, так как в нем содержится больше высокофункциональных изоцианатов, что приводит к большей плотности пространственной сетки. Для получения пенопласта с помощью мешалки готовят однородную сме из гидроксилсодержащего соединения, катализатора, пеностабилизатора, вспенивающего агента и других целевых добавок, затем ее со.единяют с по лиизоцианатом, перемешивают мрханической мешалкой несколько секунд и выливают в форму. Возможно применение для заливки в форму полиуретановой композиции заливочных машин низкого и высокого давлений. В качестве гидроксилсодержащего соединения используют гидроксилсодер жащий простой полиэфир с молекулярной массой 800 типа Лапрол-805. В качестве полиизоцианата используют смесь полифенилполиметиленполиизоцианатов, в которой отношение суммы изоцианатов с тремя и четырьмя бензольными ядрами к изоцианатам с пятью-двадцатью ядрами составляет 1:1,6-3Стабилизация пены осуществляется кремнеорганическими стабилизаторами КЖП-1, КЭП-2,,представляющими со бой блоксополимеры полиорганосилоксана и полиоксиалкилена. В качестве катализатора использую смесь ацетата щелочного металла с т э.таноламином, а также аминные катали заторы: триэтиламин, диметилэтаноламин, диметилциклогексиламин, диазо бициклооктан, диметилбензиламин и другие. Вспенивание осуществляется водой и хладоном-11 или хладоном-113. П р и м е р 1. К 100 вес.ч. оксипропилированного ксилита с молекулярной массой 8QO добавляют 3 вес.ч. 33 -ного раствора ацетата натрия, 4 вес.ч. триэтаноламина, 1 вес.ч. КЭП-1 , 12 вес.ч. хладона-113, перемешивают на механической мешалке в течение 60 с. В композицию добавляют 1бО вес.ч. полиизоцианата, содержащего 66 двухядерных , 8,5% трехядерных, k,S% четырехядерных, 21 многоядерных изоцианатов, перемешивают t5 с и выливают смесь в форму. Вспенивание начинается через 32 с. Время телеобразования 150 с, время подъема пены 200 с. Пример2. К предварительно приготовленной смеси веществ, опи- Г санной в примере 1,добавляют 155 вес. ч. полиизоцианата, содержащего 76 двухядерных, 6% трехядерных, 3% четырехядерных и 15 5-20-ядерных.изоцианатов,перемешивают 15 с и выливают композицию .в форму. Вре-мя старта 30 с, время гелеобразования 130 с, время подъема пены 175 с. Примерз. К однородной смеси веществ (пример t) приливают 1б5 вес.ч. полиизоцианата, содержащего 45% двухядериых, 10% трехядерных, 5 четырехядерных, UQ% многоядерных изоцианагов, перемешивают композицию на механической мешалке в течение 15 си выливают ее в форму. Время старта 35 с, время гелеобразования 135 с, время подъема пены 210 с. Пример . С помощью механической мешалки в течение 15 с готовят композицию из Смеси веществ по примеру 1 и 1б5 вес.ч. полиизоцианата, имеющего следующий состав,%: двухядерных изоцианатов 1,0, трехядерных 10,5 четырехядерных k, 5-20-ядерных 4,5- Композицию выливают в форму. Время старта 35 с, время гелеобразования 13Р с, время конца подъема 215 с. П р и м е р 5. Смесь веществ по примеру 1 перемешивают с помощью механической мешалки.в течение 15 с со 160 вес.ч. полиизоцианата, имеющего состав, % : двухядерных изоцианатов 5, трехядерных 10, четырехядерных 5, 5-20-ядерных 30. SafeM 5 композицию выливают в форму. Вспенивание начинается через 33 с и эзканчивается через 190 с. 9296526 8 таблице приведены состав, физико-механические и теплофизические свойства пенопласта.

Содержание изоцианатов в полиизоцианате, 2-ядерных 3 ядерных -ядерных 5-20-ядерных Отношение суммы 3-х и 4-х ядерных изоцианатов к сумме 5-20-ядер1:1,6 1:1,7; ;i:2, ных Кажущаяся плотность, ,5 Предел прочности при сжатии, кг/см Удельная ударная

Как видно из данных таблицы, использование в рецептурах жестких ППУ полиизоцианата приводит к повышению прочностных и теплофизических свойств пенопласта.

При одной и той же кажущейся плотности пенополиуретан,полученный С использованием полиизоцианата -по изобретению, имеет предел прочности при сжатии почти в 2 раза, а удельную ударную вязкость в 1,5 0аза выше, чем известный ППУ.

Температура размягчения ППУ во всех Случаях выше 135 С. 38,1 41, 3,1 3,

Использование предлагаемого способа- по сравнению с известным обеспечивает следующие преимущества: повышение прочностных и теплофизических свойств пенополиуретана; увеличение срока службы изделий, заполненных пенопластом; возможность эксплуатации изделий в более жестких условиях.

Формула изобретения

Способ получени) жесткого пенополи уретана. путем взаимодействия гидро1:0,45 3,в 1:2 2,2 40,6 40 3,4 3,0

7 9296528

ксилсодержащего соединения с полиизо- ядрами составляет 1:1 ,o-j, а содержацианатом в прирутствии катализатора,ние дифенилметандиизоцианата в ней

пеностабилизатора и вспенивающегоk -76%.

агента, отличающийся тем.Источники информации, что, с целью улучшения физико-меха-$ принятые во внимание при экспертизе нических и теплофизических свойств1. Берлин А.А. Шутов Ф.А. Пенсконечного продукта, в качестве поли-полимеры на основе реакционноспособизоцианата используют смесь поли-ных олигомеров. М., Химия, 1978, фенилполиметиленполиизоцианатов, вс. 60.

которой отношение суммы изоцианатовЮ 2. Авторское свидетельство СССР

с-тремя и четырьмы бензольными ядра-№ 380б70, кл. С 08 G 18/14, 1968

ми к изоцианатам с пятью-двадцатьюпрототип .