Полиоловая композиция для получения жесткого пенополиуретана для производства скорлуп

Полиоловая композиция для получения жесткого пенополиуретана для производства скорлуп

Реферат

Изобретение относится к химии жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения для получения пенополиуретановых скорлуп.

Жесткие пенополиуретаны заливочного типа находят широкое использование в качестве теплоизоляционного материала. Примеры таких применений включают теплоизоляцию трубопроводов различного назначения и резервуаров в промышленных установках, изоляцию холодильников и использование в качестве наружной теплоизоляции и герметизации зданий и сооружений в строительной промышленности.

Скорлупы представляют собой пенополиуретановые полуцилиндры, предназначенные для теплоизоляции трубопроводов.

Их получают методом заливки ППУ - системы в открытые или закрытые формы с применением заливочных машин высокого или низкого давления.

Обладая низкой теплопроводностью, жесткие ППУ обеспечивают более эффективную теплоизоляцию в сравнении с традиционно используемой минватой и другими аналогичными материалами.

Основным фактором, определяющим конечные свойства жесткого пенополиуретана, является природа исходных материалов, в частности очень важен тип и состав полиолового (А) и изоцианатного (Б) компонентов. Настоящее изобретение касается состава полиолового компонента (А).

Известно, что использовав определенный полиол, можно получить жесткие полиуретаны, обладающие необходимым комплексом эксплуатационных свойств для использования их в качестве теплоизоляционного материала.

Системы, предназначенные для получения жестких формованных пенополиуретанов, характеризуются средним стартом - временем с начала перемешивания смеси до начала увеличения ее в объеме, позволяющим системе растекаться равномерно на большую поверхность.

Основное нарастание объема - примерно на 80% - происходит между временем старта и началом гелеобразования, что позволяет вспененной массе наиболее равномерно распределиться в замкнутом пространстве формы либо по большой поверхности, поэтому величина времени старта (кинетики реакции) должна быть оптимальной с точки зрения дальнейшего формирования изделия с равномерной структурой и внешней поверхностью.

Наиболее близкой к заявляемой композиции по составу и технической сущности является полиэфирполиоловая смесь по патенту RU 2339663 от 27.11.2008 г., МПК C08L71/02, C08G18/48 на изобретение «Полиоловая композиция для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения», получаемая при использовании полиолового компонента, который состоит из смеси различных полиолов без использования катализаторов и пенорегуляторов, которые стабилизируют качество пены, плотность и прочностные характеристики.

Смесь содержит следующие компоненты, мас.ч: полиэфир с гидроксильным числом 700-800 мг КОН/г 0,4-0,8%, простой полиэфир с гидроксильным числом 480 мг КОН/г 6,5-8,5%, сахарозный полиэфир с гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г 28-36%, полиэфир из смеси полиолов с гидроксильным числом в пределах 329-461 мг КОН/г 14-25% и антипиреновую добавку - три-(β-хлорэтил) фосфат 39,5-40,7%.

Недостатками известной композиции является то, что использование указанной полиэфирполиоловой смеси позволяет изготовить вспененные материалы с высокой прочностью, но при высокой плотности (более 70 кг/м³) и с повышенной хрупкостью готового изделия в связи с большим содержанием сахарозного полиэфира с гидроксильным числом в пределах 400-450, что не подходит для производства скорлупы. Также данная композиция содержит большое количество антипиреновой добавки и не содержит катализатор и пенорегулятор, что может привезти к усадке готового изделия. Без использования пенорегуляторов и катализаторов в составе компонента А нельзя добиться нужных физико-механических показателей с требуемой плотностью и временными параметрами.

Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание полиоловой композиции для производства скорлупы с нужными временными параметрами, плотностью и физико-механическими показателями.

Технический результат достигается тем, что заливочная композиция для получения жесткого пенополиуретана для производства скорлуп, включающая полиэфирполиолы, содержит в качестве полиолового реагента три полиола: продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 700-800 мг КОН/г, простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 430-480 мг КОН/г, сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 480-520 мг КОН/г, антипиреновую добавку - три-(β-хлорэтил)фосфат, а также содержит катализатор диметилэтаноламин, пенорегулятор, воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 700-800 мг KOH/г	10,0-30,0
Простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 430-480 мг KOH/г	13,0-56,0
Сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 480-520 мг KOH/г	20,0-30,0
Три-(β-хлорэтил)фосфат	10,0-20,0
Диметилэтаноламин	1,0-2,0
Пенорегулятор марки DC 197	1,0-2,0
Вода	2,0-3,0

Заявляемые пределы соотношений между компонентами композиции определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения получения полиоловой смеси, пригодной для производства скорлупы, обладающего превосходными эксплуатационными характеристиками.

Техническая сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеприведенными экспериментальными данными.

В таблице 1 приведена рецептура полиоловой композиции, а в таблице 2 - характеристики жестких пенополиуретанов, полученных на основе заявляемых полиоловых смесей, в сравнении с прототипом.

В качестве полиолов использованы следующие коммерчески известные продукты:

Продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 700-800 мг КОН/г - Лапромол 294.

Простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 430-480 мг КОН/г - Лапрол 373.

Сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 480-520 мг КОН/г - Пропол 490.

В качестве пенорегулятора используется пеноругелятор марки DC 197.

DC 197 силиконовое поверхностно-активное вещество, которое представляет собой сополимер силиконгликоля. Продукт совместим с изоцианатами и хорошо растворяется в большинстве полиолов. Его преимуществами являются хорошая текучесть и связующие свойства, низкая температура замерзания.

DABCO DC 197 поверхностно-активное вещество, специально разработано для производства жесткой формованной пены высокой плотности (ист. информации: AIR PRODUCTS DABCO^ТМ DC 197 технический бюллетень).

Качественные характеристики пенополиуретана определяли по следующим методикам:

1) Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе ГОСТ 8462-85.

2) Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. ГОСТ 30732-2006.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна», т.к. из доступных источников информации не выявлены технические решения с такими же существенными признаками.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как является неочевидным для специалиста.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть получено из известных средств и известными методами.

Полиоловая композиция для получения жесткого пенополиуретана для производства скорлуп, включающая полиэфирполиолы, содержащая в качестве полиолового реагента три полиола: продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 700-800 мг KOH/г, простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 430-480 мг KOH/г, сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 480-520 мг KOH/г, антипиреновую добавку - три-(β-хлорэтил) фосфат, отличающаяся тем, что дополнительно содержит катализатор диметилэтаноламин, пенорегулятор, воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 700-800 мг KOH/г	10,0-30,0
Простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 430-480 мг KOH/г	13,0-56,0
Сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 480-520 мг KOH/г	20,0-30,0
Три-(β-хлорэтил)фосфат	10,0-20,0
Диметилэтаноламин	1,0-2,0
Пенорегулятор марки DC 197	1,0-2,0
Вода	2,0-3,0