Способ получения пенополиуретана

Способ получения пенополиуретана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЙИСАНИЕЮЬжП

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со@э Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 23.1Ч.1964 (№ 898293/23-5) МПК С 08g 22, 04

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете »У»инистрое

СССР

Опубликовано 04.11.1971. Бюллетень ¹ 7

УДК 678.664:66.069.85 (088.8) Дата опубликования описания 5Л .1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Кихаси Тамура, Исао Накадзима и Канаме Иноуэ (Япония) Иностранная фирма

«Син-Ецу Кемикэл Индастриз Лтд» (Япония) Заявитель СЕСОЮЗНдя

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

15

1 (III) Х,С

Х вЂ” С вЂ” O(C,Н„,О),R

Изобретение относится к области получения пенополиуретана.

По известному способу пенополиуретан получают путем взаимодействия соединений с активными атомами водорода, полиизоцианата и воды в присутствии катализатора и поверхностно-активного вещества, в качестве которого используют, например, блок-сополимер полиоксиалкилена и алкилсилоксана.

Однако указанное поверхностно-активное вещество мало стабильно и разлагается на составные части в среде с относительной влажностью порядка 70 — 100% за 14 дней.

Предлагаемый способ состоит в том, что получение пенопласта ведут путем взаимодействия соединений с активными атомами водорода, полиизоцианата и воды в присутствии катализатора и более стабильного (не изменяется в среде с относительной влажностью порядка

100% в течение одного месяца даже в присутствии катализатора) сополимера полиоксиалкилена и винилсилана в качестве поверхностно-активного вещества.

Используемый винилсилановый полимер представляет собой гомополимер, состоящий пз структурных звеньев А, или же сополимер, включающий структурное звено А и одну из трех структур звена В или более двух структурных звеньев А н В вместе.

1 1 (Л) Н,— С R,„

Н С Si — (OR),,(OÑ Н ),ОК )3 — y

5 1

1 (В): (I) Х,— С

X — С вЂ” COO(C„H,„O),R"

1 (II) Х вЂ” С вЂ” СОО(О„Н,„О) R"

X — С вЂ” СОО(С„НелО),R"

1 где R и R — одновалентные углеводородные

25 группы, К и Х вЂ” водород или одновалентные углеводородные группы, m — О, l илп 2; у—

0,1 или 2 в случае гомополимера и 0,1, 2 или 3 в случае сополиыера, n — 2,3 или 4, z больше 1.

Наиболее желательный интервал вязкости

30 поверхностно-активного вещества, определяю295257 щего характер ячеек полиуретановых пенопластог,, составляет от 10 до 1 млн. саз при 25 С.

Особенно удачным поверхностно-активным веществом д",ÿ получения полиуретанового пенопласта яьляется продукт, содержащий 1 — 70% структурных звеньев типа CH> — СНЬ1К „,(OR) „ (где т и g — 0,1 или 2, à R и R — одновалентные углеводородные группы) в структуре по;Ièoêñèà >êèëåнокспполивпнплсилана. Полиоксиалкиленоксиполивинплсилан содержит часть гидролизусмых груi!Il, например ялкоксильные группы, которые превращаются в гидроксильные под действием иеболщпих колич еств воды.

В чроцессс производства полиуретановых пенопластов с применением гомополимеров и сополимеров поливпнплсиланов в качестве поверхностно-активных веществ можно комбинировать пх с известными катализаторами, например с оловоорганическимп соединениями и 20 третичными яминамп по отдельности или в сочетании. Прп этом получаются пенопласты с превосходными физическими свойствами и равномерными мелкими ячейками.

Пример 1. Составляют смесь, содержащую (в вес, ч.):

Полиоксипропилентриол

45 на основе глицерина со средним мол. весом 3000

Толуилендиизоцианат с отношением 2,4- и 2,6-изомеров 80:20 54,8

Триэтилендиамин 0,2

Каприлат двухвалентного олова 0,4

Винилтриэтоксисилап 2,5

Вода 4,5.

Сначала все ингредиенты, кроме толуилендиизоцианата, перемешивают 2 лин для равномерного смешения, добавляют диизоцианат, перемешивают 10 сек и дают образоваться пене. Полученная пена неустойчива п легко опа- 60 дает. Следовательно, этот метод не позволяет получить полиуретановый пенопласт.

100

Пример 2. Составляют смесь, содержащую (в г):

В качестве сырья лучшс всего использовать линейные или разветвленные полимеры, почти не содер>кащие функциональных групп, за исключением гидроксильных. К ним может иринадле>кать, например, линейный полимер типа 50 полиоксипропиленгликоля со средним мол. весом 300 — 6000. Можно использовать также и полиолы с более разветвленной структурой, например с N,N -тетракис- (2-оксипропил) -этилендиямином. Другим сырьевым материалом Ç5 для производства полиуретанов является полиизоцианат, содержащий более двух изоцианатных групп в молекуле. Лучше всего использовать 2,4-или 2,6-толуилендиизоцианат, R,R дифенилметандиизоциапат, полпфенилизоциа- 40 нат и гсксаметилендиизоцианат.

Винилтриэтоксисилан

Монооксиоксиэтиленокси-1,2пропиленмонобутиловый эфир (средний мол. вес 1700, содержание оксиэтплена 50 мол. % )

Трифторуксусная кислота

Толуол

3000

Смесь перемешивают и нагревают 4 час с обратным холодильником до 115 С, получая при этом продукт конденсации с одновременным выделением этилового спирта. Конденсат нейтрализуют двууглекислым натрием, фильтруют, отгоняют толуол в вакууме, получают прозрачный маслянистый продукт оксиа Iêèленоксивинилсилан

СН вЂ” — СНЯ1((ОСзН6) >; (ОС И ) >бОС Н<> >.

Используя вместо 2,5 ч. винилтриэтокспсплана, приведенного в примере 1,2,3 вес. i. полученного маслянистого продукта, в этом сл".яе получают неустойчиву|о и легко опаiai;>щую пену, т. е. и этот метод не позволяет получить полиуретановый пенопласт.

П р и м ер 3. Аналогично примеру 2 для получения этоксиоксиалкиленоксивинплсилана вместо 68 г берут 206 г винилтриэтоксисилапя, получают прозрачный маслянистый продукт

СН вЂ” — CH — Si — (ОСИН>6)!>;(OCgHg) >бОС. Н9, 1 (OCzHs), 2,5 вес, ч. которого используют вместо 2,5 ч. винилтриэтоксисилана для получения пены, как в примере 1. Эта пена также нестабильна и легко опадает, Следовательно, полиуретановый пенопласт этим путем получен быть не может.

Пример 4. Для получения полиоксиалкиленоксиполивинилсилана 100 ч. винилтриэтоксисилана вводят в реакцию с 0,10 ч. перекиси ди-трет-бутила в атмосфере азота путем нагревания до 130 С в течение 6 час. Получают прозрачный вязкий маслянистый поливинилтриэтоксисилан с вязкостью около 6000 спз при 25 С. К 19 ч. этого полимера добавляют

100 вес. ч. монооксиоксиэтилен-1,2-пропиленмонобутоксиэфира со средним мол. весом 1700 и с содержанием 50 мол. % оксиэтилена, а также 100 вес. ч. толуола и 2 вес. ч. трифторуксусной кислоты как катализатора. Нагревают смесь до 120 С в течение 2 час с обратным холодильником, что приводит к конденсации с отщеплением этилового спирта. После охлаждения нейтрализуют смесь двууглекислым натрием, отфильтровывают и отгоняют толуол и этанол в вакууме. Получают 110 вес. ч. бесцветного прозрачного вязкого маслянистого монобутоксиоксиэтиленокси - 1,2 - пропиленполивинплэтоксисилана, вязкость которого составляет примерно 4000 спз при 25 С, уд. вес

1,03 при 25 С, и" 1,456, мол. вес около 2000.

Эти свойства не изменяются даже после выдерживания полимера при 23 С в течение ме295257

100 10

2,9

0,1

0,4

Со<тагитедь С. М. Пурина! eëàI T0ð Т. Г. Иарганова Техргд Л. Я. Левина Ь;оррсктор О. И. Волкова

aêàç 780 10 Изд.. и 317 Тираж 473 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по дедам изобреTeIIIIII и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раукпская иао,, д. 45

Типография, пр. Сапунова, 2 сяца в условиях 100%-ной относительной влажности, Пример 5. Для приготовления пенопласта берут (в вес. ч.):

Полиоксппропилентриол на основе глицерина со средним мол. весом 3000, гпдроксильным числом 53,0—

58,0 и кислотным числом менее 0,05

Вода

Триэтилендиа мин

Дибутилдилаурат олова

Полимер примера 4

Толуилендиизоцианат с отношением 2,4- к 2,6-изомеру 80:20 38,7.

Эти ингредиенты разделяют на 3 части: триол с оловоорганическим соединением; смесь воды, триэтилендиамина и полимера примера 4 20 и толуилендиизоцианат. После смешения этих трех компонентов при 20 С их доводятдоконсистенции сливок. После переноса в открытую форму происходит разбухание массы под действием пенообразования, причем за 180 сек 25 пена достигает максимального уровня, на котором она стабилизируется (в дальнейшем это время будет обозначаться как «время подъема пены»). Пена состоит из равномерных мелких открытых ячеек и обладает плотностью 30

0,035 г/с,нз. Водный раствор триэтилендиамина, в котором растворяют полимер примера 4 в относительных количествах, указанных в рецептуре, выдерживают в течение 1 или 2 дней или же 1 месяца. Пена, образовавшаяся из 35 этого раствора, не имеет изменений по сравнению с ранее описанной.

Пример 6. Сополимср ьинилтриэтоксисилана и монобутоксиоксиэтиленокси-1,2,-пропиленма.".еи эфира. 40

Смесь (в вес. ч.) 4,9 малеинового ангидрида, 185 бутоксиполиоксиэтилен-1,2 - полиоксипропиленгликоля и 200 толуола с 0,3 копцентрпрованной серной кислоты нагревают при 120" С в течение 6 час, после чего нейтрализуют двууглекислым натрием. Послс фильтрации отгоняют толуол и остальные летучие вощсс-; а в вакууме, получая в остатке проз1 чный мп;",IIнистый полпоксиалкиленм ален новый эфир, 50 вес. ч. которого и 50 вес. ч. впнплтрстоксисилапа обрабатывают 0,5 нос. . перекиси дитрет-бут11ла в течение 24 «a;: при 130 С. Всего получают 180 ч. маслянистого сопо 111 1epa с вязкостью около 2000 сцз при ?5 C.

Пример 7. Для приготовления пенопласта используют смесь, содержащую (в вес. ч.):

Полиоксипропплецтриол на основе глицсрпна 100

Толуилендиизоцианат 38,7

Вода 2.9

Триэтилендиампп 0,1

Каприлат двухвалентного олова 0,4

Сополимер примера 6 0.8.

После смешения и перемешивания смеси при

20 С получают пенопласт с равномерными мелкими открытыми ячейками. с плотностью

0,035 г/слз и временем подъема пены 180 сгк.

Этот маслянистый сополпмер смешивают с водой и триэтилендиамином в вь. шсук",çàííûê соотношениях и оставляют при комнагной температуре на 2 недели. Пенопласт, прцготовленныи из этого продукта в сочетании с остальными ингредиентами, состоит из мелких равномерных ячеек открытой структуры.

Предмет изобретения

Способ получе1п|я пенополиуретана путем взаимодействия соед11ненпй с активными атомами водорода, пол1шзоцианата и воды в присутствии катализатора и поверхностно-активного вещества, отл. чаюши вся тем, что в и",честве последнего используют полиоксиалкплепполпвиHèëñèëàновый сополимер.