Союзная i^~-^mij-mm'^m{asi^.иал

Союзная i^~-^mij-mm'^m{asi^.иал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ

Союз Советских

Сспиапистических

Рессубпик

Зависимый от патента №

Заявлено 09Л.1970 (№ li396345/23-5) М. Кл. С 08g 20/18

Приоритет 10.1.1969, № P 1901031.2, ФРГ

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 21.XI 1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.1.1973

УДК 678.765(088.8) Авторы изобретения

Иностранцы

Хайнрих Гильх, Вальтер Дамски и Клаус Райнкинг (Федеративная Республика Германии) iÀ

Иностранная фирма

«Фарбенфабрикен Байер АГ» Ill (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДНЫХ ПЕН

Известен способ получения полиамидных пен путем активированной анионной полимеризации лактамов в расплаве в присутствии основного катализатора полимеризации, активатора и вспенивающего агента.

Для уменьшения пористости получаемых полиамидных пен по предлагаемому способу расплавленную исходную смесь для полимеризации предварительно насыщают газом под давлением и затем при температуре полимеризации производят сброс давления в реакционной массе с последующей окончательной полимеризацией в форме.

Кроме того, при таком способе достигается необходимая для получения мелкопористой пены турбулентность.

Предварительную полимеризацию лучше всего проводить в трубках со сравнительно небольшим диаметром. Вследствие этого исключено перемешивание и транспортировка насосом. Газ выполняет три функции: транспортировку реакционной смеси в обогреваемую трубку, где происходит полимеризация, создание турбулентности в процессе предварительной полимеризации путем снятия давления и связанное с этим образование пузырей и газообразователей для пены. Турбулентность может быть также повышена при помощи увеличенной скорости потока, связанной с расширением. Целесообразно размеры реакционной трубы выбирать таким образом, чтобы скорость потока была не ниже 0,5 м/сек.

Путем быстрого снятия давления образуются мелкие пузырьки, которые способствуют высокой турбулентности в процессе предваритсльной полимеризации.

После этого реакционную смесь сливают в обогреваемую или изолированную форму, где происходит полимеризация с одновременным пенообразованием. Температура реакционной смеси 70 — 110 С, предпочтительно несколько выше температуры плавления лактама.

Для предлагаемого способа применяют все способные к анионной полимеризации смеси, состоящие из лактама, активатора и катализатора, которые при температуре плавления стабильны в течение определенного времени, а при нагревании до более высокой температуры быстро полимеризуются. В качестве мономеров могут быть взяты: е-капролактам, лауринлактам и др. Наиболее пригоден, однако, е-капролактам.

В качестве активаторов могут применяться известные N-ацилированные лактамы, например ацилактам, и продукты присоединения изоци",íàòoâ к лактамам. Обычные основные,359835 катализаторы могут применяться и при процессе получения полиамидов со вспениванием, например щелочные соли лактамов или вещества, из которых данные соли образуются.

Однако могут найти применение и слабые основания, например соли щелочных или щелочноземельных металлов и карбоновых кислот, которые приводят к получению стабильных смесей. Наиболее пригодны также полимеризующиеся смеси, в которых изоцианат используется в таких количествах, что он действует как активатор, а также и как газообразующее средство. Предпочтительно использовать изоцианат в количествах ) 1 мол. / в расчете на вес е-капролактама, причем молярное соотношение изоцианата и основного щелочного или щелочноземельного соединения предпочтительно должно составлять величину )5: 1.

В том случае, если применяются полиизоцианаты такие, как гексаметилендиизоцианат, 4,4 -дифенилметандиизоцианат и толуилендиизоцианат, то при отщеплении двуокиси углерода образуются поликарбодиимиды, которые разветвлены единицами изоцианата.

Процесс полимеризации протекает в реакционйом аппарате, представляющем собой трубку, в которой вследствие одновременного снятия давления происходит образование пузырьков, которое усиливается за счет химического образования двуокиси углерода. Вследствие значительного повышения вязкости за счет образования поликарбодиимида образуется относительно стабильная сливкообразная масса, которая затем окончательно полимеризуется на выходе из реакционной трубки в предварительно нагретую или изолированную форму с одновременным процессом пенообразования.

В качестве катализаторов пригодны соли щелочных металлов карбоновых кислот, например муравьиной кислоты, поскольку смеси с подобными катализаторами также устойчивы при температуре плавления лактама, В соответствии с предлагаемым способом можно применять любой газ, который растворяется в лактаме и инертен по отношению к смеси.

В том случае, если в качестве катализаторов используются слабые основания, например соли щелочных металлов карбоновых кислот, в качестве газа наиболее пригодна двуокись углерода, Более сильные основания, как щелочная соль лактама или боргидрид натрия, взаимодействуют с двуокисью углерода.

Это можно избежать, если применять инертный газ, например азот, и расплав лактама с активатором насыщать двуокисью углерода и в начале реактора смешивать с катализатором.

Катализатор может подаваться при помощи инертного газа в реакционную трубку.

Плотность пены может изменяться путем выбора давления насыщения и путем выбора газов с большей или меньшей растворимостью в лактаме, В соответствии с предлагаемым способом

4 могут быть получены пены, плотность которых составляет величину 0,05 — 0,95 г/см-, предпочтительно 0,1 — 0,7 г/слР.

По сравнению с известными способами при равных количествах газообразующих средств (например, изоцианатов) можно получать полиамидную пену незначительной плотности.

Получаемые полиамидные пены могут находить применение там, где помимо хорошего изоляционного действия требуются хорошие термические и механические свойства.

Пример 1. Смесь 20 кг е-капролактама, 140 г формиата натрия и 20 кг кизельгеля по

Шталю нагревают до 200 С до тех пор, пока не растворится полностью формиат натрия, и затем при сильном перемешивании реакционная смесь охлаждается до 70 — 80 С таким образом, что формиат натрия, выпадая из расплава, распределяется по объему очень равномерно. После этого добавляют 800 г гексаметилендиизоцианата и 20 г блоксополимера полисиликон-полиэфир в качестве регулятора образования пор. После чего расплав охлаждается при помощи охлаждаемых вальцов.

6 кг смеси, полученной вышеуказанным образом, расплавляется в котле, обогреваемом водяным паром при постоянном перемешивании. Под давлением 2 атм расплав насыщается двуокисью углерода при температуре между 90 — 100 С. После этого через нижний вентиль расплав выливается в стальную трубку диаметром 1,5 мл и длиной 1,5 л . При помощи электросопротивления часть трубы длиной

1,1 м обогревается до 200 С и следующие

0,4 м — до 240 С. При производительности

10 кг/час температура на выходе потока 220 С.

Расплав поступает в форму, нагретую до

210 С, в которой он полимеризуется с однг временным вспениванием.

40 Плотность пены 0,23 г/см .

Пример 2. Процесс проводится в соответствии с описанием примера 1 с той разницей, что расплав насыщается двуокисью углерода под давлением 5 атм. Полученная пена

4> имеет плотность 0,12 г/см .

Пример 3. Процесс проводится в соответствии с описанием примера 1, расплав насыщается вместо двуокиси углерода азотом, давление которого 3 атм. Полученная пена имеет плотность 0,28 г/см .

Пример 4. Процесс проводится в соответствии с описанием примера 1, но добавляется только 70 г формиата натрия и 150 г гексаметилендиизоцианата. Полученная смесь насыщается азотом под давлением 1 атм, а процесс вспенивания производится в соответствии с примером 1. Полученная пена имеет плотность 0,8 г/см .

Предмет изобретения

Способ получения полиамидных пен путем активированной анионной полимеризации лактамов в расплаве в присутствии основного ка359835 давлением газом и затем производится сброс давления в реакционной массе с последующей окончательной полимеризацисй в форме.

Составитель О. Рокачевская

Редактор В. Новоселова Техред 3. Тараненко

Заказ 198/14 Изд. № 1806 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 тализатора полимеризацпи, активатора и вспенивающего агента, отлича1ощайся тем, что расплавленная исходная смесь насьпцается под

Корректоры: В. Жолудева и О. Тюрина