Способ получения жестких пенополиуретанов

Способ получения жестких пенополиуретанов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.З.т". -. " о :. -., к " «с г г (t.

О П И С А Н И Е и 4444п

ИЗОВРЕтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 12.08.71 (21) 1691597/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.78,Бюллетень ¹ 31 (45) Дата опубликовании описания 05.07.78

2 (51) М. Кл.

С08 G 22/46, Государственный комитет

Совета Министров СИР оо делам иэобретений и открытий (53) УДК 678.664э

43 .62-4 05, 8 (088. 8) Б. А. Арбузов, А. К, Житинкина, H. А. Шибанова, А. О. Визель, Ю. Л. Есипов, К, М. Ивановская и Е. Ф. Иванова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ

Изобретение относится к способам йол ачения пенополиуретанов, применяемых в качестве изоляционных материалов в различных областях промышленности.

Известен способ получения пенополи- 5 уретанов путем взаимодействия полиизоцианатов и гндроксилсодержащих полиэфиров в присутствии катализаторов и целевых добавок, по которому в качестве катализаторов используют смеси фосфорной кис- тв лоты с алканоламинами.

Однако этот способ позволяет цовысить теплостойкость пенополиуретанов до о

120 165 С, что в ряде случаев недостаточно. Кроме того, пенопласты, полу- 15 ченные по этому способу, обладают недостаточной огнестойкостью и формоустойчивостью (склонны к деформации при повышенных температурах).

Целью изобретения является получение 20 пенопластов с повышенной теплостойкостью, формоустойчивостью (стабильных по размерам и форме при температурах, близких к температуре их размягчения) и облапаиьщих пониженной горючестью. 25

Это достигается тем, что в качестве катализаторов при получении пенополиуре танов используют бинарную систему, состоящую из соединения основного харак тера и производных фосфолена или оксофосфолена, желательно .катализатор применять в количестве 0,5-5 вес.% по отношению к полин зоцианату.

В качестве соединений основного характера используют третичные амины или полиэфиры с третичным атомом азота в цепи.

В качестве фосфоленов или оксофосфо»

neaos применяют 1-метокси-3-метилфоофоленоксид, 1-этокси-2-метнл эосфолен 1 -оксид, 1-этил-2-оксо-3-метил-4,4-димвтилфосфолен, P -хлорэтокси-3-метил фосфолен-1 оксид, 1-этил-3-ме пифосфо лен-1оксид и др.

Из гидроксилсодержаших полиэфиров иопользуют любые гидроксилсодериащие полиэфиры, как по отдельности, так и их смеси, в том числе азо -, фосфор- н хлорсодержащие.

444417

В качестве полиизоцианатов употребляют.технический полииэоцианат (смесь дифенилметандиизоцианата с более высокомолекулярными ди- и полиизоцианатами), толуилендиизсцианат и адд."кты íà его основе (например, диуретандиэтиленгликоль), 5 дифенилметандиизоцианат или его производные.

При этом вспенивание осуществляют углекислым газом, выделяющимся при реакции, что исключает введение в компоэи. 0 цию специальных вспенивающих агентов.

Этим способом получают жесткие пенополиуретаны.

Процесс получения пенополиуретанов по предлагаемому способу осуществляют в одну стадию путем смеп1ения полиэфирной составляющей, катализаторов, эмульгатора и полииэоцианата при комнатной температуре и выливания композиции в форму для вспенивания и отверждения.

Испенпвачие и отверждение производят как в открытых, так и в закрытых формах.

Для стабилиза п1и свойств материала его целесообразно термостатировать непосредственно после вспенивания в течение 4-6 ч при температуре, близкой к температуре эксплуатации. Обьемный вес пенопласта изменяется от 50 до 5 00 кг/м -., 3

Жесткие пенополиуретаны, получаемые предлагаемым способом, имеют преимущества Ilo сравнению с известными. Они значительно более тецлостойки, чем обычные пенополиуретаны. Температура размят ченця таких пенопластов, определенная по о термомеханическим кривым, 160-220 С.

Пенополиуретаны стабильно сохраняют свои размеры и форму вплоть до температуры, близкой к температуре размягчения (их стандартная температурная усад- 40 ка не превышает при этом 1%). Это повышает рабочие температуры жестких пенопоо лиуретанов до 150-200 С, что недостижимо у .жестких пенополиуретанов, полученных известными способами. 45

Жесткие пенополиуретаны являются самозатухающими уже без использования каких-либо специальных огнегасяших добавок. При применении хлор-, фосфорсодержащих полпэфиров их горючесть еше более Я снюкается. Таким образом получают материалы, относящиеся к трудносгораемым.

Предлагаемый способ получения жестких пенополиуретанов прост и технологичен, не требует применения какого-либо 55 специального оборудования или разработки нового технологического процесса, использования специальных вспениваюших агентов.

Перечисленные ценные свойства пенополиуретанов, полученных предлагаемым способом, обеспечивают возможность их широкого использования в качестве изоля» ционного материала, способного работать при 150-200 С

1,0

0,8

Пример 1. В металлическую емкость берут навески слбдуюших компонентов, вес.ч:

Простой полиэфир на основе этилендиамина и окиси пропилена (мол.в. 300, содержание ОН-групп 21,5%) 30

1-Этил-3-метилфосфолен-1оксид

Эмульгатор КЭП-1 (блоксополимер диметилсилоксана с полиоксиалкиленгликолем.) 0,5

Полииэоцианат технический (содержание МСОгрупп

31,2%) 100

Все компоненты перемешивают с помсьдью металлической мешалки (1600 об/мин. в течение 30 с после чего смесь выливают в металлическую форму для вспенивания и отвержденья емкостью 1,0 л .

Форму закрывают.

Через 40 с после выливания компоэи ция вспенивается и через 3-5 мин затвердевает. После термообработки при 180о

180 С в течение 4 ч получают пенополиуретан со следующими физико-механическими показателями:

Обьемный вес, г/см 0 123

Предел прочности при сжатии, кг/см

Я

12,1

Теплостойкость, С о

201

Температурная усадка при

180 С, % 0,1

Горючесть Сам озатухающий

Пример 2. Испенивание и отверж дение производят аналогично примеру 1.

Состав композиции, вес.ч.:

Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилеиа (мол.в. 800, содержание

ОН-групп 10,5%) 40

Сложный полиэфир на основе диэтиленгликоля, глицерина и адипиновой кислоты (мол.в.

2000, содержание ОН-групп

1,7)

Триатиламин

1-Метокси-3 «метилфосфолен-.

-1 oêoèä 0,8

Эмульгатор КЭП 1 0,5

Полиизоцианат технический (содержание К СО-групп

31,2%) 444417

Получают пенопласт со следукхцими свойствами, Обьемный вес. г/см

Предел прочности при сжа2 тии, кг/см о

Теплостойкость, С

Температурная усадка при

160 С,%

Горю част ь

0,18

186,0,3

Самозатухаюший

0,146

20 45

Пример 3. Вспеннвание и отвер- !О бдение производят аналогично примеру 1 в форме емкостью 2 л.

Состав композиции, вес. ч:

Простой фосфорсодержаший полиафир (мол.в. 500, содвр- 15 жанне OM-групп 10,7%) 80

1-Метокси-3-метилфосфолев-1-оксид 2

Диазабициклооктан 2

Эмульгатор КЭП-1

Полиизоцианат технический (содержание _#_CO-групп

31,2%) 100

Получают пенопласт со следующими свойствами:

Объемный вес, г/см

Предел прочности при сжатии, кг/см

16,3 о

Теплостойкость, С 205

Температурная усадка при зо

180С,% 0,2

Горючесть Трудносгорающий

П-р и м е р 4. Вспенивание и отверждение производят аналогично примеру 1.

Состав композиции, вес.ч.:

Сложный полиафир на основе глицерина, диэтиленгликоля и адипиновой кислоты (мол.в.

500, содержание OH-групп.

13,4%) 40 4й

Сложный полиафир на основе глицерина, диатнленгликоля и адипиновой кислоты (мол.в.

2 000, содержание OH-групп

4,8%)

Пири дин

1-Метоксюь-3-метил осфолен-1-око яд 2

Эмульгатор ОП-10 (попиэтиленгликолевый эфир монеи диалкилфенолов) 1 5

Диуре тая див тиленгликоль (содержание МСО-групп

27,5%) 100

Получают пенопласт со сле дукхцими свойствами:

Обьемный вес. г/см 0,161

Предел прочности при сжатии, кг/см 21

100, дение производят аналогично примеру 1.

Состав компожции, вес.ч.:

Простой хлорсодержаший полиафир (мол.в.500, содержание OH-групп 10,7%)

1-кЭтил-2-оксо-3-метил-4,4-диметилфосфолен1-око яд

Метилдиазабицяклооктан

2

6 о.

Теплостойкость, 161

Температурная усадка при

140 С, % 05

Горю честь Самозатухающий

Пример 5. Вспенивание и отверйдение производят аналогично примеру 1.

Состав композиции, вес.ч.:

Простой полиафир на основе ксилита и окиси пропнлена (мол.в. 800, содержание

ОН-групп 10,7%) 60

Триэтнламнн 1

1-Метоксь-3-метилфосфолее-1-оксид 1

Эмульгатор КЭП-1 0,5

Дифенил метан диизоцианат технический (содержание основного продукта 92%)

Получают пенопласт со следующими свойствами:

Объемный вес, г/см

Ь

О, 154

Предел прочности при сжатии, кг/см г

Теплостойкость, С 19В

Температурная усадка при

170 С, % 0,3

Горючесть Самозатухаюший

Пример 6. Вспенивание и отверждение производят аналогично примеру 1.

Состав композиции, вес.ч:

Прс=той полизфир на основе этнлендиамина и окиси атилена (мол.в. 250, содержание

0Н-групп 29%) 20

1-Этокси-2-метилфосфолен-1-оксид 2

Эмульгатор КЭП-1 0,5

Полиизоцианат (содержание, H CO-групп 30,5%) 100

Время вспенивания и отверждения соотавляет 30 с.

Получают пенопласт со следукаями свойствами:

Обьемный вес, г/см 0,15

Предел прочности при сжатии, кг/см 17

Теплостойкость, С 210

Температурная усадка при

180Сза 4 ч,% 0,1

Горючесть Самозатухающиа

Пример 7. Вспениванив и отверж

444417

0,172

0,5

Горючий

1 25

Составитель Н. Пвосторова

Редактор П. Письман Текред Н. Бабурка Корректор Л. Веселовская

Заказ 4404/1 Тираж 641 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,: д. 4/5

Филиал FINI Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эмульгатор КЗП-1 1

Пелиизоцианат 120

Получают пенопласт со следуюдимн

«войствами;

Обьемный вес, г/см

Предел прэ ности при сжатии, кг/см 20 о

Теплостойкость, С 203

Температурная усадка при

180Сза4 ч,% 0,15

Горючесть Трудносгоракхпий коксуюшийся

Пример 8. Вспенивание и отверж дение производят аналогично примеру 1.

Состав композиции, вес.ч:

Хлорсодержащий простой полиэ15 эфир (мол.в. 500, содержание

OH-групп 10,2 ./ 40

Сложный полиэфир на основе диэтиленгликоля, глицерина и адипиновой кислоты (мол. в.

2000, содержание OH-групп

1,77) 20

1-Хлорэтокси-3-метилфосфолен-1-оксид

Октаноат олова

Эмульгатор КЭП-1

Полиизоцианат (содержание

8 СО-групп 30,5%) 120

Получают пенопласт со следуюшими свойствами; З0

Обьемный вес, г/см 0,089

Предел прочности при сжатии, кг/см 8

Теплостойкость, С 187

Температурная усадка нри зз

180 С,7 0,1

Горючесть Трудносгораемый

Пример 9. Обычный пенополиуретан для сравнения.

Вспенивание и отверждение производят аналогично примеру 1.

Состав композиции, вес,ч:

Простой полиэфир на основе ксилита и окиси пропилена (мол.в. 800, содержание

ОН-групп 10,7%,) 100

Триэтиламнн 1,5

Эмульгатор КЭП-1 1

Фреон {вспениваюший агент) 20

Полиизоцианат технический (содержанне М CO-групп

31,2%) 95

После отверждения при 120 С в течение 6 ч получают пенополиуретан со следуюшими свойствами.

Обьемный вес, г/см В

0,18

Предел прочности при сжа» тии, кг/см

24 о

Теплостойкость, С 128

Темцературная усадка при 100 С,%

Горючесть

Формула изобретения

Способ получения пенополиуретанов пу тем взаимодействия гидроксилсодержащих полиэфиров и полиизоцианатоь в присущ ствии катализаторов и целевых добавок, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, сцелью получения пенопластов с повышен ной теплостойкостью, формоустайчивостью и пониженной горючестью, в качестве ка тализаторэв используют бинарную систему, состояшую из соединения основного характера и производных фосфолена или оксофосф олена.