Однокомпонентная порошковая композиция для получения пенополиуретана

Однокомпонентная порошковая композиция для получения пенополиуретана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ п1) 5353I7

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11,74 (21) 2107506/05 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 08,08.77 (51) М. Кл.- С 086 18/14

С 081 75/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.664:

: 62-405.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Сайфуллин и Л. В. Турецкий (71) Заявитель (54) ОДНОКОМПОНЕНТНАЯ ПОРОШКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к однокомпонентным порошковым композициям для получения пенополиуретана, используемых во всех областях, где применяются полиуретановые пенопласты, преимущественно в тех случаях, когда затруднительно или невозможно получить пенополиуретан традиционными методами заливки и напыления.

В отличие от многокомпонентных заливочнь х или напыляемых композиций, которые вспениваются и отверждаются сразу после смешения компонентов, однокомпонентные композиции вспениваются и отверждаются в течение длительного времени после приготовления смеси.

Вспенивание и отверждение таких композиций осуществляется подведением внешнего импульса.

Из известных порошковых однокомпонентных композиций для пенополиуретанов практический интерес представляют композиции, где основными компонентами являются разветвленные предполимеры, синтезированные из полиолов и полиизоцианатов, взятых в избытке. Вспенивание и отверждение с получением пенопласта происходит вследствие взаимодействия концевых групп с водой (газовыделение и полимерообразование) (1).

Процесс взаимодействия изоцианата с водой идет медленно и для его ускорения в состав композиции нужно вводить катализаторы.

Наиболее близкой к предлагаемой является известная однокомпонентная порошковая композиция для получения пенополиуретана, включающая предполимер со свободными изоцианатными группами, вспенивающ ий агент и катализатор — третичный амин или оловоорганическое соединение (2).

10 Однако введение свободных аминов в композицию ухудшает ее стабильность при хранении.

Использование оловоорганических катализаторов для ускорения реакции изоцианат—

15 вода неэффективно, поскольку металлические соединения, используемые в качестве катализаторов, применяются для катализа реакции изоцианат †прост полиэфир.

20 Для получения композиции, обладающей повышенной активностью при наргевании и сохраняющей высокую стабильность при хранении, предлагаемая композиция в качестве катализатора содержит твердую комплексную

25 соль третичного амина и карбоксилсодержащего соединения, выбранного из труппы, состоящей из сложных полиэфиров и органических кислот с константой диссоциации

1. 10 з — 6. 10 — при следующем соотношении

30 компонентов, вес. ч.

535317 х х х д <У

cts М о (» о!

t»

С« сс

f" о о

as ах хх

f„as u (»

v v

CCt cd () cts

t-"t x

I хх э< и са х

- о

И ах о о

С»»

as х х

5 о х о о о х х х а

t» й, ( х сС х х х х я v

Ctt

D g

Д о сС

С»» а

o z

t» л Е х сС

С.«

М с«1

X CD

С« ха

Q.u g

"х0

«сС о са х

cts ах »,х

1 с

С:!

С д

0 о х о а

«о о о

u с., ох, Х с о и х с. С

CD O сч! х х х х о

И о

«t« м х

Ф х о х

Cd

v O.

o o х с»

«О cct

O cd х (»

v h С«

С« cd х х

as

Х сС

И о х о х о

C( х

ы х и а

Ы

Ctt а

Х сС

f» о ( х х

Cd о

v х

Х сс

f о

v х

М о

v о

1 и х

«х

Ф х х х с

CQ х х а о

CCl

Ф х а о со сс

Cd а о со х

Q о

\Я ах «х х

cd О0 о «» о tts Ca х са

1 в х

ccs ха сС ц о х 1» ах

С« о

Cd o х

Кх ах о сс«С) сб щ о о

С:1 оъ

СО со

С:1

С1

СО сС« о

v х

Ф сз С« х оО х х х СО

1С« Х

v х

Х сс оО х х я а ю х о

f» о

<Э х

И х

ccs

I оО, И х гя сс .

Q) +

% ,.% а х

3 о х со о

С:;,( д х х

f»

0 о

3 х о о о 0 с 1 a> х х

И а-.. х

Йо х о

1(1 х х

Мс о

0 а х" сс) х х д о с !

«х

Их а (0

K х б

С11 У х+

o" х, о

«Ы х са

М< о с-

K х

8 х, о

И х со

М « о с.-

0 о

1»

v х х

I хо

Id cS« ,"1 СО с сб )

v х

I î

cd

Б fa о с

v x х эыон с1эхийц с с с с

СО

С 1 » с с л с с с со

С С CD O

СО CO СО «О СО с с с с с

СО

cd aS cd а а а э Ъ со и и

С О«

«О СО сО

СЧ о« о а х х

v х t о х и х » о

«СС«О» а сс °

oo,î о tQ хLQ

М С, с ССс сО Х

0 о

CCl (С о

2х, М о,х с о и х

as

М

«х

as о,с, х о о о Р х v

Х Ctt х

1D

v o х х

1 о х с

С! Ctt х х

Cts сС а

С« с о

С! ъ а с о

Х сс« . х

С 4 .Й со 0 ! с со

sC LO

ccs cD а и а х х а1 Я

И as х

Щ о

«х х

3 о

С«

as д х хоо охх хС1 о хо

Х ас« х

Я Я СС«

cD as

С> ХСО х о о ах" с х

cd С

f» д gal х o-

v «С

R0 хо (ж

535317

30

55

Предполимер со свободными изоцианатными группами 100

Вспенивающий агент 5 — 15

Катализатор (в расчете на атом азота третичного амина) 0,01 — 0,06

Третичные амины — активная часть катализатора — выбираются из трубны соединений, используемых для катализа реакций изоцианатов с водой, например триэтиламин, диазобициклооктан (ДАБКО), метилдиазобициклооктан (МДАБКО). В приведенных примерах использован диазобициклооктан как наиболее активный катализатор для указанной реакции.

При нагревании комплексные соли диссоциируют на третичный амин и исходное карбоксильное соединение.

Третичный амин катализирует реакцию вода — изоцианат, а соединение с карбоксильными группами, вступая во взаимодействие с изоцианатными группами, включается в цепь образующегося полимера. Таким образом, пассивная часть катализатора не остается в конечном пенопласте в свободном виде, что могло отрицательно сказаться на его свойствах.

Температура активации комплексных солей задается выбором и температурой плавления (облегчается диссоциация) исходной кислоты.

Особенно широкие возможности открывает использование полимерных соединений с концевыми карбоксилами — сложных полиэфиров. Регулируя молекулярный вес и состав полимера, можно достигнуть желательной температуры плавления комплексных солей из них и задавать необходимую основность функциональных кар боксилов. Таким обр азом, вы бором пассивной части катализатора можно зада вать желательные технологические параметры композициям при получении пенопласта.

Количество катализатора, используемого в предлагаемой композиции, составляет 0,01—

0,06 вес. ч. в лересчете на этом азота третичного амина.

Уменьшение катализатора ниже максимального значения приводит к потере эффективности катализа, увеличение выше максимального — к преждевременному катализу.

В качестве вспенивающих атентов iso изобретению рекомендуется использовать вещества, выделяющие воду при температурах вспенивания.

В качестве предполимеров с изоцианатными группами используют предполимеры на основе ди- и полиизоцианатов и полигидроксисоединений.

Пример ы 1 — 13. Композиции готовят смешением 100 вес. ч. измельченного лредполимера на основе оксипропилированного ксилита и толуилендиизоцианата с содержанием

NCO-трупп 13,5% (примеры 1 — 11 и 13) или на основе оксипропилированного тлицерина и толуплендиизопианата с содержанием NC0rpynn 12,8% и температурой размягчения

28 — 32 С (пример 12), 10 вес. ч. Порошкообразното вспенивающегося агента — буры или борной кислоты и 0,04 вес. ч. катализатора в расчете на атом азота третичного амина.

Пенопласт из однокомпонентных композиций получают нагреванием их до температур порядка 60 С и выше.

Данные, характеризующие технологические свойства ком|позиций, и характеристики некоторых катализаторов приведены в та,блице.

Расчет количества катализатора производят следующим образом.

Для примера 1 — комплекс себациновая кислота — ДАБКО.

20,6 28

112 комплекса 0,04 вес. ч. азота амина в Х вес. ч. комплекса вес. ч. азота амина в 100 вес. ч

Х= = 0,78 вес. ч., 0,04.100.112

20,6 28 где 28 — содержание амина в ДАБКО.

112 — молекулярный вес ДАБКО, Для примера 4: комплекс полиэфир—

3,9 28

ДАБКО вес. ч. азота амина в

112

100 вес. ч. комплекса 0,04 вес. ч. азота амина в Х вес. ч. комплекса

Х= =4,1 вес. ч.

0,04 100.112

3,9.28

Аналогично расчет количества комплекса для катализа производят и для других солей.

Из таблицы следует, что . предлатаемая композиция обладает стабильностью при хранении, не уступающий некатализ ируемой композиции.

В то же время вспени вание и отверждение пенопласта происходит в значительно более короткие сроки. Низкие температуры активации композиции (если позволяет природа использованного вспенивающего агента) являются часто необходимым свойством однокомпонентных композиций.

Таким образом, использование предлагаемой композиции для получения пенополиуретанов обеспечивает технологический и экономический эффект вследствие сокращения времени вспенивания и отверждения пенопласта.

Формула изобретения

Однокомпонентная порошковая композиция для получения пенополиуретана, включающая пред|полимер со свободными изоцианатными группами, вспенивающий агент и катализатор, отличающаяся тем, что, с целью получения композиции, обладающей повышенной активностью при нагревании и сохраняющей высокую стабильность при хранении, в качестве катализатора она содержит твердую

535317

Составитель Н. Просторова

Редактор Л. Емельянова Техред М. Семенов Корректор Е. Хмелева.

Заказ 1669/2 Тираж 633 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыккая на 6., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 комплексную соль третичного амина и карбоксилсодержащего соединения, выбранного из группы, состоящей из сложных полиэфиров и органических кислот с константой диссоциации 1 ° 10 — — 6. 10 — при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Предполимер со свободными изоцианатными irpyaнами 100

Вспенивающий агент 5 — 15

Катализатор (в расчете на атом азота третичного амина) 0,01 — 0,06

Источники информации, принятые во вни5 мание при экспертизе

1. Дж. Х. Саундерс и К. К. Фриш, «Химия полиуретанов», изд. «Химия», Москва, 1968, стр, 282 — 286.

2. Патент США № 3280048, кл. 260 — 2.5, 10 1966.