Композиция для получения интегрального эластичного пенополиуретана

Патент 580712

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Соаетеккн

Социалистических

Респубики

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторскому свидитальствю

<щ 580712

Ф г (61) Дополнительное к авт. синд-вувЂ” (22) Заявлено 24.03.76 (2) ) 2339236/23 05 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано30.12 82. Бюллетень № 48 (51)М. Кл.

С 08 Cj 18/14//

С 08 4 75/04

9куаарстыиный комитет

СССР во лелем изобретений н открытий (53) УД К678.664т

: 62-405.8 (088.8) Дата опубликования описания 30.12.82

Ю. В. Александрова, М. А. Курзанова, М, А. Дементьева, А. П. Курюгина, Л. Ф. Чугунова и Б. А> Ляпин (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО

ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к композициям для получения интегральных эластичных пенополиуретанов, которые находят широкое применение в различных отраслях про мышленности - автомобильной, обувной, нефтяной и других и представляют собой 5 пенопласт с ячеистой сердцевиной и плотной монолитной коркой.

Известны композиции для получения интегрального эластичного пенополиуретана (ППУ), состояшие иэ простых и сложных полиафиров, изоцианатов, катализаторов, сшиваюших и вспениваюших агентов. Некоторые из них в качестве иэоцианатного компонента содержат предполимеры с концевыми м CO-группами. Например извест15 ны композиции, которые содержат преддолимер толуилендиизоцианата и трехатомного спирта <1), предполимер толуилендииэоцианата и полиоксипропилентриола мол.веса 2500 j2)

Недостатком указанных композиций являются низкие физико-механические по казатели получающегося интегрального ППУ.

Известна композиция j3) для получения интегрального эластичного пенополиуретана на основе простых полиэфиров с применением предполимера иэ толуилендииэоцианата (ТДИ) и полиоксипропиленгликоля мол.веса 1000 и сшиваюших агентов типа ароматических диаминов. На основе такой композиции получают материал с хорошими физико-механическими показателями.

Однако в ряде случаев, например, в обувной промышленности непосредственно. на предприятии, где изготовляется обувь (для изготовления стелек, подметок обуви). применение реюптур с использованием

ТДИ и ароматических диаминов неприемлемо вследствие высокой токсичности. Высокая токсичность является также пре пятствием при использовании ППУ для по лучения иэделий различного технического назначения на нехимическнх предприятиях, например, для изготовления шаровых разделителей и скребков нефтяных трубопро100

12 25

0,3- 0,8

10 -25

3 5807 водов, уплотнительных фланцев трубопроводов и т. и.

Ближайшей по технической сущности к изобретению является известная композиция для получения интегрального эластичного пенополиуретана, включающая гидроксилсодержащее соединение, сшивающий агент, катализатор, вспениваюший агент и квазипредполимер с концевыми и СО-группами на основе толуилендиизоцианата и 10 триола мол. веса 5000. Возможно исполь- зование в ней квазипредполимера на основе дифенилметандиизоцианата и высокомолекулярных полиэфиров мол. веса 30005000 )4J . При использовании квази вЂ” 15 предполимера на основе толуилендиизоцнаната время формования композиции велико, качество поверхностной пленки плохое, прочностные показатели получаемого пенопласта низкие. Кроме того, этот щ0 квазипредполимер токсичен.

При использовании квазипредполимера на основе дифенилметандиизоцианата и полиэфиров с большим молекулярным весом получается материал с невысокими физико- 5 механическими показателями, кроме того, эти кваэипредполимеры нетехнологичны, так как либо быстро кристаллизуются уже при 30-35 С (в случае содержания поли5 эфира в них 5 - 20%), либо слишком вязки и непригодны для машинной переработки (в случае содержания полиэфира в них . выше 20%).

Белью изобретения является улучшение перерабатываемости композиции и повы35 шение физико-механических показателей пенополиуретана на ее основе.

Эта цель достигается тем, что в качестве квазипредполимера с концевыми

NCOãðóïïàìè композиция содержит продукт реакции дифенилметандиизоцианата и полиоксиалкиленгликолей мол. веса 200500 при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Гидроксилсодержащее соединение

Сшивающий агент

Катализатор

Вспенивающий агент

Продукт реакции ди50 фенилметандиизопианата и полиоксиалкиленгликолей мол. веса 200-500 55-97

КваЬипредполимеры, используемые в композиции по изобретению, легко пере55 рабатываются и могут храниться без изменения вязкостных.свойств в течение

3-5 месяцев.

12 4

Полиоксиалкиленгликоли, в качестве которых используют, например, полиоксипропиленгликоль и полиоксиэтиленгликоль, составляют (10-20% от общего количества кваэипредполимера.

Введение их в количестве более 20% приводит к слишком большой вязкости кваэипредполимера, что затрудняет его переработку. Снижение количества полиоксиалкиленгликоля (менее 10%) вызывает быструю кристаллизацию квазипредполи мера, что также затрудняет его переработку. Кроме того, физико-механические показатели конечного материала при этом существенно ухудшаются.

В качестве гидроксилсодержащего соединения в композиции можно использовать как простые, так и сложные полиэфиры.

В качестве сшивающего агента можно. использовать многоатомные спирты, на пример 1,4-бутандиол, этиленгликоль, триметилолпропан, а также олигомерные гидроксилсодержащие соединения типа полиоксиалкиленгликолей.

B качестве вспенивающего агента ис- пользуют низкокипящие галоидсодержащие углеводороды, например метиленхлорид, трихлорм онофторме тая.

В качестве катализатора можно использовать третичные амины, например диазабициклооктан.

Пример 1.. К 100 вес.ч, сополимера окиси пропилена. и окиси этилена (содержание окиси этилена 10%) мол. веса 5000 добавляют (вес. ч.) 12,8 1, 4-бутандиола, О,5 1,4 -диазабицикло-(2,2,2)-октана (ДАБКО), 6,5 метиленхлорида и 6,5 фреона-II (трихлорфторметан). Массу перемешивают со скоростью 1400 об/мин в течение 30 -40 с, затем при работающей мешалке добавляют

56 вес. ч. кваэипредполимера, полученного из 90 aec, % дифенилметандиизоцианата (ДФМДИ) и 10 вес. % полиоксипропилен гликоля мол,scca 200 (содержание свободных g СО-групп в кваэипредполимере составляет 25-26%). Смесь перемешивают 15 с, быстро выпивают в металлическую форму, имеющую температуру 2530 С, размером 195Ф60н10 мм и герметиэируют. Выдерживают при комнатной температуре 10 мин и извлекают из формы готовое иэделие, имеющее ячеистую серд цевину и две плотные корки. Изделие выдерживают 24 ч при комнатной температуре, после чего испытывают.

П р и м е -р 2. К 100 вес. ч. слож« ного полиэфира (на основе адипиновой кислоты и смеси этиленгликоля и 1,4-бутан5 5807 диола, мол.веса 2000) добавляют (вес.ч.)

15,6 1,4-бутандиола, 0,42 ДАБКО, 6,2 полиоксиэтиленгликоля мол. веса 400, 11,5 метиленхлорида и 10,7 фреона-II.

Массу перемешивают со скоростью

1400 об/мин 30-40 с, затем при работающей мешалке добавляют 92,8вес. ч, изоцианатного компонента, предс тавляюшего собой квазипредполимер на основе ДФМДИ и полноксипропиленгликоля мол.веса 10

200 взятых в соотношении 85: 15 (вес.%;

ЯСО около 22%). Смесь перемешивают

10 - 15 с, быстро выливают в вышеописанную металлическую форму и герметизируют. Выдерживают при комнатной тем- Б пературе 10 мин и извлекают из формы готовое изделие.,Кажушаяся плотность, г/см

0,9 1,00- 1,04 0,87 0,95 0,9 1,0 0,833

Предел прочности при растяжении, кгс/см

100 125 102 50 45 8 130 53 5

Относительное удлинение %

180 350-450 170 150 120 430 190

Остаточное удлинение, %

30»»50 19

40-52 26

8 0 24

15,3 7,7 36,7.8

Раздир, кгс/см

11,7

Твердость ТМ-2 . (соответствует

Шору А) 90 86

80 лена мол. веса 3000 (15 вес. %) вместо квазипредполимера из ДФМДИ и полиоксипропиленгликоля мол. веса 200

Пример 3. Пенополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изо- 20 цианатного компонента используют 80,7 вес. ч. квазипредполимера из 80% ДФМДИ и 20% полиоксипропиленгликоля мол. веса

200 (содержание групп Я СО около 18%).

Пример 4. Пенополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изоцианатного компонента берут 6715 вес.ч. квазипредполимера из 85% ДФМДИ и 15% полиоксипропиленгликоля мол.веса 200 30 (содержание Я СО-групп около 22%).

Пример 5. Пенополиуретан полу. чают по примеру 1, но в качестве изоцианатного компонента берут 56,7 вес. ч, квазипредполимера из 85% ДФМДИ.и 15% д

При использовании в композиции примера 1 квазипредполимера иэ ДМФДИ и сополимера окиси этилена и окиси пропи12 6 полиоксипропиленгликоля мол. веса 500 (содержание N СО-групп около 25%).

П р. и м е р 6. Пенополиуретан получают по примеру 2, но в качестве иэоцианатного компонента используют 85, 1 вес. ч, квазипредполимера иэ 80% ДФМДИ и 20% полиоксиэтиленгликоля мол. веса

400 (содержание свободных N СО-групп около 23%), Пример 7 (контрольный).

Предполимер имеет состав, вес. ч.:

Диол мол.веса 1000 45

Толуилендиизоцианит (ТДИ 80/20 ) 20, 10

Бенэоилхлорид 0,1

Катализаторный компонент имеет состав, вес. ч.:

Диол мол. веса 200 31,55

P, N -Ди-(2-гидроксипропилен)-анилин 1,26

Ароматический амин 9,29

Октоат свинца 4,00

Фреон-I Х 10,00

Предполимер и каталиэаторный компонент перемешивают при 27 С, смесь выО ливают в силиконовую форму, имеюшую температуру 32 - 38 С, и герметизируют.

Через 10 мин иэделие извлекают из формы и выдерживают 1 сут. при температу-. ре 99оС. Затем иэделие выдерживают

1 сут. при 26 С, после чего его можно испытывать.

В таблице приведены свойства образцов ППУ, полученных в соответствии с примерами.

7 5807 (15 вес.%) снижается прочность иа раз дир с11,,7 до 6,7 кгс/см, а величина относительного удлинения с 180 до 100%, Введение в ту же композицию квазипредполимера иэ ДФМДИ и сополимера окиси этилена н окиси пропилена мол.веса

5OOO (10%) снижает предел прочности на растяжение с 48 до 28,8 кгс/см, а относительное удлинение до 35%. Таким образом, на основе композиции 19 по изобретению получают ценополиуретан с высокими физико-механическими показателями без использования толуилендиизоцианата. и в качестве сшивающего агента ароматических диаминов. 1$

Кроме того, композиция по изобретению легко перерабатывается за счет использования в ней квазнпредполимера на основе дифенилметандииэоцианата и низкомолекулярных полиоксналккленгликолей. щ

Формула изобретения

Компоэишм для получения интеграль- д ного эластичного пенополиуретана, вклю чаюшая т идроксилсодержащее соединение, сшиваюший агент, катализатор, вспенивающий агент и квазипредполимер с концевыми NCO-группами, о т л и ч а ю щ а я -Зо

55- 97

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Патент США Ж 3795636, кл. 260-2 5, 1973.

2. Патент Франции N 1499902, кл. С 08 (, 1967.

3. Заявка ФРГ М 1941019, кл. 39 Ь 22/48 1971.

4. Патент Франции hh 1482031, кл. С 08 g 1967.

12 8 с я тем, что, с целью улучшения пере рабатываемости композиции и повышения физико-механических показателей пеиополиуретана на ее основе, в качестве кваэипредполимера с конщ выми и СО группами она содержит продукт рс-.акции ди» фенилметандиизоцианата н полиоксиалкиленгликолей мол. веса 200 - 500 при следуюшем соотношении компонентов, вес. ч.:

Гидроксилсодержашее соединение 100

Сшивающий агент 12-25

Катализатор 0,3 06

Вспенивакмций агент 10- 25

Продукт реакции дифенилметандииэо пйаната и полиоксиалкиленгликолей мол. веса 200- 500

Редактор Л. Письман Техред З.Палий Корректор О. Билак

Заказ 10657/11 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4