Способ получения фосфорсодержащего изоцианатного предполимера для трудновоспламеняемого пенополиуретана

Способ получения фосфорсодержащего изоцианатного предполимера для трудновоспламеняемого пенополиуретана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО ИЗОЦИАНАТНОГО ПРЕДПОЛИМЕРА ДЛЯ ТРУДНОВОСга1АМЕНЯЕМОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия гидроксилфосфорсодержащего соединения со смесью изоцианатов, взятых в избытке, отличающийся тем, что, с целью, получения стабильного предполимера, одновременно с гидроксилфосфорсодержащим соединением, до него или после него в реакционную смесь дополнительно вводят 1-1,5 мае.ч. на 1 мае.ч. гидроксилфосфорсодержащего соединения линейного или слаборазветвленного простого полиэфира и реакцию ведут при 35-45''С.(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„669672

4(5!) С 08 G 18/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоескамм снидктельствь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2545515/23-05 (22) 21.11.77 (46) 23.06.85. Бюл. В 23 (72) Б.М. Булыгин, Е.А. Булыгина и Е.А. Гуров (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (53) 678.664(088.8) (56) 1 ° Патент Великобритании

В 1453794, кл. С 3 R, опублик.

1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 200150, кл. С 08 G 18/38, 1966. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ фОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО ИЗОЦИАНАТНОГО ПРЕДПОЛИМЕРА

ДЛЯ ТРУДНОВОСПЛАМЕНЯЕМОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия гидроксилфосфорсодержащего соединения со смесью изоцианатов, взятых в избытке, о т л и ч а io шийся тем, что, с целью. получения стабильного предполимера, одновременно с гидроксилфосфорсодержащим соединением, до него или после него в реакционную смесь дополнительно вводят

1-1,5 мас.ч. на 1 мас.ч. гидроксилфосфорсодержащего соединения линейного или слаборазветвленного простого полиэфира и реакцию ведут при

35-45 С.

669672

Изобретение относится к области получения иэоцианатных предполимеров (компонент Б), из которых при взаимодействии с гидроксилсодержащим компонентом (компонент А) методом . холодного формования могут быть получены пенополиуретаны (ППУ) пониженной горючести.

Основными показателями пригодности изоцианатных предполимеров к пе10 реработке в ППУ являются: содержание

NCO — групп не ниже 27Х, вязкость не выше 300 сП при 25 С, отсутствие расслаивания или выпадения осадка в процессе получения и переработки.

Эти свойства по технологическим требованиям должны сохраняться в течение не менее 1-2 месяцев.

Известны изоцианатные предполимеры на основе толуилендиизоцианата, 20 полиизоцианата и линейных или слаборазветвленных простых полиэфиров P1).

Эти предполимеры достаточно стабильны во времени, однако при взаимодействии их с обычным гидроксилсодержащим компонентом нельзя получить трудновоспламеняемый пенополиуретан, поскольку они не содержат в своем составе огнегасителей.

Уровень развития науки и техники требует в настоящее время получения предполимеров, содержащих спе-,. циальные огнегасящие добавки, и позволяющих получить, в конечном итоге, из Ъ-компонентной системы (путем взаимодействия компонентов

"А" и "Б") трудновоспламеняемый ППУ.

Наиболее перспективными огне4О гасителями являются реакционно-способные фосфорсодержащие соединения.

Известен способ получения фосфорсодержащего изоцианатного предполимера для трудновоспламеняемого пено45 полиуретана путем взаимодействия гидроксилфосфорсодержащего соединения со смесью изоцианатов, взятых в избытке 32.1 °

Синтез предполимера по способу P2). проводится при температуре 90 С, полученный продукт содержит 3,8 мас.7

NC0 — групп. Этот предполимер вследствие малого содержания

NCO — групп и, следовательно, низкой реакционной способности не может. быть использован для получения элас-,. тичного пенополиуретана холодного формования.

Предполимер пригоден лишь для полу чения полиуретана в виде пленки (пример 3).

Цель изобретения является получение стабильного предполимера.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с гидроксилфосфорсодержащим, до него или после него, в реакционную смесь дополнительно вводят 1 — 1,5 мас.ч. на

1 мас.ч. гидроксилфосфорсодержащего соединения линейного или слаборазветв- ° ленного простого полиэфира и реакцию ведут при температуре 35-45 С.

Было установлено, что ТДИ реагирует с гидроксилфосфорсодержащим сое динением (фосдиолом) в течение

20-30 мин с выделением большого количества тепла, при этом ниже

30 С из реакционной смеси отслаивается твердый полимерный продукт, содержащий почти весь фосфор, введенный в систему. При температуре выше

50 С смесь сохраняет гомогенность, но быстро снижает процент МСΠ— групп и увеличивает вязкость. Через сутки хранения продукт полностью желатинизируется.

Напротив, полиизоцианат реагирует с фосдиолом очень медленно: расчетное содержание NCO — групп (30%) достигается лишь через 2-3 суток.

В смеси изоцианатов синтез заканчивается через 1-2 ч. При этом влияние температуры, найденное для системы фосдиол-ТДИ, сохраняется. Лишь о в интервале температур 35-45 С продукт не расслаивается и не увеличивает существенно вязкости в течение

8-10 дней.

Дальнейшее повышение стабильности достигается введением в состав реакционной смеси линейного или слаборазветвленного простого полиэфира, не содержащего фосфора, например

Л-5003-2Б-10. Этот продукт может вводиться в виде смеси с фосдиолом, до фосдиола или непосредственно после фосдиола.

Полиэфир, разбавляя фосдиол и уменьшая экэотермичность реакции, создает более мягкие условия взаимодействия фосдиола с изоцианатом.

Для достижения необходимого эффекта повышения стабильности количество полиэфира Л-5003-2Б-10 должно быть равным или превышать количество фосдиола в системе():1-1:1,5) 669672

;„3

Таблица 2

Сроки 7 ИСО хранеПримечание

Вязкость сП, 25 С ния, сутки

142

Получены каче30,2

10

150

30,0 ственные образцы

155

30,0

30

180

29,8

250

28,5

ППУ нека300

27,5

70 чественный

ППУ не

640

26,0 вспенился

15,00 кг Т 65/35 (25 С) + 7,24 кг

30 ПИЦ (40 С) + 2,90 кг фосдиола (35 С) + 2,82 кг Л-5003-2Б-10 (35 С)- перемешивание 1 ч (40 С).

Таблица 3

Вяз- Примеча35

7. МСО

Срок хранения, сутки кость, ние сП,<=

25 С

Срок хранения, 40 сутки

30ь 1 158 Получены качественные образцы

29,0 257 ППу 45

114 Перера батыва31,5

29,8

110

30,9

12 ется в

ППУ

171

29,5

Не пе рерабатывает1025

27,0

58 ся

Процесс получения стабильного фосфорсодержащего изоцианатного предполимера протекает следующим образом.

Толуилендиизоцианат Т 65/35 нагревают î 35-40 С и выливают в него полиизоцианат. После смешения иэоцианатов при температуре 35-45 С медленно, в течение 30 мин, подают смесь фосдиола и полиэфира Л-5003 (1:1 или 1:1,5), или вначале подают полиэфир, а затем фосдиол, или вначале подают фосдиол и непосредственно вслед за нпм полиэфир.

Полученную смесь перемешивают при температуре 35-45 С в течение

1 ч, корректируют содержание

ИСΠ— групп, охлаждают и сливают в герметичную тару.

Средний срок хранения предполимера, полученного описанным способом и перерабатываемого с получением качественного ППУ, составляет

1,5 — 2 месяца.

Пример 1. Лабораторный синтез N 1 по предлагаемому способу.

254 г толуилендиизоцианата

Т 65/35 + 145 r полиизоцианата нагрев с перемешиванием до 35-37 С

+ 52 r фосдиола при 35-38 С + 51 г

Л-5003-2Б-10 при 35-38 С ->.перемешивание при 35 С 1 ч (см.табл. 1).

Т а б л и ц а 1

51 28,8 282

27э6 305 ППу вспенился

26, 2 410

Пример 2. Лабораторный синтез Ф 2 по предлагаемому способу.

300 г ТДИ И 65/35 + 204 r полиизоцианата нагрев с перемешиванием до 42-45 С + смесь 62 г фосдиола и 93 r Л-5003-2Б-10 при 43-45 С . перемешивание при 45 С 1 ч (см.табл.2) Пример 3. Цеховой синтез по предлагаемому способу.

7 МСО Вязкость ПримесП, 25 С чание

Использование предлагаемого фосфорсодержащего предполимера позволяет .получать эластичный пенополиуретан, удовлетворяющий по огнестойкости требованиям авиационной промьппленности с хорошими физико-механичес,кими показателями:

669672

35-2

О; 012-0, 025

4 5 Ж

),0,6

> 45-50Х.

Корректор И. Эрдейи

Заказ 4494/2 Тираж 475

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Кажущаяся плотность, кг/м

Предел прочности при растяжении, кг/см

Редактор П. Горькова Техред М.Кузьма

Напряжение при сжатии, кг/см

Остаточная деформация,7

Эластичность по отскоку