Способ получения полужесткого пенополиуретана в виде блоков

Способ получения полужесткого пенополиуретана в виде блоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

С 08 G 18/14

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретемнй н открытнй (53) УАК 6 7 8. 6 6 4:

:62-405,8 (088.8) Опубликовано 25.1279. Бюллетень М 47

Дата опубликовани» описанил 26.1279 (72) Авторы изобретения

T.À. Захарова, Ф,А, Крючков, Л,А ° Куликова, Я.И. Ройтенберг, Л.Ф, Корчева, A.Á, Кныр и Б,Ф, Чернухо (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

В ВИДЕ БЛОКОВ

Изобретение относится к получению полужестких пенополиуретанов в виде блоков. Из блоков после резки на листы изготавливают изделия различного назначения, в частности, детали автомобилей.

)1ля ряда применений в современной технике, например, для противосолнечных козырьков автомобилей, необходим листовой материал с напряжением сжатия при 50% деформации 150280 г/см, В то же время этот матеЮ риал должен иметь определенные эластичные свойства как при комнатной температуре (остаточная деформация при сжатии не более 75%), так и при

-30 С (должен выдерживать пробу на морозостойкость), Выполнение подобной совокупности требований связано с рядом трудностей, которые обычно решаются путем использования специальных полиэфиров.

В патентной литературе описаны специальные композиции, пригодные для осуществления способов получения полужесткого пенополиуретана при свободном вспенивании, Хотя в патен-. тах это и не указано, можно полагать, г что эти композиции пригодны для получения блоков.

Так, в (1) рекомендуется использовать сочетание полиоксипропиленового простого эфира 2,2 -бис(4-гидроксилфенил)-пропана, содержащего

4-9 эквивалентов оксипропильных остатков íà 1 моль эфира (% OH от 4,5%

i0 до 7lia) и полиоксипропиленового простого эфира сорбита, содержащего от 30 до 55 эквивалентов оксипропильных остатков на 1 моль эфира (% OH от 3,0% до 5, ЗФ). Однако, этот способ требует использования весьма дефицитного сырья - бисфенолов типа дифенилолпропана, Реализация его для выпуска блоков на промышленном оборудовании затруднительна в связи с повыаенной вязкостью обоих предлагаемых в патенте полиэфиров, Ближайшим по технической сущности к данному изобретению является известный способ получения полужесткого пенополиуретана в ниде блоков путем взаимодействия диизоцианата со смесью полиолов в присутствии катализаторов, поверхностно-активногб вещества и вспеиивающего агента (2).

Здесь рекомендуется для получения гибкого или папужесткого пено704950 полиуретана использовать сочетание двух полиэфиров — высокомолекулярного (% 0H от 1,03 до 1,70) и низкомолекулярного (Ъ OH от 12,7 до 19,7) в соотношении по весу: высокомолекулярный/низкомолекулярный от 90/10 до 25/75, В патентной формуле указано, что обязательным условием является отношение содержания гидроксилов в полизфирах не менее 15:1, что обеспечива- )0 ет взаимную несовместимость этих полиэфиров, В качестве стартовых веществ- для получения полиэфиров рекомендуется использовать глицерин, сорбит, сахарозу и ряд других многоосновных спиртов.

Приготовление пенополиуретана из. смеси йолиэфиров не отличается осо. бенностями, В качестве диизоцианата используют толуилендиизоцианат в качестве вспенивателя — воду, в качестве катализаторов — третичные амины и металлорганические соединения, в качестве поверхностно-активного вещества — кремнийорганические соединения, 25

Описанный в (2) способ давая полужесткий пенополиуретан с нужной со» вокупностью свойств, обладает ойределенными недостатками. Основным недостатком является несовместимость высоко- и низкомолекулярного полиэфиров, Это приводит к необходимости приготовления смеси полиэфиров непосредственно на месте переработки, :что требует производственных площа- . дей, дозировочного оборудования и усложняет процесс. Подача второго полиэфира непосредственно в смесительную головку машины для вспенивания по отдельной линии невозможна в свя- 40 зи с тем, что нужно подавать сравнительно большое количество его (10 и. более частей на 100 частей основногб йолиэфира) . Дозирующйе агрегаты машины вспенивания не предусмотрены 45 для работы s таком режиме, Кроме того, в патенте описаны только лабораторные опыты с получе- нием небольших образцов ППу. Работа на промыФ енном оборудовании с.получением 6BOR033 большого размера, KcLK правило, выявляет скрытые недостатки процессов, разработанных в лабораторий.

ЦелЬю настоящего изобретения является упрощение технологического процесса и получение пенополиурета на с заданными жесткостью, способно. гб эксплуатироваться в широком интервале твмйератур, 60 Эта цель достигается тем, что в известном способе получения полужесткого пенополиуретана в виде бло ков в качестве смеси riблйолов йСйоль зуют смесь полиоксипропилентриола с молекулярной массой 3000-4000, полиоксипропилентриола с молекулярной массой 460-530 и полиоксипропиленпентола с молекулярной массой 740850, причем количество полиоксипропилентриола с молекулярной массой

3000-4000, составляет 66-76 вес,ч, на 100 вес,ч. смеси полиолов, а веcosoe соотношение полиоксипропилентриола с молекулярной массой 460530 и полиоксипропиленпентола составляет соответсТвенно 0,7:10

3 031 О, НиэкомЬлекулярные полиолы, используемые в способе по изобретению, содержат мейьше гидроксилов, чем это рекомендуется в (2) и образуют раствор с высокомолекулярным полнолом.

Полиоксипропилентриол с молекулярной массой 460-530 (марка Лапрол

503) имеет 4 ОН 9,5-11,0, полиоксипропиленпентол с молекулярной массой

740-850 (марка Лапрол 805) имеет

Ъ ОН 10,0-11,5 °

Высокомолекулярный полиол-полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-4000 (марка Лапрол 3003) имеет Ъ ОН 1,2-1,8, Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами, Пример 1, Образцы пенополиуретана (ППУ) получают в лабораторных условиях следующим образом (опыты 1-8 табл. 1)г в цилиндрический стакан из нержавеющей стали (d 70-80 мм, Н-120 мм) помещают полиолы (общее количество — 100,0 г), добавляют отмеренное шприцем количество катализатора - диметилбензиламина, пеностабилизатора КЭП-2А, катализатора дибутилдиларата олова и перемешивают рамной мешалкой с и 1400 o6/ìèí в течение 20 с, 3атем добавляют необходимое количество толуилендиизоцианата 65/35 из цилиндра, перемешивают той же мешалкой 5-с,, добавляют воду, перемешивают еще 5-7 с. и, остановив мешалку, выливают содержимое стакана в картоннуЮ коробку 15 15 15 см, выложенную пленкой. Образец пенопласта выдерживают при комнатной температуре не менее 3 суток, после чего проводят физико-механические испытания по стандартным методикам.

В таблице 1 приведены как результаты OIIblTGB по предлагаемому способу (99 2; 3, 7), так и результаты опытов, в которйх соотношение полиолов не соответствует этому способу, В последнем случае или напряжение при сжатии на 508, или остаточная деформация при. сжатии не соответствуют требованиям, Пример 2 ° Был проведен опытно-промышленный выпуск полужесткого пенополиуретайа на заводе химикатов (r, Киев), 1

1,"

704950

35,4 кг/мин — 18,5 кг/мин 40

1 45 кг/мин

3000 об/мин

2,5

Было получено около 500 кг ППУ в миде блоков высотой до 50 см, ППУ имел открыто-пористую равномерную структуру без трещин и разрывов. ю

Результаты физико-механических испытаний приведены ниже:

Рецептура, вес,ч,:

Лапрол 3003 - полиоксипропилентриол на основе глицерина,Ъ ОН"-1,64 - 70рО

2, Лапрол 503 - полиоксипропилентриол на осно- . 5 ве глицерина,Ъ ОН9,8 — 15,0

3. Лапрол 805 -. полиоксипропиленполиол на осно« ве ксилита,Ъ OH 10,8 — 15,0

4. Толуилендииэоцианат (ТДИ) 65/35 52., 4

5- Вода 2,7

6, Диметилбензиламин - 1,5

l. Дибутилдилаурат олова 0е10

8, Пеностабилизатор

КЭП-2А. 1 5

П р и м е ч а н и е. Все три Лапрода были смешаны на заводе-изгото- . вителе в указанных соотношениях.

Полученный стабильный раствор обозначен маркой Лапрол 1003С.

Для работы на машине вспениваиия были приготовлены 2 активаторные смеси следующего состава, вес. ч.:

Активаторная смесь В 1:

Вода 2,7

КЭП-2А 1 5

Диметилбенэиламин - 1,5

Активаторная смесь 9 2:

Лапрол 1003 С - 4,0

Дибутилдилаурат олова 0,1

Оборудование:

Промышленная заливочная машина низкого давления фирмы Пла-Ма, 35

Норвегия.

Установка машинных агрегатовг

Подача Лапрола

1003С й, Подача ТДИ 65/35

Э. Подача активаторной смеси

9 1 2 0 кг/мин

4. Подача активаторной смесиР2

3. Диаметр выходного, наконечника 19 мм

6. Число оборотов мешалки

1. Угол наклона транспортера

8- Скорость транспортера 3,7 м/мин

Ширина бумажной формы 1000 мм °

Кажущаяся плотность| кг/м - 31,1

Жесткость при сжатии на 50В, г/см а

Остаточная деформация, Ъ 72,9

Предел прочности, кгс/си

Относительное удлинение при разрыве, В 118

Сравнение с табл. 1 показывает, что ППУ полностью отвечает требованиям закаэчика.

С помощью специального оборудования — разрывной машины с термокрио камерой — было исследовано изменение напряжения сжатия при заданном уров« не деформации с температурой. Получе ны следующие результаты:

Температу.ра, С -43 -30 0 20 45 62 100

242

1,86

Найряжение при сжатии на 20В, г/см 1050 710 380 250 250 170 56

Видно, что в интервале температу-. ры от -43© до +62 напряжение сжатия меняется менее, чем на 1 порядок.

Это обеспечивает, возможность использования полужесткого ППУ в автомобилях

Как показывают таблица 1 и другие данные, приведенные в примерах, по способу в соответствии с изобретением получен как в лабораторных, так и в промышленных условиях полужесткий пенополиуретан с напряжением сжатия . при 50% деформации 150-280 г/см, остаточной деформацией менее 75%,пригодный для использования в автомобильной промышленности

Использование данного способа получения полужесткого ППУ в виде блоков на основе полиолов и дниэоцианата обеспечиваЕт по сравнению с существующими следующие преимущества:

« упрощение технологического процесса эа счет использования взаимнорастворимых полиолов, раствор которых может быть приготовлен эаранее1

- воэможность осуществления технологического процесса на действующем промышленном оборудовании при использовании промышленно выпускаемого отечественного сырья

- возможность получения полужесткого ППУ с заданными жесткостью и эластичностью, способного эксплуатироваться в широком интервале температур, 704950

Т а б л и ц а 1

Рецептуры и физико-механические свойства лаботаторных образцов,полужесткого ППУ

Р опыта

6:: ".- ; 7 8

Лапрол 3003, r 80

75

65 70

17 5 5

17,5 25

70 70 70

10 20 25

20 10 5

Лапрол 503, г 10

12,5

Лапрол 805 r

10

12,5

1,5

Кэп-2A t. г

1 5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5 1,5

Дилауратдибутилолово, г

0,1

0,05 0,1

Диметилбенэил амин, r

1,35 1,35

1 35

ТДИ-65, мп (- 1,22 г/см ) 40

38,5

43 40

40 40

2,7 2,7

Вода, мл

2,7

2,7

2,7

2,7 2,7

2,7

20-4(:

35,8 35,8

Кажущаяся плот ность, кг/м 3

36,5

33,8

34,2

29,6

33,2

31,6

- Напряжение при

50% сжатия, г/.см

174 132

89,3 156

173

187

212

168

Остаточная деформация, Ъ н/б 75

73,6 69,8

22 72,6

71,8

83,8

82,4

82,0

+ Требования потребителя

Составитель Н. Просторова

Тех ед С. Мигай, Ко екто М. Шароши

: Веаакво АКаавовокак

Заказ 7960/27 Тираж 585

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раущская наб .

Подписное

° 4 5.Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения полужесткого пе- нОполиуретана в виде блоков путем взаимодействия диизоцианата со смесью полиолов в присутствии катализатоpos, поверхностно-активнбго вещества и вспенивающего агента., о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и получения пенополиуретана с задан- 45 ными жесткостью и эластичностью, способного эксплуатироваться в широком интервале температур, в качестве смеси полиолов используют смесь полиоксипропилентриола с молекулярной массой 3000-4000, полиоксипропилентриола с молекулярной массой

0,05 0,05 0,1 0,05 0,0 .

1,35 1,35 1,35 1,35 1,3:

460-530 и полиоксипропиленпентола с молекулярной массой 740-850, причем количество полиоксипропилентриола с молекулярной массой 3000-4000 составляет 66-76 вес.ч. на 100 вес,ч. смеси полиолов, а весовое соотношение полиоксипропилентриола с молекулярной массой 460-530 и полиоксипропиленпентола составляет соответственно 0,7:1,0 - 3,0:1,0, Источнйки информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент CIOA Р 3833526, кл ° 360-2 ° 5, опублик, 1974, 2, Патент СИЛ Р 3558529, опублик. 1971 .(прототип).