Способ получения пенопласта с изоциануратной структурой

Патент 718014

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Вв.те .чтм:. т - .;:. - cнйя

ОП И

Союз Советсних

Социалистических

Республик

"" 718014

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) ЗаявлЕно 09.07.75 (21) 2153415/05 (51) М. Кл. (23) ПриоритетвЂ” (31) 486828 (32) 09.07.74 . (33) США

С 08 G )8/)4

С 08 G IS/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 250280 Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 25.02.80 (53) УДК 678.664:

62-405.8 (088.8) Иностранцы

Роберт Джон Локвуд и Ричард XekleA Poecc (США) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Дзе Амджон Компани" (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА С ИЗОЦИАНУРАТНОЙ

СТРУКТУРОЙ

Иэобрегение относится к пенопластам с изоциайуратной структурой, которые могут быть применены в качестве изолирующих материалов для высокотемпературных трубопроводов, печей и емкостей для хранения жидкостей, находящихся при повышенных температурах, Они также находят применение для охлаждения, когда требуется термическая изоляция трубопроводов или емкостей для хранения жидкостей при низких температурах.

Благодаря высоким тепло- и огнестойким свойствам они могут быть использованы также при изготовлении различных конструкций в промышленном строительстве.

Известен способ получения пенопласта с изоцианура гной структурой путем циклотримеризации ароматического полиизоцианата в присутствии полиола, вспенивающего агента и смеси N,йдиметилциклогексиламина и соли насыщенной карбоновои кислоты. В качесгве соли насыщенной карбоновой кислоты используют соль щелочного мегалла (1).

Однако, пенопласт, полученный по этому способу, имеег недостаточно высокую огнесгойкоеть, что ограничиваег его использование в ряде областей техники. Кроме того, процесс осуществляется довольно длительное время.

Целью изобретения являегся ускорение процесса и повышение огнестойкости пенопласта.

5 Это достигается гем, что в способе получения пенопласта с изоииануратной структурой путем цикло гримеризации ароматического полиизоцианата в присутствии полиола, вспенивающего агента и смеси N,N-диметилциклогексиламина и соли

l0 насыщенной карбоновой кислоты в качестве соли насыщенной карбоновой кислоты используют

0,0055 вЂ” 0,02 эквивалента на эквивалент полиизо цианага 20 вЂ” 80 ного раствора тетраалкиламмониевой соли насыщенной карбоновой кислоты в эти-!

5 ленгликоле, причем алкил и карбоновая кисло га содержит по 1 вЂ” 8 атомов углерода.

Указанную соль получают взаимодействием соответствующей насыщенной карбоновой кислого гы с соответствукяцей гидроокнсью четвергичного аммония.

Полиолы, используемые для приготовления полициануратных пен могут быгь любые. По718014 лиолы могут быть добавлены отцельно во время тримеризации полиизоцианата или можно провести предварительную реакцию с полиизоциайатом для получения форполимера с концевыми изоцианатными группами, который затем тримеризуют, Полиолы преимущественно используют в количестве от 0,01 эквивалента до 0,5 эквивалентов на эквивалент изоцианата, Полиизоцианаты, используемые для получения полиизоциануратных пен могут быть лю- 10 быми, обычно применяемыми для этой цели, Особенно . предпочтительным полиметиленполи> .:фенилполиизоцианатом является такой, в котором содержится 30 вЂ” 85 вес.% метилен-бис-фенилизоцианата. 15 Могут использоваться вспенивающие агенты и другие вспомогательные добавки, такие как диспергирующие агенты; стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, пламягасители и т. п. Особенно предпочтительным классом пла- 20 мягасящих добавок являются такие как трис- (2-хлорэтил) -фосфат, трис- (2- хлорпропил) -фосфат„mme- (2,3- дибромпропил) - фосфат, трис- (1,3-дихлоризопропил)-фосфат и т. п, Предлагаемую композицию применяют разбрызгиванием в виде тепло- и огнестойких полиизоциануратных пен. Может быть использовано стандартное оборудование. Оно включает в себя различные типы распылителей.

Пены показывают хорошую адгезию к различным субстратам, включая мазонит, строительный картон, гипсовые пластины, асбестовые пластины (трансит), дерево, фанеру, листовой металл и бумажные продукты, такие как крафт-бумага и тяжелый картон. Тепло.- и огнестойкие пены, имеют хорошие физические свйоства. При напылении пены быстро отверждаются. Их напыляют при 4,4 С, включая температуру субстрата. Пены имеют рабочие характеристики, подобные характеристикам простого 4О полиуретана. Это позволяет напылять пены тонким слоем, Прим ер 1. Пену получают из компонентов А и Б при 63 вЂ” 66 С. Напыление осуществля45 ют на картон и на нержавеющую сталь с отличной а 1гезией в обоих случаях. Компонентом

А является полиметиленполифенилизоцианат, содержащий около 40 вес.% метилен-бис-фенилизоцианата остальной частью смеси является поли>

$0 метиленполифенилизоцианат с функциональностью выше 2,0 и имеющим изоцнанатный эквивалентный вес около 140. Компонент Б представляет собой незначительное количество полиола, поверхностно-активного вещества, вспенивающего

55 агента и каталитической композиции, Рецептура и свойства приведены в табл. 1. Содержание тримера в пене I вЂ” 8,5%. Вычисленное содержание тримера вЂ” 8,12%, 4

Пример 2. Г!ену II готовят аналогично примеру 1. Пену напыляют на трансит и получают хорошие адгезионные свойства. Пе у III готовят аналогично, но исключают трет-амин.

Пену напыляют на трансит. Характеристики пены идентичны пене I. Однако в сравнении с характеристикой лены II, пена III дает очень плохую адгезию к транситу и отваливается от листа. Состав и свойства пен II u III представлены в табл. 2.

Пример 3. Пены IV u V готовят анало- гично примеру 1. Однако пену IV напыляют при температуре окружающей среды (21 С), тогда как лену V напыляют при 4,4 С. Субстраты в каждом случае имеют те же температуры. Испытания по напылению пен IV u V проводят на картоне и стальном листе. Наблю: далась отличная адгезия пены для обеих пен.

В табл. 3 приведены рецептура и физические свойства пен IV u V.

Пример 4. Образцы пен Vi-ХГЧ готовят аналогично примеру 3 за исключением случаев при использовании аммониевых солей. При ком. натной температуре компоненты А и Б тщательно перемешивают в течение 3 и быстро выливают на картоновые листы при 21 Ñ и

4 С и на стальные листы при 4 С. Пены испытывают на адгезию спустя 2 мин после окон; чания поднятия сдиранием пены со стали или картона. Во всех случаях, картон или сталь, при 21 С или 4 С, пена рвалась прежде, чем ее отделили от подложки, что говорит о прекрасной адгезии.

Пены Ч1, ЧИ и VIII готовят с аммониевой солью.

Пены IX, X u XI готовят, с октоатом тетраметиламмония и пены. XII, XIII u XIV с ацетоном тетраэтиламмония. Все пены имеют аналогичные физические свойства, не взирая на температуру подложки. Образец пены Vill, но беэ N, 1ч-диметилциклогексиламина и выливают на лист стали при 4 С, дает плохую адгезию к стали. Для растворения аммониевой соли во всех случаях используют.этиленгликоль.

В табл. 4 приведены рецептура и физические свойства пен VI вЂ” XIV.

В табл. 5 приведены рецептура и .физические свойства пен по предлагаемому и известному способу, Таким образом получают пенопласт с большой огнестойкостью и за более короткое время, чем по известному способу.

718014

Таблица 1

Показатель, единица измерения Величина

134 5

Таблица 2

1:1

0,92 вЂ” 1

Пена

134

0,5

4,0

3,5

7 го

0,034

1:1

7,5

4,5

l0 вЂ” 15

Огпадает

94,4 г5

0,124

0,15 упрочнения пены

Адгезия к транситу:

Отличная

2,1

4,2

6,3

Таблица 3

2,1

4,5

40 Компонент А 134

Компонент Б: сложный полиэфир I 65

LA-700 !6 трис- (P- хлорпропил) - фосфат 18

45 катализатор I 6,5

N,N-диметилциклогексиламин 2

ДС-193 3

Фреон 11-В, 37

Температура компонентов, С 65,5

Температура окружающей среды, С

21,1

Объемное .отношение А/Б !:1

Плотность кг/м 2,04

Влажное старение при 100%

55 относительной влажности, и 70 С

% объема

1 день

3 дня

7 пней

134

1,48

2,0

6,5

65,5

20,5

140

Примечания к табл. 1

1. Сложный полиэфир получен этерификацией

1 моля хлорэндикового ангидрида, 1,1 моля диэтиленгликоля и 2,5 молей окиси пропилена.

2, Полиэфир для жестких пен, среднее чис- ло гидроксильных групп 700.

3. Раствор, содержащий 60 вес.% 2-этилгексаноата тетраметиламмония и 20 вес.% этиленгликоля.

4. Силиконовое поверхностно-активное вещество.

4,4

1:1

1,95

4,6 2,9

6,2 4,0

7,4 5,0

Компонент А

Компонент Б:

I сложный полиэфир f

1 А 7002 трис- (P-хлорпропил) -фосфат катализатор 1

N,N-диметилциклогексиламин

ДС-193

Фреон 11 вЂ” В

Объемное отношение А/Б

Весовое отношение A/Á

Период, с: инициирования 1 инициирования 2 гелеобразования окончательного подъема пены беэ отлила упрочнения пены

Плотность, г/смз

Испытание (ASTM Д вЂ” 1940) (закрытие ячейки), ед

К-фактор, ед.

Распространение пламени, час/см

Крошкообразование (ASTM Д вЂ” 421), вес.%

Влажное старение при 100% относительной влажности и 70 С, % Ь объема

1 день

7 дней

14 дней

Сухое старение при 93 С, % Ь объема

1 день

7 дней

Прочность на сжатие, кг/см

li подъему пены

1 подъему пены Кислородный индекс %

Плотность дыма, %

Скорость распространения (ASTM Е-84) пламени дыма

5. Трихлорфторметан.

6. Процентное содержание кислорода, требую.

1щееся для поддержания горения образца (ASTM

Д вЂ” 2863), 7. Процент поглощения света (ASTM ДвЂ”

2843-70) .

Показатель, единица измерения

Компонент А 134

Компонент Б: сложныи полиэфир I 70 . трис (/1- хлорэтил-фосфат) 26

Катализатор 11 4

N,N-диметилциклогексиламин 1

ДС-193 3

Фреон 11-В 37

Объемное отношение А/Б I:1

Период, с: инициирования 1 0,75 инициирования 2 гелеобразования окончательного подъема пены без отлила

Примечание к табл. 2.

1. Раствор, содержащий 65 вес.% 2-этилгексаноата тетраметиламмония и 35 вес.% этиленгликоля.

Показатель, единица измерения

718014

Продолжение табл, 3

8,3 6,1

14 днеи Сухое старение при 90 С, % объема

1 день

7 дней

Прочность на сжатие, кг/смэ

II Y направление

I Х направление

2 направление

Кислородный индекс, %

0,5 -1,0

2,5 0,8

1,69 1,85

1,03 1,26

33 33

28,9 29,1

Таблица 4

Показатель, единица измерени

134 134 134 134 134 134 134 134 134

Компонент А

Компонент Б:

65 . 65 . 65 б5

65 65 65

16 16 16 полиэфир I

65 65

16 Iб

16 16 16 16

LA-700

18 18 18 18 18 18 18 18 трис. (P-хлорпропил) -фосфат 18

ДС-193

3 3

3 3 3

37 37 37

2 2 2

Фреон 11-В

37 37 37 37

К,N-диметилциклогексиламин 2

2 2 2

2,6 2,6 2,6

2 2

26 26 26 26 2б этиленгли коль

2,6

2-этилгексаноат тетраметиламмония

3,9 3,9 3,9

I октоат тетрайетиламмония

3,9 3,9 3,9

3,9 3,9 3,9 ацетат тетраэтиламмония

Температура подложки, С

4 4

4 4 21

4 21

21 4

Картон Картон Картон Картон Картон Сталь Картон Картон Сталь

Подложка

Смешивание, с

3 3 3 3 3

3 3 3 3

5 5 5 5 5 5 7 7 7

Инициирование, с

IS 15 15 15 15 !5 15 20 20

25 25 20 25 20 20 25 25 25

Загустевание, с

Поднятие, с

Yl VII Vill. I X Х XI ХП X il I XI V

1О

718014

Продолжение табл. 4

IX Х ХП ХП XIII Xly во всех образцах очень хорошая

247 252 253 265 259 263 237 237 235

Адгезия к подложке

Плотность, кг/мэ

Кислородный индекс, %

28,0 28,1 28,1 29,6 23,6 29,! 28,0 27 28

Скорость распределения дыма,.ед

Прочность, на сжатие кг/сма

100 100 100 200 100 100 100 100

l,125 1-,336 1,477. 1,758 1,758 2,039 1,125 0,914 0,984

Таблица 5

Показатель, единица измерения

О 957 134 О 957

134

Компонент А

65 0,229

16 О,2Ог

0,229

0,202

16 18

0,077

0,061

0,016

3,78

0,51

35,9

0,957

0,508

0 957

0,508

Плотность, кг/мэ

Кислородный индекс, %

Количество NCO тримера, % найдено вычислено

Превращение, %

3,8

7,8

48,7

4„3

7,8

55,1

П р н м е ч а н н е: 1. 52 sec.% 2-этнлгексаноата тетраметиламмония и 48 вес.% этиленглнколя.

2. 50 вес.% 2-этилгексаноата и 50 вес.% этиленгликоля

3. Вспучиваемость в ходе горения.

Показатель, единица измерения yI yI I y I I I

Компонент Б: полиэфир 1

ЕА700

rpuc- (P.хлорпропил)фосфат катализатор А катализатор В этнленгликоль

N,N-диметилциклогексиламин

ДС-193

Фреон 11-В

NCO, экв

ОН, экв

Температура компонента, С

Смешивание, с

I Жирность, с

Инициирование, с

Застудневание, с

Подъем, с

Схватывание, с

Максимальное, время мин

11 прн 135 С

25,7

29,6

7 8

9 при 130 С

26,9 28,6э

11 718014 12

Формула изобретения зуют 0,0055 вЂ” 0,02 эквивалента на эквивалент полиизоцианата 20 вЂ” 80%-ного раствора тетраСпособ получении пейопласта с . йэоцианурат- алкйламммониевой соли насыщенной карбононой структурой "Путам циклотуимеризации аро- вой кислоты в этиленгликоле, причем алкил йатйчвского полииэоцйаната Ъ фиеутствии Ilo- $ и карбоновая кислота содержат ио 1 вЂ” 8 атомов паол», вспенивающего межа и смеси N, й-ди- углерода. метййбйслогеюиламина и соли насыщенной карбоновой кислоти, -о"тл ич а ю щи и с я тем, Источники информации, что, с целью ycicорения npouecci и повьппения принятые во внимание лри экспертизе огнестойкости конечйого йрбдук га, в качестве >O l. Патент Великобритании У 1223415, солй йасьг1ценной карболовой кислоты исполь- кл. С 3 й; опублик. 1971 (прототип).

Составитель Н. Просторова

Редактор Р Антонова Техред М Келемещ Корректор М. Пожо

Заказ 9871/71 Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ ГосуДарств®нного комит ета СССР

" по" делам изобретений и открытий

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

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