Композиция для получения жесткого пенополиуретана

Композиция для получения жесткого пенополиуретана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

Н. Н. Цыбулько, Ф. С. Мартинович, В. М. н Т. Г. Внтко

Белорусский технологический институт нм. (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО

ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к композиции для получения жестких пенополиуретанов, используемых для изготовления теплоизоляционных покрытий и заполнения полостей при получении простых н фигурных изделий, например строительных панелей.

Известна композиция для получения жесткого пенополнуретана на основе пониокснпропиленгриола, полиизоцианага, воды, катализатора пенообразовання — вннилгрнэтоксиснлана и катализатора отверждения

10 состоящего из смеси гриэгилендиамнна tt капрнлага двухвалентного олова f1).

Недостатками данной композиции являются высокая токсичность применяемых

3$ амннных катализаторов, их высокая стокмосгь н повышенная реакционная способность, получаемая пена .неустойчива и пегко отпадает. Изготовленный на ее основе пенопласт имеет повышенное водопоглощенне.

Известна композиция для получения жестких пенополиуреганов на основе оксипропилентриола, пропилэгилендиамнна, во2 ды, вспеннвающего агента (фреона-I I), стабилизатора цены, попнизоцнанага (2j, Однако эта композиция имеет высокое водопоглощенне н относительно ннзкке прочностные свойства пенопластов, полученных на ее основе.

Известна композиция получения жесткого пенополнуретана на основе олнгоэфнра, триэтнламина, дяэгнлкаприлата олова, воды и нолинзоцианага (3J.

Недостатками этой компознцни являются повышенная гокснчносгь применяемых катализаторов, высокая их стоимость, высокая реакцкпниая способность, а также относительно низкие прочностные свойства и повышенное водопылощенне пенопласта.

Наиболее блйзкой но технической cymности к предлагаемому изобретению является композиция nns получения жесткого пенополиуретана, включающая простой гидpoKcRnxnapcoltepMcamfdt полиэфир, К -тетраоксипропиленднамин, полнизоцианат, ста3 gg(( билиэагор пены, фтортрихлорметан, воду и катализатор отверждения (4).

К числу недостатков известной композиции следует отнести высокую токсичность используемых катализаторов, малую жйэнеспособносгь1 низкие физико-механические свойства и горючесть полученных на его основе пенопластов.

Цель изобретения — увеличение жизнеспособности композиции, повышение прочности и термостойкосги, а также снижение токсичности и горючести получаемого ( на ее основе пенополиуретана.

Указанная цепь достигается тем, что композиция для получения жесткого пенополиуретана, включающая простой гидро( силхлорсодвржащий полиэфир, К «гетраок сипропилендиамин, полийзоцианат, стабилизатор, пены, фтортрихлорметан, воду и катализатор отверждения, в качестве последнего содержит дифвнилкарбазид и дополнительно содержит трихлорэтилфосфат при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Простой гидроксилхлорсодержащий полиэфир (Лапрол

50ЗМ) 55-85

Р(-тетраоксипропилендиамин (Лапромол 294) 15-30

Нолиизоцианаг I (марки Б), 140-160 (30

Фтартрихларметан (Фреон Н) 25-35

Стабилизатор иены (КЭП-1) 1,0-1,8

Вода 0,5-1,0

Тр ихлорэтилфосфат 2-30

Йифен илкарбазид 05=1 5 35

Используемые компоненты: трехфункциональный полиэфир лапрол 503 М -хлорсодержащий простой нолиэфир - получают путем реакции взаимодействия хлораля с

40 простым полиэфиром (ЙТ-500), двухфункциональный полиэфир лапромол 294-азотсодержащий простой полиэфир - получают при взаимодействии окиси пропилена с водным раствором этилв(аиамина.

Стабилизатор пены (КЗП-1)-блоксопо 15 лимер полиорганосилоксана и полиоксилена.

Вспенивающие агенты: фреон-Х (.-фгортрихлормвтан и вода. В качестве изоцианагного компонента применяют полииэоциа50 наг марки Б, который содержит 58,5% дииэоцианатдифвнилметана, 31% иэоцианагных групп и 0,022% фенилизоцианата. В качестве пластификатора и одновременно ангипирена используют грихлорэтилфосфат

55 (РОС )(4 СР 5), получаемый атерификацивй этиленхлоргидрина с хлорокисью фосфора с целью снижения хрупкости и горючести пенопласта.

В качестве катализатора отверждения используют дифенилкарбазид формулы

НС О СН

Н С-NH-МИ- С-ФН-_#_H- С

Н CH ос сн

1,8

5,0

1,0

Йифенилкарбазид — порошок белого цве» о га. Температура плавления 172-173 С.

Йифенилкарбазид в основном используют как инициатор при полимериэации полиме. роа, а также для модификации полимеров или как вспомогательный материал в по лимерной химии.

Пример 1. В полиэтиленовый стакан отвешивают 55 вес.ч. лапрола 503M, 15 вес.ч. лапромола 294, 1,0 вес.ч.

КЭП-1, 2,0 ввс.ч. трихларэгшфосфата, 0,5 вес.ч. воды, 25 вес.ч. фреона-11, 0,5 вес.ч. дифеннлкарбазида. Массу иеремешивают в течение 3 мин до гомогенно«го состояния, затем добавляют 140 вес.ч. полиизоцианата,(марки Б) и всю смесь перемешивают еще ЗО с. После этого мас(- . су выливают в форму, где происходит вспениванив и отвврждение пенопласта.

Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1 при следую нем соотношении компонентов, вес.ч.:

Лапрол 503 М 80

Лащюмол 294 20

КЭП-1 1,5

Трихларэтилфосфат 2,5

Фреон-1 1 30

Вода 0,5

Йифвнилкарб& ид 1 10

Полииэоцианат (марки Б) 150

Пример 3. Осуществляют акалогично примерам 1 и 2 при следующем ооотношении компонентов, вес.ч.:

Лапрол 503 М 83

Лапромол 294 22,5

КЗП-1 1,65

Трихлорэгилфосфат 3,5

ФреонХ Х 32,5

Вода 1,0 Йифенилкарбаэид 1125

Полиизоцианат (марки Б) 155

Пример 4. Осуществляют аналогично примерам 1-3 при следующем соотношении компонентов, вес.ч,:

lattpon 503 М

Лапромол 294

КЗП-1

Тр ихлорэтилфосфат

Фреон-Х 1

Вода сткого пенопопиурегана с увеличением концентрации дифениикарбаэида ог 0,5 до

1,0 вес.ч., а трихлорэгирфосфага or 2 до 2,5 вес..ч.. достигают максимальной величиньь По сравнению с известным попиуретаном из примера 2 видно, что предел про- чности при сжатии у предлагаемого увеличиваегся в 4,8, удельная ударная вязкость в 2,8, а температура размягчения в 1,9-2 раза. Кроме того, значительно умейьшается водопогпощенив пенонпасгов при их одинаковой ппогносги. При .увеиичеции концен рации дифенипкарбазилв от

1,0 до 1,5 вес.ч. и грихлорэтиифосфага

or 2 до 5 вес.ч. (примеры 3 и 4) прочностные свойства жесткого пенопопиурегана несколько. уменьшаются однако предеп прочности при сжатии выше в 2,13,8 раза, улвиьная ударная вязкость в

2-3 раза, а температура размягчения в 1 8-1,9 раза.

Из примеров 6 и 7 aateco, что с увел»чением концентрации тфихиорэтипфосфвтв с

5 до 3,0 вес.ч. значения фюико-механических свойств (предлагаемого поииуретана также выше, чем у известного.

Анализируя данные, приведенные в примере 5 габи. 2, видно, что физико-механические свойства пенопласта, попученных нв основе композиций с дифвниикарбазилом и не солержащих грихиорэтни юсфаг, неокопько ниже, чвм у пенопивстов одинаковой ппогности иэ композиций с rpsxaopэтипфосфагом (примеры 2 и 3), и значительно превосходят данные известного.

Таким образом, данные резуиы вгов иссиеловвний и их анвииз подтверждают цв песообрвзносгь применения дифенипкарбаэ ила в качестве катализатора отверждения, а грвцирэгипфосфата в качестве пиасгифи-. к& гора»

5 857153 йифен пикар баэил 1,5

Попиизоцианаг (марки Б) 160

Пример 5. Осущесгвпяют анаиогично примерам 1-4, но с использованием тех же компонентов, кроме трихлорэтипфосфата, при спедующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Лапроп 503 М 80

Лапромоп 294 20

КЭП-g 15 1о

Фреон-1 1- 30

Вола 0,5

Иифенипкарбазид 1,0

Попииэоцианат (марки В) 150

Пример 6. Осуществляют анапогично примерам 1-5 при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Лапроп 503 М 65

Лапромоп 294 25

КЭП-1 1,65 2о

Трихпорэтипфосфаг 15

Фреон-1 1 32,5

Вода 1,0 йифенипкарбазид 1,25

Поииизоцианат 150

Пример 7. Осущесгвпяюг анаиогично примерам 1-6 при соотношении компонентов, вес.ч.:

Лапроц 503 М 55

Лвпромоп 294 20

КЭП-1 1,8

Трихиорэгиифосфаг ЗО

Фреон-11 35

Вода 1,0 йифенипкарбазид 1,5

Попиизоцианаг 160

Зависимость времени подъема пены, огпипа и времени индукции при получении жестких пенопоииуреганов по примерам

4О

1-7 даны в габп. 1.

Иэ ланных табл. 1 вилнэ, что жизне способность композиций повышается, а их вспенивание происходит более равномерно

45 во времени.

Время индукции увепичиваегся с 90 до

110 с. Этого времени уже вполне доста:точно, чтобы осуществить заполнение сироитепьных панелей как простых, гак и . сложных конфигураций.

Введение дифенипкарбазидв позволяет снизить токсичность при изготовпении в экспиуатации жестких пенопопиуретанов,а также хрупкость и повысить их физико механические свойства, aorap e представлены в табл. 2.

Иэ ланных габп. 2 также видно, о прочностные свойства предлагаемого жеСовместное испоиьзоввнив дифенипкарбвзилв с грихпорэгипфюсфвтом способсгвуег наилучшему распредеивнию сгабииизвтора пенн и вспвнивающвго агента, что, в свою очередь, лает воэможность образовать оющоролную закрытопорисгую структуру ячеек и их сшивку и попучить пенопиасг с четко выраженной фибриииярной структурой

6opii

Йифениикарбазид и грихиорэгиифосфвтхимически активные вещества, всгупакнпив во взаимолвйсгвие с поииэфирами, попиизоцианагом и сгабиииэагором иены. Кроме гого, они реагируют между злобой образуя фвноифосфорсодержащие вещества, обладающие синвргическим эффектом, что подтверждается эксперименгапьными дайными.

Использование предлагаемой композиции значительно снижает токсичность как при приготовлении пенополиурегана, гак и при его эксплуатации вследствие применения в композиции нетоксичных веществ.

Вспенивание происходит равнозамедленно, скорость реакции и гелеобразования заканчиваются одновременно. Увеличивается время индукции с 90 до 110 с, что

30-50

60-90

110-150

Время индукции,с

Время подъема пены,с

Время оглипа пены, с

Таблица 2

Композиция

Показа тели

Предлагаемая

Известная

1 2 3 4 5 6 7

Кажущаяся плотность, кгlм

Предел прочности при сжагии1 Krc/см

40-70 56,7 70 3 69,3 64,5 69,0 78,7 68,0!

2,0 . 5,57 9,6 7,7 4,2 59 4,5 3,9

Предел прочности при изгибе, кгс/см

1013 1 1126 1 1ю40 1 1т10 10еОО 9е80 8ю60

Удельная ударная вязкость, кгс см/см

0125 Ою50 Oе71 Ою65 Ое57 Ое65 Ое75 Ое +8

Температура размягчения,оС

100-110 178 200 298 188 160 197 219

Водопоглощение, кгlм 2 за:

1 сут

О, 03

0,016 0,015 0,016 0,016 0,018 0,021 0,025 7 суг

Огнесгойкость:

85 75 70 60 100 30 15

17-18 15-16 14-15 12-13 Сгорает 7-8 4-5 п олно» стью

a) потеря веса,% б) время по полного затухания пенопласта после выноса иэ огня, с дает возможность, например, осуществить заполнение строительных панелей как простых, гак и сложных конфигураций.

Эффективность предлагаемого изобретения достигается эа счет повышения жизнеенособности примерно в 2 раза, увеличения прочностных свойств иенопласта, его термостойкосги, а также снижения его горючести, водопоглощения и токсичности.

Таблица- 1

100 110 100 90 110 105 90

400 400 380 360 395 382 360

440 460 440 410 460 439 408

887183

140-160

25-35

1,0-1,8

0,5-1,0

230

0,5-1,5

Поли изоцианаг

Фтсртрихларметан

Стабилизатор пены

Вода

Трихларэтилфосфат

Дифен илкарбазид

Формула изобретения

Композиция для получения жесткого пенополиурегана, включающая простой гидро1 ксилхлорсодер жаший полиэфир, l4 -тетраокси- j пропилендиамин, полиизоцианат, стабилизатор пены, фторгрихлорметан, воды, и ката- лизатор отверждения, î т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью увеличения жизнеспособности композиции, повышения о прочности и термостойкосги, а также снижения токсичности и горючести получае

° мого на ее основе пенополиуретана, в качестве катализатара отверждения она содержит дифенилкарбазид и дополнительно и содержит трихлорэтилфосфат при следуи щем соотношении компонентов, вес.ч.:

Простой гидроксилхлорсодержащий полиэфир - 55-85 и -Тетраоксипропиленди

20 амин 15-30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авгарское свидетельство СССР

М 295257, кл. С 089 1S/14, 1971.

2. Автерское свидетельство СССР

И 433181, кл. С OSG 18/14, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

М 406854, кл. С 08 О 18/14, 1973. 4. Вахтин В.Г. и Турецкий Л.В. Заливочный пенополиуретан улучшенной конструкции.- Пластические массы . 1974, 14 10, с. 51-52 (прототип},Составитель С. Пурина

Редактор Н. Лазаренко ТехредМ.Рейвес Корректор М. Йемчик

Заказ 7139/38 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгарод, ул. Проектная, 4