Способ получения гидроксилсодержащего сырья для жестких заливочных пенополиуретанов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 79294 с 55 С 1/00, С ВТОРСКОМУ С ЛЬС 4906649/04 01,02.9107,02,93. Бюл, М Институт химии д А.С.Аршаница, М а, Г,О.Тараканов Патент США % 35 Авторское свиде 98086, кл, С 07 С ГИДРОКСИЛЛЯ ЖЕСТКИХ УРЕТАНОВ ия: для пригох пенополиуреия: продукт - очной лигнин, ость по Геппле(22 (46 (71 (72 5ревесины АН ЛатвС(5 нт 1; лигносуль дного раствора я реакции; при нт 1: реагент 2 1 табл,исп воч сод пи при ган тем вал тог вв рец Ь жение темперар жесткого залитигдется извест- С, включающим го раствора техННОЕ ПАТЕНТНОЕССР Г СПАТЕНТ СССР) Изобретение относится к получению оксилсодержащих соединений (ГСС), льзуемых в рецептурах жестких залиых пенополиуретанов (ППУ).Известен способ получения гидроксилржащего сырья для ППУ путем оксипроирования щелочного лигнина в утствии щелочного катализатора и орческого растворителя при 20-250 С. Однако необходимость поддержания ературного режима в указанных интерх усложняеттехнологию процесса. Кроме , полученные продукты не растворяются де, что затрудняет их использование в птурах жестких заливочных ППУ, Наиболее близок к предлагаемому спополучения в качестве гидроксилсодерего сырья простых олигоэфиров путем и опили ованиялигнос ль онатовв 40 Р. Р ф60-ном водном растворе при 150-170 С,Однако рецептуры заливочных ППУ на основе полученных простых олигоэфиров вследствие повышенного содержания гид ЛУЧ ЕНИЯ СЫРЬЯ Д ЕНОПОЛИ е изобретен заливочны изобретен нный щел ло 485, вязк Па,с. Реаге ф-ного во ин. Услови ении реаге 110-120 С,(54) СПОСОБ ПО СОДЕРЖАЩЕГО ЗАЛИВОЧНЫХ П (57) Использовани товления жестких танов. Сущность оксипропилирова гидроксильноечис ру при 25 С 820 м фонат в виде 47-53 Реагент 2: глицер массовом соотнош 1.00:0,41-1,00 при ксильных групп - 30-50 (гидроксильное сло 990-1650) характеризуются повышенй реакционной способностью при вспенивании, что затрудняет регулирование параметров вспенивания, а также приводит к термодеструкции получаемого ППУ, Кроме того, высокие значения температур, достигаемые в процессе вспенивания, препятствуют частичной замене экологически вредного вспенивающего агента фреона на экологически безвредный - воду, Следует отметить также, что наличие большого количества бифункциональных пропиленгликолей в опйсанных олигоэфирах не позволяет получать на их основе жесткие заливочные ППУ с хорошими физико-механическими показателями,Цель изобретения - сни туры вспенивания рецепту вочного пенополиуретана,Поставленная цель дос ным способом получения ГС оксипропилирбвание воднонических лигносульфонатов в присутствиищелочного катализатора при повышеннойтемпературе, в котором оксипропилированию подвергают 47-53%-ный водный раствор технических лигносульфонатов (Л СТ) иглицерина в соотношении 1,00:0.41-1,10 при110-120 С до получения целевого продуктас содержанием гидроксильных групп 13,214,7% (гидроксильным числом 436-485).Осуществляют способ следующим образом.Расчетное количество натриевых иликальций-натриевых технических лигносульфонатов (ТУ 13-0281036-05-89, марки А, били В) в виде 47-53%-ного водного растворатлицерина и гидроксида калия загружаот вреактор, нагретый до 110-120 С и при посто янном перемешивании постепенно подаютоксид "пропилена до получения ГСС.с предлагаемым содержанием гидроксильныхгрупп, После завершения подачи оксида пропилена проводят так называемую выдержку,т,е, перемешивание продукта при температуре реакции до полного завершения реакцииоксипропилирования (о чем судят по результатам анализа продукта на присутствие оксида пропилена), затем полученный олигоэфирнейтрализуют ледяной уксусной кислотой исушат известным способом.Уменьшение количества глицерина висходной смеси ниже 0,41 ч, на 1 ч, ЛСТприводит к увеличенио процентного содержания воды и, следовательно, увеличениюсодержания гидроксильных групп в целевом продукте выше 14,7%, что затрудняетрегулйрование параметров вспенивания, этакже приводит к повышению максимальнойтемпературы, развивающейся при вспенивании ППУ-рецептуры; и к термодеструкции материала,Увеличение содержания глицерина висходной смеси свыше 1,10 ч. на 1 ч. ЛСТприводит к снижению содержания гидроксильных групп в получаемом продукте ниже13,2%, что вызывает усадку жестких заливочных ППУ при вспенивании фреоном.Снижейие температуры, при которойведется синтез, ниже 110 С приведет к резкому замедлению процесса, повышение жетемпературы свыше 120 С вызовет деструкцию лигносульфонатов и приведет к неже лательному возрастанию содержаниягидроксильных групп в целевом продукте,Способ иллюстрируется следующимипримерами,П ример 1,23,0 кгЛСТ,9,5 кгглицерина(соотношение ЛСТ:глицерин -1,00:0,41) и 0,9кг гидроксида калия загружали в реактор ипри перемешивании нагревали до 110 С,затем в реактор постепенно подавали 29,0 кг оксида пропилена, после чего проводили выдержку 2,5 ч, сушили продукт вакуумированием до содержания 0,5% влаги и, слив из реактора 20 кг продукта, оставшуюся часть продукта оксипропилировали, дополнительно подавая в реактор 34 кг оксида пропилена, затем выдерживали 2;5 ч, после чегопродукт нейтрализовали.до рН 7,9 и сушиливакуумированием.10 Полученный продукт содержит 14,7%гидроксильных групп (гидроксильное число485), имеет вязкость по Гепплеру при 25 дС820 мПа с и полностью растворяется в воде,Пример 2,230 кгЛСТ,184 кг15 глицерина (соотношение ЛСТ;глицерин ==1,00:0,80) и 0,9 кг гидроксида калия загружали в реактор и при перемешивании нагревали до 115 С, затем в реактор постепенноподавали 116,0 кг оксида пропилена, после20 чего выдерживали 2,5 ч, затем продукт нейтрализовали до рН 7,1 и сушили вакуумированием.Полученный продукт содержит 14,0%гидроксильных групп (гидрЬксильное число25 462), имеет вязкость по Гепплеру при 25 С660 мПа с и полностью растворяется в воде.П р и м е р 3. 11;5 кг ЛСТ, 12;7 кгглицерина (соотношение ЛСТ;глицерин =1,0-1,10) и 0,7 кг гидроксида калия загружа 30 ли в реактори при перемешивании нагревали до 120 С, затем в реактор постепенноподавали 74,0 кг оксида пропилена, послечего выдерживали 2,5 ч; затем продукт нейтрализовали до рН 7,0 и сушили вакуумиро 35 ванием,Полученный продукт содержит 13,2%гидроксильных групп (гидроксильное число446), имеет вязкость по Гепплеру при 25" С543 мПа с и полностью растворяется в воде,40 Продукты 1-3, полученные, как описанов примерах, и ГСС,.полученный по прототипу, использованы для получения жестких заливочных ППУ. Во всех случаях дляполучения ППУ брали 100 г продукта, 22 г45 трихлорзтилфосфата, 3 г поверхностно-активного соединения КЭП, 1,85 г диметилзтаноламина и 2 г 30%-ного раствора ацетатакалия в этиленгликоле, затем добавляли указанные в таблице количества фреона(Г),50 воды и полиизоцианата (ПИЦ) и, перемешавсмесь в течение 10 с с помощью механической мешалки (1400 об/мин), определяливремя старта и время геля вспенивающейсякомпозиции, а также с помощью термопары55 - максимальную температуру при вспенивании, Полученные данные; а также показатели плотности, прочности и модуля упругостипри сжатии приведены в таблице,Условия получения и характеристикиППУ-рецептур и ППУ-материалов1792941 зить содержание экологически вредного вспенивающего агента фреона.Так, если в примерах 1, 2 и 3 снижениесодержания Фв два раза приводит к 5 повышению температуры вспениваниятолько до 140 С, то в примере по прототипу такое же.снижение содержания фреона приводит к повышейию температуры вспенивания до 192 С, что не позволяет получать 10 качественные изделия; ак видно из результатов вспенивания ком озиций, содержащих предлагаемое ГСС, максимальная температура при вспениван не превышает 140 С, что позволяет получать качественные ППУ, При вспенивании композиции с использованием ГСС, получе наго по прототипу, температуры в блоке ПП достигает 180-192 С, что приводит ктермод струкции материала, или т н. скорчингу; Кро е того; способ позволяет в два раза снирецептур жесткого зали15 ретана,оксипропилирова 53%-ный водный рас лигносульонатов и глиц совой соотношении 1,0 120 оС и процесс оксипр20 до получения целевого и нием гидроксильных гру ормула изобретения особ получения гидроксилсодержаырья:для жестких заливочных пеноретанов путем оксипропилирования еских лигносульфонатов в растворе в тствии щелочного катализатора, о тю щ и й с я тем, что, с целью снижения мальной температуры вспенивания Условия получения и характеристики ППУ-рецептур и ППУ-материалова акте истики П Количество компонентов, гП Ф 113 Темпераа о( Пр дукт плот- ость. г/см имечание при рам рочноть, МПа вод одульпругости 45,2 45,0 47,0 42 21 42 3,20 4,30 0,35 0,48 86 а 6 50,0 43,4 48,0 0 8 50 6,п им т,св. %798 1 о оти Наблюдаетсяермодеструкция ППУ 7 40 20 0,25 030 4,2 4,6 80 92 45 49 8 ставитель М.Громовахред М.Моргентал дактор Т,федото Рректор Т.Вашков Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 к 3 480ниипи атент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 изводственно-издательский комбйнат Спщег с пол у тех ич при у ли а маки 141 158 135 150 127 143 130 140 125 136 114 137 0,19 0,25 0,20 0,30 0,12 0,23 вочного пенополиунию подвергак 1 т 47- твор технических ерина, взятых в мас;0,41-1,10 при 110- опилирования ведут родукта с содержапп 13,2-14,7%,