Способ получения пенополиуретана

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соки Советских Социалистических РеслубликК ПАТЕНТУ Зависимый от патентаЗаявлено 23.1 Ч.1964 ( 898293/2308 о 22,0 Приорите Комитет ло деламобретений и открытий публиковано 04,11.1971. Бюллетень ЪЪ 7 УДК 678.664:66.069.8та опубликования описания 5 Л.197 Авторыизобретени ИностранцыКихаси Тамура, Исао Накадзима и(Япония) анаме Иноуэ аявител ОЮЗНДЯ тг т," Ф 3 Е. тЕе" 11 О ОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ПО я к области получения Изобретение относпенополиуретана,По известному сплучают путем взаимтивными атомами воводы в присутствииностно-активного вего используют, напрлиоксиалкилена и а 13 --0(СлНгоО) где К и К - одновалет группы, К" и Х - водоро углеводородные группы, 0,1 или 2 в случае гомопо в случае сополиыера, и -Наиболее желательны поверхностно-активного углеводородные одновалентные 01 илп 2;у - а и 01,2 илиЗ и 4, г больше 1. ервал вязкости ва, определяютые д илп етт тимер 2,3 илинт ещест особу пенополиуретан по одействия соединений с ак дорода, полиизоцианата икатализатора и поверх щества, в качестве которо имер, блок-сополимер по лкилсилоксана. 10Однако указанное поверхностно-активное вещество мало стабильно и разлагается на составные части в среде с относительной влажностью порядка 70 - 100% за 14 дней.Предлагаемый способ состоит в том, что по лучение пенопласта ведут путем взаимодействия соединений с активными атомами водорода, полиизоцианата и воды в присутствии катализатора и более стабильного (не изменяется в среде с относительной влажностью порядка 20 100% в течение одного месяца даже в присутствии катализатора) сополимера полиоксиалкилена и винилсилана в качестве поверхностно-активного вещества.Используемый винилсилановый полимер 25 представляет собой гомополимер, состоящий пз структурных звеньев А, или же сополимер, включающий структурное звено А и одну из трех структур звена В или более двух структурных звеньев А н В вместе. 30 1 1щего характер ячеек полиуретановых пенопластог составляет от 10 до 1 млн. спз при 25 С, Особенно удачным поверхностно-активным веществом для получения полиуретацового пенопласта яьляется продукт, содержащий 1 - 70% структурных звеньев типа СН - СНЬ 1 К,(ОК)(где т ц д - 0,1 или 2, а К и К - одновалецтные углеводородные группы) в структуре полиоксиалкиленокспполивцццлсилана. Полиоксиалкцленоксиполцвицплсилан содержит 10 часть гидролцзусмых групп, например алкоксильные группы, которые превращаются в гидроксильцые под действием небольших количеств воды,В чроцессс производства пол цуретановых пецопластов с применением гомополимеров и сополимеров поливццплсиланов в качестве поверхностно-активных веществ можно комбинировать цх с известными катализаторами, например с оловоорганическимп соединениями и 20 третичными аминамп по отдельности илц в сочетании. Прц этом получаются пенопласты с превосходными физическими свойствами и равномерными мелкими ячейками. П р и м е р 1. Составляют смесь, содержащую (в вес, ч,):Полиоксипропилентриол45на основе глицеринасо средним мол, весом 3000Толуилендиизоцианат с отношением 2,4- и 2,6-изомеров 80:20 54,8Триэтилецдиа мин 0,2 Каприлат двухвалентного олова 0,4 Винилтрцэтоксисилап 2,5 Вода 4,5.Сначала все ингредиенты, кроме толуилендцизоцианата, перемешивают 2 лин для равномерного смешения, добавляют диизоцианат, перемешивают 10 сек ц дают образоваться пене, Полученная пена неустойчива п легко опа дает. Следовательно, этот метод не позволяет получить полцуретановый пенопласт. 100 П р и м е р 2. Составляют смесь, содержащую (в г);65 25В качестве сырья лучшс всего использовать линейные или разветвленные полимеры, почти не содержащие функциональных групп, за исключением гидроксильных. К ним может принадлежать, например, линейный полимер типа 30 полиоксипропиленгликоля со средним мол. весом 300 - 6000. Можно использовать также и полиолы с более разветвленной структурой, например с К,Рц-тетракис- (2-оксипропил) -этилендиамином. Другим сырьевым материалом 35 для производства полиуретанов является полиизоцианат, содержащий более двух изоциацатных групп в молекуле. Лучше всего использовать 2,4-или 2,6-толуилендиизоцианат, К,К- дифенилметандиизоциацат, полцфенилизоциа нат и гсксаметилендиизоцианат.ВинилтриэтоксисиланМонооксиоксиэтиленокси,2 пропиленмонобутиловый эфир (средний мол. вес 1700, содержание оксиэтцлена 50 мол. % ) Трифторуксусная кислота Толуол 2020203000 Смесь перемешивают и нагревают 4 час с обратным холодильником до 15 С, получая при этом продукт конденсации с одновременным выделением этилового спирта. Конденсат нейтрализуют двууглекислым натрием, фильтруют, отгоняют толуол в вакууме, получают прозрачный маслянистый продукт оксиалкиленоксивинилсиланС Н: С 1 151(ОСЗН) )б (ОС 1 л) 1 бОСН 9Используя вместо 2,5 ч. винилтриэтоксцсц лана, приведенного в примере 1,2,3 вес. ь полученного маслянистого продукта, в этом слугае получают неустойчивую и легко опадао щую пену, т, е, и этот метод не позволяет получить полиуретановый пенопласт.П р и мер 3. Аналогично примеру 2 для получения этоксиоксиалкцленоксивинцлсцлана вместо 68 г берут 206 г вцнилтриэтоксисилаца, получают прозрачный маслянистый продукт СН=СН - 51 - (ОСзНб) н(ОСН)1 бОСН 9,1(ОСгНь)2,5 вес, ч, которого используют вместо 2,5 ч. винилтриэтоксисилана для получения пены, как в примере 1. Эта пена также нестабильна и легко опадает, Следовательно, полиуретановый пенопласт этим путем получен быть не может,П р и м е р 4. Для получения полиоксиалкиленоксиполивинилсилана 100 ч. винилтриэток. сисилана вводят в реакцию с 0,10 ч. перекиси ди-трет-бутила в атмосфере азота путем нагревания до 130 С в течение 6 час, Получают прозрачный вязкий маслянистый поливинилтриэтоксисилан с вязкостью около 6000 спз при 25 С. К 19 ч. этого полимера добавляют 100 вес. ч. монооксиоксиэтилен,2-пропиленмонобутоксиэфира со средним мол. весом 1700 и с содержанием 50 мол. % оксиэтилена, а так. же 100 вес. ч. толуола и 2 вес, ч, трифторуксусной кислоты как катализатора. Нагревают смесь до20 С в течение 2 час с обратным холодильником, что приводит к конденсации с отщеплением этилового спирта. После охлаждения нейтрализуют смесь двууглекислым натрием, отфильтровывают и отгоняют толуол и этанол в вакууме. Получают 110 вес. ч. бесцветного прозрачного вязкого маслянистого монобутоксиоксиэтиленокси - 1,2 - пропиленполивинцлэтоксисилаца, вязкость которого составляет примерно 4000 спз при 25 С, уд. вес 1,03 при 25 С, и" 1,456, мол, вес около 2000, Эти свойства це изменяются даже после выдержцвация полимера при 23 С в течение месяца в условиях 100%-ной относительной влажности,П р и м е р 5. Для приготовления пенопластаберут (в вес. ч.):Полиоксцпропилентриолна основе глицеринасо средним мол. весом 3000,гцдрокспльным числом 53,0 -58,0 и кислотным числомменее 0,05ВодаТриэтилендиа минДибутилдилаурат оловаПолимер примера 4Толуилендиизоцианат с отношением 2,4- к 2,6-изомеру 80:20 38,7. 100 2,9 0,1 0,415 Этц ингредиенты разделяют на 3 части: триол с оловоорганическим соединением; смесь воды, триэтилендиамина и полимера примера 4 20 и толуилендиизоцианат. После смешения этих трех компонентов при 20 С их доводятдоконсистенции сливок. После переноса в открытую форму происходит разбухание массы под действием ценообразования, причем за 180 сек 25 пена достигает максимального уровня, на котором она стабилизируется (в дальнейшем это время будет обозначаться как время подъема пены), Пена состоит из равномерных мелких открытых ячеек и обладает плотностью 30 0,035 г/с,гхз. Водный раствор триэтилендиамина, в котором растворяют полимер примера 4 в относительных количествах, указанных в рецептуре, выдерживают в течение 1 или 2 дней или же 1 месяца. Пена, образовавшаяся из 35 этого раствора, не имеет изменений по сравнению с ранее описанной.П р и м е р 6. Сополимср ьинилтриэтоксисилана и монобутоксиоксиэтиленокси,2,-пропиленмалеицового эфира. 40Смесь (в вес. ч.) 4,9 малецнового ангидрида, 185 бутоксиполцоксиэтилен,2- полиоксипро 6пиленгликоля ц 200 толуола с 0,3 концентрированной серной кислоты нагревают прц 120"С в течение 6 час, после чего нейтрализуют двууглекислым натрием. Послс фильтрации отгоняют толуол и остальные летуч,е вещества в вакууме, получая в остатке цроз 1 зчцый мп;лянистый полцоксцалкиленмалец новый эфир, 50 вес. ч. которого ц 50 вес, ч. вцнцлтрстоксисцлапа обрабатывая)т О,о 1 ос, ч. е 1 зекцси дитрет-бутггла в течение 24 хас црц 130 С. Всего получают 180 ч. маслянистого сополцмера с вязкостью около 2000 сиз прц 2 оС.П р и м е р 7. Для прцготовлсицч пенопласта используют смесь, содержащую (в вес. ч.):Полцоксипропцлецтрцолна основе глицерина 100Толуцлендицзоццанат 38,7 Вода 2,9 Трцэтцлецдиамцц 0,1 Каприлат двухвалентного олова 0,4 Сополимер примера 6 0.8.После смешения и перемешивания смеси прц 20 С получают пенопласт с равцомернымц мелкими открытыми ячейками, с плотностью 0,035 г/с,хз ц временем подъема пены 180 сгк.Этот маслянистый сополпгмер смешцваот с водой и триэтилендиамином в вьшсуказанных соотношениях и оставляют при комнагцой температуре на 2 недели, Пенопласт, прнготовленныи из этого продукта в сочетанцц с остальными ингредиентами, состоит из мелких равномерных ячеек открытой структуры.Предмет изобретенияСпособ получешгя пецополцуретана итем взаимодействия соедцненш с активными атомами водорода, полгшзоцианата и воды в присутствии катализатора и пове 1 ъхцостца-активного вещества, от,гххцаюгиибсч тем, что в и",честве последнего используют полцоксцалкцлецполпвцнцлсцлановый сополцмер.Составитель С. М. Пурина Редактор Т. Г. П 1 арганова Техргд Л. Я. Левина Корректор О, И. Во;гкова Заказ 780 1 О Изх 4 317 Тираж 473 ПодписноеЦ 1.1 ИИПИ Коптета по;епам изобретенхш и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раукпская иао д. 45Типография, пр. Сапунова, 2