Способ получения пенополиуретана

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистическик Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки Йо С 08 С 18/14 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150780(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА Изобретение относится к области получения теплостойких пенополиуретанов и может быть использовано в самолетостроении и других областях промышленности.Известен способ получЕния пенополиуретана (ППУ) на основе полиизоцианата и соединений с активныматомами водорода 11 .В качестве соединений с активным. атомом водорода предусмотрено использование триметилолфенола.Однако получаемый пеноматериал недостаточно теплостойкий.Целью изобретения является повышение теплостойкости пеноматериала,Укаэанная цель достигается тем, что в качестве соединений с активными атомами водорода используют фенолформальдегидную новолачную смолу и реакцию проводят в присутствии катализатора.При этом можно использовать как фенолформальдегидные новолаки, так и новолаки, полученные на основе эамещенных фенолов (например, п-хлор. фенола) и других альдегидов (например, трихлоруксусный альдегид, ацетальдегид) Указанные смолы могут быть ис,пользованы как индивидуально, так и в смеси с полиэфирами, обычно ис.пользуемыми при синтезе ППУ.Предлагаемый способ позволяет получать поли- и пенополиуретаны с теплостойкостью 200-230 оС, Кроме того, полученные этим способом ППУ, благодаря наличию большого количест-. ва ароматических ядер в цепи полиме" ра являются самозатухающими и обладают огнезащитными свойствами, так как в месте соприкосновения материала с пламенем образуется слой кокса, препятствующий распространению пламени и повышению температуры по всей массе материала.: Предлагаемый способ заключается в том, что Яоволачные, смолы в порошкообразном нли расплавленном состоянии вводятв реакцию с обычно применяемыми для синтеза поли- и пенополиуретанов полиизоцианатами.Благодаря наличию в новолаке фенольных гидроксилов, способных реагировать с иэоцианатами в присутствии катализаторов с большой скоростью, вспенивание и отверждение происходятдостаточно быстро уже при комнатной температуре.В качестве изоцианатов могут быть использованы обычно применяющиеся для синтеза ППУ, полиизоцианаты.Так как фенолы очень медленно реагируют с изоцианатами в отсутствие катализатора, то при получении пенополиуретанов предлагаемым способом возможно предварительное смешение гидроксилсодержащей смолы с полиизоцианатом с целью гомогенизации системы, что существенно упрощает процесс получения ППУ на основе предлагаемых смол.Процесс получения пенополиуретанов предлагаемым способом осуществляется в присутствии эффективных катализаторов реакции фенол-изоцианат, каковыми являются сильные третичные амины (например, триэтиламин), а также гидроокиси и ацетаты щелочных металлов. При этом катализатор вводят в предварительно подготовленную смесь непосредственно перед вспениванием. Остальные компоненты, используемые для получения ППУ предлагаемымспособом (эмульгаторы, вспенивающиеагенты и прочие), те же, что и приполучении обычных ППУ.Поли- и пенополиуретаны, получаемые предлагаемым способом, можноприменять в качестве тепло- и огнезащитных материалов в тех областяхтехники, где предъявляются особыетребования по отношению к рабочейтемпературе и огнезащитным свойствам легких теплоизоляционных иконструкционных материалов (например, самолетостроение, радиоэлектронная промышленность),П р и м е р 1, В металлическуюемкость для вспенивания взвешивают100 г тонкоизмельченной фенолформальдегидной новолачной смолы(т.пл. 94-96 С,ОН = 12,5).Туда же добавляют 181 г полиизоцианата ( МСО = 29) . Реакционнуюсмесьтщательно перемешиваютдо получения однородной густой массы, закрывают и оставляют на 30 миндля набухания и гомогенизации.Послеэтого еще раз перемешивают на механической мешалке (1600 об/мин) идобавляют активаторную смесь (11),г:Триэтиламин бТриэтиламин 1Эмульгатор ОП3Вода 2,5Смешение продолжают еще 30 с,после чего массу выливают в открытую форму, где происходит вспенивание и отверждение, Для завершенияпроцесса отверждения полученныйпевополиуретан подвергают термической обработке при 130-150 дС 3 ч.Иатериал при этом остается твер О дым и не претерпевает каких-либоизменений.Физико-механические свойстваполученного пенополиуретана:Объемный вес,г/м 0,1Предел прочностипри сжатии, кг/м 4,5ГорючестьСамозатухающийТеплостойкость,С 218П р и м е р 2, В емкость для вспенивания взвешивают 100 г тонко- измельченной новолачной смолы, полученной из п-хлорфенола и Формальдегида (т.пл. = 85-. 96 С, ОН = 11,3). Туда же добавляют 172 г полиизоциа" ната ( МСО = 29). Смесь подогревают до температуры 60 С и тщательОно перемешивают до получения однородной массы. Затем добавляют туда же активаторную смесь , аналогичную приведенной в примере 1. Смешение продолжают еще 20 с, после чего массу выливают в открытую форму для вспенивания и отверждения.Получившийся пенополиуретан прогревают затем при 140-150 С 5 ч. Материал при этом остается жестким.После прогрева пенополиуретан . имеет следующие Физико-механические характеристики:Объемный вес, г/см 0,09Предел прочности 5,2205Самоэа- тухающий 404550556065 при сжатии, кг/см 4,82ТеплостойкоСть,оС 227Горючесть Самоза- тухающийП р и м е р 3. 100 г тонкоизмельченной новолачной смолы, полученной из п-хлорфенола и формальдегида (т.пл. = 85-86 С,ОН = 11,3) смешивают с 110 г ДУДЭГа (МСО28) и оставляют на 40 мин для набухания и гомогенизации. Затем к смеси добавляют 25 г Фреона 113 и содержимое перемешивают на механической мешалке до получения однородной массы.После этого, не прекращая перемешивания, туда же добавляют актива- торную смесь, г;Пиридин 2Триэтиламин 1Эмульгатор ОП3Смешение продолжают еще 20 с,после чего массу выливают в открытую форму для вспенивания и отверждения. Полученный пенополиуретан прогревают при 140 ОС 5 ч.Иатериал имеет следующие Физико- механические характеристики:Объемный вес,г/см 0,11Предел прочностипри сжатии, кг/смТеплостойкость, СГорючесть747859 2,13 120Горючий Формула изобретения Составитель С, ПуринТехред М. Петко Корректор М. Коста Редактор Е. Хорина Заказ 4175/15Тираж 549 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 П р и м е р 4. Процесс проводится аналогично описанному в примере 1.Состав композиции,г:Новолачная фенолформальдегиднаясмола (12 ОН-групп) 50 смесьПолиизоцианат(14 ОН-групп) 50ТриэтаногаминАцетат калия 1,5Эмульгатор ОП3,0Вода 2,5Полученный в результате пенополиуретан имеет следующие физико- механические характеристики".Объемный вес, г/см30,09Предел прочности нри сжатии, кг/см 5,7Теплостойкость,С 190Горючесть Трудно- сгораемыйП р и м е р 5. Процесс проводится аналогично описанному в примере. 2.Состав композиции:25Новолачная смола,полученнаяизп-хлорфенола иформальдегида( ОН = 14,0) 50Триэтаноламин бАцетат калия 1,5 смесьЭмульгатор ОП3Вода 2,5 40Полученный пенополйуретан имеет следующие физико-механические характеристики: Объемный вес,г/см0,095Предел прочностипри сжатии,кг/см 5,9Теплостойкость, С 201Горючесть СамозатухающийДля сравнения дается пример получения ППУ на обычном сложном полиэфирв и полииэоцианате.П р и м е р бСостав композиции, г:Сложный поли/эфир .( ОН = 14) 100Полиизоцианат технический( НСО = 28)136Триэтаноламин бТриэтиламин 1Эмульгатор ОП3Фреон 113: 35Полученный ППУ имеет следующие физико-механические характеристики:Объемный вес,г/см 0,05.Предел прочностипри сжатии, кг/смТеплостойкость,0 СГорючесть Способ получения пенополиуретанана основе полиизоцианата и соединений с активными атомами водорода,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,-с целью повышения теплостойкостипеноматериала, в качестве соединений с активными атомами водородаиспользуют фенолформальдегидную новолачную смолу и реакцию проводятв присутствии катализатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 2764566,кл. 260-2.5 опублик, 1956 (прототип)