Способ получения эластичного пенополиуретана

СеЮз СоеетсмнкСфцналнстнческна1 оеслублнн ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ У и 937473(51)М. Кд. С 08 (3 18/14 Ьоударотоаииыб комитат СССР ио Аедам изобретений и открытий-405.8 (088,8) Опубликовано 23.06.82. Бюллетень,% 23 Дата опубликования описания 23.06.82,Е. Г. Дубяга, Г. И. Титарова, О. Г, Тараканов и Т. А, Захарова 1Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаменинаучно. исследовательский институт синтетических см л(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНАИзобретение относится к способу полученияэластичного пенополиуретана (ППУ), которыйможет применяться, например, в качестве фильт ров, синтетических губок,При получении ППУ большое значение имеетвозможйость регулировать размер ячеек в ППУ,что позволяет расширить области примененияППУ в качестве фильтрующих материалов дляразличных целей, а также в определенной степени управлять физико. механическими свойсттОвами. Так, например, ППУ с размерами ячеек .0,5 мм не могут быль применены в качестве фильтров, тогда как ППУ с размерами ячеек15 1,5 мм могут применяться по такому назначеИзвестетт способ получения эластичных ППУ с однороднбй микроячеистой структурой, Путем взаимодействйя оксиалкилированного полиэфиртрпола с органическим полиизоцианатом в присутствии катализаторов, вспеннвающего агента и стабилизаторов пены - кремнийорганического ПАВ, представляющего собой силоксаноксиалкиленовый сополимер. Средний размер ячеек ППУ при этом составляет 1,5 мм (1.Наиболее близким по технической сушности к изобретению является способ получения эластичного ППУ путем взаимодействия изоцианатного компонента с гидроксилсодержащим прос. тым олигоэфирполиолом в присутствии катализаторов, вспеннваюшего агента и поверхностно - активного вещества (ПАВ). Смесь ПАВ состоит из кремннйорганического ПАВ (оксиалкиленпиметилсилоксанового блок - сополимера) в количестве 0,35 вес,ч. и неионогенного ПАВ, полученного зтерификацней полиэфирдикарбоновой кислоты спиртом, содержашим блоки оксиэпптеновых и оксипропнленовых звеньев 2). Получаемые по указанным способам аластичные ППУ имеют довольно равномерную ячеистую структуру с определенным средним раэ. мером ячеек,но использование ПАВ и смесей ПАВ, ие дает возможности регулировать раз. мер ячеек в ЙПУ,Цель изобретения - регулирон ание размера ячеек конечного продукта3 937473По:тавленная цель достигается т.,1, что приполучении эластичногопенополиуретана путемвзаимодеиствия иэоцианатного компонента сгидроксилсодержащимпростьм олигозфирполиолом в присутствии катализатора, вспенивающего агента и ПАВ, в качестве ПАВ вводятоксиалкилендиметилсилоксановый блок-сополи.мер с общей молекулярной массой силоксановой части 2000-5000 и эквивалентной молеку.лярной массой силоксановой части 330 в 12. цВ качестве олигоэфирполиола для полученияППУ по предлагаемому способу применяютолигооксипропилентриол молекулярной массыЗООО, например, лапрол.,(Л-ЗООЗ). В ка.честве изоцианатного компонента применяюттолуилендиизоцианат с соотношением 2,4.и2,6 изомеров 80:20 (ТДИ 80/20),В качестве катализаторов используют октоатолова и мочевину. Использование ПАВ обеспе.чивает регулирование размера ячеек ППУ, чтодостигается за счет изменения общей молекулярной массы силоксановой части при постоянном среднем числе оксиалкиленовых блоковв ПАВ или изменением среднего числа окси.алкиленовых блоков при постоянной общеймолекулярной массе силоксановой части ПАВ.В том и другом случае изменяется эквивалентная молекулярная масса силоксановой час.ти ПАВ (эквивалентная молекулярная массасилоксановой части - молекулярная масса, при.;ходящаяся на один оксиалкиленовый блок), Ок+30сиалкиленовый блок в ПАВ - статический сополи.мер окиси этилена и окиси пропилена с молекулярной массой 2500,Структура 11 ПУ, полученных в присутствиипредлагаемых ПАВ, равномерная, размер ячеек З 5изменяется от 0,1 - 0,2 мм йри эквивалентноймолекулярной массе силоксановой части ПАВ,равной 1000-1250, до 1,0-1,5 мм при эквивалентной молекулярной массе силоксановойчасти 330. При изменении среднего размера 40ячеек в указанном диапазоне физико-механические показатели ППУ сохраняют довольно высокие значения.Предел прочности при разрыве изменяетсяв диапазоне 0,85 - 1,26 кг/смз,относительное " 45удлинение при разрыве 130 - 220%, эластичностьпо отскоку 20 - 41%, остаточная деформацияпри сжатии на 50% за 72 ч 2,3 - 4,0%,Кажущаяся плотность получаемых ППУ26,0 - 29,5 кг/М. 50 ППУ, получаемые ио известному способу Щ,имеют кажущуюся плотность 27 кг/м, предел прочности при разрыве 0,68 - 0,83 кг/см, отно.сительное удлинение при разрыве 115 - 290%, средний размер ячеек 0,50 мм,55По предлагаемому способу в лабораторныхусловиях ППУ получают одностадийным смешением всех компонентов в определенной после 4довательности. Применяемая рецептура ППУ,вес.ч.;: олигооксипропилентриол (Лапрол - 3003),100, толуилендииэоцианат (ТДИ 80/20) 56,0,активаторная смесь 1 - 5,5, активаторная смесь2 - 3,3.Состав активаторной смеси 1, вес. ч.: вода3,5, мочевина 1,0, ПАВ 1,0.Гостав активаторной смеси 2, вес. ч.; лап.рол - 3003 3,0 октоат олова 0,3,П р и м е р 1. В.металлическом стаканес внутренним диаметром 77 мм и высотой120 мм взвешивают 100 г олигооксипропилен"триола (Л - 3003) и 3,3 г активаторной смеси2, Смесь перемешивают при комнатной температуре с помощью рамной мешалки(1400 об/мин) в течение 10 с. Затем при тойке температуре вводят 56 г толуилендииэо.иианата (ТДИ - 80/20), перемешивают с помо.щью той же мешалки в течение 5 с. Затемвводят 5,5 г активаторной смеси 1 (3,5 г воды, 1 г мочевины, 1 г ПАВ), перемешиваютв течение 7 с и выливают в картонную коробку (200 х 180 х 100 мм), выложенную изнутрицеллофаном, где происходит вспенивание сме.си и отверждение вспененной массы. В качестве ПАВ берут оксиалкилендкметилсилоксановыйблок-сополимер с молекулярной массой силок.саиовой части 2000 и средним числом оксиалкиленовых блоков б, т, е. с эквивалентноймолекулярной массой силоксановой части 330,Вспенивание композиции происходит засчет углекислого газа, выделяющегося приреакции изоцианата с водой. Полученный ППУвыдерживают в течение 1 сут при комнатнойтемпературе для завершения реакции ЯСО -групп, Размер ячеек полученного ППУ данв таблице,П р и м с р 2. ЛПУ получают, как в примере 1, В качестве ПАВ.в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметилсилоксановьй блок-сополимер с молекулярной массой силоксановой части 3000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 6, т, е. с эквивалент ной молекулярной массой силоксановой части 500. Размер ячеек дан в таблице.П р и м е.р 3. ППУ получают, как в примере 1, В качестве ПАВ в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметилсилоксановый блок-сополимер с молекулярной массой силоксановой части 2000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 4, т. е, с эквивалент. ной молекулярной массой силоксановой части 500, Размер ячеек ППУ дан в таблице.П р и м е р 4. ППУ получают,как в примере 1. В качестве ПАВ в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметилсилоксановый блок-.сополимер с молекулярной массой силоксановой части 4000 и средним числом937473 6новой части ПАВ позволяет регулировать размер ячеек в ППУ. 5оксиалкиленовых блоков 4, т. е, с эквива.лентной молекулярной массой силоксановойчасти 1000. Размер ячеек ППУ дан в таблице,П р и м е р 5 ППУ получают, как впримере 1, В качестве ПАВ в активаторнойсмеси 1 берут оксиалкилендиметиосилоксановый блок-сополимер с молекулярной массой5000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 4, т, е. с эквивалентной. молекулярноймассой силоксановой части 1250. Размер ячеекППУ дан в таблице,Как видно из Данных таблицы, изменениеэквивалентной молекулярной массы силоксаИспользование предлагаемого способа по 5 сравнению с известными позволяет расширитьобласти применения эластичных ППУ за счетрегулирования размера ячеек и позволяет так.же в определенной степени варьировать физико-механические свойства ППУ, так как при 10 уменьшении среднего размера ячеек пенопластов возрастает предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрывеи эластичность по отскоку. Диапазон размеров ячеекППУ Эквивалентнаямолекулярнаямасса силоксановой части ПАВ Общая молекулярная массасилоксановойчасти ПАВ Примеры 1,0 - 1,5 0,2 - 1,0 0,2 - 1,0 0,1 - 0,3 330 2000 500 3000 500 2000 1000 4000 5 500 1250Известный Способ получения эластичного пенополиуре 35 тана путем взаимодействия изоцианатного ком понента с гидроксилсодержащнм простым олй. гоэфирполиолом в присутствии катализаторов, вспенивающего агента и поверхностно-активного вещества, отличающийся тем,что, с целью регулирования размера ячеек конечного продукта, в качестве поверхностно-активного вещества вводят оксиалкилендюметилсилоксаСоставитель Т, ЛаринаТехред А.Бабинец Корректор У. Пономаренко Редактор Н. Рогулич Заказ 4373/32 Тираж 514ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 Формула изобретения новый блок-сополимер с общей молекулярноймассой силоксановой части 2000 - 5000 и эквивалентной молекулярной массой силоксановойчасти 330 - 1250. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США У 4031044 кл, С 08 6 18/14, опублик. 1977. 2, Заявка Японии Р 52-8878,кл. С 08 6 18/14, опублик. 1977 (прототип),