Способ получения интегрального полужесткого пенополиуретана

781238 А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК У С 08 6 18/48, 101;001 51)5 С 08 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР 1 ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНОЕ И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К 1 2(21) 4753315/05 . пенополиуретана вначалесмешиваютсопо- (22) 27,10,89 лимер окиси пропилена и окиси этилена с (46) 15.12.92, Бюл. М 46мол.м. 5000 с триэтаноламином. моноэти- (71) Нижнекамское производственное объе- . ленгликолем, 1,4-диазобицикло-,2,2,2) окдинение "Нижнекамскнефтехим"таном и гидроксилсодержащим (72) В.Ф.Макеев, Д,Х.Сафин, В.А.Курбатов; сшивающим агентом, а затем вводят полй- Л.Й.Баженова, Н.Ф.Лисова и А,Б,Ярошев- изоцианат, содержащий 30-31 МСО- ский: ":групп, с последующим отверждением и (56) Авторское свидетельство СССР" .вспейиванием с помощью трихлорфторме- М 418067, кл. С 08 6 18/14, 1972,. тана или метиленхлорида. В качестве сшиАвторское свидетельство СССР, вающего агента используют аддукт В 630874, кл. С 08 8 18/14, 1976, 2,2,6,6-тетраметилцуклогексанола и окисиВспененные пластические массы. Пена- пропилена с мол.м, 620-965 и гидроксильнь 1 м пласты, ППУ-3, Каталог, Черкассы, НИ- числом 290 - 450 мг КОН/г в количестве, ИТЭХим 1 1988, с. 17.обеспечивающем содержание гидроксиль- (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНО- ных групп Сшивающего агента, равное 0 20 - ГО ПОЛУЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА 1,15 0 от . общего содержания (57) Использование: для изготовления дета- гидроксилсодержащего компонейта. Смесь лей внутренней отделки автомобилей. Сущ- . выливают в металлическую форму, где выность изобретения: при получении . держивают в течение 2 ч, 1 табл.Ьв чИзобретение относится к области пол- . полиизоцианатом в пр 4 исутствиикатализа- учения интегральных полужестких пенопо- тора, сшивающего, вспенивающего агентов лиуретанов (ППУ), которые представляют по которОму в качестве СА используют жидсобой пенопласты с ячеистой сердцевинойкую смесь из 3,3 -дихлор,4 -диаминодифеи плотной монолитной коркой и используют- н илмета н а и 3,3-ди хлор,4( ся для изготовления противосолнечных ко- -диамйнотрифенилметана, Однако, примезырьков, дверных накладок, подлокотников няемая в этом способе смесь аминных СА и других деталей внутренней отделки авто- обладает каталитической активностью, как мобилей. большинство аминных СА, и их использоваРецептуры интегральных ППУ в боль-ние приводит к увеличению доли мочевиншинстве случаев содержат в своем составе ных связей в ППУ. В результате этого значительные количества сшивающих аген- происходит снижение текучести реакционтов (СА) от природы и концентрации кото- ной массы и увеличение жесткости и хрупрых во многом зависит структура и свойства кости ППУ, что вызывает трудности при вспененных полимеров. получении изделий иб ППУ и отрицательноИзвестен способ получения интеграль- влйяет на свойства пенопластов, Кроме того . ного ППУ путем взаимодействия гидроксил- полиядерные ароматические диамины, как содержащего . компонента . с1781238известно, являются высокотоксичнйми кан- лов, которые в ходе эксплуатации подвергацерогенными веществами.,: ются преждевременному разрушению,В связи с этим в рецептурах интеграль- Цель изобретения - улучшение прочноных ППУ предпочтение отдают гидроксил- стных характеристик пенополиуретана присодержащим СА.с низким молекулярным 5 одновременномупрощении процесса.весом и высоким содержанием гидроксиль- Поставленная цель достигается тем, чтоных групп, что позволяет увеличить долю согласно способу получения интегральногоуретановых групп в ППУполужесткого ППУ взаимодействием гидроИзвестен способ получения интеграль- ксилсодержащего компонента с нолиизоциногоППУпутемвзаимодействияизоцианат анатом в присутствии катализатора,ного . квазипредполимера с сшивающего и вспенивающего агентов, вгидроксилсодержащим соединением в при- качестве гидроксилсодержащего СА иссутствии катализатора, сшивающего и вспе-. пользуется аддукт 2,2,6,6 - тетраметилол. нйвающего агентов, по которому в качестве циклогексанола (ТМЦГ) и окиси пропилена. СА используют 1,4 бутандиол, моноэтилен (ОП) с мол,м. 620-965 и гидроксильным чисглйколь, триметилолпропан или олигомер- лом 290-450 мг КОН/г, при содержании гид ные гидроксилсодержащие соединения роксильных групп СА 0,2-1,15 ф 6 от массытипа полиоксиалкиленгликолей. Недостат-: . гидроксилсодержащего компонента.ками этого способа являются низкие проч-, В состав гидроксилсодержащего компоностные показатели.ППУ - материалов 20 нента входят сополимер окиси пропилена ииз-за низкой функциональности СА. Увели- окиси этилена (содержащиеокиси этилена, чение их концентрации приводит к сниже-. 10 мас.%) с молекулярной массой 5000, трийию относительного удлинения и к этаноламин и моноэтиленгликоль. Каталиувеличению расхода дефицитного изоциа- затором :. реакцйислужитнатного компонента, 25 1,4-диазобицикло-(2,2,2)-октан. ВспениваБлйжайшим по технической сущности к ние производится с помощью трихлорфторданному изобретению является известный метана и метиленхлорида.способ получения интегрального полужест- - Использование указанного способа покого ППУ путем взаимодействия гидроксил- зволяет упростить процесс, поскольку несодержащего компонента, состоящего из 30 требуется предварительного растворениясополимера окиси пропилейа и окиси этиле- СА в составе активаторной смеси при.повына (содержание окиси этилена 10) мол.м. шенныхтемпературах, атакжеулучшитьфи 5000, триэтаноламина и моноэтиленгликоля . зико-механические свойства интегрального .с полиизоцианатом в прйсутствии катализа- ППУ.тора, гидроксилсодержащего сшивающего 35 П р и м е р 1(сравнительный). В стаканеи вспенивающего агентов; по которому в из стекла объемом 100 мл предварительнокачестве гидроксилсодержащего СА, не об- готовят активаторную смесь,для чего к 18 г;ладающего каталитической активностью, моноэтиленгликоля добавляют 6 г триэтаноиспользуютмногоатомныйспирт-тримети- ламина, 1,05 г 1,4-диазобицикло-(2,2,2)-оклолпропан 40 тана (ДАВСО) и 6 г триметилолпропана.По известному способу получают.ППУ Смесь нагревают до 60 С и выдерживаютсо свойствами - плотность: 185-198 кг/м, . при перемешивании до полного растворе разрушающее найряжение при растяже-: ния триметилолпропана,нии; 0,25 - 0,28 МПа, относительное удлинЕ- -. В ведерко из пблиэтилена объемом 1 лние при разрыве; 40-45, напряжение при 45 загружают 270 г Лапрола 5003-2 Б, всесжатии на 40: 0,10 - 0,18 МПа.: количество приготовленной и охлажденнойНедостатками данного способа являют- . до комнатной температуры активаторнойся.;,:, : . смеси, 12 г метйленхлорида и 24 г трихлорпрй использовании в качествегидок- фторметана. Содержание гидроксильныхсйлсодержащего СА кристаллического три групп СА составляет 0,76 мас.ф 5. Полученметилолпропана необходима стадия ную смесь перемешивают рамной мешалпредварительного приготовления актива- кой со скоростью 140 об/мин в течение 5 с.торной смеси путем растворения тримети.- Далее добавляют 136,8 г полиизоцианаталолпропана в смеси моноэтиленгликоля (ПИЦ), смесь перемешивают еще втечениетриэтайоламинви катализатора прйтемпе-.55 10 с и выливают в металлическую формуратуре 50-60 С, йто в значительнойстепени размером 150 х 150 х 150 (мм).усложняет технологический процесс; После вспенивания образец выдержиполучаемый ППУ имеет невысокие вают в форме в течение 2 часов, вынимаютпрочностные показатели, что отрицательно из формы и выдерживают до испытаний всказйвается на качестве конечных материа- течение 48 часов при комнатной температу1781238 5 6ре. В дальнейшем полученные образцы под- молекулярной массой 965 и гидроксильнымвергают стандартным физико-механиче- числом 290 мг КОН/г. Содержание гидроским испытаниям согласно соответ- ксильных групп СА составляет 0,76 масствующим ГОСТам. Определяются ка- . Количество ПИЦ, йспользуемого в синтезе,жущаяся плотность, разрушающее напря 136,8 г.жение при растяжении, относительноеП р и м е р 6. Получение ППУ проводятудлинение при разрыве, напряжейие сжа- . аналогично примеру 2,тия при 40)ь деформации и относительная .В качестве гидроксилсодержащего САостаточная деформация при сжатии на используют 28,8 г аддукта ТМЦГ и ОП с50; в течение 72 ч при 20"С.. 10 молекулярной массой 1065 и гидроксильП р и м е р 2. В стакане из стекла объе- нымчислом 262 мг КОН/г. Содержанйе гидмом 10 мл предварительно готовятактива- роксйльных групп СА составляет 0,76торную смесь, для чего к" 18 г. . мас.6, Количество ПИЦ, используемого вмонозтиленгликоля добавляют 6 г тризтано-. синтезе, 136,8 г..ламина, 1,05 гДАВСО и 16,9 гаддуктаТМГЦ 15 П р и м е р 7. Полученйе ППУ поводяти ОП с молекулярной массой 620 и гйдро- аналогично примеру 2.ксильным числом 450 мг КОН/г. Активатор- В качестве гидроксилсодержэщего САную смесь перемешивают в течение 5 мин используют 10,6 г аддукта ТМЦГ и ОП спри комнатной температуре.: -молекулярной массой 785 и гидроксильнымВ ведерко из полиэтилена объемом 1 л 20 числом 356 мг КОН/г. Содержание гидрозагружают 270 г Лапрола 5003-25-10, все: ксильных групп СА составляет 0,38 масколичество приготовленной активаторной .;: Количество АИЦ, используемого в синтезе,смеси, 12 г метиленхлорида и 24 г трихлор,5 г,фторметана. Содержание гидроксильных П р. и м е р 8, Получение ППУ проводятгрупп СА составляет 0,76 мас.% 25 аналогично примеру 2.Полученную смесь перемешивают рам-:-В качествегидроксилсодержащего САной мешалкой со скоростью 1400 об/мин в используют 5,3 гаддукта ТМЦГи ОП с молетечение 5 с. Далее добавляют 136,8 г поли- кулярной массой 785 и гидроксильным чисизоцианата (ПИЦ), смесь перемешивают лом 356 мг КОН/г. Содержаниееще втечение 10 с и выливаютв металличе гидроксильных групп СП составляе 0,19.скую форму размером 150 х 150 х 150 (мм). мас. Й. Количество ПИЦ, используемого вПосле вспенивания образец выдержи- . синтезе, 122,9 г.нают в течение 2 часов в форме, после чего .П р и м е р 9. Получение ППУ проводятвынимают и выдерживают до испытаний в . аналогично примеру 2.течение 48 часов.: 35 В качестве гидроксилсодержащего САПолученные образцы подвергают со- используют 2,3 гаддукта ТМЦГи ОП с молегласноГОСТтемже физико-механическим кулярной массой 785 и гидроксильнымчис. испытаниям; что и в примере 1.: .: лом 356 мг КО Н/г, СодержаниеП р и м е р 3. Получение ППУ проводятгидроксильных групп СА составляет. 0,08аналогично примеру 2. 40 мас,. Количество ПИЦ, используемого вВ качестве гидроксилсодержащего СА:.синтезе, 120,2 г,используют 13,7 г аддукта ТМЦГ и ОП с . П риме р 10; Получение ППУпроводятмолекулярной массой 505 и гидроксильным аналогично примеру 2,числом 550 мг КОН/г, Содержание гидро- В качестве гидроксилсодержащего САксильных групп СА составляет 0,76 мэс,. 45 используют 31,6 г аддукта ТМЦГ и ОП сКоличество ПИЦ, используемого в синтезе, молекулярной массой 785 и гидроксильным136,8 г. : . числом 356 мг КОН/г. Содержание гидроП р и м е р 4. Получение ППУ проводят ксильных групп СА составляет 1,14 мас,ф 6,аналогично примеру 2. Количество ПИЦ, используемого в синтезе,Вкачестве гидроксилсодержащего СА 50 146,3 г,используют 21,3 г аддукта ТМЦГ и ОП смолекулярной массой 785 и гидроксильным . П р и м е р 11. Получение ППУ проводятчислом 356 мг КОН/г. Содержание гидро- аналогично примеру 2,ксильных групп СА составляет 0,76 мас.;6. В качестве гидроксилсодержащего САКоличество ПИЦ, используемого в синтезе, 55 используют 37 г аддукта ТМЦГ и ОП с моле 136,8 г. кулярной массой 785 и гидроксильным чис-П р и м е р 5. Получение ППУ проводят лом 356 мг КОН/г. Содержаниеаналогично примеру 2. гидроксильных групп СА составляет 1,33В качестве гидроксилсодержащего СА мас.6. Количество ПИЦ, используемого виспользуют 26,2 г эддукта ТМЦН и ОП с синтезе,150,9 г,1781238 Физико-механические свойства ППУ, одновременным вспениванием с помощью полученных по примерам 1-11,представле- трихлорфторметана или метиленхлорида, ны в таблице, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюулучшения прочностных характеристик пеФормула изобретения 5 нополиуретана при одновременном упроСпособ получения интегрального пол- щении процесса, в - качествеужесткого пенополиуретана путем смеше- гидроксилсодержащего сщивающего агента ния сополимера окиси пропилена и окиси используют аддукт 2,2,6,6 ететраметилолэтилена с мол.м, 5000, триэтаноламина, мо- циклогексанолаи окиси йропилена с мол.м.ноэтиленгликоля, 1,4 едиазобициклое 10 620-965 и гидроксильным числом 290-450 (2,2,2)октэна и гидроксилсодержащего мг КОНlг в количестве, обеспечивающемсшивающего агента с последующим введе- содержание гидроксильных групп сшиваю- нием полиизоцианата; содержащего 30- щегоагента,равное 0,2-1,156 отмассыгид МСОгрупп; отвержденйем и,. роксилсодержщего компонента,15 е е е ев г ее е аггее е еее аее иее ееа В тагагагаге ее ее г ае ее еее гаге а Какуе,плотиостькг/и Гидроксильиое сло СА,иг НОЯ/гРааруиаргиее иадряижеиие прирастяженииНпа Солер, ОНгрупп СА,иясеа От коси тельеиое удаииеиие прираариее, а Напряжение сжатия при 40 а деоориации НПа Припер Тип гидроксилсодержаиего Саиеаоеего агента" 4Мм тНГ и ОП сии 7855 Аввукт ТНЦГ и ОП суе 9656 . Аддукт ТНЦГи ОП с. 785ГТ .: Аддукт ТНЦГ и ОП се 8 6 ееееее еегг 1265 0,15 43 1,7 193 0,2 0,76 184 0,38022 48 0,76 2 оо 0,4 о о,аз 35 450 555 2,6 1,6 о,76 193 о,36 : . о,20 .49 356 1,7 0,76 190. 0,350,1851 0,76181 0,220,1052 290 262 2,8 . 356 0,39 186 0,34 0,2150 1,5 1,6 356356 0,1 Э 182 0,33 0,19 48 о,оо 178 о,24 0,10 5( 2,9 1,8 1,14 196 0,39 0,22 48 З 56 1,33 1 Э 9 040 0,24 32 7 5 2,5 гаеваа гааге еееееееее еег еееие гага ея га ие еге а агавиве гж ее егееееее ееегае атее ееее е е тее е тСоставитель 8,МакеевТехред М,Моргентал Редактор Корректор ИВШмакова Заказ 4253. Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, ЖФ 35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101