Композиция для получения интегрального эластичного пенополиуретана

Союз СоаетскииСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк двтоескомю свидетельств щ 580712(51)М. Кл. С 0818/14// С 08 1 75/04 Вкударотынный комитет СССР во делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30,12,82 Ю. В. Александрова; М, А. Курзанова, М, А. Дементьева, . А. П. Курюгина, Л. ф. Чугунова и Б. А Ляпин(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО ЭЛАСТИЧНОГО П ЕНОПОЛ ИУРЕТАНА Ь 1Изобретение относится к композициям для получения интегральных эластичных пенополиуретанов, которые находят широкое применение в различных отраслях про мышленности - автомобильной, обувной, нефтяной и других и представляют собой 5 пенопласт с ячеистой сердцевиной и плотной монолитной коркой.Известны композиции для получения интегрального эластичного пенополиуретана (ППУ), состоящие иэ простых и сложных полиафиров, изоцианатов, катализаторов, сшиваюших и вспениваюших агентов. Некоторые из них в качестве иэоцианатного компонента содержат предполимеры с концевыми мСО-группами. Например извест 15 ны композиции, которые содержат преддолимер толуилендиизоцианата и трехатомного спирта 1, предполимер толуилендииэоцианата и полиоксипропилентриола мол.веса 2500 21Недостатком указанных композиций являются низкие физико-механические по казатели получающегося интегрального ЯПУ. 2Известна композиция 31 для получения интегрального эластичного пенополиуретана на основе простых полиэфиров с применением предполимера иэ толуилендииэоцианата (ТДИ) и полиоксипропиленгликоля мол.веса 1000 и сшивающих агентов типа ароматических диаминов. На основе такой композиции получают мате риал с хорошими физико-механическими показателями. Однако в ряде случаев, например, в обувной промышленности непосредственно. на предприятии, где изготовляется обувь (для изготовления стелек, подметок обуви), применение рецептур с использованием ТДИ и ароматических днаминов неприемлемо вследствие высокой токсичности. Высокая токсичность является также пре- пятствием при использовании ППУ для по лучения иэделий различного технического назначения на нехимическнх предприятиях, например, для изготовления шаровых разделителей и скребков нефтяных трубопро10012 250,3- О,о10 -25 3 5807водов, уплотнительных фланцев трубопроводов и т, и.Ближайшей по технической сущности кизобретению является известная композиция для получения интегрального эластичного пенополиуретана, включающая гидроксилсодержащее соединение сшивающийагент, катализатор, вспениваюший агент иквазипредполимер с концевыми Р 1 СО-группами на основе толуилендиизоцианата и1 Отриола мол, веса 5000, Возможно исполь-зоввние в ней квазипредполимера на основе дифенилметандиизоцианата и высокомолекулярных полиэфиров мол, веса 30005000 4 . При использовании квази - 15предполимера на основе толуилендиизоцнаната время формования композиции велико, качество поверхностной пленки плохое, прочностные показатели получаемогопенопласта низкие. Кроме того, этот щоквазипредполимер токсичен.При использовании квазипредполимерана основе дифенилметандиизоцианата и полиэфиров с большим молекулярным весомполучается материал с невысокими физико-дмеханическими показателями, кроме того,эти кваэипредполимеры нетехнологичны,так как либо быстро кристаллизуются ужепри 30-35 С (в случае содержания полиОэфира в них 5 - 20%), либо слишком вязки и непригодны для машинной переработки(в случае содержания полиэфира в них .выше 20%),Белью изобретения является улучшениеперерабатываемости композиции и повы 35шение физико-механических показателейпенополиуретана на ее основе.Эта цель достигается тем, что в качестве квазипредполимера с концевымиМСО группами композиция содержит продукт реакции дифенилметандиизоцианата иполиоксиалкиленгликолей мол. веса 200500 при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:Гидроксилсодержащее соединениеСшивающий агентКатализаторВспенивающий агентПродукт реакции ди 50фенилметандиизопианата и полиоксиалкиленгликолеймол, весв 200-500 55 -97КваЬипредполимеры, используемые вкомпозиции по изобретению, легко пере 55рабатываются и могут храниться без изменения вяэкостных.свойств в течение3-5 месяцев. 12 4Полиоксиалкиленгликоли, в качестве которых используют, например, полиоксипропиленгликоль и полиоксиэтиленгликоль,составляют 10-20% от общего количества кваэипредполимера.Введение их в количестве более 20%приводит к слишком большой вязкостикваэипредполимера, что затрудняет егопереработку, Снижение количества полиоксиалкиленгликоля (менее 10%) вызывает быструю кристаллизацию квазипредполимера, что также затрудняет его переработку. Кроме того, физико-механическиепоказатели конечного материала при этомсущественно ухудшаются.В качестве гидроксилсодержащего соединения в композиции можно использоватькак простые, так и сложные полиэфиры.В качестве сшивающего агента можно.использовать многоатомные спирты, например 1,4-бутандиол, этиленгликоль,триметилолпропан, а такжеолигомерныегидроксилсодержащие соединения типаполиоксиалкиленгликолей.В качестве вспенивающего агента ис-пользуют низкокипящие галоидсодержащиеуглеводороды, например метиленхлорид,трихлорм онофторметан,В качестве катализатора можно использовать третичные амины, напримердиазабициклооктан.П р и м е р 1 К 100 вес,ч, сополимера окиси пропилена. и окиси этилена(содержание окиси этилена 10%) мол. веса 5000 добавляют (вес, ч.) 128 1,4-бутандиола, О,5 1,4-диазабицикло-(2,2,2)-октана (ДАБКО), 6,5 метиленхлорида и 6,5 фреона(трихлорфторметан). Массу перемешивают со скоростью 1400 об/мин в течение 30 - 40 с,затем при работающей мешалке добавляют56 вес. ч. кваэипредполимера, полученногоиз 90 вес, % дифенилметандиизоцианата(ДФМДИ) и 10 вес. % полиоксипропиленгликоля мол,веса 200 (содержание свободных Ц СО-групп в кваэипредполимересоставляет 28-266). Смесь перемешивают 15 с, быстро выпивают в металлическую форму, имеющую температуру 2530 С, размером 195 Ф 60 к 10 мм и герметиэируют. Выдерживают при комнатнойтемпературе 10 мин и извлекают из формыготовое иэделие, имеющее ячеистую сердцевину и две плотные корки, Изделие выдерживают 24 ч при комнатной температуре, после чего испытывают.П р и м е р 2. К 100 вес. ч, сложного полиэфира (на основе адипиновой кислоты и смеси этиленгликоля и 1,4-бутан, (соответствуетШору А) 90 86 90 92 80 лена мол,веса 3000 (15 вес. %) вместоквазипредполимера из ДФМДИ и полиоксипропиленгликоля мол, веса 200 5 5807 диола, мол.веса 2000) добавляют (вес.ч,) 15,6 1,4-бутандиола, 0,42 ДАБКО, 6,2 полиоксиэтиленгликоля мол, веса 400, 11,5 метиленхлорида и 10,7 фреона,Массу перемешивают со скоростью 5 1400 об/мин 30-40 с, затем при работающей мешалкедобавляют 92,8 вес. ч, изоцианатного компонента, предс тавляющего собой квазипредполимер на основе ДФМДИ и полноксипропиленгликоля мол.веса 10 20 Свэятых всоотношении 85:15 (вес.%; ЯСО около 22%). Смесь перемешивают 10 - 15 с, быстро выливают в вышеописанную металлическую форму и герметизируют. Выдерживают при комнатной температуре 10 мин и извлекают из формы готовое изделие. П р и м е р 3. Пенополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изо цианатного компонента используют 80,7 вес. ч. квазипредполимера из 80% ДФМДИ и 20% полиоксипропиленгликоля мол. веса 200 (содержание групп Д СО около 18%),25П р и м е р 4, Пенополиуретан получают по примеру 1, но в качестве изоцианатного компонента берут 67,5 вес.ч. квазипредполимера из 85% ДФМДИ и 15% полиоксипропиленгликоля мол,веса 200 ЭО (содержание М СО-групп около 22%).П р и м е р 5. Пенополиуретан полу чают по примеру 1, но в качестве изоцианатного компонента берут 56,7 вес, ч, квазипредполимера из 85% ДФМДИ.и 15% д 5 При использовании в композиции примера 1 квазипредполимера иэ ДМФДИ и сополимера окиси этилена и окиси пропи 12 6полиоксипропиленгликоля мол, веса 500(содержание 8 СО-групп около 25%).П р. и м е р 6. Пенополиуретан получают по примеру 2, но в качестве иэоцианатного компонента используют 85, 1вес, ч, квазипредполимера иэ 80% ДФМДИи 20% полиоксиэтиленгликоля мол. веса400 (содержание свободныхСО-группоколо 23%),П ри м е р 7 (контрольный).Предполимер имеет состав, вес. ч,:Диол мол. веса 1000 45Толуилендиизоцианит, И -Ди-(2-гидроксипропилен-анилин 1,26Ароматический амин 9,29Октоат свинца 4,00Фреон10,00Предполимер и каталиэаторный компонент перемешивают при 27 С, смесь выОливают в силиконовую форму, имеющуютемпературу 32 - 38 С, и герметизируют.ОЧерез 10 мин иэделие извлекают из формы и выдерживают 1 сут. при температу-.ре 99 оС. Затем иэделие выдерживают1 сут. при 26 оС, после чего его можноиспытывать.В таблице приведены свойства образцов ППУ, полученных в соответствии спримерами,7 8807 (18 вес,%) снижается прочность иа раз дир с 11,7 до 6,7 кгс/см, а величина относительного удлинения с 180 до 100%, Введение в ту же композицию квазипред-; полимера иэ ДфМДИ и сополимера окиси этилена н окиси пропилена мол.веса 8000 ( 10%) снижает предел прочности на растяжение с 48 до 28,8 кгс/см, а относительное удлинение до 38%.Таким образом, на основе композиции 10 по изобретению получают ценополиуретан с высокими физико-механическими показателями без использования толуилендиизоцианата. и в качестве сшивающего агента ароматических диаминов. 1Кроме того, композиция по изобретению легко перерабатывается за счет использования в ней квазнпредполимера на основе дифенилметандииэоцианата и низко- молекулярных полиоксналккленгликолей. щформула изобретенияКомпоэиши для получения интеграль- д ного аластичного пенополиуретана, вклю чающая т идроксилсодержашее соединение, сшивающий агент, катализатор, вспениваюший агент и квазипредполимер с концевыми МСО-группами, о т л и ч а ю щ а я -о85- 97 Источники информации,принятые во внимание при акспертизе 1. Патент США Ж 3795636,кл. 260-2 8, 1973. 2, Патент франции % 1499902,кл. С 08 , 1967. 3, Заявка фРГ М 1941019,кл. 39 Ь 22/48 1971. 4. Патент франции М 1482031,кл, С 08 , 1967, 12 8с я тем, что, с целью улучшения пере рабатываемости композиции и повышения физико-механических показателей пеиополиуретана на ее основе, в качестве кваэипредполимера с конщвыми й СО группами она содержит продукт реакции ди фенилметандиизоцианата н полиоксиалкиленгликолей мол, веса 200 - 500 при следующем соотношении компонентов, вес, ч.:Гидроксилсодержащее соединение100Сшивающий агент 12-28Катализатор 0,3 0,6Вспениваюший агент 10- 25Продукт реакции ди- фенилметандииэоцйаната и полиоксиалкиленгликолеймол. веса 200- 800Редактор Л. Письман Техред З,Палий Корректор О. БилакЗаказ 10657/11 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 38, Раушская наб., д, 4/8филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4