Способ получения жесткого пенополиуретана

(22) Заявлено 17. 11. 80 с присоединением запек Гоаударетееииый копите СССР ао делам изеоретеиий и открытий(53) УДК 678.664-, -ЦО 5.8(08 В.В) ликовано 23 . 05 . 82, Бюллетень М 19 Дата опубликования описания 23 .05 . 82 В.Г.Вахтин, Н,Н.Виноградова, Ю.Л.Есипов, Б.И,К л(сееаи И.И.Константинов Ы Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени ауцн исследовательский институт синтетических смол и Дзержинский филиал Государственного научноисследовательского и проектного института азотной промышленности и продуктов органического синтеза(71) Заявители 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА Изобретение относится к способам ,получения жестких пенополиуретанов (ППУ) взаимодействием гидроксилсодержащих соединений с полиизоцианатами, имеющих теплоизоляционное, конструкционное и радиотехническое назначение.Применяемые полиизацианаты характеризуются определенным молекулярно- массовым распределением продуктов различной степени конденсации, которую можно измерять по количеству скон денсированных бензольных ядер.Известен способ получения ППУвзаимодействием гидроксилсодержащих полиэфиров простых или сложных) с полиизоцианатами, в котором для получения ППУ используются полиизоцианаты, содержащие 42-603 дифенилметандиизоцианата ДФМДИ)11.Однако ППУ, полученные этим способом, при низкой кажущейся плотности порядка 40 кгс/см имеют недостаточную прочность. Предельная рабочая температура жестких пенополиуретанов на основе простых полиэфиров и полиизоцианатов не превышает 100-130 С.оНаиболее близким по техническойсущности к изобретению является спо-.соб получения жесткого пенополиуретана .путем взаимодействия гидрокаилсодержащего соединения с полиизоцианатом в присутствии катализатора, яеностабилизатора и вспенивающего . агента, в котором в качестве катализатора используют смесь ацетата щелоч" ного металла с триэтаноламином, взятых в соотношении от 0,001 до 5,0 2.Преимуществами известного способа являются простота технологии произ,водства ППУ, нетоксичность и негорючесть используемых катализаторов, возможность получения пенополиурета- нов с широким диапазоном кажущихся плотностей. Однако этот способ не обеспечивает полуумения жесткого пенополиуретана с температурой раз. мягчения выше 135 оС.3 92965Цель изобретения - улучшение физико-механических и теплофиэическихсвойств конечного продукта.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения жесткого ППУ путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом в присутствии катализатора,пеностабилизатора и вспенивающегоагента в качестве полиизоцианата ис- Опользуют смесь полифенилполиметиленполиизоцианатов, в которой отношениесуммы изоцианатов с тремя и четырьмя бензольными ядрами к изоцианатам спятью - двадцатью ядрами составляет1". 1,6 - 3, а содержание дифенилметандиизоцианата в ней 41-763,Использование полиизоцианата способствует повышению физико-механическихсвойств пенополиуретана, так как в 2 рнем содержится больше высокофункциональных изоцианатов, что приводит кбольшей плотности пространственнойсетки.Для получения пенопласта с помощью мешалки готовят однородную смесьиз гидроксилсодержащего соединения,катализатора, пеностабилизатора,вспенивающего агента и других целевых добавок, затем ее соединяют с по- звлиизоцианатом, перемешивают механической мешалкой несколько секунди выливают в форму. Возможно применение для заливки в форму полиуретановой композиции эаливочных машиннизкого и высокого давлений,В качестве гидроксилсодержащегосоединения используют. гидроксилсодержащий простой полиэфир с молекулярной массой 800 типа Лапрол В качестве полиизоцианата используют смесь полифенилполиметиленполиизоцианатов, в которой отношение суммы изоцианатов с тремя ичетырьмя бенэольными ядрами к изоцианатам с пятью-двадцатью ядрамисоставляет 1:1,6-3.Стабилизация пены осуществляетсякремнеорганическими стабилизаторами КЖП, КЭП, представляющими собой блоксополимеры полиорганосилоксана и полиоксиалкилена.В качестве катализатора используютсмесь ацетата щелочного металла с тризтаноламином, а также аминные катали заторы: триэтиламин, диметилэтанол 55амин, диметилциклогексиламин, диазобициклооктан, диметилбензиламини другие,2Вспенивание осуществляется водойи хладономили хладоном.П р и м е р 1. К 100 вес.ч. оксипропилированного ксилита с молекулярной массой 800 добавляют 3 вес.ч.333-ного раствора ацетата натрия,4 вес.ч, тризтаноламина, 1 вес.ч.КЭП, 12 вес.ч. хладона, перемешивают на механической мешалкев течение 60 с. В композицию добавляют 160 вес.ч. полииэоцианата,содержащего 66 двухядерных,8,53 трехядерных, 4,53 четырехядерных, 213 многоядерных изоцианатов, перемешивают 15 с и выливаютсмесь в Форму. Вспенивание начинается через 32 с. Время гелеобразования 150 с, время подъема пены 200 с.П р и м е р 2. К предварительноприготовленной смеси веществ, описанной в примере 1,добавляют 155 вес.ч.1 полиизоцианата, содержащего 76двухядерных, 63 трехядерных,3 четырехядерных и 153 5-20-ядерных. изоцианатов,перемешивают 15 си выливают композицию,в Форму. Вре-:мя старта 30 с, время гелеобразования 30 с, время подъема пены175 с. П р и м е р 3; К однородной смеси веществ ( пример 1) приливают 165 вес.ч, полиизоцианата, содержащего 453, двухядерных, 10 трех- ядерных, 57, четырехядерныи, 407. многоядерных изоцианатов, перемешивают композицию на механической мешалке в течение 15 с и выливают ее в форму, Время старта 35 с, время гелеобразования 135 с, время подьема пены 210 с.П р и м е р 4, С помощью механической мешалки в течение 15 с готовят композицию из смеси веществ по примеру 1 и 165 вес.ч, полииэоцианата, имеющего следующий состав,3: двухядерных изоцианатов 4 1,0, трехядерных 10,5, четырехядерных 4, 5-20-ядерных 44,5, Композицию выливают в форму. Время старта 35 с, время гелеобразования 130 с, время конца подъема 215 с.П р и м е р 5. Смесь веществ по примеру 1 перемешивают с помощью механической мешалки.в течение 15 с со 160 вес,ч. полиизоцианата, имеющего состав, Ф : двухядерных изоцианатов 5, трехядерных 10, четырех- ядерных 5, 5-20-ядерных 30, Затем5 929652 6композицию выливают в форму. Вспе- В таблице приведены состав, фиаинивание начинается через 33 с и эа- ко-механические и теплофизические канчивается через 190 с. свойства пенопласта. Свойства СвойстваизвестногоППУ 1 2 Содержание изоцианатов в полиизоциана-(экспер.) 145157 166 150 Температура размягчения,С 134 143 формула изобретения Способ получения жесткого пенополиуретана путем взаимодействия гидроКак видно иэ данных таблицы, ис-. пользование в рецептурах жестких ППУ полииэоцианата приводит к повышению прочностных и теплофизических свойств пенопласта.При одной и той же кажущейся плотности пенополиуретан,полученный с использованием полииэоцианата по изобретению, имеет предел прочности при сжатии почти в 2 раза, аудельную ударную вязкость в 1,5 аза выше, чем известный ППУ.Температура размягчения ППУ во всех случаях выше 135о 45 41 55 10 10 5 10 40 44,5 305Использование предлагаемого способа по сравнению с известным обеспе.чивает следующие преимущества: повышение прочностных и теплофиэических свойств пенополиуретана; увеличение срока службы иэДелий, заполненных пенопластом, воэможность эксплуатации изделий в более жесткихусловиях,Составитель Т,ЛаринаТехред М. Тепер Корректор Н,Стец Редактор О.Половка Заказ 3109/32 Тираж 512 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. Й/5 ж жФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,7 929652 8 ксилсодержащего соединения с полиизо 4 ядрами составляет 1:1,ь-, а содержацианатом в присутствии катализатора, ние дифенилметандиизоцианата в ней пеностабилизатора и вспенивающего 41-764.агента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, Источники информации, что, с целью улучшения физико-меха- Ю принятые во внимание при экспертизе нических и теплофизических свойств 1. Берлин А.А. Шутов Ф,А. Пеноконечного продукта, в качестве поли- полимеры на основе реакционноспособизоцианата используют смесь поли- ных олигомеров. М., "Химия", 1978, фенилполиметиленполиизоцианатов, в с. 60.которой отношение суммы изоцианатов О 2. Авторское свидетельство СССР с тремя и четырьмы бензольными ядра- У 380670, кл. С 08 С 18/1 М, 1968 ми к изоцианатам с пятью-двадцатью прототип