Способ получения эластичного пенополиуретана

ОП ИСАЫИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАУЕНУУ Союз СоветскимиСоциалистически иРеспублик//С 08 6 18/3 Гасударственный авапе СССР аа делам азабрвтенлй а етмрытей(72) Автори изобретени Иностранцы Идстрем и Матс Стремблад) Заявител 06 ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГОПЕНОПОЛИУРЕТАНА Изобретение относится к получению эластичного пенополиуретананизкой степени твердости и высокойстепени гидрофильности.Известен способ получения эластичного пенополиуретана путем вза- .имодействия полиизоцианата со смесьюпо крайней мере, двух взаимно не"растворимых простых полиэфирполиоловимеющих, по крайней мере, три функциональные группы, причем 50-/0смеси составляют производные окисиэтилена, в присутствии катализатора,вспенивающего агента, стабилизаторапены 111,Отношение первичных гидроксиль"ных групп к общему числу гидроксильных групп в смеси полиэфирполиоловсоставляет 35-503, что приводит кполучению пенополиуретана низкойстепени твердости и гидрофилъности.Цель изобретения - получение пеноматериала низкой степени твердости ивысокой степени гидрофильности. 2Указанная цель достигается тем,что в качестве смеси полизфирполиолов используют смесь полиэфирполиолов с гидроксильным числом, рав ным 35-45, причем отношение первичных гидроксильных групп к общему чис.лу гидроксильных групп в смеси составляет от 55 до 80 а изоцианат ный индекс составляет 0,90-0,98. т 0 Полиэфирные многоатомные спирты,используемые согласно предлагаемомуспособу, могут быть получены добав лением, по крайней мере, двух раз"личных спиртоокисей, из которых од на является окисью этилена, к ядру,имеющему, по крайней мере, три реак"тивных водорода, Упомянутым ядромможет быть любой многоатомный спирт.Предпочтительными являются глицерин 20 и триметилпропан или какой-либо амин,такой, как, например, триэтаноламин.Процент смеси полиэфирных многоатом"ных спиртов, рассчитанный из окисиэтилена, равен 50-70 (по весу), 3 9311принимая во внимание то, что остальными спиртоокислами являются окись пропилена, окись бутилена или смесь этих окисей,Внесение спиртоокисей производит" ся обычными методами. Окись этилена и спиртоокиси с более высоким молекулярным весом могут быть добавлены либо в смеси, либо каждая в отдельности в один или несколько приемов. 10 Для получения высокой степени мягкости необходимо, чтобы два полиэфирных спирта были взаимно нерастворимы, т,е. чтобы они имели различную степень гидрофильности, Так,один 15из многоатомных спиртов должен быть растворимым в воде и предпочтительно должен иметь показатель НЕВ,равный, по крайней мере, 15, и точкупомутнения, по крайней мере, равную 88 С. Его средний молекулярный весО3000-5000. Другой полиэфирный много- атомный спирт должен быть значительно более гидрофобным и иметь показатель Н 1,В, не превышающий 5, и точку помутнения ниже 70 С. Средний молекулярный вес может быть несколько вышеи колебаться от 3000 до 7000.Нногсвтомные спирты готовят следующим образом,30а) К 92 вес,ц, глицерина сначала добавляют 4000 вес,ч. окиси пропилена и после этого 1300 вес.ц. окисиэтилена. Полученный полиэфирный многоатомный спирт имеет гидроксильноечисло 36 и 753 первичных гидроксильных групп.Ь) К 92 вес.ц, глицерина сначала добавляют 470 вес.ч. окиси пропиленаи затем 3440 вес.ч. смеси, содержа 40щей 181 окиси пропилена и 82 окиси этилена. Полученный полиэфирный многоатомный спирт имеет гидроксильное число 42 и 58 первичных гидроксильных групп,с) К 134 вес.ц, триметилпропанасначала добавляют 3000 вес.ц. смеси, содержащей 18 окиси пропилена и 82/ окиси этилена, после этого 300 вес.ц. окиси пропилена и наконец, 350 вес.ч. окиси этилена. Полученный многоатомный спирт имеет гидроксильное число, оавное 42 и процент гидроксильных групп, равный 734.с 1) К 99 вес.ч. глицерина сначала 55добавляют 5000 вес.ч. окиси пропилена и затем 700 вес.ч. окиси этилена.Полученный многоатомный спирт имеет 10 4гидроксильное число около 34 и процент первичных гидроксильных групп, равный 75.Используемый согласно предлагаемому способу полиизоцианат должен иметь, по крайней мере, две функциональных группы, например это может быть толуолдиизоцианат, гексаметилен. диизоцианат, дифенилметандиизоцианат полифенилполиметиленполиизоцианат и смесь перечисленных соединений. Предпоцтительным изоцианатом является толуолдиизоцианат, который может быть представлен изомерами: 2,4-формой или 2,6-формой, или смесью названных изомерных форм. Пригодная смесь изомеров содержит около 80 2,4-изомера и 203 2,6-изомера, но с успехом можно использовать и другие пропорции изомеров. Количество добавляемого изоцианата должно быть подобрано в соответствии с остальными содержащимися в реакционной смеси компонентами таким образом, чтобы изоцианатный индекс, т,е. отношение между изоцианатами и гид роксильными группами в реакционной смеси было 0,85-1,05, предпочтительно 0,90-0 з 98. Реакция между изоцианатом и полиэфирным многоатомным спиртом проводится в присутствии в квчестве катализатора амина, являющегося, как правило, третичным амином, таким, как, например, триэтилендиамин, диметиламиноэтанол .и етраметилэтилендиамин. Также могут быть использованы в качестве катализатора металлорганические соединения, например, 2-этилгексанат олова, дибутилдилаурат олова, нафтенат свинца или кобальта.Последние предпочтительны в малых количествах и в комбинации с аминами-катализаторами, Формирование ячеек и, следовательно, плотности полиуретанового пенопласта контролируется регулированием (общепринятыми способами) количества добавляемой воды и любого другого раздувающего агента, например трихлорФторметана или метиленхлорида, Добавление стабилизаторов пены, таких, как силиконовое масло, обеспечивает хорошую стабильность пенопласта и хорошие физические характеристики. В дополние к упомянутым дополнителям (аддитивам) могут быть добавлены, если это необходимо, другие аддитив93111 3ные вещества с помощью любого известного метода.П р и м е р ы 1-3. При помощи пятикомпонентной лабораторной вспенивающей машины полиэфирный много атомный спирт типа а) смешивают с полиэфирным многоатомным спиртом типа Ь), водой, силиконовым маслом, триэтилендиамином, диметиламиноэтанолом и трихлорфторметаном в весо вом соотношении, указанном в табл.1. Кроме того, в смесь добавляют толуолдиизоцианат (803 2,4-изомера и 20, 2,6-изомера) в таком количестве, при котором изоцианатный индекс ра вен 0,95. Смесь выливают в форму, имеющую размеры 50 х 50 х 30 см, в которой при комнатной температуре получают через день окончательный пенопласт. После выдерживания в течение 24 ч при комнатной температуре полученный продукт имел .следующие физиЧеские характеристики. 0Остаточная деформация на904-ное сжатие,4Упругость приударе,3Твердость при253-н 5 м сжатии,кр/сЬТвердость при653=нм сжатии,кр/ЙП 10 10 10Ф50 50 50 о 0,6 0,9 1,1(333) 0,2 0,2 0,2 Компоненты, вес.ч. 45 Полиэфирный многоатомный спирт Й) 20 30 Полиэфирный многоатомный спирт Ь)Вода 80 703,5 3,5 1,7 1,5 1,5 0,15 015 55 Диметиламиноэтанол 0,55 0,55 0.6 Полиэфирный многоатомный спирт типа. а) 25 25 25 Полиэфирный многоатомный спирт типа в) ,75 75 75 Силиконовое масло 1,5 1,5 15Триэтилендиамин Диметиламинэтанол 0,8 0,8 0,8 Трихлорфторметан 15 15. 0 физические характеристики(АЯПВ 1564-629) Плотность, кг/м 19,7 23,5 Предел прочностина разрыв,кг/м 1,2 1,32Коэффициент удлинения при разрыве,вес.4 490 420 Сопротивлениераздиранию,кг/см 0,5 0,4 20 25 ЭО Э 5 40 Из результатов видно, что получен ные пенопласты имеют очень низкую твердость. Их твердость относится к твердости пенопласта, полученного согласно известному способу, при той же плотности и при тех же примерных физических характеристиках, как 1/2.П р и м е р ы 4 и 5. При помощи пятикомпонентной лабораторной вспенивающей машины полиэфирный многоатомныы спирт типа Й) был смешан с полиэфирным многоатомным спиртом типа Ь), (эти. спирты взаимно нерастворимы) водой, силиконовым маслом, триэтилендиамином и диметиламинэтанолом в весовом соотношении, указанном в табл.2.Кроме того, добавляют толуолдиизоцианат (80 2,4-изомера и 20 2,6-изомера) в количестве, при котором изоцианатный индекс равен 0,95. Смесь выливают в форму, имеющую размеры 50 х 50 х 30 см, в которой она остается в течение одного дня до получения пенопласта .Исследование через 24 ч при комнатных условиях физических свойств полученного пенопласта дало следуюСиликоновое маслоТриэтилендиамин (33)1110 1,3 1,0 формула изобретения Составитель С, ПуринаРедактор Н. Егорова Техред Т,Иаточка Корректор И. КостаЗаказ 3567/90 Тираж 512 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская.наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 7 93физические характеристикиРЯтЩ 31564-629)Плотность, кг/м 29 29Твердость при253-ном сжатии,кр/сЦ ЙТвердость при65-ном сжатии,кр/двР 252,0Полученные полиуретановые пенопласты, кроме низкой твердости, обладают равномерной ячеистой структу.ойвысоким коэффициентом удлинения при разрыве и высоким пределомпрочности на разрыв.Во время образования пенистойструктуры не наблюдалось никакогоизменения объема. Способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия полиизоцианата со смесью, по крайней мере, двух взаимно нерастворимыхпростых полиэфирполиолов, имеющих,по крайней мере, три функциональные3 группы, причем 50-70 смеси составляют производные окиси этилена, в присутствии катализатора, вспенивающегоагента, стабилизатора пены, о т л ич а ю.щ и й с я тем, что, с целью16 получения пеноматериала низкой сте-пени твердости и высокой степенигидрофильности, в качестве смесиполиэфирполиолов используют смесьполиэфирполиолов с гидроксильным15 числом, равным 35-45, причем отношение первичных гидроксильных групп кобщему числу гидроксильных групп всмеси составляет от 55 до 80, а изоцианатный индекс составляет 0,902 о 0,98,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции, У 2172860,кл. с 08 д 22/00, опублик. 1971