Способ получения пенополиуретанов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНЙЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 190877 (21) 2523061/23-05 С 08 С 18/14 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72 Авторы изобретения Л.М. Литвиненко, В.З. Маслош, А.М. Кузнецов,Л.П. Зубкова, Г.В. Попенко, В.Т. Иякухина,Н.К. Бушуева, А.ф, Попов, Е.Н. Белоконь,Ю,Р. Бондарь, А.Б. Кныр и Б.Ф.,Чернухо Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института. Изобретение относится к получению трудногорючих пенополиуретанов, используемых в качестве обивочного материала в машиностроении, самолето-. строении, кораблестроении. . 5Известен способ получения полимерных материалов, горючесть которых снижается введением галогенированного дифенила, соединений сурыы, галоидсодержащих фосфатов Щ . При 10 введении в полимерные композиции предлагаемых количеств таких антипи- . реновых добавок получают связующее малой Подвижности, которое не может быть использовано в производстве 15 пенополиуретанов, вследствие плохого совмещения с сшивающим агентомтолуилендиизоцианатом и активаторной смесью. Кроме того, способ введения в полимерную матрицу антипиренов, 20 представляющих собой, твердые соединения, является довольно трудоемкой операцией, связанной с тонким диспергированием с последующим длительным перемешиванием для равномерного 25 распределения их в полимере.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения пенополиуретанов путем взаимодействия полиола с аро- Щ матическим хлорсодержащим диизоцианатом в присутствии катализатора,эмулъгатора и вспенивающего агента.В качестве хлорсодержащих изоцианатов применяют З-хлор,3-бензолднизоцианат и 2,4,5-трихлор,3-бензолдииэоцианат. Смешение изоциана"тов с олигоэфиром производят при50-70 ОС в две стадии, Отверждениепенопласта происходит при 110-120 Св течение 10-12 ч. Для получениятрудногорючих пенополиуретанов вкомпозиции вводят до 51,5 вес.%хлорсодержащего изоцианата 2) . Недостатком этого способа является применение антипирена с низким содержанием галоида, что приводит к повышенному расходу хлорсодержащего изоцианата в композиции и снижению физико-механических свойств конечного продукта. Целью изобретения является улучшение огнестойкости и физико- механических свойств пенополиуретанов.Поставленная цель достигается тем, что в качестве антипирена используют 13,87-30,08 вес,Ъ продукта реакции изоцианата с соединением формулых х х х е К - НаРХ - НаЮВводимые в полиуретановые композиции антипирены-вязкие продуктылегко совмещаются с составными частями пен при 30-50 С и не требуютдополнительных операций, связанныхс равномерным распределением их вмассеполимера,П р и м е р 1, В стакан емкостью 250 мл, снабженный мешалкой,загружают 8,49 г (0,049 моля) толуилендиизоцианата марки Т 65/35 и приинтенсивном перемешивании добавляют23,80 г (0,049 моля) соединенияФормулы гд г В Вг ВгРеакционную массу перемешивают 5- 20 мин. Полученный антипирен32,29 г (16,5 вес.) при 30-50 С смешивают со 118 г (60,30 вес.) полиэфирной смолы марки П(на основе диэтиленгликоля, триметилолпропана и адипиновой кислоты) и при перемешивании загружают 38,32 (19,57 вес.) толуилендиизоцианата марки Т/35, К полученному форполи мерупри интенсивном перемешивании через 60-120 с добавляют 7,12 г (3,63 вес.) активаторной смеси состава,г:Мочевина (50-ныйводный раствор)4,2 Привоцелл 1,5 Сульфорицинат Е1,4 Вазелиновое масло 0,22 Содержимое стакана перемешивают в течение 8-10 с и выливают в приготовленную Форму. Пенообразование начинается сразу же. Через 6-10 с начинается интенсивное вспенивание, которое завершается через 60-120 с. Полученный пенополиуретан выдерживают в течение 24 ч при 20-24 фС.Трудногорючий пенополиуретан имеет следующие показатели:Время подъема пены, с 79 Кажущаяся плотность,кг/м 34,83Изменение свойств после циклического сжатия:Относительная деформация, 5 4, Относительное уменьшение напряжения сжатияпри 50-ной деформации,Предел прочности прирастяжении,кгс/смЭластичность по отскоку,Относительная остаточная деформация при50-ном сжатии,%Время самостоятельногогорения после удаленияпламени, сПотеря массы образцапри горении,%15 Длина обгоревшей частиобразца, ммП р и м е р 2. Пенополиполучают по способу, описанпримере 1, Загрузки компоне 20 29,19 г (19,88 вес.) антипполученного при взаимодейст21,52 г (0,044 моль) соединформулы 51,18,2,3 Не гори 2,52 120 уретан ному в нтов:, ирена, вии ения 25 НО с 7,67 г (0,044 моля) толуилендиизоцианата, 88,50 г (60,27 вес.) насыщенного олигоэфира марки П;23,75 г (16,17 вес,) толуилендиизоцианата марки Т/35, 5,40 г(3,68 вес.) активаторной смесиуказанного в примере 1 состава.35 П р и м е р3. Получение пенополиуретана производят по способу,описанному в примере 1. Загрузкикомпонентов: 22,00 г (13,86 вес.)антипирена, полученного в результат 40 реакции 5,78 г (0,033 моля) толу.илендиизоцианата Т/35 и 16,22 г(0,033 моля) соединения формулыВг Вг НО 45 Вг .ЭГ100 г (63,07 вес.) олиэфира П;30,46 г (19,21 вес.) толуилендиизоцйаната Т/35 и 6,10 г(3,85 вес.) активаторной смесиуказанного в примере 1 состава.П р и м е р 4. Получение пенополиуретана осуществляют по способу,описанйому в примере 1. Загрузки 55 компонентовг 20,11 г.(16,09 вес.)антипирена, полученного при взаимодействии 16,62 г (0,020 моля) соединения формулы.,Бг Вг Зг Зг 60 у Вг Вг Зг0,020 моля) толуиле 65/35; 118 г (60,49 с 3,4965 цианата иизоес.)ДиметилбензиламинВодаПеностабилизаторы:КЭП КЭП1,15 3,10 2,21 1,33 октоат .олова десмурапид РР 0,35 0,22 О 15,Вг Бгтолуилендииг (60,11. веП;толуилендг (4,14 ветава, укаЭ Ъ) В олучение пеноится по Описансобу, Загрузки(30,08 вес,Ъ) ого в результате 68 моля) соеди 3лендии 15 вес.Ъ) Н насыщенного олигоэфира П;38,32 г (19,76 вес.Ъ) толуилендиизоцианата Т/35; 7,12 (3,66 вес.Ъ) активаторной смеси указанного в примере 1 состава.П р и м е р 5, Пенополиуретан получают по способу, описанному в примере 1. Загрузки компонентов: 23,62 г (18,9 вес.Ъ) антипирена, полученного при взаимодействии 16,81 г (0,019 моля) соединения фор- мулы Вг Вгс 6,81 г (0,038 моля)цианата Т/35,75,14насыщенного олигоэфир21,06 г (16,85 вес.Ъ)зоцианата Т/35; 7,активаторной смеси созанного в примере 1.Пример .б. Пполиуретана производному в примере 1 спокомпонентов: 38,52 гантипирена, полученнреакции 23,36 г (0,0нения формулы и 15,16 г (0,068 моля) толуи эоцианата Т/35, 55,27 (43, насыщенного олигоэфира П;28,68 г (22,39 вес.Ъ) толуилендииэоцианата Т/35; 5,61 г (4,38 вес.Ъ) активаторной смеси, приведенного в примере 1 состава.П р и м е р .7. В стакан емкостью 250 мл, снабженный мешалкой, загружают 8,49 г (0,049 моля) толуилендиизоцианата марки Т/20 и 23,80 г (0,049 моля) соединения формулыВг Вг ВГ Вг Реакционную массу перемешивают 5-20 мин. Полученный антипирен - 32,29 г (16,5 вес.Ъ) при 30-50 вС смешивают с 89,38 г (45,69 вес.Ъ) простого олигоэфирамарки "Лапрол 3003" (на основе окиси пропилена и глицерина) и при перемешивании загружают 63,05 г (32,23 вес.Ъ) толуилендиизоцианатаК полученному форполимеру при интенсивном перемешивании через 30-110 с добавляют 10,92 г (5,58 вес.Ъ) активаторной смеси следующего состава, г: Содержимое стакана перемешивают в течение 10-30 с и выливают в форму Пенообразование начинается сразу же и завершается через 45-100 с. Полученный пенополиуретан выдерживают в течение 24 ч при 20-24 С.П р и м е р 8, Получают пенополиуретан по способу, описанному в примере 7. Загрузки компонентов: 29,19 г ,19,88 вес.Ъ) антипирена, полученного реакцией 21,52 г (Ор 044 моля) соединения формулыВг Вг с 7,67 г (0,044 моля) толуплендиизоцианата Т/20,69,54 г(26,54 вес.Ъ) толуилендиизоцианата Т/20; 9,12 г (6,21 вес.Ъ) активаторной смеси указанного в пример 7 состава.П р и м е р 9, Пенополиуретан получаютпо указанному в примере 7 способу. Загрузки компонентов: 45,12 г (30,08 вес.Ъ) антипирена, полученного взаимодействием 17,76 (0,068 моля) толуилендиизоцианата Т/20 и 27,36 г (0,068 моля) соединения формулы 57,76 г (38,51 вес.Ъ) простогоэфира "Лапрол", 37,80 г 50 .(25,20 вес.Ъ) толуилендиизоцианатаТ"80/20, 9,32 г (бр 21 вес.Ъ) активаторной смеси указанного в примере 7 состава.(16,9 вес.Ъ) антипирена, полученного в результате реакции 16,62 г 60 (0,020 моля) соединения формулыВг Вг Вг Вг747860ЗР уф СН Ву ЭР3б ОН 3 ВВг Згбн5с 6,81 г (0,038 моля)толуилендицианата Т/20,54,00 г (43,21простого олигоэфира "Лапрол 30039)59 г (31,68 вес.Ъ) толуилендцианата Т/20", 7,76 г (6,21 в.активаторной смеси.Свойства полученных трудногопенополиуретанов (примеры 2-11)представлены в таблице,дногорючих пенополиуретанов ивовес.3,иизоес.) чи тру ПределпрочностиприрасреОтносименение свойсле цикличесго сжатия Эладтичностьпоотскоку Время Кажу- подь- щаяся ема плот- пены, ностьЪ о Пример тельнаядеформаци го- ревщейчасобразцапри о си- тельнаядеформация яжеии,гс/см 50 но сж ти 3 35 52,.2 1 1 е го-.192 11 17,9 4 2 0 143 18 5 9 1 39 18 О 0 35,20 125 5,О 5 0 5 7 3,9 0 7 21,5 8 10 23,8 г,24,0,8 2,00 1 2 40,0 О с 3,49 г (0,020 моля) толуилендиизоцианата Т/20, 55,28 г (44,23 .вес ) простого олигоэфира марки "Лапрол 3003", 41,83 г .(33,47 вес.) толуилендиизоцианата Т/20, 7,76 г (6,21 вес.Ъ) активаторной смеси состава, указанного в примере 7.П р и м е р 11. Пенополиуретан получают по способу, приведенному в примере 7, Загрузки компонентов: 23,62 г (18,90 вес.Ъ) антипирена, полученного при взаимодействии 16,81 г (0,019 моля) соединений формулыСвойства полученны относительное удлинение напряжения сжатия при 50-нойдеформации Полученные пенополиуретаны обладают свойствами негорючести.При сравнении физико-механических свойств предлагаемых пенополиуретанов с известными 21, ингибитором горения которых является 2,4,5-трихлор,3-бенэолдиизоцианат и имеющи- Ь ми следующие показатели:Количество галбидсодержащего изоцианата в пенополиуретановой композиции,Ъ 51.5 само- стоятельногогоренияпослеудаленияисточникапламени,с Кажущаяся плотность, кг/мИзменение свойств после циклического сжатия:относительнаядеформация,Ъотносительное уменьщение на-,пряжения сжатияпри 50-ной деформации,Ъ 2,50 125 2,30 118 2,00 115 2,52 120 2,20 115747860 15, 0 6,5 Не горит 8,95 150 НЗ у В -О 15 Видны преимущества трудногорючихпенопластов, содержащих в своемсоставе предлагаемые антипирены. Х Хн,х хОН Результаты опытов показывают,что предлагаемые трудногорючие пенополиуретаны обладают более высокими негорючими и Физико-механическими свойствами пр сравнению с известными. Кроме того, следует отметить, что количество антипирена, вводимого в полимерную матрицу, значительно ниже, чем в композициях для получения трудногорючих пенопластов, изготов-. ленных согласно изобретению 21 . Х ставитель С. Пуринхред М,Кузьма ректорМ, Вигул Редактор Т. Девят Тираж 549 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаушЗаказ 4175/15 Подписноекомитета СССР открытий кая наб., д. нтф, г. Ужгород,"ул, Проектная,4 П лиал Предел прочности прирастяжении, кгс/смЭластичность поотскоку,%Относительная деформация при 50-номсжатии,ЪВремя самостоятельного горения послеудаления источникапламени,сПотеря массы образцапри горении,ЪДлина обгоревшейчасти образца, мм Формула изобретенияСпособ получения пенополиуретанов путем взаимодействия полиола, ароматического хлорсодержащего диизоцианата в присутствии катализатора, вспенивающего агента, эмульгатора и .антипирена, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения огне- стойкости и Физико-механических свойств конечного продукта, в качестве антипирена используют 13,87- 30,08 вес.В продукта реакции изоцианата с соединением формулыХ Х, Х Х где К - На 1Х - НаЕИсточники информации,принятые во внимание при экспертиз1. Патент США Р 4021406,кл. 260-45, 75 В, опублик. 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 138382, кл. С .08 6 18/14;01.07.