Способ получения пенопласта с изоциануратной структурой

. (33) США С 08 6 18/14 С 08 6 18/18 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий(45) Дата опубликования описания 25.02.80(53) УДК 678.664; 62-405.8 (088.8) ИностранцыРоберт Джон Локвуд и Ричард Хейтвей Роесс(72) Авторы изобретения Иностранная фирма(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА С ИЗОЦИАНУРАТНОЙ СТРУКТУРОЙИзобрегение относится к пенопластам с изоциай. уратной структурой, которые могут быть применены в качестве изолирующих материалов для высо. котемпературных трубопроводов, печей и емкостей для хранения жидкостей, находящихся при новы. шенных температурах, Они также находят применение для охлаждения, когда требуется термическая изоляция трубопроводов или емкостей для хранения жидкостей при низких температурах.Благодаря высоким тепло- и огнестойким свой. ствам они могут быть использованы также при изготовлении различных конструкций в промыш. ленном строительстве.Известен способ получения пенопласта с изо. цианура гной структурой путем циклотримеризации ароматического полиизоцианата в присутствии полиола, вспениваюшего агента и смеси 1 ч,1 чдиметилциклогексиламина и соли насыщенной карбоновои кислоты. В качесгве соли насыщенной карбо. новой кислоты используют соль щелочного метал. ла (11.Однако, пенопласт, полученный по этому способу, имеег недостаточно высокую огнесгойкоеть, что ограничиваег его использование в ряде областей техники. Кроме того, процесс осуществляетсядовольно длительное время.Целью изобретения являегся ускорение процесса и повышение огнестойкости пенопласта.5 Это достигается гем, что в способе полученияпенопласта с изоииануратной структурой путемцикло гримеризации ароматического полиизоцианата в присутствии полиола, вспенивающего агентаи смеси Й,й-диметилциклогексиламина и соли Ю насыщенной карбоновой кислоты в качестве солинасыщенной карбоновой кислоты используют0,0055 - 0,02 эквивалента на эквивалент полиизо цианага 20 - 80 ного раствора тетраалкиламмоние.вой соли насыщенной карбоновой кислоты в эти. 5 ленгликоле, причем алкил и карбоновая кисло гасодержит по 1 - 8 атомов углерода. Указанную соль получают взаимодействием соответсгвующей насыщенной карбоновой кисло. чо гы с соответствукяцей гидроокнсью четвергичного аммония.Полиолы, используемые для приготовленияполициануратных пен могут быгь любые. По718014 лиолы могут быть добавлены отцельно вовремя тримеризации полиизоцианата или мож.но провести предварительную реакцию с поли.изоциайатом для получения форполимера с концевыми изоцианатными группами, который затем тримеризуют, Полиолы преимущественноиспользуют в количестве от 0,01 эквивалентадо 0,5 эквивалентов на эквивалент изоцианата,Полиизоцианаты, используемые для получения полиизоциануратных пен могут быть лю Обыми, обычно применяемыми для этой цели,Особенно предпочтительным полиметиленполи.:фенилполиизоцианатом является такой, в кото.ром содержится 30 - 85 вес.% метилен-бис-фенил.изоцианата. 15Могут использоваться вспенивающие агентыи другие вспомогательные добавки, такие какдиспергирующие агенты; стабилизаторы, поверх.постно.активные вещества, пламягасители ит. п. Особенно предпочтительным классом пла. 20мягасящих добавок являются такие как трис (2-хлорэтил) -фосфат, трис- хлорпропил) .фосфатурис,3. дибромпропил) - фосфат, трис.. 1,1,3-дихлоризопропил) -фосфат и т. п,Предлагаемую композицию применяют разбрызгиванием в виде тепло- и огнестойких по.лиизоциануратных пен. Может быть использовано стандартное оборудование. Оно включает всебя различные типы распылителей,Пены показывают хорошую адгезию к раз.личным субстратам, включая мазонит, строительный картон, гипсовые пластины, асбестовыепластины (трансит), дерево, фанеру, листовойметалл и бумажные продукты, такие каккрафт. бумага и тяжелый картон. Тепло.- и ог. 55нестойкие пены, имеют хорошие физическиесвйоства, При напылении пены быстро отверждаются. Их напыляют при 4,4 С, включая температуру субстрата. Пены имеют рабочие харак.теристики, подобные характеристикам простого 4 Ополиуретана, Это позволяет напылять пены тонким слоем,Прим ер 1. Пену 1 получают из компонентов А и Б при 63 - 66 С. Напыление осуществля.45ют на картон и на нержавеющую сталь с отличной аЬгезией в обоих случаях. КомпонентомА является полиметиленполифенилизоцианат, со.держащий около 40 вес,% метилен-бис-фенилизоцианата остальной частью смеси является поли.РЯметиленполифенилизоцианат с функциональностьювыше 2,0 и имеющим изоцнанатный эквивалентный вес около 140. Компонент Б представляетсобой незначительное количество полиола, поверхностно-активного вещества, вспенивающего55агента и каталитической композиции, Рецептура и свойства приведены в табл. 1. Содержаниетримера в пене 1 - 8,5%, Вычисленное содержание тримера - 8,12%,4П рим ер 2, Гену 11 готовят аналогично примеру 1, Пену напыляют на трансит и полу. чают хорошие адгезионные свойства. Пейу 1 И готовят аналогично, но исключают трет-амин. Пену напыляют на трансит, Характеристики пе. ны идентичны пене 1. Однако в сравнении с характеристикой лены И, пена 111 дает очень плохую адгезию к транситу и отваливается от лис. та, Состав и свойства пен 11 и 11 представлены в табл. 2,Пример 3. Пены 1 Ч и Ч готовят анало-гично примеру 1. Однако пену 1 Ч напыляютпри температуре окружающей среды (21 С),тогда как лену Ч напыляют при 4,4 С, Субстраты в каждом случае имеют те же темпера.туры. Испытания по напылению пен 1 Ч и Чпроводят на картоне и стальном листе. Наблюдалась отличная адгезия пены для обеих пен,В табл, 3 приведены рецептура и физичес- кие свойства лен 1 Ч и Ч. П р и м е р 4. Образцы пен Ч 1-ХГЧ готовятаналогично примеру 3 за исключением случаевпри использовании аммониевых солей, При комнатной температуре компоненты А и Б тщательно перемешивают в течение 3 и быстровыливают накартоновые листы при 21 С и4 С и на стальные листы при 4 С. Пены испы.тывают на адгезию спустя 2 мин после окон;чания поднятия сдиранием пены со стали иликартона. Во всех случаях, картон или сталь,при 21 С или 4 С, пена рвалась прежде, чемее отделили от подложки, что говорит о прекрасной адгезии,Пены Ч 1, ЧИ и ЧИ 1 готовят с аммониевойсолью.Пены 1 Х, Х и Х 1, готовят, с октоатом тет.раметиламмония и пены. ХИ, ХИ 1 и Х 1 Ч с аце.тоном тетраэтиламмония, Все пены имеют ана.логичные физические свойства, не взирая натемпературу подложки. Образец пены ЧИ 1, нобез й, й-диметилциклогексиламина и выливаютна лист стали при 4 С, дает плохую адгезиюк стали. Для растворения аммониевой соливо всех случаях используют,этиленгликоль. г В табл. 4 приведены рецептура и физическиесвойства пен Ч 1 - Х 1 Ч,В табл. 5 приведены рецептура и .физическиесвойства пен по предлагаемому и известномуспособу,Таким образом получают пенопласт с боль.шой огнестойкостью и за более короткое вре.мя, чем по известному способу.718014 Таблица 1 Показатель, единица измерения Величина 134 5упрочнения пены Адгезия к транситу:% объема1 день3 дня7 пней 134 1,48 2,02932 6516186,5233765,5 20,5140 Примечания к табл. 11, Сложный полиэфир получен этерификацией 1 моля хлорзндикового ангидрида, 1,1 моля диэтиленгликоля и 2,5 молей окиси пропилена.2, Полиэфир для жестких пен, среднее чис- ло гидроксильных групп 700.3. Раствор, содержащий 60 вес.% 2.этилгек. саноата тетраметиламмония и 20 вес.% этиленгликоля.4. Силиконовое поверхностно. активное вещество. 4,41:11,95 4,6 2,9 6,2 4,0 7,4 5,0 Компонент АКомпонент Б:сложный полиэфир 11 А 7002трис. (11-хлорпропил) фосфаткатализаторЙ,М. диметилциклогексиламинДС Фреон 11 - ВОбъемное отношение А/БВесовое отношение А/БПериод, с;инициирования 1инициирования 2гелеобразованияокончательного подъема пеныбез отлилаупрочнения пеныПлотность, г/смИспытание (АЗТМ Д - 1940)% Ь объема1 день7 дней14 днейСухое старение при 93 С, % Ь объема1 день7 днейПрочность на сжатие, кг/см11 подъему пены4. ПОДЪЕМУ ПЕНЫКислородный индекс %РПлотность дыма, %Скорость распространения (АЗТМ Е)пламенидыма" 65, Трихлорфторметан.6. Процентное содержание кислорода, требую.1 щееся для поддержания горения образца (АЗТМД),7. Процент поглощения света (АЗТМ Д -2843-70),Показатель, единица измерения Компонент А 134Компонент Б;сложный полизфир 1 70трис (/3-хло рэтил.фосфат)26Катализатор 11 4Й,1 ч-диметилциклогексиламин 1ДС3Фреон 11.В 37Объемное отношение А/Б 1:1Период, с:инициирования 1 0,75инициирования 2гелеобразованияокончательного подъема пеныбез отлила Примечание к табл. 2, 1, Раствор, содержащий 65 вес.% 2-этилгексаноата тетраметиламмония и 35 вес.% этиленгли.коля. Показатель, единица измерения718014 Продолжение табл, 3 14 днеиСухое старение при 90 С,% объема1 день7 днейПрочность на сжатие, кгсмУ направлениеХ направление2 направлениеКислородный индекс, % 0,5 -1,0 2,5 0,8 1,69 1,85 1,03 1,26 3 33 8,9 29,1 Таблица 4 а измерени Показа ь, един Ч Ч ЧХ ХИ 4 134 13 134 134 134 13 омпонент А омпонент Б: 5 65 . 65 б 5 б полиз Ы16 1 трис фхлорпр осфа 18 1 18 1 ДС Фреон 11 В 3 37 3 7 3 37 мин 2,9 3 ацетат тетразтиламмония 4 2 2 4 2 пература подложки Подло ж 3 3 3 3 5 Инициирование, с 5 О 2 5 5 густевани 20 25 25 25 2 0 2 ятие,артон Картон Картон Картон Картон Сталь Картон Картон Сталь71804 Продолжение табл. 4 во всех образцах очень. хорошая247 252 253 265 259 26,3 237 237 235 Адгезия к подложкеПлотность, кг/ма Кислородный индекс, % 28,0 28,1 28,1 29,6 23,6 29, 28,0 27 2 Скорость распределениядымаедПрочность, на сжатие кг/смф 100 100 100 200 100 100 100 100 1,25 1,336 1,477. 1,758 1,758 2,039 1,125 0,914 0,984 Таблица 5 Показатель, единица измерения 0,957,% оличество ЙСО трим найдено 43 78: 1. 52 вес.% 2-эи 48 вес.% этил2. 50 вес.% 2.зтнл3, Вспучиваемо ния гексаноата тетраметилам глнколя. гексаноата и 50 вес.% этилть в ходе горения. нмеч гликол Показатель, единица измерения у у 1 у 1 трис. ф хлорпропил)фосфаткатализатор Акатализатор Вэтнленгликольй,й-диметилциклогексиламинДС фреон 11;ВЙСО, эквОН,эквТемпература компонента, ССмешивание, с11 718014 12Формула изобретения зуют 0,0055 - 0,02 эквивалента на эквивалентполииэоцианата 20 - 80%.ного раствора тетра.Способ полфчения пейопласта с. йэоцианурат- алкйламммониевой соли насыщенной карбононой структурой "Путам циклотуимеризации аро вой кислоты в этиленгликоле, причем алкилйатййвского полииэоцйанатаЪ фйсутствии по и карбоновая кислота содержат по 1 - 8 атомовпаол, вспенивающего межа и смеси й, й.ди углерода.метйй 1 иклогеюиламина и соли насыщеннойкарбоновой кислотй, -о"тл ич а ю щи й с я тем,Истопники информации,пто, с цельюускорения процесса й повьппения принятые во внимание лри экспертизеогнестойкости конечйого йрбдукга, вкапестве 1 о 1. Патент Великобритании У 1223415,солй йасьйценной карболовой кислоты исполь- кл. С 3 й; опублик. 1921 (прототип).Составитель Н, ПростороваРедактор Р, Антонова Техред М,Келемеш Корректор М, ПожоЗаказ 9871/71 Тираж 549Подписное ЦНИИПИ ГосуДарственного комитета СССР