Способ получения изоциануратсодержащих пенопластов

Номер патента: 472558

Авторы: Житинкина, Ивашевский, Китаева, Толстых

ZIP архив

Текст

472558 3олов, диалкнловых эфиров глнколей, циклнчес.кнх простых моно- ч полиэфиров, причем эквн.валентное отношение простого эфирного кисло.рода к иону металла составляет соответственно(1 - 100); 1,5Перечисленные соединения используют попредлагаемому способу в качестве катализато.ров или сокаталнзаторов как индивидуально,так и в, смеси друг с другом.10В качестве спиртов для приготовления катализаторов используются как моно-, так и поли.функциональные спирты, в том числе элементо.содержащие (например, алканоламины, алканол.фосфиты и др,). Преимущественно используют5пропанолы, бутанолы, глицерин, гексантриолы,октандиол, трнэтаноламин,В качестве металлсодержащих соединенийпо предлагаемому способу используют ацетаты, карбонаты, алкоголяты, феноляты и гид.роокиси щелочных и шелочноземельных метал.лов, октоаты металлови Н групп, нафтенаткобальта и др,Количество используемого для полученияпенопластов катализатора составляет при этом0,01 - 10 зкв.% (в пересчете на Ме) по отношению к полиизоцианату, предпочтительно 0,15,0 зкв,%.В качестве сокатализаторов по предлагаемомуспособу предпочтительно используют продуктыоксиалкилирования различных гидроксил-, амино-, карбоксилсодержащих соединений (простыеполиэфиры на основе ди. и полиолов, ди. и по.лиаминов, ди- и поликарбоновых кислот и лю.бых других соединений, содержащих ОН-, МНфЧН-,СООН. группы) различной степени раэветвлен.ности с мол. вес. до 10000; диметиловые, ди.этиловые и другие диалкиловые эфиры глико.лей (диметиловые эфиры этиленгликоля - глимы, диэтиленглнколя - диглимы, триэтиленгликоля - триглимы и т. д.), а также прочие ди.алкиловые эфиры; циклические полизфиры, содержащие 4 - 8 - О - групп, главным образом 4 - 6,например, типа 18-краун.б,В качестве изоцианатов для получения изоциануратных пенопластов по предлагаемому способу используются любые ди- и полиизоцианаты (в том числе Р., Вг - , С - , Р - содержащие),а также апдукты на их основе, содержащие сво.бодные изоцианатные группы, Предпочтительными изоцианатами являются толуилендниэоцианат (ТДИ), дифенилметандиизоцианат и "сырой" ТДИ - неочищенный ТДИ или продуктнеполной отгонки ТДИ и любые аддукты на ихоснове с концевыми ЙСО группами (например 55адцукты на основе ТДИ и диэтиленгликоля, три.метилолпропана и др,),Для создания пенопластов с желаемыми,свойствами в качестве полиизоцианатов исполь. 4зуются также различные МСО содержащие пред. полимеры на основе изоцианатов иа) гндроксилсодержаших соединений (ди. и полифункциональных спиртов алкильного и арильного типов, в том числе элементосодер. жаших и содержащих ненасыщенные связи), воды, диеновых ОН-содержащих соединений, ОН.содержащих углеводородов, фенолальдегид., ных смол, ди- и полифениленовых соединений, содержащих ОН-группу, ОН.содержащих производных ферроценов, триазина и друтих гомо- и гетероциклических соединений, содержащих.ОН-группу;б) ди- и полиамннов, содержащих чН - и/или чН,- группы, включающих в себя в том числе производные всех. типов соединений, указанных в лунке а.Используют также в качестве полииэоциана. тов предполимеры с концевыми ЯСО-группами на основе различных изоцианатов и соединений, взятых из группы эпоксидных смол, ди. и по. ликарбоновых кислот или их ангидридов, а так. же изоцианаты, взятые из группы карбодиимидилн изоциануратсодержаших полиизоцианатов и сополимеров изоцианатов с различными виниль. ными соединениями и альдегидами. При этом указанные продукты используют цреимуществен. но в виде смесей с обычными ди- и полиизоцианатами.Все перечисленные изоцианаты, их аддукы и прочие ИСО- содержащие соединения можно использовать индивидуально или в смеси друг с другом в любых нужных соотношениях.В композиции для вспенивания по предлагаемому способу используют также модифициру. ющие агенты с целью изменения физико.-механических свойств пенопласта в требуемом направ. ленни, В качестве такого рода дополнительных модифицирующих агентов могут использоваться любые соединения, реакционно способные по от. ношению к изоцианатам, главным образом ОН., 4 ф СО Н О -- СОэпоксидсодержащие, включаннцие в себя в томчисле производные всех соединений, указанныхв пункте а, в том числе элементосодержащие исодержащие ненасьпценные связи (например, полиолы, полиэфиры, ди- и полиамины, производ.ные ферроценов и других гомо и гетероциклических соединений, содержащих реакциониоспо.собные по отношению к изоциаиату группы ит. д.),В качестве модификаторов могут использоваться также различные нереакционнопасобные.добавки как органического, так и иеорганичес.кого типов, например полихлорвинил или егосополимеры и другие полимерные продукты, 472558способствующие повышению тсрмо. или огне.стойкости пенопластов; мономерные добавки,особенно содержащие С 1-, Р-, Вг., ЯЬ- (трихлор-,трибромалкилфосфаты, С 1, Вг- парафины, С 1-,Вг- производные бенэола, толуола, циклогекса.на и т.д.); неорганические наполнители, такиекак неорганические соли, окислы и хлорокисиметаллов (МН 4 С 1, ЗЬзОз, ВЬС 1 з, ВЬОС 1, СаО,А 1 зОэ и т.д.), элементарные соединения в видепорошкообразных продуктов (Р, металлы); минеральные разбавители, например, песок, тальк,каолин, аэросил, асбест, графит, перлит, цементи т,д. Количество вводимых модифицирующих агец.15тов определяется при этом требованиями к физико-механическим показателям пенопластов иможет составлять 1 - 200 вес.% по отношению кполиизоцианату, преимущественно 3 - 50%.В качестве модификаторов, кроме известных20реакционно- и нереакционноспособных добавок,используют также продукты, взятые иэ группыпростых полиэфиров, модифицированных приви.тым акрилонитрилом, ди- и поликарбоновыхкислот или их ангидридов, синтетические смолы,взятые из группы эпоксидных смол, фенолальдегидных или фурфурольных смол, акрилатныхсмол, диеновых смол, гидроксил- или карбоксилсодержащих дроизводных триазина, а также поли.мерные наполнители, взятые из группы полиак.рилонитрилов, полиамидов или полимидов, полиальдегидов, и различные добавки, взятые изгруппы органических и неорганических волок.истых материалов (например, углеродных воло.кон), микросфер как органического, так и не 35органического типа. Модификаторы используютпри этом индивидуально, а также в смеси другс другом или с другими известными модифика.торами,Перечисленные типы полиизоцианатов и модиофицирующих агентов используют при полученииизоциануратных пенопластов по предлагаемомуспособу с целью повышения термо- и/илогнестойкости, формоустойчивости при повышенныхтемпературах, а также с целью придания некоторых специфических свойств,Для улучшения структуры пенопласта исполь.зуют поверхностно. активные вещества (ПАВ) какионогенного, так и неиоцогенцого типа, преимущественно силиконового типа.Вспенивание композиции по предлагаемомуспособу производят с помощью легкокипящихжидкостей: фрео.11, фрео.113, метилецхлорид,углеводороды и др. В качестве вспенивающегоагента можно использовать также СО, вьщеля.ющийся в процессе реакции Н,О, .СООН с изоцианатом.Процесс всиецивания осуществляют по одностадийцому методу вручную или на машинах,использующихся обычно для производства пецополиуретанов, Для стабилизации свойств пенопласта можно использовать термообработку пе. нопласта в различных режимах при 50 - 250 С. Температура компонентов для всиенивания 10 150 С.Композиции для вспенивания и получения иэоциануратсодержаших пенопластов по предлагаемому способу могут быть представлены в виде двухкомпонентных систем. Компонент А включает в себя каталитическую смесь, моди фицирующие агенты, ПАВ, зспенивающий агент, компонент Б - полиизоцианатный компонент.Получение пенопластов по предлагаемому способу производят следующим образом.В металлическую емкость для перемешива. ния берут расчетные навески каталитической смеси, модификатора, ПАВ, вспецивающего агсц. та. Компоненты перемешивают на механической мешалке с числом оборотов 1 б 00 об/мин в течение 60 с. Затем в смесь добавляют необходимое количество полиизоцианатного компонента и снова перемешивают ее на той же мешалке в течение 20 с, после чего выливают в форму для вспениваиия и отвержденя.В случае использования двухкомпоцснтцой системы в емкость для перемешиваня берут расчетные навески компонентов А и Б и перемеши. вают в течение 20 с, после чего смесь выливают в форму для вспениванияВ случае использования машинной технологии компоненты А и Б подают в смесительную головку и через выходное отверстие смесь за. ливают непосредственно в форму для вспенвания в течение расчетного времени (исходя из производительности машцы объема формы).При осуществлении предлагаемого способа достигают следующих преимушеств: регулрование скоростей всиецваня и отвержденя получаемых пенопластов в широком диапазоне, что позволяет производить заливку композиции практически в любые конструкции и изделия (полученс формованных изделий, сэцдвч.эле. ментов и т. д,); реализация трсбуемых.свойств пенопластов в части х кажущейся плотности, жесткости, термо- и огцсстойкости, а также в части специфических свойств, что позволяет удовлетворять различные технческис требова. ния к такого рода материалам, значительно рас. ширить области х ирмсцеця; легкость приготовления и достуицость активаторих систем; возможность получения пенопластов низкого объемного веса (до 30 кг/м"), обладающих до. статочцо высокой механической прочностью (1,5 - 1,8 кг/см иробъемном весе 30-40 кг/мз).Пенопласты, получснцые ио предлагаемому способу, обладают стабильными свойствам, мс. ют высокую теплостойкость (200 - 300 С) и от.8П р и м е р 3. Каталитическую систему го товят по примеру 1 нз 10 вес.ч. 30%.ного раст. вора этиленгликолята калия в этиленглнколе н+ тетраглима. Эквивалентное отношение -О-: Ме в смеси составляет 20;1.Композиция для вспенивания, вес.ч.:Указанная активаторная смесь 15Фосфорилированный простой поли.эфир (мол, вес 2000, содержаниеОН- групп 1,65%)Полиамид (в виде порошка)МетиленхлоридСиликоновое ПАВПолиизоцианат, содержащийизоциануратные циклы (содер.жанне МСО.групп 28,6%) 100Вспенивание композиции производят при комнатной температуре, отверждение при 150 С в течение 4 ч.П р и м е р 4, Актнваторную систему гото. вят по примеру 1 из 10 вес.ч. 30%-ного раствора фенолята калия в гексантриоле и полиокси. пропилентриола на основе глицерина и окиси пропилена (мол, вес 3000). Эквивалентное отношение -О-: Ме 28:1Композиции для вспенивания, вес.ч.:Указанная каталитическая смесь 12Трихлорпропилфосфат 10Силиконовое ПАВ 1,5Фреон.113 10Предполимер на основе дифенил.метандиизоцианата и диангидридаднфенил.З,З, 4,4 .тетракарбоновой кислоты (содержаниеМСО-групп 28,8%) 100Вспенивание производят при 60 С.Для стабилизации свойств пенопласта допол. кительно его отверждают при 200 С в течение 4 ч.П р и м е р 5. Каталитическую систему готовят из 10 вес,ч. 40%-ного раствора гидроокиси калия в этиленглнколе и полиоксипропилентриола (мол. вес 1000, содержание ОН.групп 5,1%). Эквивалентное отношение -О-:Ме в сме.Вспешвание композиции производят прикомнатной температуре, отверждение при 150 С з 5в течение 4 ч,П р и м е р 2. Бинарную каталитическуюсистему получают по примеру 1 смешением40 вес.ч. 50%-ного раствора ацетата калия взтиленгликоле,и циклического полиэфира (типа 18.краун), Эквивалентное отношение -О-::Ме для: данной каталитической системы 48; 1.Композиция для вспенивания. вес,ч.;Указанная каталитическая смесь 10Фосфорилированный простой полиэфир (мол, вес 3000, содержаниеОН-групп 1,5%)Силиконовый эмульгаторФреон Трехокись сурьмы 50 102205 Пол ихлорвинилПолиизоцианат, содержащий 10%соиолимера дифенилметандиизоцианата с хлором (содержаниеЯСО-групп 26,1%) 100 55 Вспенивание и отверждение композиции про. изводят при комнатной температуре,П р и м е р 6. Каталитическую смесь гото. вят иэ 10 вес,ч. 40%.ного раствора ацетата ка.Вспенивание композиции производят при50 С, отверждение при 160 С в течение 4 ч,7 472558 личную огнестойкость. Кроме того, они обладают высокой коксообразующей способностью и мо. тут использоваться как тепло- и огнезащитные материалы в авиации, судостроении, строитель. стве, приборостроении, в космической технике, для изоляции трубопроводов, промышленных аппаратов и т,д.П р и м е р 1. Бинарную каталитическую систему получают из 10 вес,ч. 50%-ного раство. ра ацетата калия в этиленгликоле и 60 вес,ч. 10 1простого полиэфира на основе глицерина и окиси пропилена (мол. вес. 3000, содержание ОН.групп 1,7%) путем смешения компонентов при комнат. ной температуре в течение 30 мин в токе инерт. ного газа (азот, аргон). Эквивалентное отноше. ние простого эфирного кислорода к иону метал. ла (О-: Ме+) данной каталитической системы составляет 20; 1.Композиция для вспенивания, вес.ч:Пиромеллитовая кислота 10 20Углен (углеродное волокно) 2Укаэанная каталитическая система 14Сложный полиэфир на основе фталевого ангидрида, адипиновой кислоты, таллового масла и триметилолпропана (мол, вес 800, содержаниеОН-групп И%) 5Силиконовый эмульгатор 2Фреон.11 20Полиизоцианат, содержащий 25%3,3- дихлордифенилметандиизоцианата (содержание МСО-групп 29,2%) 150лия в зтиленгликоле и полиоксипропилентриола (мол. вес 3000, содержание ОН групп 1,7%), Отношение .О.:Ме в каталитической смеси 18:1.Композиция для вспенивания, вес,ч.: Каталитическая смесь 15 Простой полиэфнр на основе сахарозы (содержание ОН-групп 9,25%) 5 Силиконовое ПАВ 1,5 Фреон.113 20 Предполимер на основе себациновой кислоты и дифенилметандииэоциана.та (содержание ИСО-групп 29,8%) 100 Вспенивание производят при комнатной температуре, отверждение при 160 С в течение 6 ч. 3 10 10 1,5 655 П р и м е р 7. Используют каталитическуюсистему, состоящую из 5 вес.ч, 20%-ного раствора карбоната натрия в глицерине, 5 вес,ч. 30% ногораствора ацетата ; .; натрия в глицерине и йро.20стого полиэфира на основе глицерина и окисипропилена (мол. вес. 3000, содержание ОН-групп1,7%). Эквивалентное отношение -О.:Ме+состав.ляет 35,4:1,Композиция для вспенивания, вес.ч.:Указанная каталитическая система 15Силиконовый эмульгатор 2Вспенивающкй агент (фреон) 20Азотсодержащий полизфир наоснове зтилендиамииа ц окиси 30пропнлена (содержание ОН. групп22%)ТрихлорзтилфосфатПолиизоцианат (содержание группМСО 30%) 100Вспенивание композиции производят прикомнатной температуре, отверждение при 150 Св течение 4 ч,П р и м е р 8. Используют каталитическуюсистему, состоящую из 5 вес.ч.50%-ного раствора 40октоата олова в этиленгликоле, 5 вес.ч. ацетатанатрия в этиленглнколе и простого полиэфирана основе диэтилеигликоля и окиси этилена(мол, вес 1000, содержание ОН.групп 5,1%). Эк.вивалентное отношение О-: Меф для указанной 45системы 4:1,Композиция для вспенивания, вес.ч.:Указанная каталитическая смесь 15Простой полиэфир на основе глицерина и окиси пропилена с привитым 50акрилонитрилом (мол, вес 3000,содержание ОН.групп 1,5%)Силиконовый эмульгаторФреон13 (вспенивающий агент)Эпоксидированный новолак (ЭН.6)Дифенилметандиизоцианат (содержание основного продукта 98%) 100Вспеннвание производят при 60 С, отвержде.ние при 180 С в течение 4 ч,21 О15 П р и м е р 9, Каталитическую систему получают из 3 вес.ч. 30%-ного раствора бензоата калия в зтаноле, 3 вес.ч, раствора ацетата натрияв этаноле и простого полиэфира на основе ксилита и окиси пропилена (мол. вес 800, содержание ОН.туупп 11%). Эквивалентное отношение-О-: Ме для указанной системы 23;1.Композиция для вспенивания, вес.ч.:Указанная каталитическая смесь 15Диеновая смола (содержание,ОН-групп 1,2%)Силиконовый эмульгаторПол иакрилонитрилФреон Предполимер на основе пиромел.пятовой кислоты и толуиленди.изоцианата (ТДИ) (содержаниеИСО- групп 36,2%) 200Вспенивание производят при 60 С, отверждение при 180 С в течение 4 ч,П р и м е р 10, Бинарную каталитическуюсистему получают из 10 вес.ч. 20%-ного раствора ацетата калия в триэтаноламине, диметило.вого эфира триэтиленгликоля (триглим) и простого полиэфира на основе глицерина и окисипропилена (мол, вес 3000, содержание ОН-групп1,7%). Эквивалентное отношение -О-:Ме для указанной каталитической системы 23:1.Композиция для вспенивания, вес.ч.:Указанная каталитическая смесь 15Сложный фосфорнлпрованный полиэфир на основе адипиновой кислоты, диэтиленгликоля и тримети.лолпропана (мол. вес 2000, содер.жание ОН.групп 1,8%) 3Силиконовый эмульгатор гПиромеллитовая кислота 6Фреон10,Карбодиимидсодержащий полиизо.цианат (содержание ИСО-групп28,1%) 100Вспенивание производят при комнатной температуре, отверждение при 180 С в течение 4 ч,П р и м е р 11, Каталитическую систему по.лучают иэ 10 вес.ч. 50%-ного раствора уксуснокислого цинка в метаноле, 2 вес.ч. этиленгли.колята калия и фосфорилированного простогополнэфира на основе глицерина и окиси пропи.лена (мол. вес 3000, содержание ОН.групп 1,5%).Эквивалентное отношение .О-: Ме для указанной системы 35,5:1.Композиция для вспенивания, вес.ч.:Укаэанная каталитическая смесь 15Фосфорилированный сложный полиэфир на основе адипиновой кислоты,диэтиленгликоля и трнметилолпропана (молвес 2000, содержаниеОН- групп 1,7%)20515 ПолихлоральФреон.113Силиконовый змульгаторФенолформальдегндная смолаПолиизоцианат (содержаниейСО.групп 31%) 100Вспенивание и отверждение композиции производят при комнатной температуре.П р и м е р 12. Бинарную каталитическуюсистему получают иэ 20 вес.ч, 13%-ного раствора пальмитиновокислого калия в этнленгликоле,простого полиэфира на основе глицерина и оки.си пропилена (мол. вес 3000, содержаниеОН-групп 1,8%). Эквивалентное отношение .ОМедля данной каталитической системы 100:1,Композиция для вспенивания, вес.ч,:Указанная каталитнческая система 15Силиконовый эмульгатор 1,5Фосфорсодержащий простой полиэфир (содержание ОН-групп 12%)ТригидроксиэтилизоциануратФреон Предполимер на основе днфенилме.тандиизоцианата и низкомолекулярной эпоксидной диановой смолы(ЗЛ 5) (содержание МСО-групп29,1%) 100 Вспенивание и отверждение производят при комнатной температуре.П р и м е р 13. Активаторная смесь состоит из 2 вес,ч. 20%-ного раствора нефтената кобаль. та в этиленгликоле, 4 вес.ч. 10% ного раствора ацетата калия в простом полиэфире на основе диэтиленгликоля и окиси этилена (мол.вес 400) и 10 вес.ч. простого полиэфнра на основе глицерина и окиси пропилена (мол. вес 3000). Эквивалентное отношение -О-: Ме 36:1.+Кроме активаторной смеси, в состав композиции входят, вес,ч.:Фреон.113 20 Силиконовый эмульгатор 1,5 Полнизоцнанат (содержаннеМСО.групп 31%) 100 Вспенивание и отвержденне производят при комнатной температуре,В таблице приведены физико. механические свойства пенопластов, полученных по предлага емому способу.472558 Составитель Н Просторова Техред И.Асталош Корректор Т,Скворцова Редактор Л. Письман Тираж 585 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж; Раушская наб., Л, 4/5Заказ 5509/59 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Из таблицы следует, что по предлагаемомуспособу получаются мнопласты с широкой гам.мой по объемному весу (0,035-0,36 г/см),высокой прочиостьв на сжатие, высокой тепло.стойкостью и отличной огнестойкостью (потеривеса при свободном горении обычных изоци.ануратных пенопластов 10%; время самостоятель.ного горения 5. 10 с.Формула изобретенияСпособ получения изоциануратсодержащихпенопластов путем тримеризации изоцианата вприсутствии катализатора, вспенивающего аген.та, модификатора и других целевых добавок,о т л и ч а в щ и й с я тем, что, с целью усо.Вершенствования технологического процесса, в качестве катализатора используют бинарную сис.тему, состоящую из катализатора тримеризации, выбранного иэ группы соединений, состоящей из спиртовых растворов солей органических кислот и металлов 1-1 Ч групп Периодической системы, октоатов, нафтенатов, карбонатов, алко.голятов и фенолятов металлов 1 - 1 Ч групп Периодической системы, гидроокисей щелочных и щелочноземельных металлов, и сокатализато.1 О ра, выбранного из группы соединений, состоящейиз полноксиалкиленполиолов, диалкиловых эфиров гликолей, циклических простых моно и полиэфиров, причем эквивалентное отношение про.стого эфирного кислорода к иону металла сос тавляет соответственно (1 - 100): 1.

Смотреть

Заявка

1990603, 11.01.1974

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4059

ЖИТИНКИНА А. К, ТОЛСТЫХ Н. А, КИТАЕВА Л. Г, ИВАШЕВСКИЙ В. Б, ТОЛСТЫХ Т. Ф

МПК / Метки

МПК: C08G 18/02

Метки: изоциануратсодержащих, пенопластов

Опубликовано: 15.09.1979

Код ссылки

<a href="https://patents.su/8-472558-sposob-polucheniya-izocianuratsoderzhashhikh-penoplastov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения изоциануратсодержащих пенопластов</a>

Похожие патенты