Способ получения гидрофильного пенополиуретана

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия изоцианатного компонента со статистическим сополимером окиси этилена и окиси пропилена с содержанием оксиэтиленовой части 70% в присутствии катализатора, вспениваюрдего агента и поверхностно-активного вещества, отличающийс я тем, что, с целью повшаения эластичности и гидрофильных свойств пенополиуретана, в качестве поверхностно-активного вещества используют 0,55-2,00 мас.ч., предпочтительно 0,55-1,0 мас.ч. на 1 00 мас.ч., статистического сополимера оксиэтиленоксипропилендиметилсилоксанового блок-сополимера с молекулярной .массой силоксанового блока 3950-4000, С S средним числом оксиалкиленовых блоков , с концевыми ацетоксигруппами в оксиалкиленовых блоках, причем молекулярная масса одного оксиалкиленового блока равна 2400-2500, и содержание оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке Составляет 60-70 мол.%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(59 С 08 G 18/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3345714/23-05 (22) 08.10.81 (46) 07.05.84. Бюл. Р 17 .(72) Е.Г.Дубяга, АаБ. Комарова (СССР)

Пенцель Ульрих (ГдР), Г.К.Яковлева, О.Г.Тараканов, В.С.Лебедев, o.A.Êðþ÷êoâ, Ю.И.Вркин и О,A.Êîêîревская (СССР) (71) Ордена Трудового Красного Энамени Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (СССР) и Народное "Синтезверк Иварцхайде" (ГДР) (53) 678.664-405.8(088.8) (56) 1. Патент США Р 4008189, кл.260-2.5, опублик.1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2939446/23-05, кл. С 08 0 18/14, 1980 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия изоцианатного компонента со статистическим сополимерам окиси этилена и окиси пропилена с содержанием оксиэтиленовой части 70% в присутствии катализатора, вспенивающего агента и поверхностно-активного вещества, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыиения эластичности и гидроФильных свойств пенополиуретана, в качестве поверхностно-активного вещества используют 0,55-2,00 мас.ч.. предпочтительно

0,55-1,0 мас.ч. на 1 00 мас.чеа статистического сополимера оксиэтиленоксипропилендиметилсилоксанового блок-сополимера с молекулярной массой силоксанового блока 3950-4000, средним числом оксиалкиленовых бло- щ 2 ков 5-6, с концевыми ацетоксигруппами в оксиалкиленовых блоках, причем молекулярная масса одного оксиалкиленового блока равна 2400-250D, С и содержание оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке составляет

60-70 мол.%.

1064615

Изобретение относится к области получения гидройильного пенополиуретана (ГППУ, который может применяться в качестве искусственной почвы. заменителя натуральных губок, в медицине, в тех отраслях народного хозяйства. где требуются материалы с повышенной гидрол ильностью.

Известен способ получения ГЙПУ путем взаимодействия,иэоцианатов и гидроксилсодержащих соединений в 10 присутствии целевых добавок, согласно которым в качестве гидроксилсодержащих соединений используют олигоэйиры-сополимеры на основе окиси этилена и окиси пропилена с различ- 15 ным молекулярно-массовым соотношением оксиэтиленовой и оксипропиленовой частей. При этом в качестве поверхностно-активных веществ (AAB) используются кремнийсодержащие ПАВ Ц 20

Недостаткогл известного способа является использование смеси олигоэбиров при соблюдении определенных соотношений между ними и невысокая гидрофильность получаемых пенополиуретанов.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения

ГППУ путем взаиглодействия изоцианатного компонента со статическим сопо- 3 лимерогл окиси этилена и окиси пропилена с содержанием оксиэтиленовой части 70% в присутствии катализатора, вспенивающего агента и ПАВ Ц2

В качестве ПАВ используют оксиэтилендиметилоксановый блок-сополимер с концевыми гидроксильными или метоксигруппами в оксиэтиленовом бЛоКЕ И молекулярной массой одного оксиэтиленового блока 400-500.

Получаемый по этому способу ГППУ 40 имеет следующие показатели. кажущаяся плотность 31,6-36;5 кг/гл, остаточная деформация при сжатии на 50% за 72 ч при 20О 2,5-8,8Ъ, предел прочности при растяжении 0,76- 45

1,1 кг/см, относительное удлинение

2 при разрыве 200-360%, эластичность по отскоку 12-28%, водопоглощение за

24 ч 2910-3360%, но этот способ не обеспечивает получения ГППУ с очень высокими гидрофильными показателями.

Целью изобретения является повышение эластичности и гидрофильных свойств пенополиуретана.

Указанная цель достигается тем,. что при получении ГППУ путем взаимодействия изоцианатного компонента со статическим сополимером окиси этилена и окиси пропилена с содержанием оксиэтиленовой части 70% в присут- 60 ствии катализатора, вспенивающего агента и IIAB в качестве ПАВ используют 0 55-1,0 мас.ч. на 100 вес.ч. статистического сополимера оксиэтиленоксипропилендиметилоксанового блок-сополимера с молекулярной массой силоксанового блока 3950-4000, средним числом оксиалкиленовых блоков 5-6, с концевыми ацетоксигруппами в оксиалкиленовых блоках, причем молекулярная гласса одного оксиалкиленового блока равна 2400-2500 и содержание оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке составляет

60-70 мол.Ъ.

В присутствии предлагаемого ПАВ получают ГППУ с равномерной мелкоячеистой открытопористой .структурой.

ГППУ, полученный согласно изобретению, имеет средний размер ячеек

0,35-0,40 мм, низкую кажущуюся плотность 27,4-30,0 кг/м, высокие гидрофильные и физико-механические показатели, водопоглощение на 24 ч 4322-4780%, остаточная деФормация при сжатии на 50% за 72 ч 2,5-4,3Ъ, предел прочности при растяжении

0,74- 0,92 кг/см, относительное удли.z нение при разрыве 252-363%, эластичность по отскоку 30-40%.

Согласно изобретению в качестве металлоорганического катализатора используется октоат олова, в качестве аминного — диазабициклооктан (ДАБКО) . В качестве изоцианатного компонента используетсч толуилендиизоцианат — 65/35, содержащий 65%

2,4-изомера и 35% 2,б-иэомера (THH

65/35) в качестве вспенивающего агента — вода.

Пример 1. В металлическом стакане с внутренним диаметром 80 мм и высотой 120 мм взвешивают 100 мас. ч, олигоэфира Л-3003-2-70, 0,4 мас. ч.октоата олова,0,55 мас.ч.ПАВ окси- этиленоксипропилендиметилсилоксанового блок-сополимера с содер. :.анием оК сиэтиленовых групп в оксиалкилленовом блоке 60%.

Смесь перемешивают при 20-24 С с помощЬю раглной мешалки (1400 аб/мин). в течение 10 с. Затем при той же температуре, вводят 3 5 мас.ч. воды и 0 1 мас.ч. ДАБКО, перемешивают с помощью той же мешалки в течение

5 с. Затеи вводят 36 б мас.ч. с помощью той же мешалки в течение 5 с.

Затем вводят 36,6 мас.ч. ТДИ 65/35 йеремешивают 5 с и выливают в Аорму для вспенивания /200 180 100 мм/.

Вспенивание композиции происходит за счет углекислого газа, выделяюще- гося при реакции изоцианата с водой °

Полученный ГППУ выдерживают в течение 1 суток при комнатной температуре для завершения реакции Nco групп. Свойства полученного ГППУ приведены в таблице.

Пример 2, ГППУ получают как в примере 1.

В качестве ПАВ используют оксиэтиленоксипропилендиметилоксановый блок1064615

Физико-механические и гидро4ильные свойства ППУ

257

4237

4632

29,9

0,88

4690

4530

30,0

3,92

4254

4760

0-,76

28,6

4,02

4093

4644

363

4,19

27,4

4556

4706

29,0

2,9

342 .

3727

4380

2,5

28,3

332

3930

4440

28,4

О, 76

3,06

)525

4322

3,91

252

29,2

3239

4497

29,5

4403

4,09

0,74

296

- 30

По про- 31,6тотипу 36,5 2,5-8,8 0,76-1,1 200-360 12-28

2910-3360.сополимер с содержанием оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке

60Ф в количестве О 65 мас.ч. на . 100 мас.ч. Л-ЗО03-2-70..

Н р и м е р 3. ГППУ получают как в примере 1.

В качестве ПАВ использжот оксиэтиленоксипропилендиметилоксановый блок-сополимер с содержанием оксиэтиленовых гоупп в оксиалкиленовом блоке 603 в количестве 1,00 мас.ч. на 100 мас.ч. Л-3003-2-70; ,Пример .4. ГППУ получают как в примере 1.

:B качестве ПАВ используют Оксн этиленоксипропилендиметилсилоксановый блок-сополимер с содержанием оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке 60% в количестве 1,5 Мас. ч. на 100 мао.ч. Л-3003-2-70.

И р и и е р 5. ГППУ получают как в примере 1.

В качестве ПАВ используют оксиэтиленоксипропилендиметилсилоксановый блок-сополимер с содержанием оксиэтиленовых групп s оксиалкиленовом блоке 60% в количестве 2,0 мас. ч. на 100 мас.ч. Л-3003-2-70.

Hp и м е р 6. ГППУ получают как в примере 1. В качестве ПАВ иснолЬ-- зуют оксиэтиленоксипропилендиметилсилоксановый блок-сополимер с содержанием оксизтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке 70% в количестве

0,55 мас.ч. на 100 мас.ч. Л-3003-2- I

70 °

Пример 7. ГППУ .получайт как в примере 1. В качестве ПАВ ис 5 пользуют оксиэтиленоксипропиленлиметилоксановый блок-сополимер с со- . держанием оксизтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке 703 в количестве 0,65 мас,ч. на 100 мас,ч.

10 Л-3003-2-70.

Пример 8. Получают как в примере 1. В качестве GAB используют оксиэтиленоксипропилендиметилоксановый блок-сополимер с содержанием

15 оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке 70% в количестве 1.0 мас.ч. на 100 мас.ч. Л-3003-2-70.

Пример 9. ГППу получают как в примере 1, В качестве HAB испольщ зуют оксиэтиленоксипропилендиметилсилоксановый блок-сополимер с содержанием оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке 70% в количестве

1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. Л-3003-2-70.

Пример 10. ГППУ получают как в примере 1. В качестве ПАВ ис пользуют оксиэтиленоксипропилендиметнлсилоксановый блок-сополимер с содержанием оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовом блоке 70% в количестве 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч.

Л-3003-2-70.

1064615

Редактор С.Титова Техред А.Бабинец

Корректор И.Эрлейи

Эаказ 3877/1 Тираж 469 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 илиал 1ШП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ данных таблицы, образцы ГППУ, полученные согласнО заявляемому способу, имеют повышенные гидрофильные свойства (водопоглощение за 24 ч составляет 4322-4760%) по сравнению с образцами ГППУ по 5 прототипу (водопоглощение эа 24 ч

2910-3360%). Физико-механические показатели ГППУ, полученных rto предлагаемому способу, также высокие, при меньших значениях кажущейся плотнос- 10 ти (27,4-30,0 кг/м ) они имеют более высокие значения эластичности по отскоку(30-40%) по сравнению с ГПУ по прототипу, у которого кажущаяся плотность 31,6-36,5 кг/и и эластич3 ность по отскоку 12-28% соответственно. Использование предлагаемого способа позволяет повысить гидрофильные свойства ГППУ, снизить кажущуюся плотность ГППУ, повысить эластичность по отскоку ГППУ.