Способ получения эластичного пенополиуретана

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора , пеностабилизатора, вспенивающего агента, антипирена и антиоксиданта ,о тли чающийся тем, что,с целью увеличения стойкости пенополиуретана к caMOBosropaHiiro и достижения однородности эксплуатационных свойств по всему объему вспененного . блока, в качестве антиоксиданта используют систему стабилизаторовi включающую 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол , дибенз--1,4-тиазин и три-(п-нонилфенил )фосфит при массовом соотношении 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфеноЛа, дибенз-1,4-тиазина, три-(и-нонилфенил )фосфита и полиэфира, равном

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

151)+С 08 G 8/14 (2 1) 36927 3 2/ 2 3-05. (22) 24.01.84 (46) 23.07.85. Бюл. N- 27 (72) В.И. Клименко, М.В. Соколова, Т.А. Захарова, Ф.А. Крючков, Ю.И. Юркин, О.Г. Тараканов, И.С.Спирин, Я.И. Ройтенберг и Б.Ф. Чернухо (53) 678.664(088.8) (56) 1. Патент ФРГ ¹ 2848922, кл. С 08 G 18/14, 1979. ,2. Патент США № 4275173, кл. С 08 G. 18/14, 1981 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА путем взаимодействия простого полиэфира с изоциана. тным компонентом в присутствии ката„„SU„„11685 лизатора, пеностабилизатора, вспенивающего агента, антипирена и антиоксиданта,отличающийся тем, что,с целью увеличения стойкости пенополиуретана к самовозгоранию и достижения однородности эксплуатационных свойств по всему обьему вспененного блока, в качестве антиоксиданта используют систему стабилизаторов; включающую 2,6-ди-трет-бутнл-4-метилфенол, дибенз-1,4-тиазин и три-(n-нонилфенил)фосфит при массовом соотноше нии 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфеноЛа, дибенз-1,4-тиазина, три-(и-нонилфенил)фосфита и полиэфира, равном (0,08-0,11):(0,03-0,06):(0,02-0,05):

:100 соответственно.

1168565 взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора, пеностабилизатора, вспенивающего аген."а, антипирена и антиоксиданта, в качестве которого используют систему, содержащую, мас.ч.: 2,6-ди-трет-бутил-4I

-метил-фенол 0,22; 4,4-бис(0, Ы -диметилбензил) дифениламин О, I 1 дибенз-1,4-тиазин 0,01 на 100 мас.ч. полиэфира (2 ).

Однако система антиоксидантов не обеспечивает достаточную пожарную безопасность производства ППУ из-эа их недостаточно высокой стойкости к самовозгоранию и не позво.ляет получать пены с равномерным распределением свойств по всему объему вспененного блока. Увеличенное суммарное количество ограниченно-растворимых в компонентах

ППУ кристаллических веществ (0,34 мас.ч. íà 100 мас.ч. полиэфира), один иэ которых 4,4 -бис-! (k, Ы -диметилбензил)дифениламин является токсичным продуктом, затруд40

Изобретение относится к техн«логии получения эластичного пенополиуретана (ППУ) и может найти применение в различных отраслях промышленности: мебельной, автомобильной и др.

Известны способы получения эластичного ППУ путем введения в реакцион ную смесь специальных добавок — .антиоксидантов, небольшое количество которых тормозит деструкцию полиме- l0 ра и тем самым увеличивает стойкость

ППУ к самовозгоранию.

Согласно известному способу эластичные ППУ получают путем взаимодействия простого полиэфира с иэоцианат 15 ным компонентом в присутствии катализатора, пеностабилизатора, вспенивающего агента и антиоксиданта..В качестве антиоксиданта используют

4,4-бис-(с,el-диметилбензил)дифенил- 211 (( амин и трифенилфосфит в количестве

0 5 0 25 мас.ч. соответственно (1).

Применение такой высокой концентрации антиоксидантов отрицательно сказывается на процессе вспенивания . 2 и однородности свойств ППУ по всему объему блока из-за плохой совместимости антиоксидантов с основными компонентами ППУ, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения эластичного ППУ путем няет процесс растворения анти«ксидантон, требует дополнительных мер предосторожности при обращении.

Устранить эти недостатки простым из.менением количества антиоксидантов, не снижая стойкости ППУ к самовозгоранию, невозможно, так как уве— личение количества 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола свыше 0,15 мас.ч. не дает дополнительных стабилизирующего эффекта, а дибенз-1,4-тиазин в количествах более 0,06 мас.ч ° придает пене нежелательную зеленоватую окраску.

Цель изобретения — увеличение стойкости ППУ к самовозгоранию и достижение однородности эксплуатационных свойств по всему объему вспененного блока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения эластичного ППУ путем взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в присутствии катализа.тора, пеностабилизатора, вспенивающего агента, антипирена и антиоксиданта, в качестве антиоксиданта используют систему стабилизаторов, включающую 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, дибенз-1,4-тиазин, и три (n -нонилфенил)фосфит при массовом соотношении 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, дибенз-1,4-тиазина, три-(о-нонилфенил)фосфита и полиэфира, равном (0,08-0,11):(0,03-0,06):

:(0,02-0,05):100 соответственно.

Высокий стабилизирующий эффект системы основан на совместном использовании радикальных ингибиторов 2,6 -ди-трет-бутил-4-метилфенола и дибенз-1,4-тиазина и соединения, связывающего гидроперекиси без образования радикалов — три-(h-нонилфенил)фьсфита, 1

В комбинации с радикальными антиоксидантами фосфит препятствует накоплению перекисей и тем самым предотвращает взрывной характер процесса, а радиальные антиоксиданты, связывая радикалы, препятствуют протеканию цепной реакции окисления. Таким образом, предлагаемое в системе сочетание антиоксидантов многократно усиливает общий стабилизирующий эффект.

Принципиальное отличие предлагаемого способа получения ППУ от известного состоит в том, что используют систему антиоксидантов, состоящую не из трех радикальных антиоксидан1168565

Пример 1. ППУ получают по следующей рецептуре, мас,ч.:

Оксипропилированный триол — Лапрол 3003

Толуилендиизоцианат (80:20)

Вода

100

63,8

5,0 тов, а из двухрадикального типа и антиоксиданта, связывающего перекиси без образования радикалов, что

/ позволяет значительно снизить пожароопасность производства ППУ. Предлагаемая система антиоксидантов не содержит токсичных продуктов и легко совмещается с другими компонентами при получении ППУ.

Процесс получения ППУ осуществ- 10 ляют по одностадийному способу.

Необходимые компоненты, взятые в определенном соотношении, тщательно перемешивают ручной мешалкой (или дозируют и перемешивают с помощью специальной промышленной установки), после чего смесь выливают в форму или на движущийся транспортер, где и происходит вспенивание ППУ. 20

В качестве простого полиэфира ис пользуют олигомеры окиси пропилена и окиси этилена о мол.м. 2500-5000 и содержанием оксиэтильных групп до ЗОЕ, например Лапрол-2603, Лап- 2 рол †30, Лапрол-3503, Лапрол-3603, Лапрол-4003, Лапрол-5003.

В качестве изоцианатного компонента используют толуилендиизоцианатсмесь изомеров 2,4 и 2,6 в соотношении 80:20 или 85:35 (ТДИ 80/20 или ТДИ 65/35). В качестве катализатора используют. третичные амины— этилморфолин, диазобициклооктан и металлоорганические соединения, 35 например октиат олова, в качестве пеностабилизатора — водорастворимые кремнийорганические поверхностно. активные вещества, например ÊÝÍ-2А, в качестве антипирена — галоидофос40 форсодержащие органические соединения, например. трихлорэтилфосфат, в качестве вспенивающего агента— воду и низкокипящие галоидоуглеводороды.

Указанные антиоксиданты вводят в реакционную смесь либо отдельным потоком (в виде концентрированных растворов), либо предварительно смешивают с полиэфирным компонентом.

ЗЗЖ-ный раствор диазобициклооктана в дипропиленгликоле 0,30

N-Этилморфолин 0,20

Октоат олова 0,20

Кремнийорганический пеностабилизатор . 1,10

Трихлорэтилфосфат 8,0

Антиоксиданты: а) 2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,08

Дибенз-1,4-тиазин 0,03

Три-(n-нонилфенил) фосфит 0,02 б) 2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,11

Дибенз-1,4-тиазин 0,06

Три-(n-нонилфенил)— фосфит 0 05

В цилиндрическом стакане иэ нержавеющей стали диаметром 100 мм и высотой 160 мм взвешивают простой полиэфир, в котором предварительно растворяют систему антиоксидантов.

Затем добавляют трихлорэтилфосфат, отмеряют необходимое количество катализаторов — диазобициклооктана, К-этилморфолина, октоата олова, кремнийорганического пеностабилизатора. Смесь перемешивают, затем добавляют необходимое количество толуилендиизоцианата и перемешивают

5 с, добавляют воду, перемешивают еще 4 с и выливают в картонную коробку размером 350х350х200 мм, где реакционная смесь свободно вспенивается и отверждается.

Для оценки стойкости пены к самовозгоранию используют сЛедующую метоцику.

В поднимающуюся пену вставляют медь-константановую термопару с диаметром проволок 0,1 мм, с помощью которой контролируют изменение температуры в процессе вспенивания.

При достижении внутри блока температуры 160 С термопару удаляют, а о пену помещают в микроволновую печь мощностью в рабочей камере 0 5 кВт, где ее прогревают в течение 210 с.

Затем печь отключают и образец выдерживают в ней еще 450 с.

Стойкость ППУ к самовозгоранию оценивают по коэффициенту пожелтения К и. Коэффициент пожелтения выража ют отношением процента белизны образца ППУ, вырезанного из краевой зоны блока, к проценту белизны об1168565 разца иэ средней эоны. Процент белизны определяют с помощью текстильного фотометра ТФ-2М с зеленым фильтром на пластинах размером 60х45х5 мм.

Результаты испытаний ППУ, полученных по рецептурам примера 1а и 1б, приведены в таблице.

Образцы ППУ, полученные по предлагаемому способу, имеют равномерное распределение свойств по всему объему блока.

Пример 2. Осуществляют опытный выпуск блоков ППУ. Используют машину полупромышленного типа с производительностью 50 кг/мин по реакционной смеси. Стабилизацию ППУ осуществляют следующей системой антиоксидантов, мас.ч.:

2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,10

Дибенз-1,4-тиазин 0,05

Т р и- (n - н онилфе нил)— фосфит 0,03 на 700 мас.ч. полиэфира.

Остальные ингредиенты аналогичны примеру 1. В процессе вспенивания и вызревания самовозгорания ППУ не наблюдают.

Полученные блоки имеют равномерное распределение свойств по всему объему. Коэффициент пожелтения составляет 0,99. Отношение величины относительной остаточной деформации образца ППУ иэ средней части блока

70 к краевой зоне составляет 0,98.

Использование предлагаемого способа получения эластичного ППУ снижает вероятность возникновения пожаров в производстве эластичного ППУ, 75 позволяет стабилизировать физикомеханические показатели материала по всему объему блока; улучшает внешний вид иэделий, сокращает процент отходов при вырезке элементов

20 мягкой мебели из блоков увеличенных размеров.

В качестве базового объекта выбрано производство эластичного ППУ на основе простого полиэфира (ППУ-75), 25 в котором антиоксидантом служит 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол в количестве О, 15 мас.ч. на 100 мас.ч. полиэфира °

1

1 х (> х х !

» о.о !

Е

О л х

- >

О (! . о х а !

» С 4

С 1 х

>х о

iA

0J 2 а х а о

«4 m ((! О о

Д ХО

Г

Е» х о о х

g л

) ф о ао о 1 э (() ((!

В

Q) >х а в и х

>> х о ((> а х

Я х х

Cd

1 а! л о к

Ж х

Е ()) х ()) 1 х ())

И М

l ..

I 3

Е» о

>х о

Г)) (7

>х »

Q) х

Г-(л

d) Х ((! ао х u m

Cd

a»r. Е о хм

Г() О х в

I о х

Х 1 f л

« Ц

1 х ()) х 3 х х Е

Ц ((Г ж

Ц о

g е

xæ

Cd c(1 I

Г:» х )) .Я

1 с . I х

I Е-!

Е" х е о о .Я х х

1 () .4 (d л

Е ! 1 х

Е (d

tf о

Г()

C(j

A ( о х

3 !

Е

Э Е а е» (о

I !

Е (6

Ф. а ((! (1)

Г» х а

Ц а

И о о о

Г о о Ф (1) О

1CI (>) (г) Cd лл ГО х о

Х о х х (d о р х

Г

М х о (>)

Е (:>

Ю с6 х

У о ((!

Е о о (Г) о

Е ((Г о

К ()

Е»

v о

Х

>х о

О о

I

l I

I m ! х

1 ())

I ГС)

1 х (:, I (1)

1 ГО

1 I

1 m х

1 (U

)о х

I Г:7

l I х

1 о л

С) СО:1 f (a o -- -,) ю л

О (-) (с) > - — a о а л л л л л л

>rl -4 >> )»d a (г) сг> (\ »о г <л л л

О С) ) С) м

o a г c= o г

O O Сг> л л л л Ф л

О ((>

1(О cO ca О О г л л (г> ю с к

CO ОС) Г СО О Г СО г г r г t r! I I 1 л (:>

cv (г\ м - !.о

O O O O О л л

o o o o o

С 1 Ю (Г) (») СО

О О O О О О л л л л л л 1

o o o o o o со — o о м с)

o — — o — сч л » л л л

o o o o o o o

СЧ о а

E х о