Катализатор для изготовления пенополиуретана и способ его получения

 

Изобретение относится к катализаторам аминного типа, пригодным для изготовления пенополиуретанов (ППУ), и может быть использовано в автомобильной, мебельной, холодильной и других отраслях промышленности. Изобретение позволяет повысить стабильность катализатора (К) во времени (до 6 мес) за счет сочетания карбоксилата четвертичного аммониевого основания (1 моль) с третичным амином (0,34 - 1,85 моль) и с солью третичного амина и алифатической или ароматической карбоновой кислоты (0,12 - 0,89 моль). Способ получения К предусматривает взаимодействие 1,5 - 3,0 моль третичного амина 1,2 - 2,0 моль алифатической или ароматической карбоновой кислоты с 1 моль окиси алкилена или окиси арилена. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к каталитическим системам аминного типа, пригодным для изготовления пенополиуретана (ППУ), и может быть использовано в автомобильной, холодильной, строительной, мебельной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение стабильности катализатора во времени. В качестве третичного амина по изобретению могут быть использованы традиционные алифатические, ароматические (в том числе гидроксилсодержащие) амины, такие, как триметиламин, триэтилендиамин, диметилэтаноламин, триметилгидроксиэтилэтилендиамин, диметилциклогексиламин, диметилбензиламин, диметиламиноалкиленфенолы, замещенные морфолина и другие моно-, ди- и триамины с третичным амином азота в цепи. В качестве окиси алкилена или окиси арилена могут быть использованы окись этилена, окись пропилена, 1,2-бутиленоксид, 1,2-пептеноксид, окись стирола, фенилглицидиловый эфир и другие соединения, содержащие эпоксидные группы. В качестве карбоновой кислоты в соответствии с изобретением используют алифатические или ароматические карбоновые кислоты, такие как муравьиная, уксусная, пропионовая, валериановая, капроновая, энантовая, каприловая, каприновая, бензойная, и их производные. Изменение молярного соотношения между исходными ингредиентами при синтезе катализатора дает возможность получать катализаторы различного состава. Катализатор получают путем взаимодействия третичного амина, карбоновой кислоты, взятой в недостатке по отношению к третичному амину, и окиси алкилена, при молярном соотношении указанных ингредиентов (3-1,5):(2,0-1,2): 1,0. Катализатор по данному изобретению может быть использован в процессах получения ППУ в течение не менее 6 мес с момента приготовления. Реакцию получения катализатора согласно изобретению проводят при 10-40^оС, предпочтительно при 15-20^оС, при атмосферном давлении. Реакцию можно проводить в среде растворителя, в качестве которого могут быть использованы этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, глицерин, а также различные олигоэфиры с мол.м. 200-3000. Способ получения катализатора заключается в следующем. П р и м е р 1. В круглодонную термостатируемую колбу, снабженную магнитной мешалкой, обратным холодильником и делительной воронкой, загружают 3 моль диметилэтаноламина (ДМЭА) и термостатируют при 10^оС в течение 0,5 ч. Затем с помощью делительной воронки медленно по каплям загружают 1,6 моль уксусной кислоты (УК) при постоянном перемешивании. По окончанию загрузки кислоты при 10-15^оС медленно дозируют 1 моль окиси пропилена (ОП), после чего смесь перемешивают в течение 6 ч при 20^оС. Аналогично описанной процедуре получают другие катализаторы, используя реагенты в соотношениях, указанных в табл.1. Полученные катализаторы анализируют, используя следующую методику. Потенциометрическим титрованием навески катализатора в водной среде раствором HCl в изопропаноле определяют содержание третичного амина (Х₁, первый скачок на кривой титрования) и суммарное содержание соли третичного амина с карбоновой кислотой и карбоксилата четвертичного аммониевого основания (Х₂, второй скачок на кривой титрования). Потенциометрическим титрованием навески катализатора в водной среде раствором KOH в этаноле определяют содержание соли третичного амина и карбоновой кислоты (Х₃). Содержание карбоксилата четвертичного аммониевого основания (Х) определяют по формуле Х = Х₂ - Х₃. Содержание компонентов катализатора выражают в молях, принимая за 1 моль содержание карбоксилата четвертичного аммониевого основания. Результаты анализа состава катализаторов, полученных в примерах 1-19, приведены в табл.1. Как видно из табл.1, катализаторы, полученные по изобретению (примеры 1-9, 17 и 18), содержат, кроме карбоксилата четвертичного аммониевого основания, еще и третичный амин, а также соль третичного амина и карбоновой кислоты в отличие от прототипа (пример 19). П р и м е р ы 20-38. Иллюстрируют сравнительную оценку изменения активности во времени катализаторов по изобретению в процессах получения ППУ. ППУ получают следующим образом. На механической мешалке с числом оборотов 2500 об/мин перемешивают в течение 10 с 100 мас.ч. простого полиэфира с мол.м. 700 на основе сахарозы, глицерина и окиси пропилена, 32,4 мас.ч. трис-(β-хлорэтил)-фосфата, 29,4 мас. ч. трихлорфторметана, 14,8 мас.ч. глицерина, 1,9 мас.ч. поверхностно-активного вещества, 1,3 мас.ч. воды, 240 мас.ч. полиизоцианата (содержание NCO-групп 29-31%) и катализатор в количестве, указанном в табл.2. Затем композицию заливают в картонную коробку и определяют технологические параметры вспенивания. (56) Патент США N 3892687, кл. C 08 g 22/36, опублик. 1975. Патент США N 4040992, кл. C 08 G 18/18, опублик. 1977.

Формула изобретения

1. Катализатор для изготовления пенополиуретана, включающий карбоксилат четвертичного аммониевого основания, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности катализатора во времени, он дополнительно содержит третичный амин и соль третичного амина и алифатической или ароматической карбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, моль: Карбоксилат четвертичного аммониевого основания 1,00 Третичный амин 0,34 - 1,85 Соль третичного амина и карбоновой кислоты 0,12 - 0,89 2. Способ получения катализатора для изготовления пенополиуретана путем взаимодействия третичного амина, алифатической или ароматической карбоновой кислоты и окиси алкилена или окиси арилена, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности катализатора во времени, взаимодействие осуществляют при молярном соотношении указанных реагентов 1,5 - 3,0 : 1,2 - 2,0 : 1,0 соответственно, причем третичный амин вводят в избытке по отношению в карбоновой кислоте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---