Композиция для получения полиуретанового пенопласта

 

Использование: для изготовления теплоизоляционных материалов. Сущность изобретения: композиция содержит, мас.ч. : простой полиэфир 100., имидсодержащий преполимер на основе диангидрида тетракарбоновой кислоты и смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов с кубовым остатком дистилляции толуилендиизоцианата в массовом соотношении (1 - 9):1 соответственно в качестве изоцианатного компонента 140 - 208; оловоорганическое соединение 0,5 - 1,0; эмульгатор 4; вспенивающий агент 2 - 4. Перемешивают простой полиэфир, оловоорганическое соединение, вспенивающий агент и эмульгатор, затем при перемешивании добавляют имидсодержащий преполимер. Потеря массы при 200°С полученного пенопласта 3,0 - 10,2%. 2 табл.

Изобретение относится к составам для получения полиуретановых пенопластов, применяемых, в частности, в качестве теплоизоляционных материалов.

Известна композиция для получения полиуретанового пенопласта, включающая ароматический полиизоцианат, карбоновую кислоту или ее ангидрид, полиол, вспенивающий агент, эмульгатор и катализатор - алканоламин [1]. Взаимодействие компонентов этой композиции с образованием пенополиуретанового пенопласта осуществляют при 95-315^оС (предпочтительно около 200^оС), так что одновременно протекают реакции имидо- и уретанообразования. Одновременность протекания этих реакций обусловливает недостаточную управляемость процесса, а гетерогенность системы не обеспечивает полноты использования всех компонентов смеси. Это приводит к недостаточно регулярной структуре и невысокой огнестойкости пенопласта.

Известна композиция для получения полиуретанового пенопласта, включающая гидроксилсодержащее соединение, изоцианатный компонент на основе кубового остатка дистилляции толуилендиизоцианата (ТДИ), катализатор, эмульгатор, вспенивающий агент, огнестойкую добавку [2]. Получаемый из этой композиции пенопласт обладает невысокой теплостойкостью.

Для повышения теплостойкости пенопласта предложена композиция, которая включает простой полиэфирполиол, имидсодержащий изоцианатный преполимер на основе диангидрида тетракарбоновой кислоты и смеси изоцианатов, катализатор, эмульгатор и вспенивающий агент. В качестве изоцианатного компонента композиция содержит имидсодержащий преполимер на основе диангидрида тетракарбоновой кислоты и смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов с кубовым остатком дистилляции толуилендиизоцианата в массовом соотношении (1-9):1, в качестве гидроксилсодержащего компонента - простой полиэфир, а в качестве катализатора - оловоорганические соединения при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Простой полиэфир 100 Имидсодержащий преполимер 140-208 Катализатор 0,5-1,0 Эмульгатор 4 Вспенивающий агент 2-4 Установлено, что использование в составе композиции имидсодержащего преполимера, полученного на основе диангидрида тетракарбоновой кислоты и указанной смеси изоцианатов, позволяет получить пенополиуретановый пенопласт с повышенной теплостойкостью.

Используемый имидсодержащий преполимер получают термической поликонденсацией диангидрида тетракарбоновой кислоты со смесью полифениленполиметиленполиизоцианатов и кубового остатка дистилляции ТДИ в массовом соотношении (1-9):1.

Кубовый остаток дистилляции ТДИ представляет собой окрашенную вязкую жидкость, содержащую ТДИ и продукты его высокотемпературной конденсации и окислительной полимеризации (содержание изоцианатных групп 32-35%).

Синтез преполимера осуществляют при 180-185^оС в присутствии катализатора в течение времени, достаточного для полного превращения диангидрида и получения вязкотекучего имидизоцианата, содержащего 21,5-24,5% изоцианатных групп.

В качестве катализатора уретанизации композиция содержит оловоорганические соединения, а в качестве эмульгатора - обычно применяемые для этой цели кремнийорганические эмульгаторы. В качестве вспенивающего агента используют воду с целью внедрения в полиуретанимидную сетку мочевинных звеньев.

Использование воды вместо фреона улучшает экологическую обстановку при получении пенопластов и снимает ограничения по содержанию влаги в полиэфирполиоле.

Композицию готовят, перемешивая простой полиэфир, катализатор, вспенивающий агент и эмульгатор скоростной мешалкой в течение 30 с, а затем добавляя к этой смеси имидсодержащий преполимер при перемешивании до начала реакции, после чего выливают в деревянную или металлическую форму, в которых формуют и отверждают пенопласт.

П р и м е р 1 (по прототипу). В металлическую емкость помещают компонент "А", состоящий из 100 г сложного полиэфира П-3, 4 г триэтиламина, 1 г эмульгатора КЭП-2, 4 г воды и 40 г трихлорэтилфосфата, который перемешивают механической мешалкой со скоростью 1400-1600 об/мин в течение 20 с. К полученной массе добавляют 180 г кубового остатка дистилляции толуилендиизоцианата и перемешивают в течение 20 с, после чего переносят в открытую форму, где происходит вспенивание и отверждение. Сформованный пенопласт имеет температуру размягчения 150^оС и потерю массы более 20% при выдерживании его в течение 12 ч при 200^оС.

П р и м е р ы 2-6. Аналогично примеру 1, компонент "А", состоящий из 100 г полиэфирполиола Лапрол-503, 4 г эмульгатора КЭП-2, 4 г воды и 0,7 г октоата олова, взятого в качестве катализатора, смешивают со 176 г преполимера, полученного взаимодействием 71 г пиромеллитового диангидрида со смесью полифениленполиметиленполиизоцианатов (полиизоцианата) и кубового остатка дистилляции толуилендиизоцианата, содержащего 33,4% изоцианатных групп при динамической вязкости 1500 сП. Соотношение полиизоцианата и кубового остатка, а также свойства преполимера приведены в табл. 1. Получают однородный микропористой структуры пенопласт с кажущейся плотностью 72-100 кг/м³. Для оценки теплостойкости определяют потерю массы образца при выдерживании его в течение 12 ч при 200^оС. Полученные результаты также приведены в табл. 1.

П р и м е р 7. В условиях примера 2 получают преполимер из 246,4 г полиизоцианата, 105,6 г кубового остатка дистилляции ТДИ (отношение ПИЦ к кубовому остатку 2,33:1), 50 г диангидрида 3,3', 4,4'-бензофенонтетракарбоновой кислоты и 0,7 г изоцианата трибутилолова. Композицию получают и отверждают аналогично примеру 2. Получают пенопласт с кажущейся плотностью 105 кг/м³ и потерей массы при термообработке 5,1%.

П р и м е р ы 8-18. Преполимер и композицию получают аналогично примеру 4, меняя количество катализатора (октоата олова) и воды. Результаты приведены в табл. 2.

П р и м е р 19-21. Преполимер и композицию получают аналогично примеру 3, но в качестве катализатора вместо октоата олова используют дибутилдилаурат (пример 19), дибутилдикапринат (пример 20) и дибутилдипеларгонат олова (пример 21). Результаты приведены в табл. 2.

Формула изобретения

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ПЕНОПЛАСТА, включающая гидроксилсодержащее соединение, изоцианатный компонент на основе кубового остатка дистилляции толуилендиизацианата, катализатор, эмульгатор и вспенивающий агент, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплостойкости пенопласта, композиция содержит в качестве изоцианатного компонента имидсодержащий преполимер на основе диангидрида тетракарбоновой кислоты и смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов с кубовым остатком дистилляции толуилендиизоцианата в массовом соотношении (1 - 9) : 1 соответственно, в качестве гидроксилсодержащего компонента - простой полиэфир, а в качестве катализатора - оловоорганические соединения при следующем соотношении компонентов, мас.ч: Простой полиэфир 100 Имидсодержащий преполимер 140 - 208 Катализатор 0,5 - 1,0 Эмульгатор 4 Вспенивающий агент 2 - 4

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2