Способ получения эластичного пенополиуретана холодного формования

 

Использование: в мебельной, автомобильной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: смешивают простой гидроксилсодержащий полиэфир, оксиалкилированный этилендиамин, кремнийорганический пенорегулятор, воду и смесь 1,4-диазобицикло 2,2,2-октана с 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенолом, взятую в количестве 0,1 - 0,2 и 0,3 - 0,53 мас. ч. соответственно на 100 мас. ч. простого гидроксилсодержащего полиэфира. Добавляют смесь полиметиленполифениленполиизоцианата и толуилендиизоцианата, перемешивают и помещают смесь в форму. После отверждения получают эластичный пенополиуретан с кажущейся плотностью 40 - 42 кг/куб. м. 2 табл.

Изобретение относится к химии пенополиуретанов и касается способа получения пенополиуретановой композиции для изготовления эластичного пенополиуретана (ППУ) холодного формования, который может быть использован в мебельной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Известен способ получения эластичных ППУ с использованием в качестве катализатора смеси 1,4-диазобицикло-2,2,2-октана (ДАБКО) и диметиламинометилфенолов общей формулы: [CH₂N(CH₃)₂]_n где n 1-3.

ППУ, получаемые по этому способу, обладают хорошими физико-механическими показателями. Однако обязательным условием синтеза эластичных ППУ по данному способу является отверждение при 80^оС.

Известен способ получения эластичных и жестких ППУ с использованием в качестве катализатора смеси гидроксиалкилпиперазина (например, N-метил-N'-гидроксиэтилпиперазин), ДАБКО и диэтаноламина.

Преимуществом известного способа является частичная замена дефицитного и дорогостоящего аминного катализатора ДАБКО. В то же время существенным недостатком обоих аналогов выступает обязательное условие отверждения пенополиуретанов при повышенных температурах: в первом случае при 80^оС, во втором при 40^оС.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения ППУ путем взаимодействия гидроксилсодержащих соединений с диизоцианатом в присутствии пенорегулятора и аминного катализатора. Последний, в свою очередь, состоит из ДАБКО, диметилэтаноламина и триэтиламина. Преимуществом этого способа является получение ППУ холодного формования. Однако следует отметить и ряд недостатков: повышенная активность ДАБКО требует применения высокоточного оборудования (недостаток или избыток ДАБКО приводит к ухудшению свойств готового ППУ); высокая стоимость и дефицитность аминного катализатора ДАБКО создает определенные экономические проблемы; использование в качестве аминного катализатора токсичного и легковоспламеняющегося триэтиламина обусловливает повышенные требования к оборудованию и помещению для производства ППУ (категория пожароопасности В1-Г).

Цель изобретения улучшение и удешевление технологии получения эластичного пенополиуретана.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения эластичного ППУ холодного формования путем взаимодействия простого полиэфира с изоцианатным компонентом в присутствии аминного катализатора, вспенивающего агента, пенорегулятора, в качестве аминного катализатора используют смесь ДАБКО с 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфе- нолом в количестве 0,1-0,2 и 0,3-0,53 мас.ч. соответственно на 100 мас.ч. полиэфира.

Предлагаемый способ отличается от известного использованием 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенола, исключением из состава рецептуры триэтиламина, другим соотношением ингредиентов.

В соответствии с предлагаемым способом получения ППУ применяется двухкомпонентная система, состоящая из гидроксилсодержащего и изоцианатного компонентов.

Гидроксилсодержащий компонент включает в себя: простой полиэфиртриол, представляющий собой сополимер окиси пропилена с окисью этилена, гидроксильным числом 32-36 мгКОН/г, мол.м. 4500-6000. Примерами таких полиэфиров являются Лапрол 5003-2-15, Лапрол 4503; аминный катализатор, представляющий собой смесь ДАБКО и 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенола (продукт освоен в промышленном масштабе) в количестве 0,1-0,2 и 0,3-0,53 мас.ч. соответственно на 100 мас.ч. полиэфира; кремнийорганический пенорегулятор, представляющий собой смесь полиметилфенилсилоксанов. Примерами таких пенорегуляторов являются КЭП-2А и продукт 133-176; оксиалкилированный этилендиамин с мол. м. ≈ 300. Примером такого соединения является Лапромол-294; вспенивающий агент, представляет собой воду;
изоцианатный компонент, представляет собой смесь полиметиленполифениленполиизоцианата с толуилендиизоцианатом. Примером изоцианатного компонента является компонент "Б"-222.

В лабораторных условиях эластичный пенополиуретан получают следующим образом. В цилиндрический стакан из нержавеющей стали (диаметром 70-80 мм высотой 120 мм) взвешивают простой полиэфир, добавляют пенорегулятор (пример 1 по прототипу), предварительно подготовленную активаторную смесь и перемешивают мешалкой с числом оборотов равным 1400 об/мин. Далее вводят изоцианатный компонент, перемешивают той же мешалкой 5 с и, остановив мешалку, выливают содержимое стакана в металлическую форму размером 15х15х15 см, предварительно выложенную пленкой. Отверждение образца происходит при температуре не ниже 20^оС. Через 10-20 мин форму раскрывают и извлекают изделие. Спустя 24 ч после получения формованного эластичного ППУ проводят физико-механические испытания в соответствии со стандартной методикой.

В табл. 1 приведены составы активаторных смесей. Смесь 1 соответствует прототипу, остальные смеси (2-6) изобретению. В табл. 2 приведены составы пенополиуретановой композиции, результаты опытов по известному (1) и предлагаемому (2-6) способу, а также данные физико-механических испытаний полученных образцов ППУ.

Из данных табл. 2 видно, что эластичный ППУ, полученный по предлагаемому способу, не уступает по комплексу физико-механических свойств прототипу. Использование данного способа получения эластичного ППУ холодного формования обеспечивает следующие преимущества:
повышается технологичность и экономичность процесса за счет уменьшения количества брака, ППУ, что обусловлено применением более гибкой каталитической системы;
снижаются затраты на дорогостоящий и дефицитный ДАБКО благодаря его частичной замене на дешевый и доступный 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенол;
уменьшаются затраты на оборудование помещения и аппаратурное оформление производства пенополиуретанов в связи с понижением категории пожароопасности с В1-Г до В-П.

Компоненты, используемые по изобретению:
1. Дабко. Технические условия ТУ 6-09-4234-77. 1,4-Диазабицикло-(2,2,2)-октан.

2. Триэтиламин технический. Технические условия ГОСТ 9966-88.

3. Технические условия. ТУ 2226-006-10488087-94. Лапрол 5003-2-15.

4. Технические условия. ТУ 2226-016-10488057-94. Лапрол 4503.

5. Технические условия. ТУ 6-02-813-73. Пенорегулятор кремнийорганический КЭП-2.

6. Технические условия. ТУ 6-02-1233-82. Продукт 133-176.

7. Технические условия ТУ 2226-010-10488057-94. Лапрамол 294.

8. Компонент Б-222. Технические условия ТУ 6-55-221-981-88.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ХОЛОДНОГО ФОРМОВАНИЯ путем взаимодействия простого гидроксилсодержащего полиэфира, аминного катализатора, воды, кремнийорганического пенорегулятора, оксиалкилированного этилендиамина со смесью полиметиленполифениленполиизоцианата и толуилендиизоцианата, отличающийся тем, что в качестве аминного катализатора используют смесь 1,4-диазобицикло-2,2,2-октана с 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенолом в количестве 0,1 0,2 и 0,3 0,53 мас. ч. соответственно на 100 мас. ч. простого гидроксилсодержащего полиэфира.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2