Способ получения эластичного пенополиуретана

 

Изобретение относится к способу получения эластичного пенополиуретана, используемого в мебельной промышленности для изготовления амортизационных элементов различной конфигурации. Цель изобретения - снижение остаточной деформации пенополиуретана. Пенополиуретан получают путем взаимодействия сложного полиэфира и воды с толуилендиизоцианатом в присутствии пеностабилизатора и системы катализаторов, состоящей из 0,10-1,10 мас.ч. производного диаминодиэтилового эфира, 0,05-0,60 мас.ч. третичного амина и 0,10-1,00 мас. ч. бутилсульфоолеата аммония, и взятой в количестве 0,25-2,70 мас.ч. на 100 мас. ч. полиэфира, причем в качестве производного диаминоэтилового эфира используют тетраметилдиаминодиэтиловый эфир или диморфолинодиэтиловый эфир. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу получения эластичного пенополиуретана (ППУ), который может быть использован в мебельной промышленности для изготовления амортизационных элементов различной конфигурации.

Известен способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия сложного полиэфира с толуилендиизоцианатом и водой в присутствии катализатора, где в качестве катализатора используют систему катализаторов, состоящую из N-метоксипропилморфолина, N-бутилморфолина и N,N'-диметилпиперазина.

Пенопласт, получаемый по известному способу, имеет высокую остаточную деформацию и слипаемость (не восстанавливает первоначальную толщину после высоких степеней сжатия).

Известен способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия сложного полиэфира с толуилендиизоцианатом и водой в присутствии пеностабилизатора и катализатора, где в качестве катализатора используют третичные амины, такие как N-этилморфолин, N-кокоморфолин и цитилдиметиламин, взятые в количестве 2,85 мас.ч. на 100 мас.ч. полиэфира.

Известный способ хотя и позволяет получать эластичный пенопласт с хорошей структурой и без усадки, однако не дает возможности достичь низких значений остаточной деформации, что существенно ограничивает области применения получаемого пенопласта в качестве амортизационных элементов мебели.

В основу изобретения положена задача создать такой способ получения эластичного пенополиуретана, который позволял бы получать целевой продукт с пониженной остаточной деформацией в сочетании с мелкопористой однородной структурой пенопласта.

Задача решается тем, что в способе получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия сложного полиэфира и воды с толуилендиизоцианатом в присутствии пеностабилизатора и аминного катализатора согласно изобретению в качестве катализатора используют смесь третичного амина, производного диаминодиэтилового эфира и бутилсульфоолеата аммония, взятых в количестве, мас. ч.

Третичный амин 0,05-0,60 Производное диаминодиэтилового эфира 0,10-1,10 Бутилсульфоолеат аммония 0,10-1,00 на 100 мас.ч. сложного полиэфирполиола.

При этом согласно изобретению в качестве производного диаминодиэтилового эфира используют тетраметилдиаминодиэтиловый эфир или диморфолинодиэтиловый эфир.

Использование предлагаемой каталитической системы позволяет получать качественный эластичный пенопласт с высокими эксплуатационными характеристиками на основе разветвленного сложного полиэфира и толуилендиизоцината, содержащего 2,4- и 2,6-изомеры в соотношении 80:20 (ТДИ 80/20). Это важно, поскольку ТДИ 80/20 наиболее дешевое и доступное сырье.

Производство эластичного ППУ на основе сложного полиэфира и ТДИ 80/20 сопряжено с рядом трудностей. В первую очередь, это повышенная закрытоячеистость получаемого ППУ и, как следствие, усадка (сжатие) блоков ППУ при вызревании. Использование предлагаемой каталитической системы при получении эластичного ППУ позволило решить эту задачу.

В качестве сложного полиэфира используют продукт поликонденсации адипиновой кислоты с диэтиленгликолем и трехфункциональным спиртом, например глицерином или триметилолпропаном. В качестве толуилендиизоцианата используют смесь 2,4- и 2,6-изомеров в соотношении (80±5):(20±5). В качестве третичного амина в каталитической системе используют диазобициклооктан (ДАБКО), алкил- или олигоалкилморфолин, диметилбензиламин, диметил- или диэтилпиперазин, диметилэтаноламин или их смеси. В качестве пеностабилизатора используют обычно применяемые для эластичных ППУ на основе сложного полиэфира поверхностно-активные вещества, например, продукты на основе кремнийорганических соединений КЭП-3, КЭП-17, Полиуракс SE-232 (фирма "Бритиш Петролеум", Англия) или чисто органические добавки ОП-7 и сульфорицинат, добавки ЕМ и ТХ (фирма "Байер", Германия).

ППУ получают следующим образом.

На механической мешалке с числом оборотов 2400 об/мин перемешивают в течение 15-20 с 100 мас.ч. сложного полиэфира с молекулярной массой около 2200 на основе адипиновой кислоты, диэтиленгликоля и триметилолпропана, 3,8 мас. ч. воды, 1,2 мас.ч. пеностабилизатора и каталитическую систему определенного состава и количества, указанных в таблице. Затем добавляют 51 мас.ч. толуилендиизоцианата, всю композицию перемешивают 5-8 с, выливают в соответствующую форму, где и происходит вспенивание. У готового образца ППУ через 30 сут определяют физико-механические показатели. Могут быть приготовлены предварительно как отдельно смесь ингредиентов каталитической системы, так и их смеси с полиэфиром и другими необходимыми добавками.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия сложного полиэфира и воды с толуилендиизоцианатом в присутствии каталитической системы, состоящей из производного диаминодиэтилового эфира, третичного амина и бутилсульфоолеата аммония, взятых в количестве 0,25-2,70 мас.ч. на 100 мас.ч. сложного полиэфираполиола, по сравнению с известным способом обеспечивает снижение остаточной деформации на 30-50% при одновременном сохранении мелкопористой однородной структуры, что дает возможность использования эластичного ППУ в качестве амортизационных элементов мебели различной, в том числе и сложной, конфигурации.

Совокупность достигнутых показателей по сравнению с известным способом обусловлена количественным и качественным составом каталитической системы.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в возможности рационального управления процессом вспенивания и отверждения пенополиуретановой композиции. При этом совокупность достигнутых свойств в достаточной мере характеризует эффективность выбранной системы катализаторов.

Формула изобретения

1. Способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия сложного полиэфирполиола и воды с толуилендиизоцианатом в присутствии пеностабилизатора и аминного катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют смесь третичного амина, производного диаминодиэтилового эфира и бутилсульфоолеата, аммония, взятых в количестве, мас.ч.

Третичный амин 0,05 0,60 Производное диаминодиэтилового эфира 0,10 1,10 Бутилсульфоолеат аммония 0,10 1,00 на 100 мас.ч. сложного полиэфирполиола.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве производного диаминодиэтилового эфира используют тетраметилдиаминодиэтиловый эфир или диморфолинодиэтиловый эфир.

РИСУНКИ

Рисунок 1