Способ получения полимер-полиола, полиольная дисперсная композиция, эластичный пеноуретан и формованное изделие
Изобретение относится к способу получения полимер-полиола, включающему проведение двух стадий при повышенных температуре и давлении. На первой стадии полиэфир или смесь полиэфиров с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием 40-80% смешивают с мономером в объеме реактора в ламинарном режиме, в полученную смесь, движущуюся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора вводят катализатор, поток возвращают в реактор, где при перемешивании в условиях ламинарного режима получают аддукт. На второй стадии в полученный аддукт, движущийся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят мономер и катализатор и после смешения в турбулентном режиме подают в реактор, где в условиях перемешивания получают полимер-полиол. При этом мономер выбирают из группы, включающей стирол, α-метилстирол, бутадиен, акрилонитрил, акрилат, винилиденхлорид или их смеси. Также изобретение относится к полиольной дисперсной композиции, эластичному пеноуретану и формованному изделию. Изобретение позволяет получить полимер-полиол со стабильными размерами полимерных частиц, а также стабильную и без запаха полиольную композицию и пеноуретан и формованное изделие с повышенной несущей способностью. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к способу получения полимерных полиолов с высоким содержанием сухого вещества, к получению полиольных дисперсных композиций, которые пригодны для получения высокоэластичных пеноуретанов, изготовленных из этих дисперсных полиольных композиций и формованных изделий, содержащих эти пеноуретаны. Эластичные пеноуретаны широко используются в основном в автомобильной и авиационной промышленностях, мебельной и других отраслях.
Известны способы получения полимер-полиолов, полиольных дисперсных композиций, пеноуретанов и формованных изделий, которые получают путем смешения простых, сложных полиэфиров или смесей полиэфиров с модификаторами, полимерами, катализаторами различного типа, в результате чего получают полиольные дисперсные композиции, эластичные и жесткие пеноуретаны и формованные изделия.
(см., например, заявка
RU №95113718, кл. С 08 G 18/40,18/32, 20.03.97, Бюл.№8;
заявка RU №94009469, кл. С 08 G 18/48, 20.03.97, Бюл.№8;
пат. RU №2076115, кл. С 08 G 18/22, 23.03.97, Бюл.№9;
А.с. №1647006, кл. С 08 G 18/22, 07.05.91, Бюл.№17;
пат. RU №2001920, кл. С 08 G 18/08, 30.10.93, Бюл.№39;
пат. RU №2050375, кл. С 08 G 18/48, С 08 К 5/5317, 20.12.95, Бюл.№35;
пат. RU №2048482, кл. С 08 G 18/48, 20.11.95, Бюл.№32.
Journal of Cellular Plastics, mart 1996, s. 84-96;
Химические реакции полимеров, т. 2, М., Мир., 1967, с.398-400, Дж. X. Саундерс, К. К. Фриш Химия полиуретанов, М. Химия, 1968, с. 390. В общем случае полимер-полиол является дисперсией твердого полимера в жидком полиоле. Такие системы известны в технике и их получают путем растворения полимеров типа полистирола или его сополимеров в полиоле, двустадийным взаимодействием изоцианата с оламинами в среде практически инертного полиола с образованием полимочевинных или полиуретановых полимеров или растворением полимера в среде полиэфира.
Однако зачастую предлагаемые технологии либо длительные, многостадийные, используют дефицитные материалы, что становится экономически нецелесообразным, либо качество получаемых изделий не соответствует необходимому уровню.
Известен «Полиол, модифицированный полимером и способ его получения» (пат. Ru №2128192, кл. С 08 G 18/08, 18/32, С 08 L 75/04, 27.03.99), в котором описывают полиол, модифицированный оламиновым полимером, полученный полимеризацией оламина с полиизоцианатом с изоцианатным индексом в диапазоне 55-90 в полиоле, причем количество исходных реагентов обеспечивает содержание сухого вещества в стабилизаторе в диапазоне 1-15 масс.%, чтобы использовать ее в качестве стабилизатора для получения полиола, модифицированного полимером. Описывается также способ получения полиола, модифицированного полимером, полимеризацией оламина с изоцианатом в полиоле в присутствие добавленного стабилизатора, при этом в качестве стабилизатора используют полиол, модифицированный оламиновым полимером, полученный полимеризацией оламина с полиизоцианатом с изоцианатным индексом в диапазоне 55-90 в полиоле при количестве исходных реагентов, обеспечивающем содержание сухого вещества в стабилизаторе в диапазоне 1 - 15 масс.%.
Однако это не всегда удобно технологически, а стоимость модификаторов высокая, что повышает цену полимер-полиола, по сравнению с другими типами полимеров-модификаторов и при одинаковых качественных показателях конечных формованных изделий, повышенная стоимость зачастую снижает их конкурентоспособность.
Наиболее близким по технической сути является «Полиольная композиция, эластичный латексоподобный пенополиуретан и формованные изделия» (пат. Ru №2166516, кл. С 08 G 18/48, С 08 L 71/00, 71/02,75/08 (С 08 G 18/48, 101:100) 10.05.01).
Полиольная композиция включает полиол с диспергированным в нем полимер-полиолом. Полимер-полиол получают растворением в полиоле полимера или сополимера в количестве до 40 м.ч. от 100 м.ч. полиола при повышенных температуре и давлении. Композиция содержит: (а) 50-99,5 масс. ч. полимерного полиола, содержащего основной полиол, имеющий молекулярную массу в пределах 2500 до 6500, среднюю номинальную функциональность Fn не менее 2,0 и первичное гидроксильное содержание не менее 40% и стабильно диспергированный в нем полимер и до общей массы 100 масс.ч., (в) 0,5-20 м.ч. гидрофильного полиола (полиэфира или смеси полиэфиров), имеющего молекулярную массу в пределах 2002 до 5500, содержание этиленоксида не менее 40 масс.ч. и первичное гидроксильное содержание не менее 50%. Полимером является полистирол, стирол- акрильный сополимер или полиуретановый полимер. Описывается эластичный латексоподобный пенополиуретан, содержащий указанную полиольную композицию и формованное изделие, которое содержит эластичный латексоподобный пенополиуретан.
Однако процесс растворения большого количества полимера в полиоле связан с длительностью растворения полимера, а полученные частицы полимера в полиоле имеют большой разброс по размеру, что не способствует стабильности свойств получаемой пены и формованного изделия.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения полимер-полиола, который бы позволял быстро, технологически оправданно получать качественный продукт со стабильными размерами полимерных частиц, и на базе полученного продукта получать стабильную и без запаха полиольную дисперсную композицию, эластичный пенополиуретан и формованное изделие с повышенной несущей способностью.
Поставленная задача решается через способ получения полимер-полиола, включающий проведение двух стадий при повышенных температуре и давлении, где на первой стадии в полиэфир или смесь полиэфиров с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием 40-80% смешивают с мономером в объеме реактора в ламинарном режиме, в полученную смесь, движущуюся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят катализатор, поток возвращают в реактор, где при перемешивании в условиях ламинарного режима получают аддукт, на второй стадии в полученный аддукт, движущийся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят мономер и катализатор и после смешения в турбулентном режиме подают в реактор, где в условиях перемешивания получают полимер-полиол, при этом мономер выбирают из группы, включающей стирол, α-метилстирол, бутадиен, акрилонитрил, акрилат, винилиденхлорид или их смеси.
При этом катализатор выбирают преимущественно из группы свободно-радикальных катализаторов.
Причем массовая доля мономеров, используемых на первой и второй стадиях по отношению к полиэфиру, одинаковая или разная.
Полиольная дисперсная композиция, содержащая 74,6-96,7 м.ч. полиэфира с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием не менее 40%, 2-20 м.ч. полимер-полиола, полученного способом по п.1, и до общей массы 100 м.ч. катализатора сшивания и кремнийорганическое ПАВ.
Эластичный пеноуретан, полученный вспениванием состава, содержащего полиольную дисперсную композицию, полиизоционат и добавки, причем состав содержит полиольную дисперсную композицию по п.4.
Формованное изделие, содержащее эластичный пеноуретан по п.5.
Отличительными признаками предложенного изобретения является то, что в способе на первой стадии в полиэфир или смесь полиэфиров с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием 40-80% смешивают с мономером в объеме реактора в ламинарном режиме, в полученную смесь, движущуюся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят катализатор, поток возвращают в реактор, где при перемешивании в условиях ламинарного режима получают аддукт, на второй стадии - в полученный аддукт, движущийся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят мономер и катализатор и после смешения в турбулентном режиме подают в реактор, где в условиях перемешивания получают полимер-полиол, при этом мономер выбирают из группы, включающей стирол, α-метилстирол, бутадиен, акрилонитрил, акрилат, винилиденхлорид или их смеси.
Катализатор выбирают преимущественно из группы свободно-радикальных катализаторов.
Массовая доля мономеров, используемых на первой и второй стадиях по отношению к полиэфиру одинаковая или разная.
Полиольная дисперсная композиция, содержащая 74,6-96,7 м.ч. полиэфира с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием не менее 40%, 2-20 м.ч. полимер-полиола, полученного способом по п.1, и до общей массы 100 м.ч. катализатора сшивания и кремнийорганическое ПАВ.
Эластичный пеноуретан, полученный вспениванием состава, содержащего полиольную дисперсную композицию, полиизоционат и добавки, причем состав содержит полиольную дисперсную композицию по п.4.
Формованное изделие, содержащее эластичный пеноуретан по п.5.
В общем случае полимер-полиол является дисперсией твердого полимера в жидком полиоле, а под понятием полиол понимают простой полиэфир или их смесь.
Приготовление полимер-полиола связано с длительным процессом смешения компонентов и в некоторых случаях протеканием химических процессов. Обычно получение полимер-полиола производят в объемных реакторах с мешалками, в которых движение реагирующих сред проходит в ламинарном режиме, характеризующимся низким числом Рейнольдса (меньше 2300). Чем больше объем реактора, тем больше времени необходимо для получения однородной массы в объеме, больше энергозатраты на процесс.
В случае химического взаимодействия, несмотря на высокие скорости химической реакции, низкие скорости движения технологических сред не могут обеспечить необходимую скорость выхода конечной продукции.
Быстрое смешение компонентов возможно при обеспечении турбулентного движения взаимодействующих сред (Re >2300). При этом поток непрерывно подвергается деформации, в результате которого возникают турбулентные завихрения, что обеспечивает полное и быстрое смешение жидких сред по всему объему движущегося потока. Создание турбулентного потока возможно использованием нагнетающего насоса и трубчатой насадки со статическими средствами турбулизации, которые представляют собой наружный контур реактора. Насосом жидкая технологическая среда забирается из реактора, в трубчатой насадке турбулизируется и в нее подают соответствующие компоненты (мономеры, катализаторы), которые в турбулентном потоке практически мгновенно равномерно распределяются по объему. Для обеспечения равномерности распределения компонентов в технологической среде их подача должна (объемный расход) быть пропорциональна объему перекачиваемой технологической среды. Полученная смесь вновь попадает в объем реактора, в котором под действием мешалки, перемешивание производят в ламинарном режиме. Повышение температуры и давления дополнительно обеспечивает интенсификацию химического взаимодействия технологических сред, в результате которого на 1 стадии образуется аддукт (продукт химического взаимодействия компонентов), а на 2 стадии - полимер-полиол в виде белой дисперсии полимера в полиэфире.
Как правило, на 1 стадии используют один мономер, а на 2 - другой или смесь мономеров. Катализатор, как правило, свободно радикального типа (перекиси и азосоединения), обеспечивающий получение свободных радикалов в процессах полимеризации и сополимеризации мономеров, которые выбирают, исходя из температуры, давления процесса и типа мономера.
Ускорение процесса полимеризации мономеров обеспечивает, помимо температуры и давления в объеме реактора, интенсификация перемешивания технологической массы, для этого предлагаются и другие варианты: помимо перемешивания в объеме реактора в ламинарном режиме и одновременное в турбулентном режиме по наружному контуру или перемешивание в объеме реактора в ламинарном режиме и периодическое турбулентное смешение по наружному контуру.
Быстрое и качественное смешение и ускорение процесса полимеризации мономеров турбулизацией технологической среды на 1 и 2 стадиях процесса исключает образование крупных частиц полимера в полиэфире, что обеспечивает устойчивость не только полимер-полиола, но и в дальнейшем полиольной дисперсной композиции, а затем технологичность эластичного пеноуретана и высокие показатели формованного изделия.
В обычных производственных условиях долго и сложно добиться равномерного распределения компонентов по объему реактора и обеспечение одинаковых условий протекания процесса полимеризации. Сочетание турбулентного и ламинарного режимов течения технологических сред, обеспечивают равномерное распределение компонентов, исключают сохранение остатков не прореагировавшего мономера (особенно акрилонитрила), что обеспечивает отсутствие посторонних запахов в полимер-полиоле и связанными с этим запахами композиции и изделий.
Настоящее изобретение относится и к полимерной дисперсной композиции, которая включает в себя полимер-полиол, полиэфир и дополнительные компоненты, и вспомогательные вещества, используемые в производстве эластичных пеноуретанов.
Полиэфир по своей природе должен быть гидрофильным. Это является одним из моментов для получения в конечном итоге эластичного пеноуретана. Его молекулярная масса должна находиться в пределах 2000-6000. Это достигается выбором индивидуального полиэфира, например, лапрол-5003 с молекулярной массой 5000 или смесью полиэфиров - лапролов 6003 и 2003 (соотношение 1:1) с общей молекулярной массой 4000. При этом первичное гидроксильное содержание в обоих случаях должно составлять в пределах 40-80%. Меняя соотношение полиэфиров можно достигать различных молекулярных масс и первичного гидроксильного содержания. В рецептуре полиольной дисперсной композиции могут содержаться добавки: катализатор сшивания, ускоритель вспенивания, наполнители, антипирены, стабилизаторы пены, красители. Катализаторы сшивания - наиболее предпочтительными являются оловоорганические соединения: например, октоат олова или дибутилоловодилаурат.
К указанному катализатору сшивания дополнительно могут быть использованы один или более третичных аминных катализаторов, например, триэтиламин. Дополнительно в композицию или в реакционную смесь могут быть добавлены вспенивающие агенты, включающие воду, ацетон, двуокись углерода, галогенированные углеводороды, алициклические алканы. Кроме этого, известны другие добавки: стабилизаторы пены, (поверхностно-активные вещества), антипирены и наполнители.
Настоящее изобретение также относится к эластичным пеноуретанам, полученным при вспенивании реакционной смеси, содержащем полиольную дисперсную композицию и полиизоцианатный компонент.
Добавки в реакционную смесь могут добавляться отдельно в полиольную дисперсную композицию, в полиизоцианат или реакционную смесь, содержащую оба компонента. Полиизоцианатами могут быть полиизоцианаты, обычно применяемые в производстве пенополиуретанов, например, толуолдиизоцианаты (ТДИ) различного строения, дифенилметандиизоцианат (МДИ) и другие алифатические и ароматические полиизоцианаты или их смеси.
Реакционная смесь, из которой получают эластичный пеноуретан, содержит следующие компоненты:
| полимер-полиол | 2-20 м. ч. |
| полиэфир | 74,6-96,7 м.ч. |
| катализатор вспенивания, | |
| предпочтительно октоат олова | 0,1-0,4 м.ч. |
| кремнийорганический ПАВ | 1-3 м.ч. |
| добавки | 0,2-2 м.ч. |
полиизоцианат, в качестве, обеспечивающим изоцианатный индекс в 80-120.
Эластичный пеноуретан, согласно изобретению, может быть получен как блочный пенопласт, так и заливочный пенопласт. Формованные изделия, также как обивочные принадлежности, сидения, звукопоглощающие панели и т.д., содержащие вышеуказанный эластичный пеноуретан, также составляют часть настоящего изобретения.
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1. В реактор объемом 0,63 м3 с полиэфиром - лапрол 5003 с молекулярной массой 5000 и первичным гидроксильным содержанием 42-45% и вязкостью 1100-1200 сПз при перемешивании и температуре 70°С вводят мономер - акрилонитрил в соотношении 15 м.ч. к полиэфиру. Полученную смесь из реактора центробежным насосом НШ-25 подают в трубчатую насадку с 8 статическими средствами турбулизации наружного контура реактора. Конец трубопровода наружного контура соединен с патрубком крышки реактора. Трубчатая насадка снабжена патрубком подачи катализатора в ее внутренний объем. С помощью дозирующего мембранного насоса перекись бензоила равномерно подают в движущуюся в турбулентном режиме смесь полиэфира и мономера, пропорционально количеству в ней мономера. После окончания подачи смеси полиэфира и мономера насос останавливают. В объеме реактора производят дополнительное перемешивание смеси в ламинарном режиме при температуре 70-90°С, давлении 0,15 МПа. Время перемешивания и протекания химического взаимодействия с получением аддукта 2,5 часа. На второй стадии аддукт перекачивают центробежным насосом в наружный контур, в трубчатой насадке, которой создают турбулентный режим движения и в аддукт, находящийся в объеме трубчатой насадки, вводят мономер-стирол в соотношении 25 м. ч. к полиэфиру и катализатор - перекись третбутила.
После смешения компонентов в трубчатой насадке в турбулентном режиме реакционную массу подают в объем реактора, в котором перемешивание осуществляют в ламинарном режиме при повышенных температуре 100-120°С и давлении 0,15 МПа. Время протекания процесса 3 часа. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 2. Условия процесса приведены в примере 1. На 1 и 2 стадиях процесса после введения катализаторов перемешивание ведут в объеме реактора в ламинарном режиме и по наружному контору в турбулентном режиме одновременно. Время перемешивания на каждой стадии 1 час. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 3. Условия процесса приведены в примере 1. На первой стадии полиэфир выбран смесью полиэфиров: лапрол 5003 с молекулярной массой 5000 первичным гидроксильным содержанием 42-45% и лапрол 3003 с молекулярной массой 3000, первичным гидроксильным содержанием 56-60% при соотношении 1:1. На второй стадии вводят катализатор: азоизобутиронитрил. Температура реакционной массы на 2 стадии ниже 70°С. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 4. Условия процесса приведены в примере 1. Полиэфир - лапрол 2003 с молекулярной массой 2000 и первичным гидроксильным содержанием 77-82%. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 5. Условия процесса приведены в примере 1. Полиэфир - лапрол 6003 с молекулярной массой 6000 и первичным гидроксильным содержанием 40-42%. На первой стадии мономером является смесь 1:1 м.ч. акрилонитрила и акриловой кислоты в количестве 15 м.ч. к 100 м.ч. полиэфира. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 6. Условия приведены в примере 1. На первой стадии в качестве мономера использовали винилиденхлорид в соотношении 15 м.ч. к полиэфиру и перекисью третбутила, а по второй - смесь стирола и бутадиена (1:0,15) в соотношении 25 м.ч. к 100 м.ч. полиэфира и вводят смесь мономеров в аддукт, в объем реактора и их смешение производят в ламинарном режиме, а перекись дикумила вводят в трубчатую насадку наружного контура в турбулентном режиме движения. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Пример 7. Полимер - полиол 10 м.ч. (по примеру 1) с молекулярной массой 5000, с первичным гидроксильным содержанием 42-45% и содержанием 40% сухого полимера, смешивают с 80 м.ч. полиэфира гидрофильного с молекулярной массой 5000 и первичным гидроксильным содержанием 42-45%, катализатором сшивания «Тегостат В 8681» фирма «Дегуста» - октоат олова 0,25 м.ч. и кремнийорганическим продуктом «Тегостат 2770» фирмы «Дегуста» - 2,0 м.ч. и получают полиольную дисперсную композицию. С содержанием сухого остатка 5%. Аналогично получают полиольные дисперсные композиции для примеров 2-6 и 8. Полиэфир гидрофильный взят такой же, что и на первой стадии процесса получения полимер-полиола в каждом из примеров 2-6 и 8. Вязкость полиольных дисперсных композиций колеблется 1200-1500 сПз.
Состав вспенивающихся рецептур для получения эластичного пеноуретана и формованного изделия одинаковый для всех примеров:
| Полиольная дисперсная композиция | 100 м.ч. |
| Добавки | 2 м.ч. |
| ТДИ-80/20 | 50 м.ч. |
| или смесь ТДИ-80/20 и ПИЦ на основе МДИ | 50 м.ч. |
Полиизоцианаты в одном случае используют для получения формованного изделия, а в другом - эластичного пеноуретана.
Свойства полученных эластичных пеноуретанов и формованных изделий приведены в таблицах 2 и 3.
Деформация сжатия под нагрузкой (Н) определяется как характеристика "напряжение - деформация" пеноуретана, т.е. давление сжатия для достижения заданной (%) деформации образца.
Пример 8 (прототип). Полимер-полиол получают смешением полиэфира лапрол 5003 с молекулярной массой 5000 и первичным гидроксильным содержанием 42-45% с сополимером стирола с акрилонитрилом, подаваемого в количестве 40 м.ч. к 100 м.ч. полиэфира, в реакторе объемом 0,05 м3. Перемешивание осуществляли при температуре 110°С, давлении 0,2 МПа и времени перемешивания 28 часов в ламинарном режиме. Результаты свойств полимер-полиола приведены в таблице 1. Полиольная дисперсная композиция, состав вспенивающих рецептур как в примере 7. Вязкость полиольной дисперсной композиции 1320 сПз.
Свойства пеноуретанов и формованных изделий приведены в таблицах 2 и 3.
| Таблица 1 Свойства полимер-полиолов. | ||||||
| №опыта | Общее время 1 и2 стадий, час | Вязкость при Т=25°С, сПз | Сухой остаток,% | Средний размер частиц полимера, мкм | Запах | Устойчивость дисперсии, при Т=45°С в течении 30 суток |
| 1. | 5,5 | 3250 | 40 | 3,2 | - | + |
| 2. | 2 | 3140 | 40 | 2,6 | - | + |
| 3. | 5,5 | 3400 | 37 | 3,0 | слабый | 28 суток |
| 4. | 5,5 | 1880 | 40 | 3,6 | - | + |
| 5. | 5,5 | 3530 | 38 | 2,8 | слабый | + |
| 6. | 5,5 | 3050 | 37 | 3,6 | слабый | 27 суток |
| 7. | 28 | 3550 | 35 | 5,8 | - | 18 суток |
| Таблица 2 Характеристики эластичных пеноуретанов, полученных из реакционных смесей, составленных с использованием полимер-полиолов по примерам 1-6 и 8. | |||||||
| Показатели | Примеры | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7* | 8 | |
| Плотность, кг/м3 | 23 | 22 | 26 | 24 | 22 | 23,5 | 21 |
| Упругость, % | 35 | 37 | 38 | 35 | 34 | 36 | 33 |
| Деформация сжатия под нагрузкой Н, кПа | |||||||
| 10% | 0,7 | 0,65 | 0,76 | 0,65 | 0,7 | 0,8 | 0,6 |
| 20% | 1,7 | 1,7 | 1,8 | 1,66 | 1,7 | 1,8 | 1,5 |
| 40% | 2,3 | 2,4 | 2,45 | 2,2 | 2,35 | 2,3 | 2 |
| Примечание: *- опыт 7 выполнен на основе полимер-полиола по примеру 1 |
| Таблица 3 Характеристики формованных изделий, полученных из реакционных смесей, составленных с использованием полимер-полиолов по примерам 1-6 и 8. | |||||||
| Показатели | Примеры | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7* | 8 | |
| Плотность, кг/м3 | 55 | 53 | 57 | 58 | 56 | 56 | 52 |
| Упругость, % | 64 | 68 | 69 | 64 | 68 | 67 | 61 |
| Деформация сжатия под нагрузкой Н,кПа | |||||||
| 10% | 1,3 | 1.53 | 1,61 | 1,4 | 1,6 | 1,5 | 1,2 |
| 20% | 2,9 | 3,4 | 3,6 | 2,8 | 3,3 | 3,1 | 2,3 |
| 40% | 4,1 | 4,55 | 4,6 | 4,0 | 4,5 | 4,2 | 3,5 |
| Примечание: *- опыт 7 выполнен на основе полимер-полиола по примеру 1 |
Анализ свойств полученных полимер-полиолов показывает, что их свойства в интервале выбранных систем зависят от способа приготовления полимер-полиола. Турбулизация движения технологических сред на обеих стадиях в процессе получения полимер-полиола делает возможным получить высокий сухой остаток полимера, меньший средний размер твердых частиц полимера в жидком полиоле, тем самым обеспечивая устойчивость дисперсии достаточно длительное время, что указывает на большее межфазное взаимодействие в полимер-полиоле, полученным при использовании в процессе турбулентного движения сред (опыт 1-6).
Интенсификация движения сред при получении полимер-полиола способствует большей глубине полимеризации и может оставлять только следы мономера (слабый запах) в полимер-полиоле (опыт 3,5,6), не сказывающийся в дальнейшем на показатели полиольной дисперсной композиции и пеноуретанах. Кроме того, появляется возможность большего содержания полимера в полиэфире.
Исключение турбулентного движения и использование сополимеров для получения полимер-полиолов резко увеличивает время приготовления полимер-полиола (в разы) и ухудшает устойчивость дисперсии (опыт 8).
Анализ свойств эластичных пеноуретанов (таблица 2) и формованных изделий (таблица 3) показывает, что все эти материалы, полученные с использованием полимер-полиолов (примеры 2-7) обладают лучшими показателями, чем полученные традиционным методом (опыт 8). Это указывает на их лучшую деформационную и несущую способности.
Следует отметить, что в указанных в настоящем изобретении пределах ни марки полиолов, мономеров, инициаторов, ни ряд второстепенных технологических факторов не оказывают существенного влияния на полученные характеристики заявляемых объектов.
1. Способ получения полимер-полиола, включающий проведение двух стадий при повышенных температуре и давлении, где на первой стадии полиэфир или смесь полиэфиров с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием 40-80% смешивают с мономером в объеме реактора в ламинарном режиме, в полученную смесь, движущуюся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят катализатор, поток возвращают в реактор, где при перемешивании в условиях ламинарного режима получают аддукт, на второй стадии в полученный аддукт, движущийся в турбулентном режиме в трубчатой насадке наружного контура реактора, вводят мономер и катализатор и после смешения в турбулентном режиме подают в реактор, где в условиях перемешивания получают полимер-полиол, при этом мономер выбирают из группы, включающей стирол, α-метилстирол, бутадиен, акрилонитрил, акрилат, винилиденхлорид или их смеси.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор выбирают преимущественно из группы свободно-радикальных катализаторов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовая доля мономеров, используемых на первой и второй стадиях по отношению к полиэфиру, одинаковая или разная.
4. Полиольная дисперсная композиция, содержащая 74,6-96,7 м.ч. полиэфира с молекулярной массой 2000-6000 и первичным гидроксильным содержанием не менее 40%, 2-20 м.ч. полимер-полиола, полученного способом по п.1, и до общей массы 100 м.ч. катализатора сшивания и кремнийорганическое ПАВ.
5. Эластичный пеноуретан, полученный вспениванием состава, содержащего полиольную дисперсную композицию, полиизоцианат и добавки, отличающийся тем, что состав содержит полиольную дисперсную композицию по п.4.
6. Формованное изделие, содержащее эластичный пеноуретан по п.5.
