Полиоловая композиция для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения



Владельцы патента RU 2339663:

Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" (RU)

Изобретение относится к реакционноспособным по отношению к изоцианату композициям, используемым для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения. Техническая задача - создание полиоловой композиции, сохраняющей реакционноспособность по отношению к изоцианату в течение длительного времени хранения и обеспечивающей получение жесткого пенополиуретана, обладающего улучшенными прочностными характеристиками при сохранении требуемой плотности. Предложена полиоловая композиция, содержащая (в мас.%) в качестве полиолового реагента четыре полиола: продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 729-800 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 50°С в пределах 1500-2000 мПа·с - Лапромол 294 (0,4-0,8), простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с - Лапрол 373 (6,5-8,5), сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с - Полиур А-01 или простой полиэфир на основе окиси пропилена и сахарозной системы с гидроксильным числом в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 7500-11500 мПа·с - Лапрол ЭС-564 (28,0-36,0), полиэфир из смеси полиолов с гидроксильным числом в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкостью по вискозиметру В3-246 при температуре 20°С, равной 60 с, - Полиур А3-20 марки А (14,0-25,0), и дополнительно содержит антипиреновую добавку - три-(β-хлорэтил) фосфат (остальное). 2 табл.

 

Изобретение относится к химии жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения, а именно к реакционноспособным по отношению к изоцианату композициям, используемым для получения указанных полиуретановых систем.

Жесткие пенополиуретаны заливочного типа находят широкое использование в качестве теплоизоляционного материала. Примеры таких применений включают теплоизоляцию трубопроводов различного назначения и резервуаров в промышленных установках, изоляцию холодильников и использование в качестве наружной теплоизоляции и герметизации зданий и сооружений в строительной промышленности.

Основным фактором, определяющим конечные свойства жесткого пенополиуретана, является природа исходных материалов, в частности очень важен тип и состав полиолового (А) и изоцианатного (Б) компонентов. Настоящее изобретение касается состава полиолового компонента. Известно, что, использовав определенный полиол, можно получить жесткие полиуретаны, обладающие необходимым комплексом эксплуатационных свойств для использования их в качестве теплоизоляционного материала.

Известен жесткий пенополиуретан по патенту RU 2237678 от 10.10.2004 г., МПК C08G 18/36, 18/66 на изобретение «Мелкопористые, водовспененные жесткие пенополиуретаны», получаемый при использовании полиолового компонента, который состоит из смеси различных полиолов, воды, катализатора и вспомогательных веществ и добавок.

Однако совместное использование в составе компонента А большого числа активных функциональных добавок (особенно катализаторов) и полиолов существенно снижает стабильность полиоловой смеси при длительном хранении и для сохранения реакционноспособности используемых полиолов к изоцианату требуется в процессе хранения увеличивать содержание катализаторов, вступающих во взаимодействие с другими веществами, что отражается на характеристиках вспучивания пены (время старта) при взаимодействии полиола с полиизоцианатной композицией.

Системы, предназначенные для получения жестких формованных пенополиуретанов, характеризуются долгим стартом - временем с начала перемешивания смеси до начала увеличения ее в объеме, позволяющим системе растекаться равномерно на большую поверхность. Основное нарастание объема - примерно на 80% - происходит между временем старта и началом гелирования, что позволяет вспененной массе наиболее равномерно распределиться в замкнутом пространстве формы либо по большой поверхности, потому величина времени старта (кинетики реакции) должна быть оптимальной с точки зрения дальнейшего формирования изделия с равномерной структурой и внешней поверхностью.

Наиболее близкой к заявляемой композиции по составу и технической сущности является полиэфирполиоловая смесь по патенту RU 2177960 от 10.01.2002 г., МПК C08G 65/25, 18/48, C08L 71/02, C08J 9/02 на изобретение «Полиэфирполиол, способ его получения, полиэфирполиоловая смесь, жесткий пенополиуретан» для получения жестких пенополиуретанов, используемых в качестве теплоизоляции труб для транспортировки горячей воды в системах централизованного отопления.

Смесь содержит следующие компоненты, мас.ч: полиэфирполиол, имеющий ароматичность в пределах от 10 до 35% и функциональность 2,5 экв/моль - 10-50 мас.ч; алифатический или алициклический полиэфирполиол или смесь двух или более алифатических или алициклических полиэфирполиолов с функциональностью 2,5 экв/моль - остальное.

Известная полиэфирполиоловая смесь имеет ароматичность в пределах от 2 до 10%, функциональность от 2,5 до 5,0 экв/моль и гидроксильное число в пределах от 390 до 650 мг КОН/г.

Использование указанной полиэфирполиоловой смеси позволяет изготовить вспененные материалы с невысокой прочностью на сжатие и длительным временем старта, недостаточным для получения формованного изделия с равномерной плотностью в объеме и хорошей внешней поверхностью. Кроме того, получаемый жесткий пенополиуретан имеет ограниченную область использования.

Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание полиоловой композиции, сохраняющей реакционноспособность по отношению к изоцианату в течение длительного хранения и обеспечивающей получение жесткого пенополиуретана, обладающего оптимальным для формирования равномерной структуры изделия временем старта и улучшенными прочностными характеристиками при сохранении высокого уровня основной физической характеристики - плотность.

Решение указанной выше задачи достигается за счет того, что полиоловая композиция для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения, включающая полиэфирполиолы, содержит в качестве полиолового реагента четыре полиола:

- продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 729-800 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 50°С в пределах 1500-2000 мПа·с,

- простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с,

- сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с или простой полиэфир на основе окиси пропилена и сахарозной системы с гидроксильным числом в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 7500-11500 мПа·с,

- полиэфир из смеси полиолов с гидроксильным числом в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкостью по вискозиметру В3-246 при температуре 20°С, равной 60 с,

кроме того, дополнительно содержит антипиреновую добавку - три-(β-хлорэтил) фосфат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 729-800 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 50°С в пределах 1500-2000 мПа·с - 0,4-0,8;

простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с - 6,5-8,5;

сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с или простой полиэфир на основе окиси пропилена и сахарозной системы с гидроксильным числом в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 7500-11500 мПа·с - 28,0-36,0;

полиэфир из смеси полиолов с гидроксильным числом в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкостью по вискозиметру В3-246 при температуре 20°С, равной 60 с - 14,0-25,0;

три-(β-хлорэтил) фосфат - Остальное.

В составе заявляемой полиоловой композиции используются несколько полиэфирполиолов, отличающихся содержанием гидроксильных групп и значениями по вязкости. Это следующие коммерческие продукты:

- Продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина, обладающий гидроксильным числом в пределах 729-800 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 50°С в пределах 1500-2000 мПа·с - "Лапромол 294" (ТУ 226-010-10488057-94).

- Простой полиэфир молекулярной массой 370±20, получаемый щелочной полимеризацией окиси пропилена и глицерина с последующей фосфатно-сорбентной очисткой, обладающий гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с - "Лапрол 373"(ТУ 2226-017-10488057-94).

- Сахарозный полиэфир, представляющий собой продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды в присутствии щелочного катализатора и обладающий гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с - "Полиур А-01" (ТУ 2226-478-05763441-2005).

- Простой полиэфир, получаемый щелочной полимеризацией окиси пропилена на сахарозной стартовой системе с последующей очисткой, обладающий гидроксильным числом в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 7500-11500 мПа·с - "Лапрол ЭС-564" (ТУ 2226-019-10488057-94).

- Полиэфир, представляющий из себя смесь полиолов и имеющий гидроксильное число в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкость по вискозиметру В3-246 при температуре 20°С, равную 60 с - "Полиур А3-20" марки А (ТУ 2226-151-04691277-96).

Для придания жестким пенополиуретанам теплоизоляционного назначения, получаемым на основе заявляемой полиоловой композиции, огнестойких свойств в состав композиции по предлагаемому изобретению вводится антипирен (огнегасящая добавка) - три-(β-хлорэтил)-фосфат(ТХЭФ) (ТУ 2493-319-05763441-2000), представляющий собой полный эфир ортофосфорной кислоты и этиленхлоргидрина, также обладающий пластифицирующими функциями.

Полиоловую композицию получают путем смешения Лапромола 294, Полиура А-01 или Лапрола ЭС-564, Лапрола 373, Полиура А3-20 и антипирена в реакторе при атмосферном давлении без использования обогрева в течение 30 минут. Порядок смешения указанных соединений с точки зрения конечных свойств полиоловой смеси не имеет значения. Однако, с точки зрения удобства, предпочтительно предварительно смешать полиэфирполиолы, а затем добавить ТХЭФ.

Заявляемые пределы соотношений между компонентами композиции определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения получения полиоловой смеси, пригодной для создания жесткого пенополиуретанового изделия теплоизоляционного назначения, обладающего превосходными эксплуатационными характеристиками.

Техническая сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеприведенными экспериментальными данными.

В табл.1 приведена рецептура полиоловой композиции, а в табл.2 - характеристики жестких пенополиуретанов, полученных на основе заявляемых полиоловых смесей, в сравнении с прототипом. Для сравнения аналогичные испытания проводились для композиции по прототипу.

Из табл.1 и 2 видно, что по показателю «плотность» композиция по изобретению не уступает прототипу и находится в норме по требованиям к теплоизоляционным материалам (ГОСТ 30732-2001), а по показателям прочности на сжатие, времени старта даже превосходит известный состав, т.е. предлагаемое изобретение решает поставленную задачу.

Таким образом, заявляемая полиоловая композиция длительного хранения позволяет при сохранении высокого уровня плотности обеспечить получение высоких прочностных показателей (прочность на сжатие), обладающего временем старта, достаточным для формирования вспененного изделия с равномерной плотностью в объеме и хорошей внешней поверхностью.

Таблица 1
Компоненты композицииСодержание в составе, % (массовая доля)
Примеры конкретного выполнения
1234
Полиур А-01

или		28,032,036,0-
Лапрол ЭС-564---34,0
Лапромол 2940,40,60,80,5
Лапрол 3736,57,58,58,0
Полиур А3-20 марки А25,020,014,018,0
Три-(β-хлорэтил) фосфат40,139,940,739,5

Таблица 2
Свойства жестких пенополиуретановых изделийпрототипСоставы из табл.1, по примерам
1234
Плотность, кг/м390,088,088,090,092,0
Время старта, с     
- изначально4530282932
- через 2 недели хранения5231283132
- через 4 недели хранения-312931-
Прочность на сжатие при температуре 23°С, МПа0,790,840,910,890,92

Полиоловая композиция для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения, включающая полиэфирполиолы, отличающаяся тем, что в качестве полиолового реагента композиция содержит четыре полиола:

продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина с гидроксильным числом в пределах 729-800 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 50°С в пределах 1500-2000 мПа·с,

простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина с гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с,

сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с или простой полиэфир на основе окиси пропилена и сахарозной системы с гидроксильным числом в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 7500-11500 мПа·с,

полиэфир из смеси полиолов с гидроксильным числом в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкостью по вискозиметру В3-246 при температуре 20°С, равную 60 с,

кроме того, дополнительно содержит антипиреновую добавку - три-(β-хлорэтил) фосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия окиси пропилена 
с водным раствором0,4-0,8
этилендиамина с гидроксильным числом 
в пределах729-800 мг
КОН/г и динамической вязкостью 
при температуре 50°С в пределах1500-2000 мПа·с
Простой полиэфир на основе окиси пропилена и глицерина 
с гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической 
вязкостью при температуре 25°С 
в пределах 400-500 мПа·с6,5-8,5
Сахарозный полиэфир - продукт оксипропилирования смеси 
сахарозы и воды с гидроксильным числом в пределах 
400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью 
при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с 
или простой полиэфир на основе окиси пропилена 
исахарозной системы с гидроксильным числом 
в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью 
при температуре 25°С в пределах 7500-11500 м Па·с28,0-36,0
Полиэфир из смеси полиолов с гидроксильным 
числом в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкостью 
по вискозиметру В3-246 при 
температуре 20°С, равную 60 с14,0-25,0
Три-(β-хлорэтил) фосфатОстальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пенополиуретанам/полиизоциануратам, усиленным стеклянными волокнами, которые получают: 1) приведением в контакт: изоцианатного компонента, имеющего вязкость в диапазоне от 200 до 600 мПа·с, компонента на основе многоатомного спирта, содержащего первый многоатомный спирт, представляющий собой производное сорбита, второй многоатомный спирт типа простого полиэфира и третий многоатомный спирт, типа сложного полиэфира, причем вышеупомянутые многоатомные спирты имеют вязкость, находящуюся в диапазоне от 200 до 6000 мПа·с, в присутствии катализаторов, выбранных из солей олова, карбоксилатов калия и, в известных случаях, третичных аминов; физического и/или химического вспучивающего агента; эмульгатора и, в случае необходимости, замедлителя пламени, 2) пропиткой составом, полученным на стадии 1), упаковки стеклянных волокон и 3) вспениванием и отверждением вышеупомянутого состава таким образом, чтобы образовать усиленный пеноблок, содержащий упаковку стеклянных волокон.
Изобретение относится к резиновой смеси на основе пропиленоксидного каучука СКПО, включающей серу, тиурамдисульфид, стеариновую кислоту, оксид цинка, 2-меркаптобензтиазол, технический углерод.
Изобретение относится к способу получения полимер-полиола, включающему проведение двух стадий в условиях ламинарного движения при повышенных температуре и давлении.

Изобретение относится к термопластичному полимеру, включающему блок термопластичного полимера, и, по меньшей мере, один блок полиалкиленоксида. .
Изобретение относится к способу получения полимер-полиола, включающему проведение двух стадий при повышенных температуре и давлении. .
Изобретение относится к способу получения полимер-полиола, включающего две стадии. .
Изобретение относится к способу изготовления состава для энергетических и газогенерирующих устройств. .

Изобретение относится к дисперсиям полиалкиленоксидполиолов, которые могут быть использованы для получения сверхмягкой полиуретановой пены. .

Изобретение относится к гидрофильной обработке пленок, изготовленных из стирольных смол, и использованию модификаторов для улучшения, например, антистатических свойств и свойства скольжения (скользкости) пленок.

Изобретение относится к составам, использующимся при добыче, транспортировке и подготовке к переработке высоковязких нефтей и нефтяных эмульсий. .
Изобретение относится к способу получения огнестойкого пенополиуретана на основе композиции, включающей полиэфирполиол, полиизоцианат, расширенный графит, аминный активатор, вспениватель - вода или фреон, цианурат меламина и глицерин, причем полиэфирполиол при взаимодействии с полиизоцианатом предварительно смешивают с аминным активатором, глицерином, вспенивателем и смесью, состоящей из расширенного графита, цианурат меламина и фосфогипса - в качестве модифицирующей добавки, при соотношении (1-2):(1-2):1 соответственно, причем фосфогипс вводится в количестве от 30 до 50 мас.% от общего количества компонентов.
Изобретение относится к полиуретановой смоле, представляющей собой продукт реакции между, по меньшей мере, одним диизоцианатом и компонентами, содержащими функциональные группы, обладающие реакционной способностью по отношению к изоцианатам, которая имеет следующий состав: (а) первую группу, образованную одним либо несколькими полиэфирполиолами на основе простых эфиров, каждый из которых имеет среднюю молекулярную массу в диапазоне от 400 до 12000 г/моль, (b) вторую группу, образованную одной либо несколькими полигидроксилированными смолами, выбираемыми из определенной группы смол, (с) необязательно третью группу, образованную одним либо несколькими полиолами, каждый из которых имеет среднюю молекулярную массу, равную либо меньшую 800 г/моль, которые также выбирают из определенной группы полиолов, и d) по меньшей мере, один амин и агент обрыва цепи реакции, причем соотношение эквивалентных масс диизоцианата и компонентов, содержащих функциональные группы, обладающие реакционной способностью по отношению к изоцианатам, выбирают таким, чтобы по существу все изоцианатные группы диизоцианата присутствовали бы в виде продукта реакции с одной из упомянутых функциональных групп, обладающих реакционной способностью по отношению к изоцианатам.

Изобретение относится к способу фильтрования дисперсий привитого полиола с использованием пополняемой фильтрующей системы. .
Изобретение относится к форполимеру с концевыми изоцианатными группами, характеризующийся значением NCO-числа в диапазоне 5-30% (мас.) и представляющий собой продукт реакции избыточного количества дифенилметандиизоцианата, содержащего, по меньшей мере, 80% (мас.) 4,4'-дифенилметандиизоцианата и полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне 2000-10000, средней номинальной гидрокси-функциональностью в диапазоне 2-6, уровнем содержания этиленоксида в диапазоне 21-45% (мас.) и наличием структуры, относящейся к типу -ПО-ПО/ЭО-ЭО, где ПО-блок содержит 60-90% ПО, а соотношение концевой ЭО: статистически распределенный ЭО находится в диапазоне от 3:1 до 1:3.

Изобретение относится к деэмульгаторам водонефтяных эмульсий для подготовки нефти к переработке. .
Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения пенополиуретанов, заключающемуся во взаимодействии а) полиольного компонента, содержащего, по крайней мере, один полиоксиалкиленовый полиэфирполиол, полученный в присутствии катализатора на основе фосфоната алюминия и имеющий средний эквивалентный вес от примерно 100 до примерно 10000, с b) органическим изоцианатом в присутствии с) в случае необходимости, одного или нескольких удлинителей, d) в случае необходимости, катализатора, вспенивающего агента и е) в случае необходимости, сшивающих агентов, поверхностно-активных веществ, антипиренов, наполнителей, пигментов, антиоксидантов и стабилизаторов.

Изобретение относится к способу получения in situ смеси из простого полиэфирмоноола и простого полиэфирполиола. .

Изобретение относится к способу получения огнестойкого пенополиуретана, используемого в транспорте, строительстве и других областях, где требуются тепло- и звукоизоляционные материалы.

Изобретение относится к химии полиуретанов, а именно к усовершенствованным составам спандекса, являющегося продуктом реакции, по меньшей мере, одного полимерного гликоля и, по меньшей мере, одного полиола, имеющего алкоксилированную ароматическую функциональную группу с, по меньшей мере, одним органическим диизоцианатом с последующей полимеризацией полученного защищенного гликоля, по меньшей мере, с одним диамином.

Изобретение относится к пенополиуретанам и уретановым каучукам, а именно к композициям для изготовления амортизирующих пенополиуретанов, содержащим, по меньшей мере, один полиэфирполиол, имеющий среднюю молекулярную массу в пределах 100-20000; ароматический полиизоцианат; увеличивающую клейкость смолу; поверхностно-активное вещество и, не обязательно, пластификатор в количестве от 0,1 до 10 весовых частей на 100 весовых частей полиэфирполиола.
Изобретение относится к способу получения полиэфирспиртов, применяемых для синтеза полиуретанов
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2007-06-05 2013-03-21T17:07:49
Наверх