Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение



Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение
Форполимер с концевыми изоцианатными группами, способ его получения и его применение

 


Владельцы патента RU 2547097:

БАЙЕР МАТИРИАЛЬСАЙЕНС АГ (DE)

Изобретение относится к форполимеру с концевыми изоцианатными группами, способу его получения, к эластичному пенополиуретану, способу его получения и его применению. Способ получения форполимера с концевыми изоцианатными группами заключается в том, что проводят реакцию взаимодействия следующих компонентов: а1) 45-65 мас.% дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% форполимера, где дифенилметандиизоцианат содержит 50-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата, а2) 25-45 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата из расчета на 100 мас.% форполимера, а3) 5-20 мас.% простого полиэфирполиола из расчета на 100 мас.% форполимера. Средняя функциональность простого полиэфирполиола (а3) составляет 2-6, средняя молекулярная масса составляет 2000-10000, среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 22-43 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола. Содержание NCO в форполимере составляет 27-30 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера. Способ получения эластичного пенополиуретана заключается в том, что проводят реакцию взаимодействия компонентов А, В и С. NCO-индекс реакции составляет 70-120. Компонент A представляет собой вышеуказанный форполимер с концевыми изоцианатными группами. Компонент В представляет собой полиол, содержащий: b1) 0,1-20 мас.ч. по меньшей мере первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где функциональность первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола равна 2 или более, а среднее содержание этиленоксида в первом полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или больше 50 мас.%, b2) 30-90 мас.ч. второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где гидроксильное число второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 25-40 мг/КОН, а среднее содержание этиленоксида во втором полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или меньше 30 мас.%, b3) 5-60 мас.ч. полимерного полиола, b4) 0,01-15 мас.ч. удлинителя цепи, b5) 0,01-20 мас.ч. катализатора и/или стабилизатора пены. В качестве компонента С используют воду. Полученный эластичный пенополиуретан применяют в производстве фурнитуры, амортизирующего элемента или автомобиля. Изобретение позволяет повысить физические и механические свойства эластичного пенополиуретана, а также уменьшить время и температуру извлечения полиуретана из формы. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл. 12 пр.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области полиуретана, особенно к форполимеру с концевыми изоцианатными группами, способу его получения и его применению.

Уровень техники

Хорошо известно, что эластичные пенополиуретаны, которые обладают хорошими физическими свойствами, хорошими механическими свойствами и комфортны при восприятии на ощупь, широко используются для получения набивочного материала, текстильного композитного материала и звукоизоляционного материала. Особенно при производстве наполнителей, автозапчастей, фурнитуры и фитингов, сделанных из эластичных пенополиуретанов, обеспечиваются такие преимущества как низкая масса, хорошая гибкость, хорошая ударопрочность и комфортные ощущения при восприятии на ощупь.

Как правило, эластичные пенополиуретаны образуются в результате реакции изоцианата с полиолами. Способы получения эластичных пенополиуретанов включают одностадийный путь и путь с форполимером. Например, в CN 1130410 C раскрывается способ получения высокоустойчивых эластичных пенополиуретанов посредством реакции композиции MDI с полиольной композицией. В CN 1047179 C описывается способ получения эластичных пенополиуретанов путем реакции высокого содержания 4,4'-MDI и его жидких вариантов с полиольной композицией. В CN 100354330 C раскрывается способ получения пенополиуретана средненизкой плотности на основе MDI-модифицированной изоцианатной композиции. В CN 1307226 C раскрывается способ получения эластичных пенополиуретанов взаимодействием изоцианата, имеющего высокое содержание 4,4'-MDI, с полиоксиэтиленполиоксипропиленполиолом.

Тем не менее, температура формы в вышеупомянутых способах получения эластичных пенополиуретанов должна контролироваться на уровне 65±5°С. Если температура формы слишком низкая, происходит сдирание верхнего слоя и/или образуется загрубевшая поверхность, что значительно снижает качество поверхности. Кроме того, низкая температура формы замедляет скорость реакции, увеличивает время выемки из формы, что приводит к значительному снижению эффективности производства.

Как всем известно, процесс получения эластичных пенополиуретанов требует формы, которая может быть нагрета, однако такого рода форма стоит немалых затрат средств и энергии. Поэтому промышленность взяла на себя обязательства разработать новый вид эластичного пенополиуретана и способ его получения для уменьшения температуры формы, времени производства и потребления энергии, а также для получения эластичного пенополиуретана, дающего хорошие физико-механические свойства.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание форполимера с концевыми изоцианатными группами. В соответствии с примером настоящего изобретения, форполимер с концевыми изоцианатными группами содержит продукт реакции взаимодействия компонентов a1, a2 и a3:

a1) 45-65 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 50-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI),

a2) 25-45 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата (PMDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами и

a3) 5-20 мас.% простого полиэфирполиола из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где средняя функциональность простого полиэфирполиола составляет 2-6, средняя молекулярная масса составляет 2000-10000, среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 22-43 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола,

где содержание NCO в форполимере с концевыми изоцианатными группами составляет 27-30 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

Предпочтительно дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 70-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI).

Предпочтительно полиметиленполифенилполиизоцианат (PMDI) содержит:

a21) 0-60 мас.% первого полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (I), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

,

и

a22) 40-100 мас.% второго полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (II), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

,

где n - целое число, равное или больше 1.

Предпочтительно среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 23-37 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ получения форполимера с концевыми изоцианатными группами. В соответствии с примером настоящего изобретения обеспечивается способ получения форполимера с концевыми изоцианатными группами, содержащий стадию взаимодействия компонентов a1, a2 и a3:

a1) 45-65 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 50-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI),

a2) 25-45 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата (PMDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами и

a3) 5-20 мас.% простого полиэфирполиола из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где средняя функциональность простого полиэфирполиола составляет 2-6, средняя молекулярная масса составляет 2000-10000, среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 22-43 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола,

где содержание NCO в форполимере с концевыми изоцианатными группами составляет 27-30 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

Предпочтительно дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 70-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI).

Предпочтительно полиметиленполифенилполиизоцианат (PMDI) содержит:

a21) 0-60 мас.% первого полиметиленполифенилполиизоцианата с общей формулой (I) из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

и

a22) 40-100 мас.% второго полиметиленполифенилполиизоцианата с общей формулой (II) из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

,

где n - целое число, равное или больше 1.

Предпочтительно среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 23-37 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола.

Другим объектом настоящего изобретения является применение форполимера с концевыми изоцианатными группами, обеспечиваемого согласно настоящему изобретению, для получения эластичного пенополиуретана.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить эластичный пенополиуретан. В соответствии с примером настоящего изобретения эластичный пенополиуретан содержит продукт реакции взаимодействия компонентов А, В и С:

A) форполимер с концевыми изоцианатными группами, обеспечиваемый в настоящем изобретении,

B) полиол, содержащий

b1) 0,1-20 массовых частей по меньшей мере первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где функциональность первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола равна 2 или более, а среднее содержание этиленоксида в первом полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или больше 50 мас.%,

b2) 30-90 массовых частей второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где гидроксильное число второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 25-40 мг/КОН, а среднее содержание этиленоксида во втором полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или меньше 30 мас.%,

b3) 5-60 массовых частей полимерного полиола,

b4) 0,01-15 массовых частей удлинителя цепи,

b5) 0,01-20 массовых частей катализатора и/или стабилизатора пены,

и

C) 0,1-7 массовых частей воды,

где NCO-индекс реакции составляет 70-120.

Предпочтительно реакция проводится в форме, и температура формы составляет 15-40°С.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение способа получения эластичного пенополиуретана по настоящему изобретению. Согласно примеру настоящего изобретения обеспечивается способ получения эластичного пенополиуретана, содержащий стадию взаимодействия компонентов А, В и С:

A) форполимер с концевыми изоцианатными группами, обеспечиваемый в настоящем изобретении,

B) полиол, содержащий

b1) 0,1-20 массовых частей по меньшей мере первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где функциональность первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола равна 2 или более, а среднее содержание этиленоксида в первом полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или больше 50 мас.%,

b2) 30-90 массовых частей второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где гидроксильное число второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 25-40 мг/КОН, а среднее содержание этиленоксида во втором полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или меньше 30 мас.%,

b3) 5-60 массовых частей полимерного полиола,

b4) 0,01-15 массовых частей удлинителя цепи,

b5) 0,01-20 массовых частей катализатора и/или стабилизатора пены,

и

С) 0,1-7 массовых частей воды,

где NCO-индекс реакции составляет 70-120.

Предпочтительно реакция проводится в форме, и температура формы составляет 15-40°С.

Другим объектом настоящего изобретения является применение эластичного пенополиуретана по настоящему изобретению при производстве фурнитуры, амортизирующего элемента или автомобиля.

Согласно настоящему изобретению устанавливаются компоненты реакции и их соотношения, необходимые для получения форполимера с концевыми изоцианатными группами, подходящего для получения эластичного пенополиуретана при относительно низкой температуре формы. Способ получения эластичного пенополиуретана с помощью форполимера с концевыми изоцианатными группами по настоящему изобретению может снизить температуру формы, продолжительность процесса и потребление энергии, а также может позволить получить эластичный пенополиуретан с хорошими физическими и механическими свойствами.

Способ осуществления изобретения

Форполимер с концевыми изоцианатными группами

Согласно настоящему изобретению устанавливаются компоненты реакции и их соотношения, необходимые для получения форполимера с концевыми изоцианатными группами, подходящего для получения эластичного пенополиуретана при относительно низкой температуре формы.

Форполимер с концевыми изоцианатными группами содержит продукты реакции взаимодействия компонентов a1, a2 и a3.

a1 является дифенилметандиизоцианатом (MDI). Дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 50-79 мас.%, предпочтительно 60-79 мас.%, более предпочтительно 70-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI). Кроме того, дифенилметандиизоцианат (MDI) может также дополнительно содержать 2,4'-MDI и/или модифицированный MDI. Модифицированный MDI может быть выбран, но без ограничения к этому, из MDI, модифицированных карбодиимидом, уретонимином, уретаном, метилизоциануратом, мочевиной, биуретом или этилаллофанатом.

Количество a1 составляет 45-65 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

a2 является полиметиленполифенилполиизоцианатом (PMDI). Указанный PMDI является смесью дифенилметандиизоцианата и его гомологов. Функциональность гомологов составляет более 2. Средняя функциональность полиметиленполифенилполиизоцианатов составляет 2,6-2,8.

Общая формула полиметиленполифенилполиизоцианата (PMDI)

,

где n является целым числом, большим или равным 0.

Предпочтительно полиметиленполифенилполиизоцианат (PMDI) содержит:

a21) 0-60 мас.% первого полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (I), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

,

и

a22) 40-100 мас.% второго полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (II), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

,

где n является целым числом, равным или большим 1.

Полиметиленполифенилполиизоцианат может быть выбран из, но без ограничения к этому, Desmodur® 44V20 (доступный от Bayer).

Количество a2 составляет 25-45 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

a3 представляет собой простой полиэфирполиол. Простой полиэфирполиол может быть выбран из, но без ограничения к этому, полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола, полиоксипропиленполиола или полиола растительного масла, более предпочтительны полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол, полиоксипропиленполиол, наиболее предпочтителен полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол. Средняя функциональность простого полиэфирполиола составляет 2-6, предпочтительно 3-5, более предпочтительно 3-4, средняя молекулярная масса простого полиэфирполиола составляет 2000-10000, предпочтительно 3000-8000, более предпочтительно 4000-7000, среднее содержание этиленоксида составляет 22-43 мас.%, предпочтительно 23-37 мас.%, из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола.

a3 может быть одним простым полиэфирполиололом или смесью простых полиэфирполиолов. Например, a3 может быть получен путем смешивания 36,3 массовых частей полиола, имеющего среднее гидроксильное число 37, среднюю функциональность 3, среднюю молекулярную массу 4549 и среднее содержание этиленоксида 73%, и 63,7 массовых частей полиола, имеющего среднее гидроксильное число 31,5, среднюю функциональность 3,9, среднюю молекулярную массу 6900 и среднее содержание этиленоксида 17,5%. Средняя функциональность полученного a3 составляет 3,6, средняя молекулярная масса полученного a3 составляет 6051, и среднее содержание этиленоксида в полученном a3 составляет 37,7%, из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола.

Количество a3 составляет 5-20 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

Содержание NCO в форполимере с концевыми изоцианатными группами составляет 27-30 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

Способ получения форполимера с концевыми изоцианатными группами

Форполимер с концевыми изоцианатными группами может быть получен нижеследующими способами.

Способ 1

Введение a1 и a2 в химический реактор, затем введение a3 в реактор, перемешивание и взаимодействие с a1 и a2, температура реакции составляет 60-90°С, конечный продукт может быть получен после того, как реакция закончится.

Способ 2

Введение a1 и a3 в химический реактор, взаимодействие a1 с a3 при температуре реакции 60-90°С, после завершения этой реакции введение в реактор a2 для смешивания его с продуктом взаимодействия a1 с a3 при температуре в реакторе 50-80°С, конечный продукт может быть получен после завершения смешивания.

Способ 3

Введение 65-85 мас.%, предпочтительно 70-80 мас.%, более предпочтительно 73 мас.% 4,4'-MDI и a2 в химический реактор, из расчета на то, что a1 содержит 100 мас.% 4,4a-MDI, взаимодействие при температуре реакции 60-90°С, по окончании реакции введение в реактор остального MDI, содержащегося в a1 и a3, перемешивание, конечный продукт получают после завершения смешивания.

Эластичный пенополиуретан

Форполимер с концевыми изоцианатными группами (Компонент А), обеспечиваемый в настоящем изобретении, может взаимодействовать с полиолом (компонент В и С) при относительной низкой температуре формы для получения эластичного пенополиуретана с использованием меньшего потребления энергии и меньшим временем извлечения из формы. Полученный эластичный пенополиуретан обладает хорошими физическими и механическими свойствами.

Компонент А относится к разделу форполимер с концевыми изоцианатными группами в настоящем описании.

Компонент В содержит первый полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол, второй полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол, полимерный полиол, удлинитель цепи, катализатор и/или стабилизатор пены.

Функциональность первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 2-6, предпочтительно 3-5, наиболее предпочтительно 3-4, среднее содержание этиленоксида в первом полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле больше или равно 50 мас.%, предпочтительно 50-90 мас.%, более предпочтительно 60-80 мас.%, из расчета на 100 мас.% первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола. Количество первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 0,1-20 массовых частей, предпочтительно 0,1-10 массовых частей, наиболее предпочтительно 0,1-7 массовых частей.

Среднее гидроксильное число второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 25-40 мг/КОН, среднее содержание этиленоксида во втором полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле меньше или равно 30 мас.% из расчета на 100 мас.% второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола. Количество второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 30-90 массовых частей, предпочтительно 40-90 массовых частей, более предпочтительно 50-80 массовых частей, наиболее предпочтительно 60-70 массовых частей.

Полимерный полиол содержит полимерные твердые вещества. Полимерные твердые вещества могут быть выбраны, но без ограничения к этому, из полиакрилонитрила, полистирола, поливинилхлорида или их сополимеров. Средняя молекулярная масса полимерного полиола может быть выбрана, но не ограничена этим, из 3000-25000, предпочтительно 4000-20000, более предпочтительно 5000-15000. Средняя функциональность полимерного полиола может составлять, но не ограничена этим, 2-6, предпочтительно 3-5, более предпочтительно 3-4. Количество полимерного полиола составляет 5-60 массовых частей, предпочтительно 10-50 массовых частей, более предпочтительно 20-40 массовых частей.

Удлинитель цепи представляет собой OH-содержащий и/или аминосодержащий удлинитель цепи. Средний молекулярный вес удлинителей цепи на основе ОН и/или на основе аминов меньше или равен 1000. Удлинителями цепи могут быть, но без ограничения к этому, триэтаноламин, диэтаноламин, гликоль, глицерин, триметилолпропан, диэтилентриамин, диэтилтолуолдиамин или диметилмеркаптотолуолдиамин. Количество удлинителя цепи составляет 0,01-15 массовых частей.

Катализаторами могут быть, но без ограничения к этому, катализатор на основе аминов или катализатор на основе металлов.

Стабилизатором пены может быть, но без ограничения к этому, силиконовый стабилизатор пены.

Количество катализатора и/или стабилизатора пены составляет 0,01-20 массовых частей.

Компонент B может дополнительно содержать другие добавки, предпочтительно, но без ограничения к этому, антипирены, цветные пигменты или наполнители.

Компонентом C является вода. Количество воды составляет 0,1-7 массовых частей, предпочтительно 1-5 массовых частей, более предпочтительно 2-6 массовых частей.

Способ получения эластичного пенополиуретана

Взаимодействие компонентов A, B и C в форме для получения эластичного пенополиуретана.

Форма может быть выбрана, но без ограничения к этому, из форм известного уровня техники, которые используются для получения эластичного пенополиуретана. Температура реакции в форме составляет 15-40°C.

Индекс NCO реакции составляет 70-120. Определение индекса NCO приведено ниже:

Применение эластичного пенополиуретана

Эластичный пенополиуретан может быть использован для производства фурнитуры, амортизирующего элемента или автомобильной арматуры. Материалы, упомянутые в этом контексте, проиллюстрированы далее

Desmodur® 44V20 PMDI, среднее содержание NCO составляет 31,5 мас.% Доступно от Bayer
Компонент A4 Смесь 4,4'-MDI, 2,4-MDI и PMDI, среднее содержание NCO составляет 32,5 мас.% Desmodur® 3133, доступно от Bayer
Desmodur® 1806 MDI представляет собой смесь 4,4'-MDI 2,4'-MDI, в которой содержание 4,4'-MDI составляет 40-50 мас.%, содержание 2,4'-MDI составляет 60-50 мас.%, из расчета на 100 мас.% MDI смеси Доступно от Bayer
Компонент A5 MDI форполимер, среднее содержание NCO составляет 30 мас.%. Форполимер MDI получается при реакции MDI с полиолом. Содержание 4,4'-MDI больше или равно 80 мас.% из расчета на 100 мас.% MDI. Среднее содержание этиленоксида меньше или равно 20 мас.% из расчета на 100 мас.% полиола. Desmodur® 20IK45, доступно от Bayer
Desmodur® 44M Чистый 4,4'-MDI Доступно от Bayer
Полиол 1 Полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол; гидроксильное число составляет 37 мг КОН/г, содержание этиленоксида составляет около 73 мас.% Доступно от Bayer
Полиол 2 Полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол; гидроксильное число составляет 31,5 мг КОН/г, содержание этиленоксида составляет около 17,5 мас.% Доступно от Bayer
Полиол 3 Полиоксиэтиленполиоксипропиленполиол; гидроксильное число составляет 35 мг КОН/г, средняя функциональность 3.Содержание этиленоксида составляет около 14 мас.%. Доступно от Bayer
Полиол 4 Полимерный полиол; гидроксильное число составляет 16,5-20,5 мг КОН/г Доступно от Bayer
В8715 Поверхностно-активное вещество (Tegostab® B8715 LF 2 кремнеорганический стабилизатор) Доступно от Goldschmidt
А1 Катализатор на основе амина Niax* катализатор А-1:70 мас.% бис(2-диметиламиноэтил)эфир + 30 мас.% дипропиленгликоль Доступно от Airproduct
А300 Катализатор на основе амина (Niax* катализатор А-300) Доступно от Airproduct
33LV Катализатор на основе амина (DABCO 33 LV® катализатор на основе третичного амина: смесь 33% триэтилендиамина и 67% дипропиленгликоля) Доступно от Airproduct
DEOA Диэтаноламин

Примеры

Примеры и способы, раскрытые в настоящем изобретении, проиллюстрированы далее, но без ограничения к этому.

Получение форполимера с концевыми изоцианатными группами

Пример 1

Тринадцать массовых частей смеси полиола 1 и полиола 2 и 30,5 массовых частей 4,4′-MDI вводили в реактор, реакция продолжалась при 75°C в течение 100 минут. После этого к содержимому реактора добавляли 22 массовых части Desmodur® 1806 и 34,5 массовых частей Desmodur® 44V20. Получали форполимер с концевыми изоцианатными группами (А1), имеющий содержание NCO 27,7 мас.%.

Пример 2

Десять массовых частей смеси полиола 1 и полиола 2 вводили в другую смесь из 30 массовых частей Desmodur® 44М, 24 массовых частей Desmodur® 1806 и 36 массовых частей Desmodur® 44V20, после этого добавляли 100 ч. на млн 2-хлорозамещенной кислоты. Реакцию проводили при 75°C в течение приблизительно 90 минут. После завершения реакции и охлаждения получали форполимер с концевыми изоцианатными группами (А2) с содержанием NCO 29,2 мас.%.

Пример 3

Десять массовых частей смеси полиола 1 и полиола 2 добавляли к 30 весовым частям 4,4′-MDI. Реакцию проводили при 75°C в течение около 90 минут. После окончания реакции добавляли и смешивали 24 массовых части Desmodur® 1806 и 36 массовых частей Desmodur® 44V20. Получали форполимер с концевыми изоцианатными группами (A3) с содержанием NCO 29,2 мас.%.

Получение эластичного пенополиуретана

Примеры 4-6 и сравнительный пример С1-С3.

В условиях реакции, приведенных в таблице 1, получали эластичный пенополиуретан в результате реакции между форполимером с концевыми изоцианатными группами (А1, А2 и A3, соответственно) и компонентами B и C. Физические и механические свойства полученного эластичного пенополиуретана перечислены в таблице 1.

В соответствии с таблицей 1 форполимер (A1, A2 или A3) согласно настоящему изобретению прореагировал с компонентами В и С с получением эластичного пенополиуретана с удовлетворительными механическими свойствами, при этом температура формы составляла 25°С и время выемки из формы составляло 4 минуты.

В соответствии со Сравнительным примером C1 с той же температурой формы (25°С) и с тем же временем выемки из формы (4 минуты) верхний слой эластичного пенополиуретана, изготовленного с использованием смешанного MDI (компонент A4, Desmodur® 3133), был содран, поэтому физические свойства не измеряли.

В соответствии со Сравнительным примером C2, при той же температуре формы (25°С), эластичный пенополиуретан, изготовленный с использованием смешанного MDI (Desmodur 3133), будет обладать хорошими физическими и механическими свойствами, только в случае, если время выемки из формы продлевается по крайне мере до 10 минут.

В соответствии со Сравнительным примером C3, с тем же временем выемки из формы (4 минуты), эластичный пенополиуретан, изготовленный с использованием смешанного MDI (Desmodur 3133), будет обладать хорошими физическими и механическими свойствами только тогда, когда температура формы повышается до 60°С.

Вследствие этого, в соответствии с количеством компонентов, представленных в настоящем изобретении, эластичный пенополиуретан может быть получен путем реакции между форполимером с концевыми изоцианатными группами по настоящему изобретению и полиолами с меньшим энергопотреблением и меньшим временем извлечения из формы. Полученный эластичный пенополиуретан обладает хорошими физическими и механическими свойствами.

Пример 7 и сравнительный пример C4-C5

При условиях реакции, перечисленных в таблице 2, эластичный пенополиуретан получали путем реакции между форполимером с концевыми изоцианатными группами (A3) и компонентами В и С в соответствии с количествами, указанными в таблице 2. Физические и механические свойства полученного эластичного пенополиуретана приведены в таблице 2.

Таблица 2
Получение эластичного пенополиуретана
Пример 7 C4 C5
Компонент А A3 A5 A5
Полиол 3 (мас.%) 85 85 85
Полиол 4 (мас.%) 15 15 15
Полиол 1 (мас.%) 2 2 2
DEOA (мас.%) 2 2 2
Компонент В Катализатор (мас.%) 0,2 0,2 0.2
B8715(мас.%) 0,8 0,8 0.8
Компонент С Вода (мас.%) 3,2 3,2 3.2
Условия реакции Температура формы (°С) 25 55 25
Время выемки из формы (мин) 4 4 4
NCO индекс (%) 90 90 90
Физические свойства Плотность (кг/м3) 51,8 52,7 Содранная поверхностная пленка/грубая пленка
IFD 25% (N) 330 397
Испытание на эластичность по отскоку шарика (%) 56 59
Предел прочности (кПа) 133 130
Относительное удлинение при разрыве (%) 87 85
CFD () 40% (Kpa) 7,3 8,8
С.S (%) (22 ч, 70°С) 4,5 6,5
влажный CS 50% (95%, 50°C) 7,9 13,1

Согласно таблице 2 форполимер (A3) по настоящему изобретению прореагировал с компонентами В и С с получением эластичного пенополиуретана, при этом температура формы была 25°С и время выемки из формы составляло 4 минуты.

В соответствии со Сравнительным примером C4 с тем же временем выемки из формы (4 минуты), эластичный пенополиуретан может быть получен с использованием MDI форполимера (компонент A5, Desmodur® 20IK45) только при повышении температуры формы до 55°С.

В соответствии со Сравнительным примером C5, при той же температуре формы (25°С) и при том же времени выемки из формы (4 минуты), поверхность эластичного пенополиуретана, изготовленного с использованием MDI форполимера (компонент A5, Desmodur® 201K45), была ободранной.

Вследствие этого эластичный пенополиуретан с хорошей поверхностью не может быть получен с применением обычного форполимера с концевыми изоцианатными группами (например, Desmodur® 201K45) при относительно низкой температуре формы. Кроме того, в соответствии с количеством компонентов, предусмотренных в настоящем изобретении, эластичный пенополиуретан может быть получен реакцией между форполимером с концевыми изоцианатными группами по настоящему изобретению и полиолами с меньшим энергопотреблением и меньшим временем выемки из формы. Полученный эластичный пенополиуретан обладает хорошими физическими и механическими свойствами.

Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано посредством Примеров, оно в любом случае не ограничивается этими Примерами. Не выходя за пределы сущности и объема настоящего изобретения, специалисты в данной области техники могут сделать какие-либо модификации и изменения. И защита настоящего изобретения основана на объеме притязаний, определенном формулой настоящего изобретения.

1. Форполимер с концевыми изоцианатными группами, отличающийся тем, что он содержит продукт реакции взаимодействия компонентов а1, а2 и а3:
а1) 45-65 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 50-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI),
а2) 25-45 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата (PMDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами и
а3) 5-20 мас.% простого полиэфирполиола из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где средняя функциональность простого полиэфирполиола составляет 2-6, средняя молекулярная масса составляет 2000-10000, среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 22-43 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола,
где содержание NCO в форполимере с концевыми изоцианатными группами составляет 27-30 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

2. Форполимер с концевыми изоцианатными группами по п.1, в котором дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 70-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI).

3. Форполимер с концевыми изоцианатными группами по п.1, в котором полиметиленполифенилполиизоцианат (PMDI) содержит:
а21) 0-60 мас.% первого полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (I), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

и
а22) 40-100 мас.% второго полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (II), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

где n является целым числом, равным или большим 1.

4. Форполимер с концевыми изоцианатными группами по п.1, в котором среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 23-37 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола.

5. Способ получения форполимера с концевыми изоцианатными группами, содержащий стадию взаимодействия компонентов а1, а2 и а3:
а1) 45-65 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 50-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI),
а2) 25-45 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата (PMDI) из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами и
а3) 5-20 мас.% простого полиэфирполиола из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами, где средняя функциональность простого полиэфирполиола составляет 2-6, средняя молекулярная масса составляет 2000-10000, среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 22-43 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола,
где содержание NCO в форполимере с концевыми изоцианатными группами составляет 27-30 мас.% из расчета на 100 мас.% форполимера с концевыми изоцианатными группами.

6. Способ по п.5, где дифенилметандиизоцианат (MDI) содержит 70-79 мас.% 4,4'-дифенилметандиизоцианата из расчета на 100 мас.% дифенилметандиизоцианата (MDI).

7. Способ по п.5, где полиметиленполифенилполиизоцианат (PMDI) содержит:
а21) 0-60 мас.% первого полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (I), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

и
а22) 40-100 мас.% второго полиметиленполифенилполиизоцианата, имеющего общую формулу (II), из расчета на 100 мас.% полиметиленполифенилполиизоцианата,

где n является целым числом, равным или большим 1.

8. Способ по п.5, где среднее содержание этиленоксида в простом полиэфирполиоле составляет 23-37 мас.% из расчета на 100 мас.% простого полиэфирполиола.

9. Эластичный пенополиуретан, отличающийся тем, что он содержит продукт реакции компонентов А, В и С:
A) форполимер с концевыми изоцианатными группами по пп.1-4,
B) полиол, содержащий
b1) 0,1-20 массовых частей по меньшей мере первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где функциональность первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола равна 2 или более, а среднее содержание этиленоксида в первом полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или больше 50 мас.%,
b2) 30-90 массовых частей второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где гидроксильное число второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 25-40 мг/КОН, а среднее содержание этиленоксида во втором полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или меньше 30 мас.%,
b3) 5-60 массовых частей полимерного полиола,
b4) 0,01-15 массовых частей удлинителя цепи,
b5) 0,01-20 массовых частей катализатора и/или стабилизатора пены,
и
С) 0,1-7 массовых частей воды,
где NCO-индекс реакции составляет 70-120.

10. Эластичный пенополиуретан по п.9, где реакция осуществляется в форме, а температура формы составляет 15-40°C.

11. Способ получения эластичного пенополиуретана, содержащий стадию взаимодействия компонентов А, В и С:
A) форполимер с концевыми изоцианатными группами по пп.1-4,
B) полиол, содержащий
b1) 0,1-20 массовых частей по меньшей мере первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где функциональность первого полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола равна 2 или более, а среднее содержание этиленоксида в первом полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или больше 50 мас.%,
b2) 30-90 массовых частей второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола из расчета на 100 мас.% В и С, где гидроксильное число второго полиоксиэтиленполиоксипропиленполиола составляет 25-40 мг/КОН, а среднее содержание этиленоксида во втором полиоксиэтиленполиоксипропиленполиоле равно или меньше 30 мас.%,
b3) 5-60 массовых частей полимерного полиола,
b4) 0,01-15 массовых частей удлинителя цепи,
b5) 0,01-20 массовых частей катализатора и/или стабилизатора пены,
и
С) 0,1-7 массовых частей воды,
где NCO-индекс реакции составляет 70-120.

12. Способ по п.11, где реакция осуществляется в форме, а температура формы составляет 15-40°C.

13. Применение эластичного пенополиуретана по п.9 в производстве фурнитуры, амортизирующего элемента или автомобиля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к эфируретанакрилатным олигомерам. Эфируретанакрилатный олигомер используется для приготовления заливочных композиций различного назначения.

Изобретение относится к способу получения поликарбодиимидов путем двухстадийной полимеризации по меньшей мере одного исходного соединения, содержащего изоцианатные группы.
Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.
Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.
Изобретение относится к однокомпонентной полиуретановой пене с низким содержанием мономеров, пригодной для герметизации, изолирования и/или монтирования швов, поверхностей кровли, окон и дверей или для заполнения полостей.
Настоящее изобретение относится к способу получения полиуретанового термоэластопласта, включающему взаимодействие гидроксилсодержащего олигоэфира с избытком дифенилметандиизоцианата с последующим взаимодействием полученного псевдофорполимера со смесью полиолов, содержащей 1,4-бутандиол и диол с большей молекулярной массой, при этом в качестве гидроксилсодержащего олигоэфира используют полиэтиленадипинатдиол с молекулярной массой 2000, в качестве смеси полиолов используют смесь 1,4-бутандиола и полидиэтиленадипинатдиола с молекулярной массой 800, причем на первой стадии синтеза псевдофорполимер получают при мольном соотношении полиэтиленадипинатдиола с молекулярной массой 2000 и МДИ 1:2,5÷1:3 соответственно, а состав смеси полиолов, используемой на второй стадии синтеза, соответствует мольному соотношению бутандиол : полидиэтиленадипинатдиол с молекулярной массой 800 от 0,2:0,8 до 0,6:0,4 при общем мольном соотношении на данной стадии изоцианатных групп к гидроксильным, равном 0,98-0,99.

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для изготовления голографических сред, включающей компонент записывающего мономера a), содержащий в качестве записывающих мономеров, в пересчете на всю композицию, по меньшей мере, 10% масс.
Изобретение раскрывает способ приготовления не содержащего растворителя двухкомпонентного полиуретанового клея с низким содержанием свободного мономера МДИ (дифенилметандиизоцианата).

Данное изобретение относится к области полиуретановых композиций, а также их применения, в частности, в качестве двухкомпонентного связующего материала, герметика, заливочной массы, покрытия или покрытия для пола.

Изобретение относится к замещенным N-(цикло)алкилпирролидонам в качестве растворителей для применения в способе получения полиуретановых дисперсий. Водную полиуретановую дисперсию получают взаимодействием a) по меньшей мере одного многоатомного изоцианата с 4-30 атомами углерода, b) диолов, из которых b1) 10-100% мол.

Изобретение относится к пористому гелю, способу получения пористого геля и его применению. Пористый гель содержит представленные далее компоненты в превращенном виде: (a1) не менее чем один многофункциональный изоцианат, (а2) не менее чем один многофункциональный ароматический амин и (а3) не менее чем один многофункциональный циклоалифатический амин.

Изобретение относится к вариантам полиуретана, который характеризуется низкой полосчатостью или отсутствием видимой полосчатости, а также к изделию и ламинату, содержащим такой полиуретан.

Изобретение относится к способу для нанесения покрытий для склеивания или соединения поверхностей минеральных материалов с помощью синтетической смолы, предпочтительно 2-компонентой синтетической смолы.

Настоящее изобретение относится к способу получения пенополиуретановой пены из полиолов на основе липидов. Описан способ получения полиуретановой пены, содержащей полиол на основе липидов, включающий - (a) получение преполимера способом, включающим стадии: обеспечение наличия полиола на основе липидов, первого количества мультифункционального изоцианата и первого количества, по меньшей мере, одного катализатора желирования; и объединение полиола на основе липидов, изоцианата и первого количества катализатора желирования с образованием полиол/изоцианатной смеси; взаимодействие полиол/изоцианатной смеси в основном без использования дополнительного нагрева; с получением преполимера, причем преполимер в основном не в виде пены и имеет в наличии непрореагировавшие функциональные группы ОН, и имеет сниженное количество свободного непрореагировавшего мономера и димерных полиолов по сравнению с полиол/изоцианатной смесью; (b) получение полиуретановой пены способом, включающим стадии: объединение преполимера со стадии (а) со вторым количеством мультифункционального изоцианата и с вспенивающим агентом; и взаимодействие преполимера, изоцианата и вспенивающего агента с получением полиуретановой пены; где первое количество мультифункционального изоцианата составляет от 0,01% до 33% стехиометрического количества мультифункционального изоцианата(ов), которое потребуется для взаимодействия с имеющимися в наличии гидроксильными группами полиола(ов) в полиол/изоцианатной смеси; где первое количество изоцианата включает по меньшей мере один из 4,4′-метиленбис(фенилизоцианат) (MDI) и толуолизоцианат (TDI); и где полиол на основе липидов включает достаточное количество полиола на основе липидов, так что общее количество полиола на основе липидов в полиуретановой пене составляет не менее чем 10% относительно общего количества полиола по массе в пене.
Настоящее изобретение относится к водной дисперсии полиуретана, соответственно полиуретанмочевины, используемой для изготовления лаков, герметиков и клеев, содержащей диспергированные в ней полиуретаны, соответственно полиуретанполимочевины, с концевыми карбоксильными группами и дополнительными боковыми сульфонатными группами.
Изобретение относится к однокомпонентной полиуретановой пене с низким содержанием мономеров, пригодной для герметизации, изолирования и/или монтирования швов, поверхностей кровли, окон и дверей или для заполнения полостей.
Настоящее изобретение относится к способу получения полиуретанового термоэластопласта, включающему взаимодействие гидроксилсодержащего олигоэфира с избытком дифенилметандиизоцианата с последующим взаимодействием полученного псевдофорполимера со смесью полиолов, содержащей 1,4-бутандиол и диол с большей молекулярной массой, при этом в качестве гидроксилсодержащего олигоэфира используют полиэтиленадипинатдиол с молекулярной массой 2000, в качестве смеси полиолов используют смесь 1,4-бутандиола и полидиэтиленадипинатдиола с молекулярной массой 800, причем на первой стадии синтеза псевдофорполимер получают при мольном соотношении полиэтиленадипинатдиола с молекулярной массой 2000 и МДИ 1:2,5÷1:3 соответственно, а состав смеси полиолов, используемой на второй стадии синтеза, соответствует мольному соотношению бутандиол : полидиэтиленадипинатдиол с молекулярной массой 800 от 0,2:0,8 до 0,6:0,4 при общем мольном соотношении на данной стадии изоцианатных групп к гидроксильным, равном 0,98-0,99.
Настоящее изобретение относится к композиции для получения напыляемых жестких пенополиуретанов тепло- и гидроизоляционного назначения, например, для герметизации строительных конструкций (кровли, стен и полов), для обустройства холодильных камер, для теплоизоляции трубопроводов и т.п.

Настоящая группа изобретений относится к препрегам и получаемым из них при пониженной температуре деталям. Описаны препреги, в основном состоящие из: A) по меньшей мере одной волокнистой основы, и B) в качестве матричного материала по меньшей мере одной содержащей уретдионовые группы порошкообразной полиуретановой композиции с высокой реакционной способностью, которая содержит в основном: a) по меньшей мере один содержащий уретдионовые группы отвердитель на основе продуктов полиприсоединения алифатических, (цикло)алифатических или циклоалифатических полиизоцианатов с уретдионовыми группами и соединений с гидроксильными группами, который при температуре ниже 40°C находится в твердой форме, а при температуре выше 125°C в жидкой форме, и содержит менее 5 мас.% свободных NCO-групп и от 3 до 25 мас.% уретдионовых групп, и b) по меньшей мере один полимер с гидроксильными группами, который при температуре ниже 40°C находится в твердой форме, а при температуре выше 125°C в жидкой форме, и обладает гидроксильным числом от 20 до 200 мг КОН/г, c) от 0,1 до 5 мас.% по меньшей мере одного катализатора, выбранного из группы, включающей четвертичные соли аммония и/или четвертичные соли фосфония с галогенами, гидроксидами, алкоголятами или анионами органических или неорганических кислот в качестве противоионов, и d) от 0,1 до 5 мас.% по меньшей мере одного сокатализатора, выбранного из группы, включающей: d1) по меньшей мере один эпоксид, причем компоненты а) и b) взяты в таком соотношении, чтобы на каждую гидроксильную группу компонента b) приходилось от 0,3 до 1 уретдионовой группы компонента а).
Наверх