Способ получения жестких пенополиуретанов

 

(и) 438666

ОПИСАНИЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 23.03.72 (21) 1760805/23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 21.01.75 (51) М. Кл. С 08g 22, 46 государственный камнтет

Совета Министров СССР по делам нзаоретений и открытий (53) УДК 678.664:62 405.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. С. Спирин, Г. И. Мартьянова, В. Е. Ложкин, А. И. Лебедев, Ю. Л. Заломаев, Е. П. Ронжина и Л. В. Турецкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ )КЕСТКИХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ

Изобретение относится к получению жестких пенополиуретанов.

Известен способ получения жестких пенополиуретанов путем взаимодействия изоцианатов с гидроксилсодержащими соединениями в присутствии вспенивающего агента и целевых добавок. Для осуществления этого способа необходимо применение катализаторов реакции взаимодействия изоцианатов с гидроксилсодержащими соединениями, в качестве которых по этому способу используют третичные амины в сочетании с солями металлов. Однако применение катализаторов усложняет технологический процесс. Кроме того, при использовании катализаторов выделяются токсичные продукты, которые продолжают выделяться и в процессе эксплуатации пенополиуретана, что ограничивает область

его применения.

Целью изобретения является способ получения жестких пенополиуретанов, характеризующийся простотой технологического процесса и полным отсутствием токсичности при эксплуатации готового продукта. Эта цель достигается тем, что в качестве гидроксилсодержащих соединений используют привитые сополимеры полиоксиалкиленполиолов и виниловых мономеров, содержащих третичный аминный азот. Эти сополимеры являются одновременно и катализаторами получения пенополиуретанов, поэтому нет необходимости вводить специальные катализаторы.

Модификацию полиоксиалкиленполиолов проводят по известной реакции передачи це5 пи при свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в среде полиоксиалкиленполиола в присутствии различных инициаторов.

В качестве виниловых мономеров испольl0 зуют 2-метил-5-винилпиридин (МВП) или

Р-аминоэфиры метакриловой кислоты.

Для получения пенополиуретанов по способу, соответствующему изобретению, применяют полиоксиалкиленполиол на основе окиси

15 пропилена и ксилита, модифицированный прививкой МВП (СП-1), полиоксиалкиленполиол на основе окиси пропилена и ксилига, модифицированный прививкой Р-диметиламиноэтилметакрилата (СП-2), полиоксиал20 киленполиол на основе окиси пропилена и глицерина, модифицированный МВП (СП-3); полиоксиалкиленполиол на основе окиси пропилена и глицерина, модифицированный прививкой P - диметиламиноэтилметакрилата

25 (СП-4); или полиоксиалкиленполиол на основе окиси пропилена и ксилита, модифицированный прививкой 1,3-ди(диметиламино)изопропилметакрилата (СП-5).

В качестве изоцианата применяют смесь

30 4,4 -дифенилметандиизоцианата и полиизо438666

0,073

3 цианатов с содержанием NCO-групп 30,5% (ПИЦ), в качестве вспенивающего агента— трихлорфторуглерод (фреон). В качестве регулятора размера пор применяют поверхностно-активное вещество, представляющее собой водорастворимый блок-сополимер окиси пропилена и полиорганосилоксана (ПАВ) .

Пенополиуретаны по изобретению получают одностадийным методом при комнатной температуре на мешалке со скоростью

1400 об/мин.

Навеску гидроксилсодержащего соединения (СП) смешивают с трихлорфторуглеродом (фреоном), поверхностно-активным веществом (ПАВ), водой и изоцианатом в течение

20 сек, По способу, согласно изобретению, получают пенополиуретаны, пригодные для напыления на любые подложки при содержании азота в гидроксилсодержащем соединении более 1,5 и для заливки — при содержании азота менее 1,5 .

Предлагаемый способ не требует специального или дополнительного оборудования при получении изделий в заводских условиях, так как рабочая вязкость композиции находится в пределах 500 †30 спз при температуре

20 — 25 С.

Пример 1. Берут 100 вес. ч. СП-1, содержащего 2,5 /о азота и 9,9 /о ОН-групп, добавляют 2 вес. ч. воды, 12 вес. ч. фреона, 1 вес.ч.

ПАВ и 135 вес. ч. изоцианатного компонента (ПИЦ). Время перемешивания всей композиции т,=10 сек, время индукции т„,=0 сек, время подъема пены ть— = 1 мин, температура помещения Т„=22 С.

Получают пенополиуретан со следующими показателями:

Объемный вес (у), кг/м 58,3

Предел прочности при сжатии (о), кг/см 4,5

Усадка (У,), /о 0,1

Водопоглощение за 24 час (B,) кг/м

Коэффициент теплопроводности (К„„.„.), ккал/м час С 0,024

Температура размягчения (Тр), С 130

Напыленный на фанерную подложку пенополиуретан имеет равномерную бездефектную структуру при толщине слоя 200 мм.

П р и м ер 2. Берут 100 вес. ч. СП-2, содержащего 0,5 азота и 10,7 ОН-групп, добавляют 2 вес. ч, воды, 12 вес. ч. фреона, 1 вес. ч.

ПАВ и 150 вес. ч. ПИЦ. tn — — 20 сек, т„„=—

=15 сек, .гь=З мин 45 сек, Т,= 22 С.

Получают пенополиуретан со следующими показателями: у=41 кг/м3, о=4,5 кг/см, Ус=0,2 / К enzr.=0,023 ккал/м ° час С, В„=

=0,071 кг/м, Тр — — 140 С. При заливке пенополиуретаном изделия размерами 500 500

)(5000 мм получают равномерную структуру без дефектов.

Пример 3. Берут 100 вес. ч. СП-2, содержащего 1 //> азота и 10 /о ОН-групп, добавляют 1 вес. ч. воды, 1 вес. ч. ПАВ, и 150 вес. ч.

ПИЦ. т,=15 сек, T,=24 С.

Получают пенополиуретан со следующими показателями: у=140 кг/м, о=15 кг/см, У,=0,2 /о, удельная ударная вязкость

0,5 кг см/см, диэлектрические потери 6,3.

° 10, диэлектрическая проницаемость= 1,27, Тр= 135 С.

При заливке пенополиуретана в изделие размером 500)(500Р,5000 мм получают равномерную структуру без дефектов.

Прим ер 4. Берут 100 вес. ч. СП-З, содержащего 1 /о азота и 9,2 /о ОН-групп, добавляют 2 вес. ч, воды, 12 вес. ч, фреона, 1 вес. ч.

ПАВ и 122 вес. ч. ПИЦ. тих=10 сек, с„=

=5 сек, ть=З мин 40 сек, Т,=23 С.

Получают пенополиуретан со следующими показателями: у=40,9 кг/м, о=1,6 кг/см, У,=О,Ç /о, К„, =0,028 ккал/м.час С, В,=0,05 кг/м, Тр=133 С. Заливкой из пенополиуретана получают изделие, имеющее равномерную бездефектную структуру.

Пример 5. Берут 100 вес. ч. СП-4, содержащего 1,0 //> азота и 9 ОН-групп, добавляют 2 вес. ч. воды, 12 вес. ч. фреона, 1 вес. ч. ПАВ и 125 вес. ч. ПИЦ. тих=13 сек, т„„=0 сек, ть=2 мин 50 сек, Т,=23, С.

Получают пенополиуретан со следующими показателями: у=42 1 кг/м, о=1,4 кг/см, У,=0,2 /о, К„„,=0,023 ккал/м час С, В„=0,1 кг/м, Тр=146 С, количество открытых пор 9 8 /о, количество закрытых пор

86,6 /о, При заливке в изделие размером

500+500+5000 мм получают пенополиуретан, имеющий равномерную структуру без дефектов.

Пример б. Берут 100 вес. ч. СП-5, содержащего 0,5 /о азота и 10,9 /о ОН-групп, добавляют 2 вес. ч. воды, 12 вес. ч. фреона, 1 вес.ч.

ПАВ и 125 вес. ч. ПИЦ. т„=20 сек, т„„=

=0 сек, ть=З мин, Т„=20 С.

Получают пенополиуретан со следующими показателями: у=36,8 кг/м, о=1,9 кг/см, Ус=0,1О/о Ba=0,05 кг/м, Tp=132 С, К„, =0,023 ккал/м час С.

При заливке в изделие размером 500+

+500+5000 мм получают равномерную бездефектную структуру.

Предмет изобретения

Способ получения жестких пенополиуреганов путем взаимодействия изоцианатов и гидроксилсодержащих соединений в присутствии вспенивающего агента и целевых добавок, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, в качестве гидроксилсодержащих соединений используют привитые сополимеры полиоксиалкиленполиолов и виниловых мономеров, содержащих третичный аминный азот,