Способ получения жесткого коксующегося пенополиуретана

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 040477 (21) 2480069/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 250280. Бюллетень М9 7

/14

Госуддрствеииь|й комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

664с

05.8 .8) Дата опубликования описания 250280 (72) Авторы изобретения

Н.К.Перепелкина, Л.В.Турецкий, Л.С.Жданович и Ю .Л.Есипов

Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол

/ (7) ) Заявитель (54) СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО КОКСУЮЩЕГОСЯ

ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к получению пенополиуретанов, которые могут быть использованы в качестве легкого теплоизоляционного, огнестойкого материала с токопроводящими свойствами в радиопромышленности и других отраслях..

Известен способ придания пенополнуретану токопроводящнх свойств путем использования сажи (1). 10

Такой материал не является огнестойким, так как исходная реакционная смесь не содержит огнегася= щих добавок.

В другом известном способе показана возможность придания токоп1 овод-" ности материалу при использовании полиуретановой композиции и графита с последующей термообработкой при

900оС (2). Однако этим способом невозможно получить легкие теппоизоляционные пенспласты, так как пенополиуретан при таких высоких температурах разрушается.

Наиболее близким к изобретению . является сПособ получения жесткого коксуюшегося пенополиуретана путем взаимодействия смеси сложного полиэфира, хлораля, фосфорсодержащего полиола и полиэфиракрилата с изоцианатным компонейтом s йрисутСтвий катализатора, вспенивающего агента и эмульгатора (3). (Пенополиуретан, поАучаеьый по этому способу, трудновоспламеняем. Потери веса при испытании на горючесть

hî методу огневая труба составляют 25-403| коэффициент калориметрии равен 0,9-1,06.

Однако такая огнестойкость недостаточна для удовлетворения нужд ряда отраслей прсмьхаленности. Кроме того, такой пенополиуретан не

-,обладает токопроводящими свойствами: удельное объемное сопротивление его (Й ) 10 о — 10 ом см (для электропроводящих материалов )о„= 10

10 том см. для пОлупроводников

{0 4Ф уч

10 — 10 ом.см) .

Уровень развития техники требует получения легких теплоизоляционных материалов с токопроводяшиья своГствами, к которым предъявляются повышейные требования по огнестойкости (коэффициент калориметрии с 0,5 ьпотери веса по методу огневая труба не более 10%) .

Э \ I

672867

Цель изобретения — повышение огнестойкости пенополиуретана и придание ему токопроводящих свойств.

Это "достигается тем, что в 23ВесТ» ном способе получения жесткого коксующегося пенополиуретана процесс проводят в присутствии 24-60 вес.ч. на 100 вес.ч. смеси сложного полиэфира и хлораля печной сажи с последующей термообработкой полу. ченного пенополиуретана при 295- )0

305 С в течение 1-3 ч.

Использование указанных Факторов

"rio отдельности не обеспечивает сочетание свойств токопроводимости, высокой агнестойкости и теплоизоляционной способности при малой ,кажущейся плотности, что подтверждается данными таблйцы.

ВйЖкбтймпературная обработка ненополиуретанов (для данного коксующегося пекополиуретана достаточна температура 295-305ОС) способствует образованию в материале системы сопряжеййых связей, т.е, участков цепи с более высокой электропроводимостью, но длина таких участков недостаточна 25 для придания пенополиуретану токопро- водящих свойств, поэтому вводится сажа, содержащая хорошо проводящие ток частички, которые совместно с системой сопряжения участком цепи полимера 3() обеспечивают токодроводимость пенополиуретана (ПНУ) .

Одновременно высокотемпературная обработка ППУ повышает его огнестойкость. Достигается это тем, что З5 получаемый пенополиуретан способен

= к коксоваййю„ т,е. при высоких тем: пературах пеноматериал, деструкти = руясь, одновременно претерпевает химические изменения, происходящие без разрушеиия пеноструктуры, и. превращается в более огнестойкий.

В качестве фосфорсодержащего по лиола используют продукт оксипропилирования метилфосфиновой кислоты (Фосйолйол П ), в качестве сложного 45 йолйэфира-полидиэтиленгликольадипинат (Ц -509) .

В.качестве изоцианатного компонента используют смесь 4,4 дифенилметандиизоцианата с более высоко- 50 функциональными ароматическими изоцианат ами в соотношении от 70-30

3о 50:50 соответственно, например,,полиизоцианат марки б высший . сорт ., .:. - " 55

В качестве эмульгаторов используют кремнийорганические . поверхностноактйвные веществ а — блоксополимеры

"полиоргайосилоксана и йолиоксиалки- " лейа, йапрймер, КЭП-1 или продукты обработки моно-. и диалкилфенолов окйсью этилена, например 0II-10, в

= качестве" вСйенивающего агентa = "âoäó, в качестве катализатора — третичные аь)ийы",-например,"триэтиламин.

Пример 1. (для сравнения) .

В металлический стакан отвешивают

9 вес.ч. полиэфира Й -509, 12,5 вес.ч. Фосполиола (1, 12,5 вес.ч. цолиэфиракрилата (полиэфира ТГМ-З), 0,5 вес.ч. КЭП-1, 0,35 вес;ч. воды, 0,52 вес.ч."" триэтиламина, О,бвес.ч. сажи (смесь Р 1) . (Количество сажи на 100 вес.ч. фосполиола Й составляет 48 вес.ч. или,,что то же, на 100 вес.ч. смеси сложного полиэфира и хлораля) .

Массу„перемешивают 1 мин с помощью механической мешалки (1400 об/мин) ., В другом стакане смешивают 32,5 вес.ч ., полиизоцианата и 3,5 вес.ч. хлораля (смесь Р 2) и быстро выливают в первую смесь, вновь перемешивают

-20 с на мешалке, после чего массу выливают в форму, где происходит вспениванйе и Отверждение ППУ.

Физико-механические показатели готового ППУ для примера 1 и всех последующих приведены в таблице. Пример 2 (для сравнения) . В металлический стакан отвешивают

65 вес.ч. полиэфира ОЛГ (продукт взаимодействия хлораля и сложного йолиэфира) 65 вес.ч . Фосполиола Ц

65 вес.ч, полиэфира. ТГМ-З, 14,3 вес.ч.

ОП-10, 3,4 вес.ч. воды, 1,24 вес. ч. триэтиламина. Массу перемешивают

1 мин с помощью механической мешалки.

В другой емкости отвешивают 183 вес.ч., триэтиламина. В другой емкости отвешивают 183 вес.ч. полиизоцианата, быстро приливают его к смеси полиэфира, перемешивают . 20 с и выли- . вают в форму. Полученный пенопласт йбсле" отверждения помещают в термошкаф при 150ОС и далее нагревают до

295-305 С, Прогрев при 295-305ОС ведут в течение 3 ч

Пример 3 . 36 вес.ч. полиэфира П-509, 50 вес.ч. Фосполиола, 50 вес.ч. пблиэфира ТГМ-З, 11 вес.ч.

ОП-10, 1,4 вес.ч. воды, 24 вес.ч. сажи и 1,16 вес.ч. триэтиламина, 130 вес..ч. полиизоцианата, 14 вес.ч. хлораля смешивают аналогично примеру 1. Полученный пенопласт прогревают по режиму примера 2. (Количество сажи составляет 48 вес.ч. на

100 вес.ч. фосйолиола К ) . Пример 4 . Пенополиуретан rioлучают по примеру 1. Затем ППУ прогревают по" режиму примера 2, но при

295-305 С образец выдерживают в тече.— ние- 1 ч. (Количество сажи составляет

48 вес.ч. на 100 вес.ч. Фосполиола

11 )

Пример 5. 36 вес.ч. полиэфира П вЂ” 509; 50 hec.÷. Фосполиола. П

50 вес.ч. полиэфира ТГМ вЂ” 3, 11 вес.ч.

ОП-10. 1,4 вес.ч. воды, 1,16 вес.ч. триэтиламина, 12 вес.ч. сажи, 130 вес. ч . полни зоцианата и 1 4 вес.ч. хлораля смешив.ают аналогично примеру

672867

Как видно из таблицы, полученные согласно изобретению ППУ, обладают значительной токопроводностью (f» = 10 — 10 ом см) и высокой д огнестойкостью; потери веса при определении горючести по методу огневая труба не превышают 10%.

1 . Кажущаяся плотность, кг/мз

108 70,4 98 119 75,5 82,4

2 . Предел прочности при сжатии, кг/см

4,9 .34 6 9

l 7

1,9 3,7, 6,2 5 2

104 10" 10 104

3. Удельное объемное электрическое сопротивление (у„), ом см

1 7 1 6.

l0r 1015

4 . Горючесть по методу Огневая труба

24,92 7r9 8,79 8,71 7,0 6,57

О . О, О О а) потери веса, Ъ б) время горения, с (поджиг. 2,5 мнн) О

5. Коэффициент теплопроводности, ккал/м ч С 0t040 Ое032 0@036

0,040 0,038 0,038

Формула изобретения на 100 вес.ч. смеси. сложного поли5О эфира и хлораля печной сажи с послеСпособ получения жесткого кбксую- дующей термообработкой полученного шегося пенополиуретана путем взаимо- .пенополиуретана;при 295-305©С в действия смеси сложного полиэфира течение 1-3 ч. хлораля, фосфорсодержащего полиола и < полиэфиракрилата с изоцианатным 55 источники информации, компонентом в присутствии катаЛи- — принятые во внйьйние при экспертизе затора,вспенивающего агента и эмуль= 1. Патент США Р 3499848, гатора, отличающийся . кл. 260-2,5 опублик. 1970. тем,, что, с целью повышения:-огне - 2. Патент CluA 9 3573122., кл.136стойкости пенополиуретана.и придания - ц) 122,опублик 1971. ему токопроводяших свойств, процесс 3. Авторское свидетельство СССР проводят в присутствии 24-60 вес.ч. 9 328126, кл. С 08 g 22/06, 1967.

ЦНИИПИ Заказ 9885/72 Тираж 549 ПодписйОе

Филиал ППП .! Патент ",: r .", Ужгород," ул Проектная, 4

1. Полученный ППУ прогревают по режиму примера 2. (Количество сажи составляет 24 вес.ч. на 100 вес.ч. фосполиола E )..

Пример 6. В металлический: стакан отвешивйот 36 вес.ч. полиэфи ра П-509, 50 sec.÷. фосполиола %, 50 вес.ч. полиэфира ТГИ-З, 5,5 вес.ч.

ОП-10, 1,4,вес.ч. воды, 1,16 вес.ч.. триэтиламина (смесь Р 1) и перемешивают на механической мешалке Х мнн.

В другом стакане отвешивают 130 вес..и. полиизоцианата, 14 вес.ч. хлораля и 30 вес.ч. сажи, перемешивают, при-, ливают смесь Р l, вновь перемешиВа ют 20 с и выливают в форму. полученный пйу прогревают по. ре- 15 жиму примера 4 (Количество сажи составляет 60 вес,ч. на 100 вес.ч. фосполиола E ) .

Использование способа обеспечивает по сравнению с известными следукйаие " преимушества; возможность. получения пенополиуретана с токопроводяшими свойствами; по горючести получаемый пенополиуретан относится к категории трудносгораемых (коэффициент калориметрии менее 0,5) 1 использование более. низких температур тЕрмообработки позволяет значительно упроСтить и удешевить технологию"изготов- ления.