Способ получения пенопластов

 

о п и c la-и.а g.: (H Я 710520

Союз Соаетскнк

Соцналнстнческнк

Республик

К ПАТЕНТУ (8I ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 290777 (21) 2505757/05 (23) ПРиоРитет — (З2) 30. 07 . 7 6 (3I ) P 2634418.3 (И) ФРГ (51) М. Кл.

С 08 7 9/02

Госуларственный комитет

СССР но лелам изобретений и открытии (53) УДК 678.652:

:62-405. 8 (088.8) Опубликовано 15.01.80. Бюллетень ЭЙ 2

Дата опубликования описания 1501.80

Иностранцы

Леопольд Гользер, Хуберт Чепел и Герхард Штерн (Австрия) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма Хеми Линц Al (Австрия) (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ

Изобретение относится к получению пенопластов на основе предконденсатов формальдегида и мочевины и/или меламина и органического изоцианата, используемых для получения огнестойких, легких материалов.

Известен способ получения пенопластов путем взаимодействия предконденсата на основе формальдегида и мочевины и/или меламина с органическим изоцианатом, имеющим, по меньшей мере, две функциональные группы в присутствии основного катализатора (1) .

Используемый в этом способе предконденсат должен содержать незначительное количество воды, для чего его надо предварительно подвергать выпариванию. Кроме того, для придания полученным по этому способу пенопластам достаточной огнестойкости их надо дополнительно доотверждать.

Цель изобретения — упрощение технологического процесса и придание пенопласту огнестойкасти.

Эта цель достигается тем, что в способе получения пенопластов путем взаимодействия предконденсата на основе формальдегида и мочевины и/или меламина с органическим изоциакатом, имеющим, по меньшей мере, две функциональные группы в присутствии основного катализатора, в качестве предконденсата используют предконденсат с содержанимм воды 350 вес.% и процесс проводят в присутствии 0,5-5,0% от веса исходной смеси кислого катализатора, вводимого отдельно от предконденсата, причем соотношение воды и органического иэоцианата составляет 0,05-4,0:

1.

Весовое соотношение формальдегида и мочевины в предконденсате составляет

1, 2-2, 5: 1, предпочтительно 1, 5-2, 1: 1, а весовое соотношение формальдегида и меламина в предконденсате составляет 1,8-4,0:1, предпочтительно

2,0-3,0:1 .

Катализаторы, используемые в предлагаемом способе, те же, что и при получении аминоформальдегидных смол и полиуретанов. Так, для конденсации аминопластовых предконденсатов в течение длительного времени используются кислые катализаторы, как минеральные кислоты, хлорангидриды кислот или органические соединения, образующие сильные кислоты с водой.

При производстве полиуретанов из

71 0520 соответствующих изоцианатов и многоатомных спиртов и с поль э уют с я третичные амины, например триэтаноламин, триэтиламин, диметидэтаноламин и

1,4-диазобицикло-(2,2,2) -октан, так как особенно первичные и вторичные амины во время реакции с полиизоцианатами могут потерять свою активность. Во всех случаях количество используемых катализаторов составляет 0,5-5 вес.Ъ от массы пенообраэующей смеси. Точно также органические соединения металлов, как цинковые соли жирных кислот с металлоорганическими образованиями, например,дибутилцинкдилаурат, вместе с третичными аминами используются для производства полиуретана, причем в присутствии воды они способствуют образованию СО

Указанные группы катализаторов остаются активными в системе, состо- 20 ящей из аминопластового предконден-. сата, воды и органического изоцианата, по меньшей мере, с двумя функциональными группами, в отдельных случаях также из многоатомных спиртов, не проявляя ингибирующего действия друг в отношении друга. Нх практически одновременное использование, приводит даже к тому, что три реакции, ведущие к образованию проч- З,) ного пенопласта, одновременно протекают в оптимальных условиях. Этими тремя реакциями являются: реакция полиизоцианата с аминопластовым предконденсатом,.поликонденсация в части аьинопласта и реакция поличзо ианата с водой,,добавляемой с раствором аминопластового предконденсата.

Естественно,что такое сбалансированное течение реакции особенно важно для производства легких пенопластов . 4О

Однако следует избегать смешивания аминопластового предконденсата с кислым катализатором в отсутствии компонентов иэоцианата, так как происходит быстрое отверждение компонентов аминопласта что ведет к использованию больших количеств физических вспенивающих средств .

Для получения пенопласта добавляют также наполнители и пигменты, огнезащитные средства и стабилизаторы пены.

Пример 1. 150 г 85%-ного водного раствора предконденсата с метилольными группами с молярным соотношением формальдегида и мочевины, равным 1,5 и 5,0 r (2,5 вес.%) бензоилхлорида добавляют к только что приготовленной смеси из 50,0 r сырого дифенилметандиизоцианата (весовое 60 соотношение воды и иэоцианата 0,45)

2, О г силиконового масла в качеств е стабили затора пены, 4, 0 г три эт аноламина, 0,50 r диметилэтаноламина и

0,10 г диазобициклооктана и при ком- 65 натной температуре подвергают интенсивному перемешиванию в лабораторном сосуде в течение 10 с . Полученный из этой смеси пенопласт имеет следующие показатели

Время инициирования,с 25

Время подъема, с, 45

Появление отлийа через,с 50

Плотность, кг/м 9 ЗС

Если при подобном способе изменить молярное соотношение формальдегида и мочевины с 1,5 на 1,9, то получают пенопласт с плотностью 13 кг/м 3 при несколько удлиненном времени подъема и появлении отлипа. Даиные по огнестойкости приведены в таблице.

Пример 2. 150 г 60%-ного водного раствора предконденсата с метилольными группами с молярным соотношением формальдегида и мочевины равным 2,0 и 5,0 г (2,5 вес.Ъ) бензоилхлорида добавляют к только что подготовленной смеси из 50 г сырого дифенилметандиизоцианата (весовое соотношение воды и изоцианата 1,20), 2,0 силиконового масла (стабилизатор пены), 4,0 г триэтаноламина, 0,5 г диметилэтаноламина и 0,10 г диазобициклооктана и подвергают интенсив-. ному перемешиванию в лабораторных условиях в течение 10 с.

Время инициирования,с 21

Время подъема,с 161

Появление отлипа через,с 180

Плотность, кг/мз 30

Данные по огнестойкостк приведены в таблице. . Пример 3. 260 r 85Ъ-ного водного раствора предконденсата с метилольными группами с молярным соотношением формальдегида и мочевины

1,90 и 5,0 г (1,6 вес.%) бенэоилхлорида добавляют к только что приготовленной смеси иэ 50,0 г дифенилметандиизоцианата (весовое соотношение воды и иэоцианата 0,6), 2,0 r силиконового масла, 4,0 r триэтаноламина, 0,5 г диметилэтаноламина и

0,1 г диазобициклооктана и подвергают интенсивному механическому перемешиванию в течение 10 с .

Время инициирования,с 29

Время подъема,с 79

Появление отлипа через,с 79

Плотность, кг/и З 19

Из 400 г 85%-ного водного раст вора метилолсодержащей мочевины при тех же количествах остальных компонентов получают пенопласт плотностью 30 кг/см . Данные по огнестойкости приведены в таблице;

tI р и м е р 4. 200 г 85%-ного по массе водного раствора предконденсата с метилольными группами с молярным соотношением формальдегида и мочевины 1,90 и 5,0 r (5 вес.Ъ) бенэоилхлорида добавляют к только что подготовленной смеси иэ 60 r

710520 сырого дифенилметандиизоцианата (весовое соотношение воды и иэоцианата 0,6), 2,0 силиконового масла, 4,00 r триэтаноламина и 0,6 г диметилциклогексиламина и в лабораторных условиях при комнатной температуре подвергают интенсивному перемешиванию

Ь течение 10 с.

Время инициирования,с 24

Время подъема, с 171

Появление отлипа через,с 171

Плотность, кг/м Э 16, Данные по огнестойкости приведены в таблице.

Пример 5. Смесь из 1000 г предконденсата, имеющего молярное отношение формальдегида и мочевины

5:1 (содержание воды 15 вес.Ъ), 150 r (2,5 моль) мочевины и 199, 7 r (1,6 моль) меламина подвергают нагреванию при 80-90 С и реакци среды, Щчизкой к нейтральной, до образовация прозрачного раствора.

После охлаждения 150,0 г слегка. ,мутноватого раствора при комнатной температуре смешивают в одном лабораторном сосуде с 2,5 г (0,9 вес.Ъ) бензоилхлорида и смесью из 50,0 r дифенилметандиизоцианата (весовое соотношение воды и иэоцианата 0,44), 3,0 r стабилизатора пены, 4,0 r триэтаноламина, 0,5 r диметилэтанола ! и 0,10 r диазобициклооктана. Денопласт, полученный из этой смеси, .имеет следующие показатели:

Время инициирования,с 20

Время подъема, с 74

Появление отлипа через, мин 2

Плотность.- кг/мЭ 26

Данные по огнестойкости приведены в таблице.

Пример б. ЗОО = 85Ъ-ного по массе раствора предконденсата с метилольными группами, молярное соотно аение формальдегида и мочевины 1,9 и 4,0 г (1,25 вес.Ъ) бензоипхпорида добавляют к смеси из 25 г полиизоцианата (весовое соотношение воды и изоцианата 0„9), 1,00 r стабилизатора пены, 2,0 г триэтаноламина и 0,05 г диазобициклооктана. и подвергают механическому перемешиванию при комнатной температуре в течение

10 с. Пенопласт, полученный из этой смеси, имеет следующие показатели:

Время инициирования,с 25

Время подъема,с 75

Появление отлипа через,с 120

Плотность, кг/м Ъ 109

Данные по огнестойкости приведены в таблице.

Пример 7. 150 г 85Ъ-кого вод-. ного раствора предконденсатà с ме— тилольными группами, моляпное соотноаение формальдегида и мочевины 1,9

5,0 г (2,5 вес.Ъ) бенэоилхлорида обавляют, к смеси иэ 50,0 r поли оцианата (весовое соотношение во. и изоцианата 0,45), 3,0 r стабили

О затора пены, 3,0 г -.ðèýòàíoëàìêíà и 0,40 г дибутилцинкдилаурата и подвергают интенсивному перемешиванию при комнатной температуре в течение 10 с. Пенопласт, полученный из этой смеси, имеет следующие показатели:

Время инициирования,с 14

Время подъема, с 65

Появление отлипа через,с 65

Плотность, кг/м 20

Данные по огнестойкости приведены в таблице.

Пример 8. 200 г 85Ъ-ного по массе водного раствора предконденсата с метилольными группами, молярное соотношение формальдегида и мочеви ны 1,9 и 20,0 г (5 вес.Ъ) 42Ъ-ной фосфорной кислоты, одновременно до- бавляют к смеси из 50,0 г полиизоцианата (весовое соотношение воды и иэоцианата 0,6), 3,00 г стабилизатора пены, 4,00 г триэтаноламина и

0,60 г диметилэтаноламина и при комнатной температуре подвергают инТенсивному перемешиванию в течение

10 с. Пенопласт, полученный из этой смеси, имеет следующие показатели:

Время инициирования,с 9

Время подъема, с 51

Появление отлипа через с, 51

Плотность, кг/м Э 60

Да н ные по о гн ест ойк ости при в едены в таблице, .

Пример 9. 200,0 г 85Ъ-ного по массе водного раствора предконденсата с метилольными группами, молярное соотношение фсрмальдегида и мочевины

1,9 и 3,14 г (1,5 вес.t) бенэолсульфохлорида добавляют к только что подготовленной смеси из 50,0 полииэоцианата (весовое соо ношение воды и иэоцианата 0,6), З,О г стабилизатора пены, 4,0 г триэтаноламина и О,б г дим тилзтаноламина и подвергают интенсивному перемешиванию при комнатной температуре в течение 10 с.

Время инициирования,с 13

Бремя подъема с 162

Появление отлйпа, с

Плотность, кг/мз 33

Дан ые по сгнестойкости приведены в таблице, Пример 10. 200,0 г 85Ъ-ного по массе водного раствора предконденсата с метилольными группами, . молярное соотношение формальдегида и мочевины 1,.9 и 5,0 г (2,5 вес.Ъ) бенэоилхлорида добавляют к смеси из

40,0 г сырого диметилметандиизоцианата, 10,0 r толуилендиизоцианата (весовое соотношение воды и изоцианата 0,6), 3,0 r стабилизатора пены, 4,0 г триэтаноламина и О,б г диметилэтанолаьмна и при комнатной температуре подвергают интенсивному перемешиванию в течение 10 с.

Время инициирования,с 16

Время, подъема,с 79

710520

30 орость рения, мм/с

0,77

39,9

30,8

0,88

36,2

31,7

33,6

0,92

36 5

33,0

0,94

35,1

0,73

30,2

41,3

0,76

28,2

37,1

1,04

28,7

27,7..29,3

36,0

1,08

31,6

30,4

0,84

0,93

34,3

32,0

33,2

27,9

27,9 27,5

39,2

1,04

32,4

0,94

29,6

0,86

29,6

25,2

43,6

1;09

0,90

7

Появление отлипа через, с 79

Плотность, кг/м З 23

Пример 11 (пример с меламином) . 200 r раствора предконденсата меламина, расчетное содержание твердого вещества 58 6%, молярное отношение формальдегида к меламину 2,00:

:l, и 7,6 r бензоилхлорида (около

3,15% к пенообраэующей смеси) вводят в смесь, состОящую из 50 r сырого диизоцианата дифенилметана, 0,60

10 диметилэтаноламина, 6,0 триэтаноламина и 3,0 стабилизатора пены и интенсивно перемешивают в течение

10 с при комнатной температуре, причем отношение воды к иэоцианату составляет 2:1.

Время инициирования,с 20

Время подъема,с 20-30

Появление отлипа через, ч 2-3

Объемный вес, кг/м 3 65 . данные по огнестойкости приведены 20 в таблице.

Пример 12 (содержание воды в предконденсате 50%) . 200 r раствора предконденсата мочевины, расчетное содержание твердого вещества 50%, молярное соотношение формальдегида и мочевины 1,60:1, и 5,3 г бензоилхлорида (около 2,5Ъ к пенообраэующей смеси) вводят в смесь, состоя щую из 50 r сырого дииэоцианата дифенилметана, 3,0 r стабилизатора пены,0,60 r днметилэтаноламина и 4,0 г триэтаноламина и интенсивно перемешивают 10 с при комнатной температуре.

Соотношение воды и иэоцианат составляет 2.

Время инициирования,с 30

Время подъема,с 247

Появление отлипа через,с 247

Объемный вес, кг/мз 24 данные по огнестойкости приведены 40 в таблице.

Пример 13 (содержание воды в предконденсате 33) . Аналогично примеру 12 подвергают вспениванию раствор предконденсата мочевины (расчетноИ 45 содержание твердого вещества 0,74, молярное соотношение формальдегида и мочевины 1,60:1) . Содержание бензоилхлорида составляет 2,5 к пенообразующей смеси. Отношение воды к изоциа-50 нату составляет 0,12.

Время инициирования, с 15

Время подъема, с 83

Появление отлипа,через,с 83

Объемный вес, кг/мз 31

Данные по or нестойкости прив еде ны в таблице.

Пример 14 (весовое соотношение воды и полиизоцианата 4:1) .

300 r 70%-ного раствора метилированной мочевины, молярное отношение

60 формальдегида и мочевины 1,8 и 2,40 г бензоилхлорида (0,8%. к пенообразующей смеси) вводят в приготовленную смесь из 22, 5 r полииэоци ната, 180 r триэтаноламина „0, 3 г диметилэтанол- б5 амина и 1,40 r.ñòàáèëèçàòoðà пенЫ и интенсивно перемешивают при комнатной температуре. Весовое соотношение воды и полинэоцианата 4:1, Время инициирования, с 45

Время подъема, с 250

Появление отлипа через,мин 10

Объемный вес, кг/м3 . 400

Данные по огнестойкости приведены в таблице.

Пример 15 (отношение воды к полииэоцианату 0,05-1, кислый катализатор — около 5%).

150 r. 95%-ного водного раствора метилированной мочевины (молярное отношение формальдегида к мочевине

1,80) и 15,9 r бензоилхлорида (около 5% к пенообраэующей смеси) вводят в приготовленную смесь из

150,0 г полиизоцианата, 9,0 r стабилизатора пены, 12,0 г триэтаноламина и 1,80 г диметилэтаноламина и перемешивают интенсивно в течение

5 .с.

Время инициирования, с 6

Время подъема, с 30

Появление отлипа через, с 30

Объемный вес, кг/м 46

Данные по огнестойкости по ASTMD

1692-74 приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ более прост в технологическом отношении, предусматривает использование

710520

Формула изобретения

Составитель И.Просторова

Редактор Н.Потапова Техред М.Петко Корректор Е.Папп

Заказ 8795/54 Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, Ул.Проектная,4 предконденсатов с большим содержанием воды и получаемые по нему пенопласты являются самоэатухающими беэ дополнительного доотверждения.

1. Способ получения пенопластов путем взаимодействия предконденсата на основе формальдегида и мочевины и/или меламина с органическим изоцианатом, имеющим, по меньшей мере, две функциональные группы в присут" ствии основного катализатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и придания пенопласту огнестойкости, в качестве предконденсата используют предконденсат с содержанием воды 3-50 вес.Ъ и процесс проводят в присутствии

0,5-5,04 от веса исходной смеси кислого каталиэатора, вводимого отдельно от предконденсата, причем соотношение воды и органического иэоцианата составляет 0,05-4,0:1.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что весовое соотношение фенолформальдегида и мочевины в предконденсате составляет 1,2-2,5:

:1, предпочтительно 1,5-2,1:1, а весовое соотношение формальдегида и меламина в предконденсате составляет

1,8-4,0:1, предпочтительно 2,0--3,0:1 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ПаТент Франции 9 2082270, кл. С 08 g 2222//0000, опублик . 15 .11 .71 (прототип) .