Способ получения пенополиуретана
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социапистическик
Республик
«н747859 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 130267 (21) 980705/23-05 (51)М. Кл. с присоединением заявки Йо
С 08 G 18/14
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 150780, Бюллетень Мо 26(53) УДК6 78 . 6 6 4 (088.8) Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения
Ф.A. Крючков, A.Ê. >(итинкина, М.В. Шоштаева и Н.A. Шибанова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА
Изобретение относится к области получения теплостойких пенополиуретанов и может быть использовано в самолетостроении и других областях промышленности.
Известен способ получЕния пенополиуретана (ППУ) на основе полиизоцианата и соединений с активными атомами водорода (11 .
В качестве соединений с активным. атомом водорода предусмотрено использование триметилолфенола.
Однако получаемый пеноматериал недостаточно теплостойкий.
Целью изобретения является повышение теплостойкости пеноматериала.
Укаэанная цель достигается тем, что в качестве соединений с актив- ными атомами водорода используют фенолформальдегидную новолачную смолу и реакцию проводят в присутствии катализатора.
При этом можно использовать как фенолформальдегидные новолаки, так и новолаки, полученные на основе эамещенных фенолов (например, п-хлорфенола) и других альдегидов (например, трихлоруксусный альдегид, ацетальдегид) Указанные смолы могут быть ис,пользованы как индивидуально, так и в смеси с полиэфирами, обычно ис.пользуемыми при синтезе ППУ.
Предлагаемый способ позволяет получать поли- и пенополиуретаны с теплостойкостью 200-230оС. Кроме того, полученные этим способом ППУ, благодаря наличию большого количест-. ва ароматических ядер в цепи полимера являются самозатухающими и обладают огнезащитными свойствами, так как в месте соприкосновения материала с пламенем образуется слой кокса., препятствующий распространению пламени и повышению температуры по всей массе материала.
: Предлагаемый способ заключается в том, что новолачные. смолы в порошкообразном нли расплавленном состоянии вводят в реакцию с обычно применяемыми для синтеза поли- и пенополиуретанов полиизоцианатами.
Благодаря наличию в новолаке фенольных гидроксилов, способных реагировать с иэоцианатами в присутствии катализаторов с большой скоростью, вспенивание и отверждение происходят
747859 достаточно быстро уже при комнатной температуре.
В качестве изоцианатов могут быть использованы обычно применяющиеся для синтеза ППУ, полиизоцианаты.
Так как фенолы очень медленно реагируют с изоцианатами в отсутствие катализатора, то при получении пенополиуретанов предлагаемым способом возможно предварительное смешение гидроксилсодержащей смолы с полиизоцианатом с целью гомогенизации системы, что существенно упрощает процесс получения ППУ на основе предлагаемых смол.
Процесс получения пенополиуретанов предлагаемым способом осуществляется в присутствии эффективных катализаторов реакции фенол-изоцианат, каковыми являются сильные третичные амины (например, три этиламин), а также гидроокиси и ацетаты щелочных металлов. При этом катализатор вводят в предварительно подготовленную смесь непосредственно перед вспениванием.
Остальные компоненты, используемые для получения ППУ предлагаемым способом (эмульгаторы, вспенивающие агенты и прочие), те же, что и при получении обычных ППУ.
Поли- и пенополиуретаны, получаемые предлагаемым способом, можно применять в качестве тепло- и огне— защитных материалов в тех областях техники, где предъявляются особые требования по отношению к рабочей температуре и огнезащитным свойствам легких теплоизоляционных и конструкционных материалов (например, самолетостроение, радиоэлектронная промышленность).
Пример 1. В металлическую емкость для вспенивания взвешивают
100 г тонкоизмельченной фенолформальдегидной новолачной смолы (т.пл. 94-96 С, Ъ ОН = 12,5).
Туда же добавляют 181 r полиизоцианата (Ъ NCO = 29). Реакционную смесь (I) тщательно перемешивают до получения однородной густой массы, закрывают и оставляют на 30 мин для набухания и гомогенизации.После этого еще раз перемешивают на механической мешалке (1600 об/мин) и добавляют активаторную смесь (!I),r:
Триэтиламин б
Триэтиламин 1
Эмульгатор ОП-10 3
Вода 2,5
Смешение продолжают еще 30 с, после чего массу выливают в открытую форму, где происходит вспенивание и отверждение. Для завершения процесса отверждения полученный пенополиуретан подвергают термической обработке при 130-150 C 3 ч.
Материал при этом остается твер!
S5
60 при сжатии, кг/см 4,8
ТеплостойкоСть,oÑ 227 Горючесть Самозатухающий
Пример 3. 100 г тонкоизмельченной новолачной смолы, полученной из п-хлорфенола и формальдегида (т.пл. = 85-86 С, Ъ ОН = 11,3) смешивают с 110 г ДУДЭГа (Ъ!!СО 28) и оставляют на 40 мин для набухания и гомогенизации. Затем к смеси добавляют 25 г фреона 113 и содержимое перемешивают на механической мешалке до получения однородной массы.
После этого, не прекращая перемешивания, туда же добавляют активаторную смесь, r
Пиридин 2
Триэтиламин . 1
Эмульгатор ОП-10 3
Смешение продолжают еще 20 с,после чего массу выливают в открытую форму для вспенивания и отверждения.
Полученный пенополиуретан прогревают при 140ОC 5 ч.
Материал имеет следующие физикомеханические характеристики:
Объемный вес,г/см 0,11
Предел прочности при сжатии, кг/см
Теплостойкость, С
Горючесть
5,2
Самоэатухающий дым и не претерпевает каких-либо изменений.
Физико-механические свойства полученного пенополиуретана:
Объемный вес, г/м 0,1
Предел прочности при сжатии, кг/м 4,5
Горючесть
Само затухающий
Теплостойкость, С 218
Пример 2, В емкость для вспенивания взвешивают 100 г тонкоизмельченной новолачной смолы, полученной из п-хлорфенола и формальдегида (т.пл. = 85-96OC,Ъ OH = 11,3).
Туда же добавляют 172 г полиизоциа" ната (Ъ NCO = 29). Смесь подогревают до температуры 60 С и тщательо но перемешивают до получения однородной массы. Затем добавляют туда же активаторную смесь (! I ), аналогичную приведенной в примере 1.
Смешение продолжают еще 20 с, после чего массу выливают в открытую форму для вспенивания и отверждения.
Получившийся пенополиуретан прогревают затем при 140-150ОC 5 ч. Материал при этом остается жестким.
После прогрева пенополиуретан . имеет следующие физико-механические характеристики:
Объемный вес, г/см 0,09
Предел прочности
747859
2,13
Горючий
Формула изобретения
Составитель С. Пурин
Техред М. Петко Корректор М. Kîñòà
Редактор Е. Хорина
Заказ 4175/15 Тираж 549 .Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4
Пример 4. Процесс проводится аналогично описанному в примере 1.
Состав композиции,r:
Новолачная фенолформальдегидная смола (12% ОН-групп) 50 смесь
Полиизоцианат (28% NCO-групп) 19,4
Сложный полиэфир (14% ОН-групп) 50
Триэтаноламин
Аиетат калия 1,5
Эмульгатор ОП-10 3,0
Вода 2,5
Полученный в результате пенополиуретан имеет следующие физикомеханические характеристики:
Объемный вес, г/см
0,09
Предел прочности при сжатии, кг/см 5,7
Теплостойкость, С 190
Горючесть Трудносгораемый
Пример 5. Процесс проводится аналогично описанному в примере. 2.
Состав композиции: - 25
Новолачная смола, полученная из п-хлорфенола и формальдегида (т.пл . = 86оС 30
%ОН = 11, 3) 50
Полиизоцианат смесь I (ЪИСО = 28) 191
Сложный полиэфир (Ъ ОН = 14,0) 50
Триэтаноламин 6
Ацетат калия 1 5 смесь !I
Эмульгатор ОП-10 3
Вода 2,5 40
Полученный пенополйуретан имеет следующие физико-механические характеристики:
Объемный вес,г/cM 0,095
Предел прочности при сжатии,кг/см 5,9
Теплостойкость, С 201
Горючесть Самозатухающий
Для сравнения дается пример получения ППУ на обычном сложном полиэфирв и полииэоцианате.
Пример 6. Состав композиции, r:
Сложный поли/ эфир . (Ъ ОН = 14) 100
Полиизоцианат технический (Ъ NCO = 28) 136
Триэтаноламин 6
Триэтиламин 1
Эмульгатор ОП-10 3
Фреон 113: 35
Полученный ППУ имеет следующие физико-механические характеристики:
Объемный вес,г/см 0,05Предел прочности при сжатии, кг/см
Теплостойкость, С
Горючесть
Способ получения пенополиуретана на основе полиизоцианата и соединений с активными атомами водорода, отличающийся тем, что, -с целью повышения теплостойкости пеноматериала, в качестве соединений с активными атомами водорода используют фенойформальдегидную новолачную смолу и реакцию проводят в присутствии катализатора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 2764566, кл. 260-2.5 опублик. 1956 (прототип)
