Способ получения жесткого коксующегося пенополиуретана

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистичесимк

Республик

<» >859387 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.12.79 (21) 2846031/23-05 с присоединением заявки J% (23) Приоритет— (5l)M. Кл.

С 08 G 18/l4

С 08 L 75/04

Гасударственный комитет

СССР до делам изабретеиий и откр>ытий

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 01.09.81 (53 ) Y3, К678.664:62- 405.8 (088.8) 1

Н. К. Перепелкина, 10. Л. Есипов, А. И. Л едев; Э. A. Лементьева и M. В. Козлов !

I

1 с

>

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаменй йауч1к>-яеаладавадльс кий институт синтетических смол (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО КОКСУЮЩЕГОСЯ

ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к получению жестких пенополиуретанов (ППУ), которые могут быть использованы в качестве легкого теплоизоля ционного, огнестойкого материала с пони>кенной горючестью в любой отрасли промышленности, где необходима теплозащита изделий от воздействия высоких температур и открытого пламени, Известен способ получения жесткчх ППУ путем взаимодействия гидроксилсодержаШего комлонента с изоцианатным компонентом в присутствии катализатора, эмульгатора, вспениваюшего агента и винильных мономеров (1).

Полученные по указанному способу ППУ являются горючими, так как используемые этиленненасышенные мономеры не содержат фосфора, Ввводимые хлоросодержащие мономеры применяются лишь как высококипящие добавки, которые не улетучиван>тся из смеси при повышении температуры. Введенное количество хлора не обеспечивает высоких огнсгасяших свойств материала, пеноцласт не способен к коксованию. Применение взрывоопасных перекисей и гилроперскисей в качестве катализаторов для полимеризации ви1п1льных мономеров значительно усложняет технологию переработки ППУ.

ППУ получают также путем взаимодействия смеси сложного полиэфира хлор- и фосфор5 содер>каших полиэфиров, полиэфиракрилата с изоцнанатным компонентом в присутствии целевых добавок (2).

Получаемый пенопласт коксуется, обладает

10 низкой горючестью, однако для придания этих уникальных свойств требуется дополнительная стадия высокотемпературного прогрева (при

300 С) .

Ближайшим по технической сушности к

15 предлагаемому является способ получе>п1я огнестойкого жесткого коксующегося ППУ путем взаимодействия смеси сложного полиэфира н ненасышенного соединения с нзопианатным компонентом в присутствии хлораля, 20 катализатора, вспениваюшего агента и эмульгатора (3).

ППУ, полученный по этому способу, явля. ется трудновоспламеняющимся. Потери веса

:при испытании на горючесть по методу огне. вая труба" составляет 45 — 55%. Однако такая огнестойкость недостаточна для удовлетворения нужд ряда отраслей промьипленности.

Серьезным недостатком способа является то, что смесь полиэфиров, галоид и фосфорсодержащих соединений катализатора, вспенивающего агента и эмульгятора через 10 — 15 мин стояния расслаивается, что приводит к нарушению соотношения и отражается на физико-механических свойствах материала. Расслаивание сме си затрудняет переработку ППУ машинным способом.

Цель изобретения — снижение горючести и упрощение технологии получения ППУ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения жесткого коксующегося пенополиуретана путем взаимодействия смеси сложного полиэфира, ненасыщенного соединения с изоцианатным компонентом в присутствии хлораля, катализатора, вспенивающего агента и эмупьгатора, в качестве ненасыщенного соединения используют 45,0 — 83,3 вес.ч. на 100 вес.ч, сложного полиэфира фосфорсодержащего винилового мономера — ди(метакрилоксиэтил) -метилфосфоната (ДММФ) .

Введение ДММФ и его последующая полимеризация за счет винильных связей приводит к образованию системы "полимер в полимере", увеличению общей степени сшивки и возникновению дополнительных физических связей за счет полярных групп в обоих полимерах. Все это в сочетании с фосфором, введенным с продуктом ДММФ и способствующим коксованию, придает пенопласту способность при высоких температурах или воздействии пламени к структурированию и сохранению основы полимера. При этом на поверхности пенопласта образуется защитный слой пенококса, который в сочетании с антипиренами (фосфором и хлором) снижает горючесть материала.

Кроме того, использование ДММФ приводит к получению раствора компонентов, нерасслаивающегося в течение нескольких месяцев.

Продукт ДММФ имеет значительно более низкую вязкость (40-60 сП при 20 С), чем применяемый в известном способе фосполиол

II, вязкость которого при 20 С 200000—

300000 сП, что также упрощает технологию переработки. Способ получения ППУ осуществляется путем перемешивания компонента А, состоящего из полиэфнра, продукта ДММФ, хлораля, эмульгатора, катализатора и вспенивающего агента и компонента Б полиизоцианата.

859387 форму, так и напылением иа любую поверхность.

В качестве полиэфира используют сложный полиэфир, например иолидиэтиленгликольадипинат (П вЂ” 509) в количестве 100 вес.ч., в качестве изоцианатного компонента — смесь

4,4-дифенилметандиизоцианата с более высокофункциональными ароматическими изоцианатами в соотношении от 70:90 до 50:50

1О соответственно, например полиизоцианат марки "Б", высший сорт, в количестве 120—

185 вес.ч. В качестве эмульгаторов могут быть использованы кремнийорганические поверхностно-активные вещества — блоксополи15 меры полиорганосилоксана и полиоксиалкилена, например КЭП вЂ” 1, КЭП вЂ” 2. КЭП вЂ” 6 и др., в количестве 2 — 4 вес.ч.

В качестве вспенивающего агента используют воду в количестве 2 — 3 вес.ч., метиленхлорид

20 в количестве 5 — 55 вес.ч. или их смеси.

В качестве катализатора используют третичные амины, например триэтиламин в количестве 3 — 4,5 вес.ч., или смесь триэтиламина с триэтаноламином в соотношении 1:3 соответ25 ственно, предпочтительные количества 5,5—

13 вес.ч.

Пример 1. В металлический стакан отвешивают 100 r иолиэфира П вЂ” 509, 138,9 г фосфорсодержашего полиола (фосполиола I I), 138,9 r полиэфиракрилата (лолиэфира ТГМ вЂ” 3), 5,6 г воды, 7,5 r триэтиламина. Массу (компо. нент А) перемешивают в течение 1 мин с помощью механической мешалки. В другом стакане отвешивают 380,3 г полиизоцианата и

38,9 r хлораля (компонент Б). Смешивают компоненты А и Б, перемешивают 10 — 15 с на мешалке, после чего массу выливают в форму, где происходит вспенивание и отверждение ППУ.

Физико-механические показатели готового

ППУ для примера 1 и всех последующих приведены в таблице.

Пример 2. В металлический стакан отвешивают 100 г полизфира П вЂ” 509, 41,6 г

45 продукта ДММФ, 2,8 г эмульгатора КЭП-2, 2,1 г воды, 3 r триэтиламина (компоиент А).

Массу перемешивают в течение 1 мин с помощью механической мешалки (1400 об/мии) .

В другом стакане смешивают 164,2 г полинзоцианата и 38,9 г хлораля (компонент Б) и быстро выливают в компонент А, вновь перемешивают 15 — 20 с на мешалке, после чего массу выливают в форму, где происходит вспенивание и отвержденне ППУ.

Пример 3. 100 г полиэфира П-50 1.

С целью снижения вязкости компонента А, хлораль,может вводиться с компонентом Б.

Переработку производят ручным и машинимм способом как методом заливки в

45 г продукта ДММФ, 2,8 r эмульгатора

КЭП вЂ” 2, 2,1 г Bogbl, 2,5 г триэтиламииа, 164.2 г полиизоцианата, 38,9 г хлораля смеиявавт аия

)логичцо примеру 2.

&Ы38У

Пример 4. 100 г полиэфира П вЂ” 509, 69,4 г продукта ИММФ, 2,8 г эмульгатора

КЭП вЂ” 2, 2,2 г волы, 3,4 r триэтиламина, 152,7 г полиизоцнаната, 38,9 г хлораля смешивают аналогично примеру 2.

Р р и м е р 5. 100 г полиэфира П вЂ” 509, 83,3 г продукта ЛММФ, 2,8 г эмульгатора

КЭП вЂ” 2, 2,4 г воды, 4,1 г трнэтиламнна, 168,8 r полиизоцианата и 38,9 r хлораля смешивают и вспенивают аналогично примеру 2.

Пример 6. 100 г нолиэфира П-509, 69,4 г продукта ЛММФ, 2,8 r эмульгатора

КЭП вЂ” 2, 0,8 г воды, 3,3 г триэтиламина, 27,8 г метиленхлорида, 136,9 r полииэоцианата, 38,9 r хлораля смешивают и вспенивают аналогично примеру 2.

Пример 7. 100 г полиэфира П-509, 69,4 г продукта ЛММФ, 2,8 г эмульгатора

КЭП-2, 0,8 г воды, 27,8 r метнленхлорида, 8,3 смеси триэтаноламина с триэтиламином в соотношении 3:1 соответственно, 158,6 г полиизоцианата и 38,9 г хлораля смешивают и вспенивают аналогично примеру 2.

Пример 8. В металлический стакан отвешивают 1000 r полизфира П вЂ 5, 694 r. продукта ЯММФ, 55,5 r эмульгатора КЭП вЂ” 1, 13,9 r воды, 5,4 г триэтиламина. Массу перемешивают 5 — 10 мин с помощью палки и заливают в емкость для компонента А напылительной машины. В другой емкости смешивают 1500 г полиизоцианата и 389 г хлораля.

Смесь после перемешивания загружают в емкость машины для компонента Б. Смешивание компонентов А и Б производят в пистолете и напыляют массу на соответствующую поверх.

I ность.

859387 3 о

0O" О" о „ч

00 Ч м„

CV м о /Ъ

СЧ о 3

M о

° Ф о

v о

00 М (р о а 00 С 3 о еч 4 м О о о Ч

0О О» Ч и и Irl о 00 С4 (Г 4 ° 4 » о

00" м (2 (м I О C)

t » а сч

00 00" м

Vl а м О м!

Cl

Д р

859387

Составитель Т. Ларина

Техред A. Ач

Редактор В. Петраш

Корректор Е. Рощко

Заказ 7466/40

Подписное

Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "!!атент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы полученные ППУ имеют более высокую огнестойкость (потери веса при определении горючести по методу "огневая труба" не превьшиют 35%) при сохранении остальных физико-механических характеристик и способности к коксованию. Использование предлагаемого способа обеспечивают по сравнению с известным упрощение технологии получения ППУ за счет хорошего совмещения компонентов системы, получение более стабиль- 10 ного по свойствам пенополиуретана, возможность получения коксующегося ППУ с пониженной горючестью. Кроме того, способ позволяет осуществить технологию нанесения

ППУ на крупногабаритные изделия, где требуется транспортировка смесей на большие расстояния.

Формула изобретения

Способ получения жесткого коксующегося пенополиуретана путем взаимодействия смеси сложного полиэфира и ненасыщенного соединения с изоцианатным компонентом в присутствии хлораля, катализатора, вспенивающего агента и эмульгатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения горючести пенопласта и упрощения технологии получения, в качестве ненасыщенного соединения используют 45,0 — 83,3 вес.ч. на 100 вес.ч. сложного полиэфира фосфорсодержащего винилового мономера — ди (метакрнлоксиэтил)-метилфосф оката.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIA N 4098733, кл. 521-!23, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР У 672867, кл. С 08 G 18/14, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР Р 328126, кл. С 08 G 18/46, 1967 (прототип).