Композиция для получения жесткого пенополиуретана
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик (и>876658
® (61) Дополнительное к авт. свид-ау(51)РА. Кл (22) Заявлено 030579 (21) 2761700/23-05 с присоединением заявки ¹.—
С 08 G 18/14
С 08 L 75/08
Государственный комитет
С С С P яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК е78.884-405.8(088.8) Опубликовано 301081. Бюллетень М 40
Дата опубликования описания 30.1081 (72) Авторы изобретен и я
Н.Н.Цыбулько, Ф.С.Мартинович, В.М.Сацура и Л.И.Тищикова
Белорусский технологический институт им.. С.М.Кирова (71) Заявитель (S4) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКОГО
ПЕНОПОЛИУРЕТАНА
Изобретение относится к получению жестких пенополиуретанов на основе простых полиэфиров и полииэоцианатов.
Известна композиция для получения 5 жестких пенополиуретанов на основе сложных полиэфиров, полифенилизоцнаната, эмульгатора, вспенивающего агента, воды и катализатора отверждения (й, й, н, н - тетраметил-1,3-диаминобутана) (1) .
Недостатками композиции являются высокая токсичность изоцианатного компонента и катализатора отверждения, низкая жизнеспособность компо- 15 зиции и низкая механическая прочность полученных на ее основе пенопластов.
Известна композиция, состоящая из простых полиэфиров, полиизоцианата, эмульгатора, вспенивающего агента 2Р и воды (2).
Существенными недостатками этой композиции являются ее низкая жизнеспособность, .а также низкая механическая прочность и термостойкость 25 полученных на ее основе пенопластов.
Известна композиция для получения жестких пенополиуретанов, полученная путем взаимодействия толулендиизо,цианата, хлораля,, полиэфира, трихлор-Зр этилфосфата, пиридина, воды, эмульгатора и вспенивающего агента g3) . г
Однако, высокая токсичность, низкая механическая прочность и термостойкость пенопластов характерна для данной композиции.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является композиция для получения жесткого пенополиуретана, включающая простой гид1 роксилхлорсодержащий полиэфир, N-тетраоксипропилендиамин, блок-сополнмер полиорганосилоксана и полиокснсилоксана, фтертрихлорметан, воду, полиизоцианат с содержанием NCO-групп равном ЭЪ, и катализатор отверждения t4).
Недостатками этой композиции являются ее токсичность, низкая механическая прочность и термостойкость пенопластов на ее основе.
Цель изобретения — снижение токсичности и повышение жизнеспособности композиции, а также снижение водопоглощения, повышение прочностных свойств и термостойкости получаемого на ее основе пенополнуретана.
Указанная цель достигается тем,что композиция для получения жесткого пенополиуретана, включающая простой гидроксилхлорсодержащий полизфир, 876658
Н-тетраоксипропилендиамин, блок-сополимер, полиорганосилоксана и полиоксисилоксана, фтортрихлорметан, воду, полиизоцианат с содержанием
N O-групп, равном 3%, и катализатор . отверждения, в качестве катализатора отверждения используют м-фенилендиамин, 5 гри следующем соотношении компонентов (вес.ч.):
Простой гидроксилсодержащий полизфир (лапрол 503м) 70-85 p (Н -тетраоксипропилендиамин (Лапромол 294) 20-30
Блок-сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана (КЭП-1) 1,2-1,8
Фтортрихлорметан (Фреон-11) 30-45
Вода . 0 5-1,0
Полиизоцианат с содержанием NCO-групп, равном
ЗЪ 140-180 20
М-фенилендиамин 0 5-2,5
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1 ° В полиэтиленовый стакан отвешивают 70 вес.ч. Лапро- 25 ла 503М; 30 вес.ч. Лапромола 294;
1,2 вес.ч. КЭП-Х; 30 вес.ч. Фреона-Т1, 0,5 вес.ч. воды; 0,3 вес.ч. м-фенилендиамина. Полученную массу перемешивают .механической мешалкой, имеющей cKDpocTb 1600 об/мин, в течение
3 мин до гомогенного состояния. Затем в смесь отвешивают 140 вес.ч. полиизоцианата и всю массу перемешивают в.течение 30 с. после чего .ее выливают в алюминиевую форму,-где происходит процесс вспенивания и отКомпозиция. Известная предлагаемая по примерам
Показатели
70 90
330 335
330 335
360 345
105 80
395 300
395 305
420 375
Время начала подъема пены, с 30-50 гелеобразования, с
60-90 конца подъема пены, с 110-150
44,8 69,8
75,4 56,9
40-70
6,27 4,3
2,75 5,1
2,0
9,67 15,7
16,1 13,2
A. Каталитическая,активность отверждения пены, с
В. Физико-механические свойства
Кажущаяся плотность, кг/м
Предел прочности при сжатии, кгс/см
Предел прочности при изгибе, кгс/см1 верждения. Пенопласт получают при комнатной температуре.
Пример 2. Приготовление композиции осуществляют аналогично примеру 1 при соотношении компонентов вес.ч.:
Лапрол 503 М 75
Лапромол 294 25
КЭП-1 1,5
Фреон-Ti 35
Вода 0,7 м-фенилендиамин . 1, 0
Полиизоцианат 155
Пример .3. Процесс приготовления композиции 3 осуществляют аналогично примерам 1 и 2 при соотношении компонентов,вес.ч.:
Лапрол 503 M 80
Лапромол 294 20
КЭП-1 1,8
Фреон-11 40
Вода 1,0. м-фенилендиамин 1,3
Полиизоцианат, 170
Пример 4. Четвертую композицию приготавливают аналогично примерам 1-3 при соотношении компонентов(вес.ч.:
Лапрол 503 M 85.
Лапромол 294 20
КЭП-Х 1,8
Фреон-II 45
Вода 1,0 м-фенилендиамин 2,5
Полиизоцианат 180
В таблице приведены каталитическая активность пенополиуретановой композиции и физико-механические свойства пенопластов на ее основе °
1 2 3
876658
Про;:оля >ние таблицы
"I
Комп О э и ци я
) 4
Предлагаемая по примерам
Известная
Пок азатели
) г з
0,34 0,50
197 210
0,25
0,54 0,44
218 194
100-110
0,5 эа 1 сут
0,03
0,006 0,009 за 7 сут
0,008 0,007
100 100
100 100
96,4 98,6
100 97,2
Из таблицы видно, что каталитическая активность предлагаемой композиции значительно превосходит данные известной композиции. Например, время до начала вспенивания, или время индукции, увеличивается в
2,3 раза, а время гелеобразования в 4-5 раз. Гелеобразование заканчивается одновременно со скоростью 40 реакции, что обеспечивает получение пенополиуретанов с однородной структурой ячеек и более высокими прочиостными свойствами. Вспенивание происходит более равномерно во времени. 45
М-фенилендиамин имеет в своем составе две реакционноспособные группы, вследствие чего при.смешивании полиэфиров и пеностабилизатора с м-Фенилендиамином происходит экзотермическая реакция. Данный катализатор способствует наилучшему распределению и смешиванию компонентов пенополиуретана, за счет чего улучшается структура ячеек и увеличиваются прочностные свойства пенопласта.
В зависимости от соотношения компонентов предел прочности при сжатии пенопласта увеличивается в 1,37.-3,13 раза. Повышение предела прочности при 60 сжатии достигается путем увеличения степени сшивки полимера, которая достигается за счет химически активного м-фенилендиамина. Увеличение степени сшивки способствует также и повыше- 65
Формула изобретения
Удельная ударная вязкость, кгс ° см/см
Температура размягчения, С
Линейная усадка эа 4 ч при 70 С Ъ
Водопоглощение, кг/м
Гель-фракция, Ъ: в кипящем ксилоле при
144 С в течение 2 ч в кипящем диметилформамиде при 152-154 С в течение 2 ч н;но теплостойкости полимера. Исследования на гель-фракцию подтверждают, что в полимере находится сшитого полимера от 96,4 до 100Ъ.После испЫтания на гель-фракцию в кипящем ксилоле и диметилформамиде образцы не дали усадки и не изменили своего цвета, что свитетельствует о термостойкости пенопластов, получаемых по предлагаемой композиции.
Данные исследования также подтверждают, что м-фенилендиамин является термостабилизатором и одновременно удлинителем цепи.
Композиция для получения жесткого пенополиуретана, включающая простой гидроксилхлорсодержащий полиэфир, N-тетраоксипропилендиамин, блок-сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана, фтортрихлорметан, воду, полиизоцианат с содержанием NCO-групп, равном ЗВ, и катализатор отверждения, о т л, и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения токсичности и повышения жизнеспособности композиции, а также снижения водопоглощения, повышения прочностных свойств и термостойкости получаемого на ее основе пенополиуретана, в качестве катализатора отверждения она содержит м-фенилендиамин при следующем соотношении компонентов (вес.ч):
876658
140-180
0 5-2,5
Составнтель С.Пурина
Техред Л.Пекарь Корректор Н.Швыдкая
Редактор M.ßíîâè÷
Заказ 9498/30 Тираж 533 Подписное
ВНИИПИ 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
Простой, ф щрсжсиджлор-, .. .содержащйй полиэфир - . 70-85
1 й-тетраоксипропилендиамин 20-30
Блок-сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана 1,2-1,8
Фтортрихлорметан 30-45
Вода 0,5-1,0
Полиизоцианат с содержанием.NCO-групп, равном ЗЪ
M-фенилендиамин
Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе
1. Патент Бельгии Р 705021, кл. С 08 g, опублик. 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
9 438666 кл. С 08 G 18/14, 1974.
3. Авторское свидетельство СССР
В 258582, кл. С 08 G 18/14, 1970.
4. Вахтин В.Г., Турецкий Л.В. 3аливочный пенополиуретан улучшенной конструкции. "Пластические массы", 9 10, 1974, с. 51-52 (прототип .
