Способ получения пенополиуретанов

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>907015 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Замвлено 18.06.80 (21) 2944366/23-05 с присоелинением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23. 02. 82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 25.02.82 (5!)М. Кл.

С 08 G 18/14

Где)щдрстденный кемнтет ле делам нзобретеннй н открытий (53) УЙК 678.664. 405. 8(088. 8) (72) Авторы изобретения

М.Ф. Громова, Л. Н. Иожейко, В. Н. Сергее

ЖМЕМ е

Ордена Трудового Красного Знамен и инстит1ут хитмиФ фМЖны

АН Латвийской CCP 1 И6,1И тФ k (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ

Изобретение относится к способу получения пенополиуретанов на основе лигнина, которые могут найти применение в строительстве в качестве тепло- и звукоизоляционного материала, в машиностроении и мебельном производстве в качестве конструкционного и заполняющего пустоты материала.

Известен способ получения пенополиуретанов, предусматривающий примене10 ние оксипропилированных производных лигнина в композициях для получения жестких пенополиуретанов (ППУ) в качестве гидроксилсодержацего соединения (ГСС . Композиция содержит так1S же полиизоцианат, поверхностно-активное вещество (ПАВ), катализатор и вспенивающий агент. Полученные пены при кажущейся плотности 26,9-36,4 кг/м имеют предел прочности при сжатии

1, 015-2, 32 кгс/см < или 9,947. 10736 104 н/м .

Недостатками получения пен указан" ным способом являются сложность технологии и многокомпетентность компоэйции, а также низкие прочностные пока-, затели ПП .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является спо-. соб получения пенополиуретанов путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом. В качестве гидроксилсодержащего соединения (ГСС) используют раствор лигнина в нелетучем растворителе, причем процесс ведут в присутствии катализатора при 90-115 С (21.

Однако осуществление спосoáa осложняется применением повышенных температур как при приготовлении раствора лигнина (110-150 С), так и при вспени вании композиции . Кроме того, для приготовления раствора лигнина может быть использован только щелочной лигни н.

Цель изобретения-получение пеноматериалов с широким диапазоном свойств от жестких конструкционных до

907015

3 легковесных заполнителей, а также снижение технико-экономических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что при получении пенополиуретанов путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом в качестве гидроксилсодержащего соединения используют суспензию воздушно-сухого лигнина в оксипропилированном производном лигнина о (ОПЛ) при весовом соотношении (1-125);

:100.

Снижение содержания лигнина в композиции ниже указанного предела ухудI шает способность композиции к вспе- 5 ниванию. Верхний предел содержания лигнина в ОПЛ лимитируется вязкостью получаемой пенокомпозиции, Для приготовления суспенэии пригодны все виды лигнина. Приготовление суспен- щ эии и вспенивание композиции осуществляется при температуре от -5 С и о выше, Использование в качестве ГСС суспензии лигнина в ОПЛ приводит к образованию полиуретановой сетки за счет взаимодействия с полиизоцианатом (ПИЦ) гидроксильных групп ОПЛ,. а также гидроксильных и карбоксильных групп ли гнина. Недоступная для взаимодействия с ПИЦ часть суспендированного лигнина или его избыток участвуют в образовании ППУ в качестве наполнителя.

Суспензия ли гнина в ОПЛ проявляет свойства ПЛВ, что позволяет готовить пенокомпозиции для получения жестких

ППУ без дополнительного введения ПЛВ, Суспензия ли гнина в ОПЛ вспенивается при смешивании с ПИЦ за счет влаги, присуTcTBJ àùåé в воздушно-сухом лигнине в адсорбированном виде (3-15 ), а также за счет углекислого газа,выделяющегося при взаимодействии карбоксильных групп лигнина с полиизоцианатом.

Введение воды в качестве вспенивателя дает худшие результаты, ибо это приводит к образованию менее равномерной структуры, чем в случае использования воздушно-сухого лигнина, влага которого распределяется в композиции более равномерно.

Образование ППУ на основе композиции, состоящей иэ суспензии лигнина в ОПЛ, не требует дополнительного введения l,àòàëèçàòoðoB, так как технология синтеза ОПЛ предполагает присутствие в нем ацетатов К, N a, Са, каталиэирующих процесс вспенивания.

Роль катализаторов выполняют также соединения азота, присутствующие s ли гнине (0,5-0,6/) и ОПЛ.

Таким образом, суспензия лигнина в ОПЛ, являясь сложной минерало-органической системой, выполняет одновременно функции гидроксилсодержащего соединения, вспенивающего агента, катализатора, ПЛВ и наполнителя.

Способ осуществляют следующим образом.

В зависимости от заданных физикомеханических свойств ППУ готовят суспензию ли гнина в ОПЛ в определенном соотношении. Для этого расчетное количество воздушно-сухого лигнина и ОПЛ перемешивают при комнатной температуре в лабораторном смесителе до получения однородной суспензии, к которой затем добавляют расчетное ко1 личество ПИЦ. Количество ПИЦ рассчитывают, исходя из количества гидроксильных групп, содержащихся в суспенэии лигнина в ОПЛ. Причем избыток ПИЦ по сравнению с расчетным берут равным

О, 8-1,2.

В таблице приведены составы композиции и свойства полученных ППУ.

Как видно из таблицы, предел прочности при сжатии жестких ППУ на основе олигоэфиров лигнина в 1,5-2 раза превышает нижний допустимый предел прочности при сжатии известных жестких ППУ на основе простых олигоэфиров.

Температура размягчения полученных

ППУ также превышает значение, допустимое для известных жестких ППУ.

Таким образом, изобретение позволяет, меняя вид ОПЛ и лигнина, а также варьируя количеством лигнина в суспензии, в широком диапазоне изменять плотность и прочность ППУ и получать материалы от жестких конструкционных пенополиуретанов до легковесных заполнителей пустот.

907015

I о с (Ф

СЭ

1 о с

Э ((l (.Э

1 )S о л с m (- е

Ф 36

Ш Ф и (о

)Я

З

lc

Ф

1 т

Э

3()X

З

Ф х

S а о

Y о (1

1

1

1

I л ()! (С (((S

o.zo

Ф то (II а ( (С

I1

Щ а

Ф с

Ф

I-

»

С:

Щ (0 (о

)Я о о

Э

Y о

Ф

z (Q х

Э

Z о

1(X X о

Ю л

LA

М л л

CV

М\ (Ч (D

LA

- Ф

0О м

CD л

СЧ

C 1CD

LA л

Ю (Ч л л (М л

CO л

Ю л

СЧ

1 (С (р ьт

»

K (Q цг

Iо с .() )) с (V W ко(0 Z Y

Ю л м

LA л (D

СЧ

LA

LA

)S

З

X с о а ч

1 с

» о

S

L

X ( ч

1 с

» о о х

I(((О е

S

L о х

1 с

W ((( о о (. Z

S O с ю

Il с

» о о

L

Ф о х о о

X с о а ч

I

X ( о

L о х о

Q

Ф о

1lg

Z о

С) ч

Щ

X

X

X о

E о

Y о х

Ф

C (g (о о () Ю м т о

Ф (0

С=, 1 С:

1 О

Ю

Ю

CD

CD

1

Ю о

О ! с.4 т о

CLX Z

Щ I

С3(! Х

ФО(O

CZ 1

Q s о о.а!

С:

I 1

1 1

1 (l t

l 1 (С: . I ! 1

1! 1

1 Z ! X х

l 1

I (: 1

1 I

1 )S

О ()

Э С Ф

I- e

Э 36 о m э

I- ue

CV

Л ((()1

CA м л

М ((М С4

LA О 00 -Ф л М М л

CV л CO К) л .л

CV N (h

LA -а. е 1

% о

IФ I

m ю о х х

Ф 1 o g м о о е s (— 1,(О СО 0О

--0 tn O а о о (4 о о о о о о

I

X с

Ф о е и

L Х о s o

Z 4

Ф

М о

I-з.

СО л

CD (Ч

От л

СЪ х

Z

X с а о с

Х

Ф

3) о (CO

М\

Ю о о

907015

Формула изобрет.ния

Составитель С. Пурина

Редактор Г. Кацалап Техоед Ж. Кастелевич

Заказ 513/31 Тираж 512

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. g, 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г. назаРова

Подписное

Способ получения пенополиуретанов путем взаимодействия гидроксилсодержащего соединения с полиизоцианатом, отличающийся тем, что, с целью получения пеноматериалов с широким диапазоном свойств от жестких конструкционных до легковесных заполнителей, а также снижения технико- 10 экономических затрат,"Ъ чсаие :твве гидроксилсодержащего соединения используют суспензию воздушно-сухого лигнина в оксипропилированном производном лигнина при весовом соотношении (1" 125): 100.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Сйй У 3546199, кл.260124, опублик, 1967.

2. Патент ClJA 1 3519581, кл. 260175, опублик. 1970 (прототип).