Способ получения гидроксилсодержащего сырья для жестких заливочных пенополиуретанов

 

Использование изобретения: для приготовления жестких заливочных пенополиуретанов . Сущность изобретения: продукт - оксипропилированный щелочной лигнин, гидроксильноечисло 485, вязкость по Гепплеру при 25°С 820 м Па.с. Реагент 1: лигносульфонат в виде 47-53 %-ного водного раствора. Реагент 2: глицерин. Условия реакции: при массовом соотношений реагент 1: реагент 2 1,00:0,41-1.00 при 110-120°С. 1 табл.

(46

-P1 (72 ше (56

07,02.93. Бел, М 5

Институт химии древесины АН ЛатвССР

А.С.Аршаница, M.Ô.Ãðoìîâà, Г.M.Òåëûa, Г,О.Тараканов и А.П.Севастьянова

Патент США ¹ 3546199, кл. 260-124, 1968.

Авторское свидетельство СССР

98086, кл, С 07 С 43/20, 1980.

ЗАЛИВОЧНЫХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ (57) Использование изобретения: для приготовления жестких заливочных пенополиуретанов. Сущность изобретения: продукт— оксипропилированный щелочной лигнин, гидроксильное число 485, вязкость по Гепплеру при 25 С 820 м Па.с. Реагент 1; лигносульфонат в виде 47-53;(-ного водного раствора, Реагент 2: глицерин. Условия реакции: при массовом соотношении реагент 1: реагент 2 1.00:0,41-1,00 при 110-120 С, 1 табл.

Изобретение относится к получению гид оксилсодержащих соединений (ГСС), исп льзуемых в рецептурах жестких заливоч ых пенополиуретанов (ППУ).

Известен способ получения гидроксилсод ржащего сырья для ППУ путем оксипропи ирования щелочного лигнина в при утствии щелочного катализатора и орган ческого растворителя при 20-250 С.

Однако необходимость поддержания тем ературного режима в указанных интервал х усложняеттехнологию процесса. Кроме тог, полученные продукты не растворяются в в де, что затрудняет их использование в рец птурах жестких заливочных ППУ.

Наиболее близок к предлагаемому способ получения в качестве гидроксилсодержаи его сырья простых олигоэфиров путем оксипропилирования лигносульфонатов в 4060 g-ном водном растворе при 150-170 С. Однако рецептуры заливочных ППУ на основе полученных простых олигоэфиров вследствие повышенного содержания гид-! роксильных групп — 30-50 (гидроксильное число 990-1650) характеризуются повышенной реакционной способностью при вспенивании, что затрудняет регулирование параметров вспенивания, а также приводит к термодеструкции получаемого ППУ, Кроме того, высокие значения температур, достигаемые в процессе вспенивания, препятствуют частичной замене экологически Я вредного вспенивающего агента фреона- ф

113 на экологически безвредный — воду. фь

Следует отметить также, что наличие боль- ъ шого количества бифункциональных пропиленгликолей в опйсанных олйгоэфирах не позволяет получать на их основе жесткие заливочные ППУ с хорошими физико-механическими показателями, Цель изобретения — снижение температуры вспенивания рецептур жесткого заливочного пенополиуретана.

Поставленная цель достигается известным способом получения ГСС, включающим оксипропилирование водного раствора тех3

1792941 нических лигносульфонатов в присутствии щелочного катализатора при повышенной температуре, в котором оксипропилированию подвергают 47-53%-ный водный раствор технических лигносульфонатов (Л СТ) и глицерина в соотношении 1,00:0.41-1,10 при

1 t0-120 С до получения целевого продукта с содержанием гидроксильных групп 13,214,7% (гидроксильным числом 436-485).

Осуществляют способ следующим образом.

Расчетное количество натриевых или кальций-натриевых технических лигносульфонатов (ТУ 13-0281036-05-89, марки А, 5 или В) в виде 47-53%-ного водного раствора глицерина и гидроксида калия загружа|от в реактор, нагретый до 110-120 С и при посто янном перемешивании постепенно подают оксид"пропилена до получения ГСС с предлагаемым содержанием гидроксильных групп, После завершения подачи оксида ripoпилена проводят так называемую выдержку, т, е, перемешивание продукта при температуре реакции до полного завершения реакции оксипропилирования (о чем судят по результатам анализа продукта на присутствие оксида пропилена), затем полученный олигоэфир нейтрализуют ледяной уксусной кислотой и сушат известным способом.

Уменьшение количества гллцерина в исходной смеси ниже 0,41 ч. íà 1 ч, ЛСТ приводит к увеличению процентного содержания воды и, следовательно, увеличению содержания гидроксильных групп в целевом продукте выше 14,7%, что затрудняет регулйрование параметров вспенивания, э также приводит к повышению максимальной температуры, развивающейся при вспенивании ППУ-рецептурьг, и к термодеструкции материала, Увеличение содержания глицерина в исходной смеси свыше 1,10 ч. на 1 ч. ЛСТ приводит к снижению содержания гидроксильных групп в получаемом продукте ниже

13,2%, что вызывает усадку жестких заливочных ППУ при вспенивании фреоном-113..

Снижейие температуры, при которой ведется синтез, ниже 110 C приведет к резкому замедлению процесса, повышение же температуры свыше 120 С вызовет деструкцию лигносульфонатов и приведет к неже лательному возрастанию содержания гидроксильных групп в целевом продукте, Способ иллюстрируется следующими примерами, Пример 1,23,0 кг ЛСТ, 9,5 кг глицерина (соотношение ЛСТ:глицерин - 1,00:0,41) и 0,9

-кг гидроксида калия загружали в реактор и .при перемешивании нагревали до 110 С, затем в реактор постепенно подавали 29,0

4 кг оксида пропилена, после чего проводили выдержку 2,5 ч, сушили продукт вакуумированием до содержания 0,5% влаги и, слив из реактора 20 кг продукта, оставшуюся часть продукта оксипропилировали, дополнительно подавая в реактор 34 кг оксида пропилена, затем выдерживали 2;5 ч, после чего продукт нейтрализовали.до рН 7,9 и сушили вакуумированием.

Полученный продукт содержит 14,7% гидроксильных групп (гидроксильное число

485), имеет вязкость по Гепплеру при 25 С

820 мПа с и полностью растворяется в воде, Пример 2. 23;0 кг ЛСТ, 18,4 кг:

15 глицерина (соотношение Л СТ; глицерин =

=1,00:0,80) и 0,9 кг гидраксида калия загружали в реактор и при перемешивании нагревали до 115 С, затем в реактор постепенно подавали 116,0 кг оксида пропилена, после

20 чего выдерживали 2,5 ч, затем продукт нейтрализовали до рН 7,1 и сушили вакуумированием.

Полученный продукт содержит 14,0% . гидроксильных групп (гидрЬксильное число

25 462), имеет вязкость по Гепплеру при 25 С

660 мПа с и полностью растворяется в воде.

Пример 3.. 115 кг ЛСТ, 127 кг глицерина (соотношение ЛСТ;глицерин =

1,0-1,10) и 0,7 кг гидроксида калия загружа30 ли в реактор и при перемешивании нагревали до 120 С, затем в реактор постепенно подавали 74,0 кг оксида пропилена, после чего выдерживали 2,5 ч; затем продукт нейтрализовали до рН 7,0 и сушили вакуумиро35 ванием, Полученный продукт содержит 13,2% гидроксильных групп (гидроксильное число

446), имеет вязкость по Гепплеру при 25" С

543 мПа с и полностью растворяется в воде.

40 Продукты 1-3, полученные, как описано в примерах, и ГСС,.полученный по прототипу, использованы для получения жестких заливочных ППУ. Во всех случаях для получения ППУ брали 100 г продукта, 22 r

45 трихлорэтилфосфата, 3 г поверхностно-активного соединения КЭП-2, 1,85 г диметилзтаноламина и 2 г 30%-ного раствора ацетата калия в этиленгликоле, затем добавляли указанные в таблице количества фреона(Г-113), 50 воды и полиизоцианата (ПИЦ) и, перемешав смесь в течение 10 с с помощью механической мешалки (1400 об/мин), определяли время старта и время геля вспенивающейся композиции, а также с помощью термопары

55 — максимальную температуру при вспенивании, Полученные данные; а также показатели плотности, прочности и модуля упругости при сжатии приведены в таблице.

Условия получения и характеристики

ППУ-рецептур и ППУ-материалов

1792941 зить содержание экологически вредного вспенивающего агента фреона-113.

Так, если в примерах 1, 2 и 3 снижение содержания Ф-113 в два раза приводит к повышению температуры вспенивания только до 140 С, то в примере по прототипу такое же снижение содержания фреона приводит к повышейию температуры вспенивания до 192 С, что не позволяет получать качественные изделия; ак видно из результатов вспенивания ком озиций, содержащих предлагаемое

ГСС, максимальная температура при вспениван не превышает 140 С, что позволяет получать качественные ППУ, При вспенива- 5 нии композиции с использованием ГСС, получе наго по прототипу, температуры в блоке:

ПП достигает 180-192 С, что приводит к тер. мод струкции материала, или т,н. скорчингу;

Кро е того; способ позволяет в два раза сни- 10 рецептур жесткого залеивочного пенополиу15 ретана, оксипропилированию подвергают 4753 -ный водный раствор технических лигносульфонатов и глицерина, взятых в массовой соотношении 1,00:0.41-1,10 при 110-

120ОС и процесс оксипропилирования ведут

20 до получения целевого продукта с содержанием гидроксильных групп 13,2-14,7 . ормула изобретения пособ получения гидроксилсодержасырья -для жестких заливочных пеноретанов путем оксипропилирования ческих лигносульфонатов в растворе в тствии щелочного катализатора, о тю шийся тем, что, с целью снижения имальной температуры вспенивания щег пол у тех и при у ли а мак

-Условия получения и характеристики

ППУ-рецептур и ППУ-материалов

Количество компонентов, г

Ха акте истики ППУ

Темпераа о(Пр дукт

Примечание

ПИЦ

Ф-113 по прим рам плотность кг/см прочность, МПа вода модуль упругости

0,86

0,86

0,81 а б вт.св. %79

Поп

8086, и им ототип а

Наблюдается термодеструкция ППУ

276

282

4,20

4,60. 40 .20

0,25

0,30

192

45,9

49.0

0,81

Составитель М.Громова

ТехРед M.ÌîÐãåíòàë КоРРектоР !Т. ашкович!

Реактор Т.Федотов

Зак 3 480 . Тираж Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбйнат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

141

158

127

143

42

21

42

21

136

114 t 37

45,2

45,0

47,0

50,0:

43,4

48,0

0,19

0,25

0,20

0,30

0,12

0,23

3,20

4.30

0,35

0,48

1,70

3,50