Заливочная композиция для получения жесткого пенополиуретана для предизолированных труб



Владельцы патента RU 2517755:

АйПи ПОЛИУРЕТАН ТЕКНОЛОДЖИС ЛТД (CY)

Настоящее изобретение относится к заливочной композиции для получения жесткого пенополиуретана для предизолированных труб (труба в трубе). Композиция включает полиэфирполиол - оксипропилированный глицерин, вспенивающий агент - воду, катализатор, антипирен, пеностабилизатор, полиизоцианат и дополнительно содержит полиэфирполиолы: простой полиэфир, получаемый окисипропилированием глицерина и сахарозы, простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем, в качестве пеностабилизатора - негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество, в качестве катализатора - пентаметилдиэтилентриамин, в качестве антипирена - трихлорпропилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксипропилированный глицерин 12,0-18,0; простой полиэфир, получаемый окисипропилированием глицерина и сахарозы 10,0-14,0; простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем 1,0-2,0; вода 2,0-4,0; пентаметилдиэтилентриамин 0,1-0,5; негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество 0,5-1,0; трихлорпропилфосфат 8,0-10,0; полиизоцианат остальное. Технический результат - получение экологически безопасной огнестойкой композиции, обеспечивающей высокие прочностные показатели конечного жесткого пенополиуретана и необходимый согласно требованиям к теплоизоляционным материалам уровень плотности, водопоглощения при сохранении оптимального времени старта, достаточного для формирования вспененного изделия с равномерной плотностью в объеме и хорошей внешней поверхностью. 2 табл.

 

Изобретение относится к химии жестких пенополиуретанов, применяемых в качестве теплоизоляционных материалов, и может быть использовано в различных областях промышленности.

Жесткие пенополиуретаны заливочного типа находят широкое применение в качестве теплоизоляционного материала. Примеры таких применений включают теплоизоляцию трубопроводов различного назначения и резервуаров в промышленных установках, изоляцию холодильников и использование в качестве наружной теплоизоляции и герметизации зданий и сооружений в строительной промышленности.

Технология предизолированных труб (труба в трубе) предусматривает заливку пенообразующей реакционной смеси в пространство между стальной трубой и гидрозащитной полиэтиленовой или металлической оболочкой. Полиуретановая пена создает единую качественную изоляцию, которая обеспечивает высокую механическую прочность конструкции в сочетании с чрезвычайно низкой теплопроводностью.

Известна композиция для получения жесткого пенополиуретана по патенту RU 2010808, МПК C08G 18/18 от 18.03.92 г. на изобретение «Композиция для получения жесткого пенополиуретана», предназначенного для теплоизоляции в различных областях промышленности.

Композиция включает следующие компоненты, мас.ч.:

Простой полиэфир на основе окиси пропилена 74-76
Оксипропилэтилендиамин 24-26
Катализатор 1,0-1,5
Пенорегулятор 0,9-1,1
Вода 2,3-2,8
Трихлорфторметан 19-21
Полиизоцианат 160-170

Данная вспененная система имеет низкую плотность и время старта, неоптимальное с позиции обеспечения текучести реакционной массы, необходимой для получения теплоизоляции труб тепловых сетей диаметром до 1020 мм и длиной до 12 м.

Кроме того, в состав композиции включены в качестве вспенивающих добавок вредные с экологической точки зрения галогенированные углеводороды (хладоны), вызывающие эффект истощения озонового слоя Земли.

Известна композиция для получения жесткого пенополиуретана мелкоячеистой закрытопористой структуры по патенту RU 2128676, МПК C08G 18/16, 18/30, C08L 75/04 от 10.04.1999 г. на изобретение «Композиция для получения жесткого пенополиуретана» следующего состава (мас.ч.):

Простой или сложный полиэфир с молекулярной  
массой 290-500 4,6-9,0
Вспенивающий агент 0,1-10,0
Вода 2,2-3,4
Кремнийорганический пеностабилизатор 0,8-0,9
Третичный амин 1,0-7,0
Раствор карбоксилата щелочного металла в гликоле 1,5-5,5
Трихлорэтилфосфат 71-86
Гидроокись алюминия 0,1-100,0
Полиизоцианат 148-200

Несмотря на высокий уровень огнестойкости за счет присутствия антипирена, получаемый жесткий пенопласт обладает невысоким уровнем прочностных характеристик.

Известна композиция для получения жесткого пенополиуретана мелкоячеистой закрытопористой структуры по патенту RU 2144545, МПК C08G 18/16, C08G 18/48 от 20.01.2000 г. на изобретение «Способ получения жесткого пенополиуретана», предназначенный для изоляции тепло-, газо- и нефтепроводов, холодильных установок и различных строительных объектов.

Вспененный материал содержит следующие компоненты, мас.ч.:

Оксипропилированная сахароза (Лапрол 564 ЭС) 30-50
Оксипропилированный глицерин (Лапрол 373) 20-30
Оксипропилированный этилендиамин (Лапромол 294) 30-40
Вода 1,5-3,0
Кремнийорганический пеностабилизатор 1,2-1,8
Перфторпентан (хладон 141 В) 2-15
Глицидол 3-5
Полиизоцианат 200-280

Для данного жесткого пенополиуретана характерны высокая теплостойкость до 220°С и высокое время старта (32-47 с), позволяющие изготавливать теплоизоляцию труб тепловых сетей, имеющих большие диаметры и длины.

Недостатками известного пенопласта являются недостаточная прочность на сжатие, низкая плотность и высокое водопоглощение, а также использование в качестве вспенивающего агента озоноразрушающего соединения - хладон 141 В.

Наиболее близким к заявляемой композиции по составу и технической сущности является состав жесткого пенополиуретана, представленный в патенте RU 2343165, МПК C08G 18/16, C08G 18/48 от 10.01.2009 г. на изобретение «Способ получения жесткого пенополиуретана», предназначенный для изоляции тепло-, газо- и нефтепроводов, холодильных установок и различных строительных объектов.

Вспененный материал содержит следующие компоненты, мас.ч.:

Оксипропилированная сахароза 6,0-12,0
Оксипропилированный глицерин 1,5-2,5
Оксипропилированный этилендиамин 0,1-0,2
Вода 8,0-12,0
Диметилэтаноламин 6,0-8,5
Поверхностно-активное вещество на основе  
Оксиалкиленметилсилоксановых блок-сополимеров 6,0-8,0
Полиэфир, представляющий собой смесь полиолов и  
имеющий гидроксильное число в пределах 329-461 мг  
КОН/г и вязкость по вискозиметру В3-246 при  
температуре 20°С, равную 60 с,  
Три-(β - хлорэтил)фосфат 8,0-12,0
Полиизоцианат остальное

Недостатками известного пенопласта являются высокая плотность вспененного пенополиуретана, что будет влиять на степень заполнения предизолированных труб, также в композиции содержится большое количество воды, за счет чего готовая пена получается хрупкая и с плохой адгезий к полиэтиленовой оболочке.

Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание композиции для получения жесткого пенополиуретана с улучшенными физико-механическими характеристиками: пониженной плотностью, водопоглощением, которая будет применяться в качестве заливочной композиции для предизолированных труб (труба в трубе).

Технический результат достигается тем, что заливочная композиция для получения жесткого пенополиуретана для предизолированных труб включает полиэфирполиолы:

оксипропилированный глицерин (Лапрол 373), вспенивающий агент - воду, катализатор, антипирен, пеностабилизатор, полиизоцианат, кроме того, дополнительно содержит полиэфирполиолы: простой полиэфир, получаемый окисипропилированием глицерина и сахарозы (Пропол 490), простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем (ПЭГ-200), в качестве пеностабилизатора (пенорегулятора) негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество, в качестве катализатора пентаметилдиэтилентриамин, в качестве антипирена трихлорпропилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксипропилированный глицерин 12,0-18,0
Простой полиэфир,  
получаемыйокисипропилированием глицерина 10,0-14,0
и сахарозы  
Простой полиэфир, получаемый  
полимеризацией окиси этилена с 1,0-2,0
этиленгликолем  
Вода 2,0-4,0
Пентаметилдиэтилентриамин 0,1-0,5
Негидролизуемое силиконовое поверхностно-  
активное вещество 0,5-1,0
Трихлорпропилфосфатантипиреновая добавка 8,0-10,0
Полиизоцианат остальное

В составе заявляемой композиции для получения жестких пенополиуретанов используются несколько простых полиэфиров, отличающихся содержанием гидроксильных групп и значениями по вязкости.

Это следующие коммерческие продукты:

- оксипропилированный глицерин - простой полиэфир молекулярной массой 370±20, получаемый щелочной полимеризацией окиси пропилена и глицерина с последующей фосфатно-сорбентной очисткой, обладающий гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с, Лапрол 373 (ТУ 2226-017-10488057-94);

- простой полиэфир - сахарозный полиэфир, представляющий собой продукт оксипропилирования смеси сахарозы и глицерина в присутствии щелочного катализатора и обладающий гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с - Пропол 490;

- простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем, обладающий гидроксильным числом в пределах 500-600 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 21-25 мПа·с ПЭГ-200 (ТУ 2226-074-05766801-2006);

Для придания получаемым жестким пенополиуретанам теплоизоляционного назначения огнестойких свойств в состав композиции по предлагаемому изобретению вводится антипирен (огнегасящая добавка) - трихлорпропилфосфат (ТХПФ), представляющий собой полный эфир ортофосфорной кислоты и пропиленхлоргидрина, также обладающий пластифицирующими функциями.

Для стабилизации ячеистой структуры в процессе вспенивания используется в заявляемой композиции пенорегулятор - поверхностно-активное вещество на основе негидролизуемого силиконового поверхностно-активного вещества.

Использование воды в качестве химического порообразователя (вспенивателя) является наиболее подходящим компонентом, обеспечивающим процесс образования полиуретановой пены. Вода (любого ГОСТа) взаимодействует с изоцианатными группами в соответствии с реакцией между NCO и Н2О, в результате которой высвобождается диоксид углерода, вызывающий вспенивание.

Для обеспечения оптимальных характеристик процесса вспенивания (время старта) в состав композиции по предлагаемому изобретению вводится в качестве катализатора пентаметилдиэтилентриамин.

Для обеспечения оптимального водопоглощения в состав композиции по предлагаемому изобретению вводится в качестве пенорегулятора поверхностно-активное вещество на основе негидролизуемого силиконового поверхностно-активного вещества. Низкое водопоглощение зависит от количества закрытых пор, т.е. чем больше закрытых пор и меньше открытых, тем ниже водопоглощение.

В качестве полиизоцианата используется наиболее подходящий ароматический полиизоцианат - полимерный 4,4' - дифенилметандиизоцианат (МДИ) марок Миллионат MR 200, Супрасек 5005, Лупранат М 20S, Десмодур 44V20L.

Полиольную композицию (компонент А) получают путем смешения Лапрол 373, Пропол 490, ПЭГ-200, трихлопропилфосфата, пентаметилдиэтилентриамина, пенорегулятора, воды в реакторе при атмосферном давлении без использования обогрева в течение 30 минут.

Вспененный материал получают путем смешения компонентов А и Б. Компонент Б - полиизоцианат.

Заявляемые пределы соотношений между компонентами композиции определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения получения жесткого пенополиуретанового изделия теплоизоляционного назначения, обладающего превосходными эксплуатационными характеристиками.

Техническая сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеприведенными экспериментальными данными.

В таблице 1 приведены примеры рецептуры заявляемой композиции, а в таблице 2 - характеристики жестких пенополиуретанов, полученных на основе заявляемых смесей, в сравнении с прототипом.

Качественные характеристики пенополиуретана определяли по следующим методикам:

1) Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе, ГОСТ 8462-85

2) Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке, ГОСТ 30732-2006.

Для сравнения аналогичные испытания проводились для композиции по прототипу.

Из таблиц 1 и 2 видно, что по показателям «плотность при свободном вспенивании», «водопоглощение» и «предел прочности на сжатие» заявляемая композиция превосходит известный состав, т.е. предлагаемое изобретение решает поставленную задачу.

Таким образом, заявляемая экологически безопасная огнестойкая композиция позволяет получить высокие прочностные показатели конечного жесткого пенополиуретана и необходимый согласно требованиям к теплоизоляционным материалам уровень плотности, водопоглощения при сохранении оптимального времени старта, достаточного для формирования вспененного изделия с равномерной плотностью в объеме и хорошей внешней поверхностью.

Таблица 1
Компоненты композиции Содержание в составе, % (массовая доля)
Прототип, мас.ч. Примеры конкретного выполнения
1 2 3
Оксипропилирование сахароза 6-12 - - -
Оксипропилированный глицерин (Лапрол 373) 1,5-2,5 12 14 18
Оксипропилированный этилендиамин 0,1-0,2 - - -
Простой полиэфир получаемый оксипропилированием глицерина и сахарозы (Пропол 490) - 10 12 14
Простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликоленом (ПЭГ-200) - 1 1,5 2
Полиэфир, представляющий собой смесь полиолов и имеющий гидроксильное число в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкость по вискозиметру ВЗ-246 при температуре 20°С, равную 60 с 4-6 - - -
Поверхностно-активное вещество на основе оксилкиленметилсилоксановых блок-сополимеров 6-8 - - -
Негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество - 0,5 0,75 1
Вода 8-12 2 3 4
Диметилэтаноламин 6-8,5 - - -
Пентаметилдиэтилентриамин - 0,1 0,25 0,5
Три-(β - хлорэтил) фосфат 8-12 - - -
Трихлорпропилфосфат - 8 9 10
Полиизоцианат 200-280 66,4 59,5 50,5
Таблица 2
Свойства жестких пенополиуретановых изделий Прототип Составы из табл.1, по примерам
1 2 3
Плотность при свободном вспенивании, кг/м3 88-90 81 58 49
Время старта, с 36-40 52 47 42
Предел прочности при сжатии, МПа 0,6-0,7 0,73 0,68 0,62
Водопоглощение при кипячении в течение 90 мин, % 8 2,4 2,7 4,1

Заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна», т.к. из доступных источников информации не выявлены технические решения с такими же существенными признаками.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как является неочевидным для специалиста.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть получено из известных средств и известными методами.

Заливочная композиция для получения жесткого пенополиуретана для предизолированных труб, включающая полиэфирполиол - оксипропилированный глицерин, вспенивающий агент - воду, катализатор, антипирен, пеностабилизатор, полиизоцианат, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полиэфирполиолы: простой полиэфир, получаемый окисипропилированием глицерина и сахарозы, простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем, в качестве пенорегулятора - негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество, в качестве катализатора - пентаметилдиэтилентриамин, в качестве антипирена - трихлорпропилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксипропилированный глицерин 12,0-18,0
Простой полиэфир,  
получаемый окисипропилированием глицерина 10,0-14,0
и сахарозы  
Простой полиэфир, получаемый  
полимеризацией окиси этилена с 1,0-2,0
этиленгликолем  
Вода 2,0-4,0
Пентаметилдиэтилентриамин 0,1-0,5
Негидролизуемое силиконовое поверхностно-  
активное вещество 0,5-1,0
Трихлорпропилфосфат 8,0-10,0
Полиизоцианат остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано для изготовления покрытий, барабанов, вальцев и колес. Способ получения антистатических или электропроводящих деталей из реактопластичных полиуретанов включает примешивание углеродных нанотрубок к соединениям (В), содержащим группы, активные в отношении NCO - групп, и к полиизоцианатам (А), смешение полученных на первой стадии компонентов, нанесение смеси на субстрат или в форму и ее отверждение.

Настоящее изобретение относится к фотополимерной композиции для изготовления голографических сред, включающей трехмерно-сшитые органические полимеры A) или их предшественники в качестве матрицы, а также соединения B), содержащие группы, которые при действии актиничного излучения реагируют с ненасыщенными соединениями с этиленовыми фрагментами с образованием полимеров (радиационно-отверждаемые группы), и которые растворены в этой матрице или находятся в ней в распределенном состоянии, а также компонент C), представляющий собой, по меньшей мере, один фотоинициатор, при этом плотность полимерной сшивки органического полимера, выраженная через среднюю молекулярную массу MC двух сегментов, соединенных полимерными мостиками, составляет величину от 2685 г/моль до 55000 г/моль.

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для изготовления голографических сред. Композиция содержит: (A) полиизоцианатный компонент, содержащий по меньшей мере один полиуретановый форполимер с терминальными NCO-группами исключительно на основе олигомерных или полимерных дифункциональных соединений, реакционноспособных по отношению к изоцианатам, со среднечисленными молекулярными массами от 200 до 10000 г/моль, у которого NCO-группы являются связанными с первичными остатками, (B) полимеры, реакционноспособные по отношению к изоцианатам, (C) соединения, содержащие группы, которые при действии актиничного излучения реагируют с этиленненасыщенными соединениями с полимеризацией (радиационно отверждаемые группы), а сами не содержат NCO-групп, (D) стабилизаторы радикалов и (Е) фотоинициаторы, причем соединения, используемые в компоненте С), имеют показатель преломления nD 20>1,55.

Изобретение относится композиционным абразивам и может использоваться для полировки или финишной обработки металлических поверхностей в широком диапазоне. Изделие для обработки поверхности содержит органическую матрицу и связующее.
Изобретение относится к огнеупорной композиции для получения литейных форм. Композиция содержит (a) не менее 85 частей по массе огнеупора, (b) 0,5-10 частей по массе связующего и (c) трикарбонил циклопентадиенил марганца, его производные, в количестве от примерно 0,0005 до примерно 4 частей по массе, где части по массе указаны в расчете на 100 частей по массе огнеупорной композиции.

Настоящее изобретение относится к полиуретановому составу для получения голографических сред. Данный состав включает: A) полиизоцианатный компонент; B) изоцианатреакционноспособный компонент, включающий гидроксифункциональные мультиблочные сополимеры В1) типа Y(Xi-Н)n с i=от 1 до 10 и n=от 2 до 8 и среднечисленными молекулярными весами более 1000 г/моль, при этом сегменты Xi построены соответственно из алкиленоксидных звеньев формулы (I): -CH2-CH(R)-O- формула (I), при этом R представляет собой водород, алкильный или арильный остаток, который может быть замещен или прерван гетероатомом (например, эфирными кислородами), Y лежащий в основе стартер и доля сегментов Хi относительно общего количества сегментов Xi и Y составляет, по меньшей мере, 50 вес.%; C) соединения, которые имеют показатель преломления nD 20>1,55 и содержат группы, реагирующие при действии актиничного излучения с этилен-ненасыщенными соединениями с полимеризацией (отверждаемые излучением группы) и сами не содержат NСО-групп; D) стабилизаторы радикалов; Е) фотоинициаторы; F) при необходимости, катализаторы; G) при необходимости, вспомогательные вещества и добавки.
Изобретение относится к прозрачным и бесцветным композициям, поглощающим инфракрасное излучение. Композиция содержит связующее, содержащее композицию, отверждаемую под действием излучения, и не более 500 частей на миллион, относительно общей массы композиции, частиц нестехиометрического оксида вольфрама общей формулы WO2,2-2,999 со средним размером первичных частиц не более 300 нанометров, диспергированных в связующем.

Изобретение относится к нанодисперсной системе на основе глины для получения полиуретанового нанокомпозита и способу ее получения. Нанодисперсная система содержит предварительно вспученную неорганическую глину, не модифицированную органическим противоионом, и изоцианат, не модифицированный органическим ониевым ионом, причем указанная предварительно вспученная неорганическая глина расщепляется на тонкие пластинки с образованием указанной нанодисперсной системы на основе глины.

Изобретение относится к клеевой композиции, сшиваемой при нагревании, самоклеющейся основе и ее применению для изготовления этикеток и/или самоклеющихся лент. Клеевая композиция содержит следующие компоненты: А) смесь, состоящую из 20-85% полиуретана и 15-80% смолы, повышающей клейкость со среднечисловой молекулярной массой от 200 Да до 5 кДа, В) от 0,01 до 3% катализатора сшивания.

Описана свободная от галогенов огнестойкая композиция термопластичного полиуретана. Указанная огнестойкая композиция термопластичного полиуретана состоит из следующих компонентов, мас.%: термопластичный полиуретан 35÷85, органический фосфоросодержащий огнезащитный агент 0,5÷15, дипентаэритрит 0,5÷10, тальк 0,5÷5, производное меламина 5÷35.

Изобретение относится к технологии получения полистирола. .

Изобретение относится к технологии изготовления изделий из пенополистирола и устройству для получения этих изделий непрерывным методом. .
Изобретение относится к полимерным контейнерам для напитков. .
Изобретение относится к технологии пенопластов и может быть использовано при производстве стеклопластиковых "сэндвичевых" конструкций. .
Изобретение относится к способу получения огнестойкого пенополиуретана на основе композиции, включающей полиэфирполиол, полиизоцианат, расширенный графит, аминный активатор, вспениватель - вода или фреон, цианурат меламина и глицерин, причем полиэфирполиол при взаимодействии с полиизоцианатом предварительно смешивают с аминным активатором, глицерином, вспенивателем и смесью, состоящей из расширенного графита, цианурат меламина и фосфогипса - в качестве модифицирующей добавки, при соотношении (1-2):(1-2):1 соответственно, причем фосфогипс вводится в количестве от 30 до 50 мас.% от общего количества компонентов.

Изобретение относится к способу получения огнестойкого пенополиуретана, используемого в транспорте, строительстве и других областях, где требуются тепло- и звукоизоляционные материалы.
Изобретение относится к способу получения жестких модифицированных уретаном пенополиизоциануратов. .

Изобретение относится к жестким пенополиуретанам, регулирующим энергию, которые демонстрируют как высокую степень регулирования энергии, так и высокую степень восстановления формы.

Изобретение относится к формованному эластичному пенополиуретану, получаемому посредством форполимерного процесса. .
Изобретение относится к раствору полиуретан-мочевин для нанесения покрытия на субстраты. Данный раствор может быть получен в результате взаимодействия (a) смеси двух бифункциональных простых полиэфирдиолов, каждый их которых с молярной массой между 500 и 5000, причем молярное соотношение в смеси обоих компонентов выбирается между 10:90 и 90:10, (b) на моль простого полиэфирдиола 0,7-1,5 моля смеси из двух низкомолекулярных бифункциональных спиртов с молекулярной массой от 32 до 500 в качестве так называемых агентов удлинения цепи, причем мольное соотношение в смеси обоих компонентов выбирается между 10:90 и 90:10, (c) на моль простого полиэфирдиола 0,08-0,33 моля алифатического или циклоалифатического бифункционального амина с молекулярной массой от 28 до 500 в качестве так называемого агента удлинения цепи, (d) на моль простого полиэфирдиола 1,8-2,9 моля ароматического диизоцианата, и растворения полученных полиуретан-мочевин или их получения в (e) 40-85% масс.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-05-27 2014-05-26T14:52:08
Наверх