Состав для огнестойкого пенополиуретана

Настоящее изобретение относится к составу для огнестойкого пенополиуретана, применяемого в качестве теплоизоляционного материала для утеплителя жилых зданий и сооружений, а также для изготовления декоративных элементов внутренней отделки зданий. Указанный состав содержит 11,0-13,5 мас.% полиэфирполиола, 31,0-36,2 мас.% полиизоционата, 0,9-1,3 мас.% аминного активатора - триэтаноламина, 12,5-15,0 мас.% расширенного графита, воду, 10,0-15,0 мас.% фосфата меламина, 12,0-15,0 мас.% модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка и/или борат цинка и/или оксид цинка, 8,6-10,5 мас.% дистиллированного талового масла, 2,0-2,7 мас.% катализатора уретанообразования - 30% ацетат калия в этиленгликоле, 0,9-1,4 мас.% пенорегулятора - Пента 483. Указанный состав позволяет получать пенополиуретаны с высокой огнестойкостью, с сохранением теплоизоляционных свойств, с повышенными показателями прочности и низкими значениями водопоглощения. 2 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к составу для огнестойкого пенополиуретана, который может применяться в качестве теплоизоляционного материала для утеплителя жилых зданий и сооружений и для изготовления декоративных элементов внутренней отделки зданий.

Известно, что пенополиуретаны (ППУ), не содержащие антипиренов, хорошо горят. Для снижения горючести пенополиуретанов используют обычно метод введения антипиренов - огнезащитных добавок. Как правило, это хлор, бром, ароматические соединения, содержащие дополнительно фосфатные группы. (RU 2006121970; RU 2010143318; RU 2350629; US 2011/0237144; US 2008/0200573; WO 2008/106334; US 2011/0218260). Использование современных высокоэффективных галогенсодержащих антипиреновых систем (гексабромциклододекан, тетрабромбисфенол А, триоксид сурьмы, декабромдифенилоксид, хлорированные парафины), как показала практика, приводит к существенному загрязнению окружающей среды. Безгалогеновые решения (фосфорсодержащие и азотсодержащие антипирены, инертные наполнители), уступая по некоторым показателям огнестойкости, имеют значительные преимущества по пожаробезопасным и экологическим характеристикам. Для огнезащиты ППУ в России в настоящее время широко используется трихлорэтилфосфат (ТХЭФ). Он эффективно снижает горючесть полимера, но его использование приводит к образованию канцерогенных соединений при горении [Патент US 5420167, МКИ6 C08G 18/06. Т. Fishbach, C.J. Reichel Flame resistant rigid polyurethane foams containing phosphorus and a halogen. Заявл. 04.11.94. Опубл. 30.05.95.; Дементьев А.Г., Дроздова Т.Ю., Болдузев А.И. Влияние старения на горючесть эластичного ППУ с трихлорэтилфосфатом // Пластмассы. - 1987. - №2. - с. 50-51]. К тому же при исследовании длительного старения образцов, содержащих ТХЭФ, обнаружен процесс деструкции и улетучивания огнегасящей добавки [Дядченко А.И., Копылов В.В., Воротилова B.C. и др. Пути уменьшения дымообразования и выделения токсичных газов при горении полимерных материалов // Пласт. массы, 1980, №10. С. 49-52].

Вступление в силу Федерального закона № ФЗ-123 о повышении требований к пожаробезопасности, а также введение ГОСТ Р 53293-2009, ужесточает требования к негорючести и нетоксичности изделий. Поэтому для производства пенополиуретановых изделий, применяемых в жилых домах и при утеплении сооружений, в которых будут находиться люди, необходимо использовать негорючие материалы с хорошими теплоизоляционными свойствами, которые содержат нетоксичные антипирены.

Известен невоспламеняемый эластичный пенополиуретан на основе полиэфирполиола, полиизоцианата, активатора, ускорителя, сшивающего агента, пенографита, содержащего ингибитор дыма, отвержденный и денатурированный казеин. RU 2040530, МПК C08G 18/08, опубл. 1995.07.25.

Однако он имеет недостаточную огнестойкость, приводящую зачастую к самовозгоранию.

Известен огнестойкий пенополиуретан, содержащий в составе расширенный графит в смеси с меламином или его производными, а также мочевиной, тиомочевиной и изоциануровой кислотой JP02-215857, 28.08.1990 г.

Недостатком известного состава является многокомпонентность, что приводит к его удорожанию.

Известен огнестойкий пенополиуретан, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, расширенный графит, цианурат меламина, аминный активатор, стабилизатор, фосфатный антипирен - трихлорэтилфосфат, модифицирующую добавку - многоатомные спирты и вспениватель - воду. RU 2268899, МПК C08G 18/08, C08G 18/48, опубл. 2006.01.27.

Недостатком полученного состава являются: недостаточная огнестойкость и низкие физико-механические характеристики, необходимые для подобных материалов, вследствие введения в полиуретановую систему значительных количеств наполнителей.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату, является состав огнестойкого пенополиуретана, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, аминный активатор, расширенный графит, вспениватель - вода, антипирен - цианурат меламина, модифицирующая добавка - фосфогипс, глицерин. RU 2336283, МПК C08G 18/08, C08G 18/48, опубл. 20.10.2008.

Недостатком данного изобретения является высокое содержание открытых пор в ППУ и, соответственно, большие значения водопоглощения.

Задача, решаемая изобретением - создание состава для огнестойкого пенополиуретана, с высокой огнестойкостью, с сохранением теплоизоляционных свойств, с повышенными показателями прочности и низкими значениями водопоглощения, расширяющего арсенал средств данного назначения.

Технический результат - повышение огнестойкости и прочности, снижение водопоглощения.

Технический результат достигается тем, что состав для огнестойкого пенополиуретана, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, аминный активатор, расширенный графит, вспениватель - воду, антипирен на основе меламина, модифицирующую добавку, согласно изобретению, он дополнительно содержит дистиллированное таловое масло, катализатор уретанообразования - 30% ацетат калия в этиленгликоле, пенорегулятор - Пента 483, а в качестве антипирена на основе меламина содержит фосфат меламина, в качестве аминного активатора - триэтаноламин, в качестве модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка и/или борат цинка и/или оксид цинка, при следующем соотношение исходных компонентов, мас. %:

Талловое масло 8,6-10,5
Полиэфирполиол 11,0-13,5
Полиизоционат 31,0-36,2
Триэтаноламин 0,9-1,3
Расширенный графит 12,5-15,0
Катализатор уретанообразования 2,0-2,7
Пенорегулятор 0,9-1,4
Модифицирующие добавки 12,0-15,0
Фосфат меламина 10,0-15,0
Вода Остальное

Отличием заявляемого изобретения от известного является то, что в составе наряду с расширенным графитом используют фосфат меламина в сочетании с модифицирующими добавками. При воздействии температуры более 200°С фосфат меламина превращается в пирофосфат меламина с выделением воды. При температуре более 260°С пирофосфат меламина превращается в полифосфаты меламина с выделением воды и поглощением тепла. Таким образом на начальных стадиях температурного воздействия на ППУ фосфат меламина выделяет воду, охлаждая поверхность ППУ, а при достижении температуры около 350°С разлается с выделением аммиака и фосфорной кислоты, способствующей карбонизации ППУ.

Так как полиэфирный компонент очень вязкий и твердые частицы модифицирующих добавок трудно распределяются в высоковязкой среде, то в состав вводят дистиллированное таловое масло, в котором эти добавки предварительно диспергируются, что способствует улучшению технологичности состава для получения ППУ. Сочетание антиперенов таких как расширенный графит, фосфата меламина и модифицирующие добавки с остальными компонентами состава способствуют увеличению прочности, снижению водопоглощения, повышения огнестойкости ППУ, полученного из заявляемого состава.

Состав получают следующим образом: для приготовления состава для огнестойкого пенополиуретана готовят компонент А. Для этого модифицирующие добавки гидроксид карбоната цинка или оксид цинка или бората цинка диспергируют в дистиллированном таловом масле, добавляют расширенный графит, фосфат меламина. Затем в полученную смесь добавляют полиэфирполиол, триэтаноламин, пенорегулятор Пента 483, катализатор - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле. После тщательного перемешивания компонент А для изготовления ППУ готов к использованию. Для получения ППУ приготовленный компонент А смешивают с полиизоцианатом (компонент Б) и производят интенсивное перемешивание компонентов в течение 20 сек, затем смесь заливают в формы и выдерживают в течение 15 минут до полного отверждения.

Для получения ППУ использовали: дистиллированное талловое масло (ТУ 13-00281074-26-95); полиэфирполиол - сложный полиэфир марки Химтраст СП 81/3 на основе вторичного полиэтилентерефталата (гидроксильное число - 240-270 мг KОН/г, кислотное число - 1,0-2,5 мг КОН/г, содержание воды - 0,05-0,1%, динамическая вязкость при 25°С - 2500-35000 мПа⋅с); полиизоцианат - Wannate РМ-200 (смесь 4,4/-дифенилметандиизоцианата с изомерами и гомологами (содержание NCO групп - 32%, вязкость при 25°С - 200 мПа⋅с); катализатор уретанобразования - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле; поверхностно-активное вещество (пенорегулятор) - Пента - 483 (ТУ 2483-026-40245042); аминный активатор - триэтаноламин (ТУ 2423-168-00203335-2007); борат цинка Firebrake ZB соответствует ТУ 214649-186-10968286-2004 (Марка А); гидроксид карбонат цинка ТУ 2144-030-50284764-2008; оксид цинка ГОСТ 10262-73; антипирен - фосфат меламина марки JLS-MP (монофосфат меламина) - меламиновая соль фосфорной кислоты; расширенный графит - МЕТОРАС EG 350-50(80).

Способ получения пенополиуретанов иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (Контрольный образец - без антипиренов). Для получения компонента А в смеситель, снабженный мешалкой, загружают дистиллированное талловое масло, полиэфирполиол-сложный полиэфир марки Химтраст СП 81/3, добавляют пенорегулятор Пента 483, триэтаноламин, катализатор уретанобразования - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле, воду, в количествах, соответствующих составу (контрольный образец) таблицы 1. Смесь перемешивают в течение 3 мин. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 2 (Образец без применения модифицирующих добавок). Для получения компонента А используют состав 1, табл.1. В смеситель, снабженный мешалкой, загружают дистиллированное талловое масло, расширенный графит, фосфата меламина, Смесь перемешивают в диссольвере при комнатной температуре в течение 5 мин. Затем загружают полиэфирполиол-сложный полиэфир марки Химтраст СП 81/3 добавляют пенгорегулятор Пента 483, триэтаноламин 13 г, катализатор уретанобразования - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле, воду. Смесь перемешивают в течение 3 мин. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 3. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 2, табл.1, с применением модифицирующей добавки - оксид цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 4. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 3, табл. 1, с применением модифицирующей добавки - борат цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 5. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 4, табл.1, с применением модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 6. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 5, табл.1, с применением модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка и борат цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 7. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 6, табл.1, с применением модифицирующей добавки - оксида цинка и бората цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Физико-механические свойства, полученного ППУ определяли по следующим ГОСТам: кажущуюся плотность материала оценивали по ГОСТ EN 1602-2011; разрушающее напряжение при сжатии определяли по ГОСТ EN 1605-2011; объемную долю закрытых пор по ОСТ6-05-484-85; температуру размягчения по Вика определяли по ГОСТ 15088-83; коэффициент теплопроводности материала определяли по ГОСТ 70-76; влагопоглощение материала определяли по ГОСТ EN 12087-2011; температуру дымовых газов и степень повреждения по массе определяли по ГОСТ 30244-94. Свойства ППУ приведены в таблице 2.

Как видно из табл.2 введение модифицирующей добавки в состав для ППУ повышает плотность, температуру размягчения ППУ. Введение добавок цинка в композицию для ППУ не оказывает влияние на объемную долю закрытых пор, повышает прочностные свойства ППУ, снижает температуру дымовых газов и степень повреждения ППУ. В отличие от контрольного образца, образцы по примерам с первого по пятый не горели при испытании на горючесть. Заметное снижение горючести ППУ проявляется при совместном введении карбоната и бората цинка, расширяющего графита и фосфата меламина в компонент А пенополиуретанового состава.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить огнестойкий пенополиуретан с улучшенными характеристиками по плотности до 60 кг/м3, прочности до 0,52 МПа при 10% деформации, степени повреждении образца при горении до 10% при содержании в качестве антипирена расширяющего графита, фосфата меламина, и модифицирующих добавок.

Состав для огнестойкого пенополиуретана, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, аминный активатор, расширенный графит, вспениватель - воду, антипирен на основе меламина, модифицирующую добавку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дистиллированное таловое масло, катализатор уретанообразования - 30% ацетат калия в этиленгликоле, пенорегулятор - Пента 483, а в качестве антипирена на основе меламина содержит фосфат меламина, в качестве аминного активатора - триэтаноламин, в качестве модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка, и/или борат цинка, и/или оксид цинка при следующем соотношение исходных компонентов, мас.%:

Талловое масло 8,6-10,5
Полиэфирполиол 11,0-13,5
Полиизоционат 31,0-36,2
Триэтаноламин 0,9-1,3
Расширенный графит 12,5-15,0
Катализатор уретанообразования 2,0-2,7
Пенорегулятор 0,9-1,4
Модифицирующие добавки 12,0-15,0
Фосфат меламина 10,0-15,0
Вода Остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения изделия из пенополиуретана. Способ включает стадию получения смоляной композиции по истечении двух месяцев или более после получения рециркулированной композиции и предоставление смоляной композиции в сосуде, включающем рециркулированную смоляную композицию с образованием смеси смоляных композиций.

Изобретение относится к вспенивающему агенту, содержащему соединение соли органического амина формулы (I) или смесь соединений солей органического амина формулы (I).

Изобретение относится к способу получения смешанной композиции полиэтилена. Способ включает смешивание полиэтиленовой композиции и бикарбоната натрия, поддержание удельного расхода энергии (SEI) на уровне Y кВт-ч / т или менее, где Y равно 200.

Настоящее изобретение относится к области синтеза полиуретана, в частности к композиции для полиуретановых формованных матрасов и способу ее получения. Композиция содержит компонент А и компонент В, при этом компонент А содержит высокоактивный полиэфир-полиол, полимер-полиол, удлинитель макромолекулярных цепей, стабилизатор пены, пенообразователь, катализатор и антипирен; компонент В содержит полиэфир-полиол, изоцианат и стабилизатор для хранения.

Настоящее изобретение относится к композиции пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) для экструзии вспененного материала. Композиция представляет собой сухую смесь, содержащую 30-60 % мас.

Группа изобретений относится к химии высокомолекулярных соединений, касается вариантов способа получения хитозановой губки, которая может быть использована в медицине в качестве раневых покрытий, гемостатических материалов, матриц для тканевой инженерии.
Настоящее изобретение относится к способу получения пенополиуретана, включающему объединение при изоцианатном индексе не более 120: (a) полиольного компонента (многоатомного спирта), содержащего на сто массовых частей: (i) от 10 до 70 массовых частей первого многоатомного спирта, имеющего среднечисловую молекулярную массу в диапазоне от 2000 до 12000 Дальтон и функциональность в диапазоне от 2 до 6; и (ii) от 90 до 30 массовых частей второго многоатомного спирта, имеющего среднечисловую молекулярную массу в диапазоне от 300 до 1500 Дальтон, функциональность в диапазоне от 2 до 6, и гидроксильное число в диапазоне от 100 до 600 мг KOH/г; (b) аминового катализатора, включающего: (i) от 0,23 до 0,6 частей на сто массовых частей полиольного компонента (pphp) триэтилендиамина или его формы с замедленным действием и необязательно от 0,05 до 0,20 pphp бис(диметиламиноэтил)эфира или его формы с замедленным действием или (ii) одного или более третичных аминов, выбираемых из N,N,N',N'-тетраметилгексаметилендиамина, N,N-диметилциклогексиламина, N-(2-диметиламиноэтил)-N'-метилпиперазина, N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамина, N,N,N',N',N''-пентаметилдиэтилентриамина, бис(2-диметиламиноэтил)эфира, N,N-диметиламиноэтоксиэтанола, N,N-диметиламиноэтанола и N,N,N'-триметиламиноэтилэтаноламина или форм с замедленным действием указанных одного или более третичных аминов, имеющих активность каталитического гелеобразования и/или активность вспенивания, эквивалентную комбинации в диапазоне от 0,2 до 0,6 частей на сто массовых частей полиольного компонента (pphp) триэтилендиамина или его формы с замедленным действием, и необязательно бис(диметиламиноэтил)эфира или его формы с замедленным действием в диапазоне от 0,05 до 0,20 pphp; и (c) пенообразующих реагентов, содержащих ароматический полиизоцианат, с получением пенополиуретана.

Изобретение относится к резиновой композиция и шине. Резиновая композиция включает компонент на основе диенового каучука, мас.ч на 100 мас.ч.

Изобретение относится к композициям, предназначенным для применения при получении вспененного термопластичного полимера (фторполимеры, полиамды, полиамидоимиды, полибензимидазолы, полиимиды, полибутилентерефталаты и др), к способу получения композиции и способу получения вспененного термопластичного полимера.

Изобретение относится к полимерным листам, содержащим вспененный внутренний слой или вспененный защитный слой(слои). Полимерный лист содержит вспененный слой, содержащий полимерный материал, причем полимерный материал характеризуется Tg большей или равной 100°С, и при этом вспененный слой представляет собой вспененный слой с ячейками закрытого типа, который вспенивают химическим вспенивающим средством, содержащим по меньшей мере одно из цитрата мононатрия, лимонной кислоты, 5-фенил-3,6-дигидро-2Н-1,3,4-оксадиазин-2-она, 5-фенил-1Н-тетразола и комбинаций, содержащих по меньшей одно из вышеуказанного; причем лист характеризуется уменьшением веса на 10-60% по сравнению с монолитным листом такой же геометрии и размера, полученным из такого же полимерного материала; и причем лист толщиной 1,0 мм удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований к выделению тепла: 1) характеризуется общей скоростью выделения тепла за две минуты меньшей или равной 65 киловатт-минутам на квадратный метр и пиковой скоростью выделения тепла release меньшей 65 киловатт на квадратный метр согласно части IV, теста OSU на выделение тепла FAR/JAR 25.853, поправке 25-116; 2) характеризуется максимальной средней скоростью теплового излучения (MARHE) меньшей или равной 90 кВт/м2 при условии испытания на уровень излучения 50 кВт/м2 согласно ISO 5660-1; причем лист толщиной 1,0 мм характеризуется плотностью дыма меньшей или равной 200 через четыре минуты горения согласно ASTM Е662-06; и причем лист термоформуемый.

Изобретение относится к способу получения изделия из пенополиуретана. Способ включает стадию получения смоляной композиции по истечении двух месяцев или более после получения рециркулированной композиции и предоставление смоляной композиции в сосуде, включающем рециркулированную смоляную композицию с образованием смеси смоляных композиций.

Настоящее изобретение относится к непрерывному способу получения полимерного полиола. Указанный способ включает смешивание расплавленного термопластичного сополимера стирола и акрилонитрила с полиолом в присутствии стабилизатора.

Настоящее изобретение относится к композиции блокированного изоцианата, способу ее получения и ее применению в аминопластовых смолах для древесных композиционных материалов.

Настоящее изобретение относится к адгезионной композиции, а также к способу связывания двух субстратов для получения склеенного изделия. Указанная адгезионная композиция содержит один или более полиизоцианатов и один или более полиолов с фосфатными функциональными группами и с уретановыми связями.

Настоящее изобретение относится к термоотверждаемому материалу с твердой поверхностью, а также к способу его получения. Указанный термоотверждаемый материал получен из жидкой композиции, содержащей по меньшей мере один полиол, по меньшей мере один металлосодержащий катализатор, по меньшей мере один изоцианат и расширяемые полимерные микросферы.

Настоящее изобретение относится к способу получения водной полиуретановой дисперсии, используемой в производстве покрытий и адгезивов. Указанный способ содержит следующие стадии: предварительное обезвоживание полиольного компонента в реакторе при 93-95°С под вакуумом до степени содержания остаточной влаги не более 0,03% с последующей подачей смеси органической кислоты и растворителя, перемешивание при 50-80°С и введение изоцианатного компонента, осуществление синтеза форполимера при 25-90°С в атмосфере азота до содержания расчетного количества остаточных изоцианатных групп, нейтрализация карбоксильных групп третичным амином при 40-80°С в течение 0,5-3 ч, диспергирование форполимера в воде с добавлением пеногасителя, после чего осуществляется введение амина «А2», далее при рН в пределах 6,0-7,0 осуществляют введение амина «А1» и выдерживание до полного исчезновения NCO-групп.

Группа изобретений относится к термореактивной композиции для трехмерной печати, используемой для способа печати трехмерного объекта с использованием совместно реагирующих компонентов, и к трехмерному объекту, полученному способом по изобретению.

Изобретение относится к вспенивающему агенту, содержащему соединение соли органического амина формулы (I) или смесь соединений солей органического амина формулы (I).

Изобретение относится к пенополиуретановым изделиям, насыщенным янтарной пудрой, способу изготовления его и может найти применение при изготовлении подушек и одеял.

Настоящее изобретение относится к способу получения полиизоцианурат-полиуретансодержащего жесткого пеноматериала с высоким содержанием закрытых пор. Указанный способ включает объединение и смешение при изоцианатном индексе по меньшей мере более 100 полиизоцианатной композиции (а), реакционоспособной по отношению к изоцианату композиции (b), каталитической композиции тримеризации (с) и необязательно одной или более добавок (d).

Изобретение относится к способу получения изделия из пенополиуретана. Способ включает стадию получения смоляной композиции по истечении двух месяцев или более после получения рециркулированной композиции и предоставление смоляной композиции в сосуде, включающем рециркулированную смоляную композицию с образованием смеси смоляных композиций.
Наверх