Углеводородный вспенивающий агент



Владельцы патента RU 2790483:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие СИНТЕЗ" (RU)

Изобретение относится к органической химии, а именно к области получения углеводородных вспенивающих агентов для производства жестких пенополиуретанов (ППУ), применяемых в качестве теплоизоляционных материалов в различных отраслях промышленности. Углеводородный вспенивающий агент по изобретению предназначен для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения и содержит н-пентан в количестве 72-78 мас.%, изопентан в количестве 15-21 мас.% и циклопентан в количестве 4-10 мас.%. Использование углеводородного вспенивающего агента по изобретению обеспечивает повышение прочности на сжатие готовой полиуретановой пены при сохранении теплопроводности и обеспечении стабильности линейных размеров, что позволяет получать высококачественные жесткие пенополиуретаны теплоизоляционного назначения.

 

Изобретение относится к органической химии, а именно к области получения углеводородных вспенивающих агентов для производства жестких пенополиуретанов (ППУ), применяемых в качестве теплоизоляционных материалов в различных отраслях промышленности.

Жесткие пенополиуретаны используют преимущественно для теплоизоляции, например в холодильной технике, и в производстве строительных панелей.

Жесткие ППУ получают с использованием вспенивающего агента, который дозируют посредством смесителя и вводят непосредственно перед вспениванием в композицию, включающую полиол (см., например, патенты РФ №2352593 и №2632198,).

Одним из основных требований к вспенивающим агентам является то, что вещество должно быть жидкостью при комнатной температуре, предпочтительно температура кипения при комнатной температуре должна находиться в пределах 25-45°С.

От состава вспенивающего агента существенно зависят требуемые свойства готового ППУ.

В настоящее время многие производители пенополиуретана перешли на использование углеводородных вспенивающих агентов, представляющих собой смесь циклопентана с изопентантаном, что позволяет снизить затраты, связанные с увеличением плотности ППУ, а теплопроводность его при этом не увеличивается.

Известен целый ряд углеводородных вспенивающих агентов для производства жестких пенополиуретанов, представляющих собой смесь н-пентана, изопентана и циклопентан (см., например, патенты РФ №2195467, №2418810 и №2467025).

Известен углеводородный вспенивающий агент, представляющий собой одно или более из веществ: изопентана, н-пентана, циклопентана, циклогексана и н-гексана (см. патент RU 2662523).

Известен углеводородный вспениватель, включающий одно или несколько веществ, представляющих собой изопентан, н-пентан, циклопентан, циклогексан, н-гексан (см. патент RU 2702357).

Углеводородный вспениватель может включать, например, по меньшей мере, один циклопентан.

В патентах 2662523 и 2702357 не представлен количественный состав составляющих углеводородного вспенивающий агента.

Известен также способ получения жестких полиуретановых пен, в котором используется углеводородный вспенивающий агент, включающий н-пентан, изопентан и циклопентан (заявка на изобретение RU 2000124331), являющийся наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению.

Вспенивающий агент содержит от 50 до 90 масс. % циклопентана и от 10 до 50 масс. % смеси изопентана и н-пентана.

Количественный состав отдельно изопентана и отдельно н-пентана, содержащихся в смеси, входящей в вспенивающий агент, не определен.

Известные вспенивающие агенты, в том числе включающие н-пентан, изопентан и циклопентан, позволяют получать пенополиуретан с низкими показателями коэффициента теплопроводности.

Однако, известные вспенивающие агенты сложны, затратны и в силу этого малопригодны для построения на их основе технологического процесса, производство конечного продукта в промышленных масштабах проблематично без проведения дополнительных исследований и экспериментов, так как результаты в основном получены в лабораторных условиях.

Известные вспенивающие агенты, в том числе и наиболее близкий аналог, содержат либо только один компонент, либо содержат неоправданно большое количество различных компонентов.

Кроме того количественный состав компонентов, входящих в состав вспенивающего агента, как правило, приведен в необоснованно большом диапазоне, что усложняет практическое использование вспенивающего агента.

Качественный и количественный состав известных углеводородных вспенивающих агентов не позволяют достичь достаточно высокой прочности на сжатие готовой пены, хорошей совместимости к полиолам и повышенной растворимости вспенивающего агента в компонентах при получении пенополиуретана.

Указанные недостатки приводят к снижению качества углеводородных вспенивающих агентов.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретения, является разработка простого по составу компонентов и экономичного по получению углеводородного вспенивающего агента для изготовления жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения.

При разработке изобретения решалась также техническая проблема по расширению арсенала вспенивающих агентов, используемых для получения пенополиуретанов.

Технический результат заключается в повышении прочности на сжатие готовой пены при сохранении требуемой теплопроводности и обеспечении стабильности линейных размеров, что позволяет получать высококачественные жесткие пенополиуретаны теплоизоляционного назначения в полупромышленных масштабах.

Технический результат достигается тем, что углеводородный вспенивающий агент, предназначенный для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения, содержит н-пентан в количестве 72-78 масс. %, изопентан в количестве 15-21 масс. % и циклопентан в количестве 4-10 масс. %.

В результате многочисленных опытов, при проведении которых использовались известные компоненты, массовое соотношение которых варьировалось, разработан углеводородный вспенивающий агент с оптимальными значениями компонентов, позволяющий получать высококачественные жесткие пенополиуретаны теплоизоляционного назначения.

Экспериментально установлено, что введение в углеводородный вспенивающий агент циклопентана в количестве 4-10 масс. % позволяет повысить растворимость вспенивающего агента в компонентах при получении пенополиуретана и пенополиизоцианурата.

Полученный жесткий пенополиуретан обладает при сохранении требуемой теплопроводности увеличенной прочностью на сжатие готовой пены, что подтверждено при практическом применении изобретения в соответствии со специально разработанным технологическим процессом.

Исследования показали, что оптимальным с точки зрения получения высокого качества конечного продукта является использование углеводородного вспенивающего агента, содержащего н-пентан в количестве 72-78 масс. %, изопентан в количестве 15-21 масс. % и циклопентан в количестве 4-10 масс. %.

Экспериментально подтверждено, что количественные значения компонентов вспенивающего агента в предлагаемых пределах соотношений, способствуют повышению прочности на сжатие вспененного пенополиуретана.

Применение вспенивающего агента с предлагаемым количественным соотношением составляющих компонентов позволяет сохранить требуемую теплопроводность и обеспечить стабильность линейных размеров жестких пенополиуретанов.

Важным является также то, что предлагаемый вспенивающий агент состоит из сравнительно дешевых и доступных компонентов.

Кроме того, получение и использование предлагаемого вспенивающего агента не требует разработки сложного технологического процесса и позволяет использовать типовое оборудование.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.

Вспенивающий агент готовят путем последовательного смешивания всех необходимых составляющих жидкостей: н-пентан в количестве 72-78 масс. %, изопентан в количестве 15-21 масс. % и циклопентан в количестве 4-10 масс. %.

При этом сначала смешивают н-пентан и изопентан и перемешивают в течение 20-30 секунд с применением высокоскоростной мешалки, число оборотов которой составляет 1500-3000 об/мин.

Затем добавляют циклопентан и, снижая число оборотов мешалки до 1000 об/мин., перемешивают полученную смесь в течение 10-15 секунд.

Получаемый вспенивающий агент (компонент С) представляет собой прозрачную и однородную жидкость, не содержащую механических примесей.

Вспенивающий агент по настоящему изобретению имеет хорошую совместимость к полиолам.

Показатель преломления вспенивающего агента при 20°С составляет 1,348-1,368.

В лабораторных условиях композицию для получения жесткого пенополиуретана готовят из смеси компонентов А (полиол) и С (вспенивающий агент) с компонентом В (изоцианат) в полипропиленовом стакане с применением высокоскоростной мешалки в течение 7-10 секунд при скорости мешалки 2500-3000 об/мин.

Образцы ППУ изготавливают из компонентов А, В, С в соотношении 100:140:14.

При этом сначала в первом стакане готовят композицию, состоящую из компонента А в количестве 125 г и компонента С в количестве 17,5 г.

Интенсивно перемешивают композицию с помощью мешалки до однородного состояния.

Во второй стакан помещают компонент В в количестве 193 г.

Не прекращая перемешивание, быстро вливают компонент В из второго стакана в первый стакан.

Интенсивно перемешивают в течение 5 секунд до начала подъема пены.

Затем выливают полученную композицию из первого стакана в форму, закрывают форму и производят отверждение в течение не менее 30 минут.

После чего достают полученный образец из формы для последующего проведения испытаний.

Полученный жесткий пенополиуретан обладает при сохранении теплопроводности увеличенной до 180 кПа прочностью на сжатие и повышенной стабильностью линейных размеров, что обусловлено применением вспенивающего компонента разработанного состава в исходной композиции для получения ППУ.

В промышленных условиях композицию для получения жесткого пенополиуретана готовят из смеси компонентов А и С с компонентом В, с помощью машин высокого или низкого давления в течение 1-3 секунд, в зависимости от конструкции оборудования.

При этом исходные компоненты смешивают при температуре от 20 до 35°С.

Поставленная изобретением техническая проблема решается заявляемым количественным соотношением компонентов углеводородного вспенивающего агента, подобранным таким образом, чтобы обеспечить оптимальные параметры вспенивания и отверждения композиции, а также получить необходимые физико-механические свойства и структуру образующегося пенополиуретана.

Использование изобретения позволяет получать высококачественные жесткие пенополиуретаны теплоизоляционного назначения в полупромышленных масштабах, что подтверждено при практическом применении.

Углеводородный вспенивающий агент, предназначенный для получения жестких пенополиуретанов теплоизоляционного назначения, содержащий н-пентан, изопентан и циклопентан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Н-пентан 72-78
Изопентан 15-21
Циклопентан 4-10



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения гидрофобно-модифицированной глины, где модификатор глины соответствует соединению на основе четвертичного аммония. Настоящее изобретение, кроме того, относится к гидрофобно-модифицированной глине, получаемой при использовании такого способа, и к суспензии, содержащей такую глину, а также к использованию такой гидрофобно-модифицированной глины и суспензии, содержащей такую гидрофобно-модифицированную глину.

Изобретение относится к области изготовления медицинской тары для хранения и транспортировки различных биологических объектов с сохранением их свойств, в частности к способу изготовления медицинских термоконтейнеров с охлаждающими элементами с широким диапазоном сохранения температуры внутри термоконтейнера от -40°С до +30°С при внешних температурах от -50°С до +50°С, и предназначенных для перевозки и хранения медицинских иммунобиологических препаратов и биологических материалов.

Настоящее изобретение относится к модификатору для повышения абразивной стойкости литьевых полиуретановых материалов. Указанный модификатор содержит хлорпарафин марки ХП-52 и стеарат щелочноземельного металла в количестве 40% об.

Изобретение относится к области изготовления искусственных глаз для роботов и кукол. Способ изготовления искусственных глаз включает формирование глазного яблока с использованием силиконовой формы, предварительно из фотобумаги методом фотопечати изготавливают подложку для радужной оболочки глазного яблока, на подложке путем нанесения капель жидкого алифатического полиуретана формируют радужную оболочку, далее ее высушивают, подвергают вакуумной дегазации и выдержке на горизонтальной поверхности при комнатной температуре, затем радужную оболочку помещают вглубь силиконовой формы, а поверх радужной оболочки заливают порцию жидкой полимерной смеси на основе алифатического полиуретана, после дегазации доливают следующую порцию жидкой полимерной смеси, в силиконовую форму помещают вставку, формирующую имитацию белка глазного яблока и тонкие склеры глаза, затем всю конструкцию подвергают вакуумной дегазации, после чего заготовку снимают с формы и помещают в духовой шкаф, затем очищают от облоя и полируют.

Изобретение относится к полиольной предварительно смешанной композиции для образования пены, в частности для получения полиуретановых или полиизоциануратных пен с закрытыми ячейками. При этом полиольная предварительно смешанная композиция содержит: a) продувочный агент на основе гидрогалоолефина, выбранного из группы, состоящей из транс-1,3,3,3-тетрафторпропена (транс-1234ze) и транс-1-хлор-3,3,3-трифторпропена (транс-1233zd) и их комбинаций, b) один или несколько полиолов, c) одно или несколько силиконовых поверхностно-активных веществ и d) каталитическую систему, включающую стойкий к осаждению катализатор на основе карбоксилата висмута.

Настоящее изобретение относится к полимерной композиции для использования в качестве адгезионноактивного покрытия высоконаполненных полимерных композиций (энергетических конденсированных систем). Данная композиция содержит компоненты, мас.ч.: эпоксиуретановая смола 80-120, отвердитель 15-65, полифосфат меламина 10-100, ускоритель отверждения 1-5.

Настоящее изобретение относится к смеси циклопентана, изопентана и предельных углеводородов, предназначенной для введения в качестве вспенивающего агента в композицию для получения жестких пенополиуретанов (ППУ), применяемых в качестве теплоизоляционных материалов в различных отраслях промышленности. Указанная смесь содержит 56-79 мас.% циклопентана, 18-39 мас.% изопентана и 0,5-5 мас.% предельных углеводородов, в качестве которых используют смесь алканов и циклоалканов.

Изобретение относится к отверждаемым композициям, содержащим реакционноспособные соединения и полисилоксановые смолы. Предложена отверждаемая композиция, содержащая: (A) композицию связующего, содержащую а) форполимер с изоцианатными функциональными группами, содержащий продукт реакции полиизоцианата и полиамина, имеющего первичные и/или вторичные аминогруппы, и/или продукт реакции полиизоцианата и полиола; и б) смесь полиаминов; и (Б) полисилоксановую смолу, содержащую ароматические функциональные группы и концевые группы с активным атомом водорода.

Настоящее изобретение относится к группе изобретений: полиуретановая композиция для изделий повышенной морозостойкости и способ изготовления полиуретановой композиции для изделий повышенной морозостойкости. Данная композиция содержит компоненты в соотношении, мольные доли: полиуретановый форполимер на основе смесей простых полиэфиров молекулярной массы 1000-2000 – 1,0; смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов – 1,9-2,2, аминный отвердитель – 0,85-0,95.

Изобретение относится к двухкомпонентной не содержащей растворитель клеевой композиции, которая содержит изоцианатный компонент, включающий по меньшей мере один изоцианат, и полиольный компонент, включающий по меньшей мере один инициируемый амином полиол, имеющий функциональность от 3 до 8 и гидроксильное число от 750 до 1000, и по меньшей мере один неинициируемый амином полиол, выбранный из группы, состоящей из сложного полиэфирполиола, простого полиэфирполиола, поликарбонатного полиола, полиакрилатного полиола, поликапролактонполиола, полиолефинового полиола, природного масляного полиола и комбинаций двух или более из них, при этом количество по меньшей мере одного инициируемого амином полиола составляет, по массе в пересчете на массу предварительно смешанной клеевой композиции, от 6 до 12 мас.%.
Изобретение относится к области теплозащитных материалов, конкретно к способу получения углерод-углеродного материала, стойкого к окислению и эрозии при воздействии высоких температур и давлений, основанному на сборке стержневого каркаса из высокомодульного углеродного волокна, скрепленного водным раствором поливинилового спирта, и последующем насыщении каркаса углеводородной матрицей, характеризующемуся тем, что каркас после сборки перед насыщением углеводородной матрицей помещается в воду, подогретую до температуры 60-70°С, и выдерживается до тех пор, пока каркас не потеряет свою жесткость, деформируется так, чтобы его форма максимально стала близка форме будущего изделия, а армирующие семейства волокон по направлению совместились с направлениями действия главных напряжений в конструкции изделия.
Наверх