Способ получения эластичногопенополиуретана

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскмн

Соцмалмстмческма

Республик «836016 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-sy (22) Заявлено 17.07. 79 (21) 2797897/23-05 с присоединением заявки М (51)M. Кл.

С 08 G 18/14

Гееудерстввниый комитет

СССР пп делам пзебрвтеннй

N OTNPbITNII (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.81, Бюллетень Рй 21

Дата опубликования описания 10 .06.8 1 (53) NÈK 678.664-.405.8 (088,8) !

Т. А. Захарова, Ф. А. Крючков, I0. И. 1Ор н Л, ; ;",",4 " °

Е. Г. Барышникова, Б. А. Баранов и В. И. : 4менбв- "

Гf" ) «(.1,.;

1" (р

J (72) Авторы изобретения

1 .

Всесоюзный научно-исследовательский институт---,,„.1 синтетических смол и Завод пластмасс (7! ) Заявители (54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к области получения эластичного пенополиуретана (ППУ). Получаемый ППУ может найти применение в различных отраслях промышленности, в частности, автомобильной, мебельной и др.

Известен способ получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия простого полиэфира, содержащего не менее 1ОХ первичных гидроксильных групп, с изоцианатным компонентом в присутствии аминного катализатора октоата олова, пеностабилизатора и вспенивающего агенТа (I ).

В качестве простых полиэфиров используются полиэфиры, полученные конденсацией окисей этилена, пропилена, бутилена или их смесей с пропиленгликолем, глицерином и др;

Полиол имеет эквивалентный вес 1003000 и содержит не менее IOX первичных ОН-групп от общего числа ОНгрупп. В качестве катализаторов используются триэтилендиамин, октоат и олеат олова. Плотность получаемого

ППУ 23,5-24,5 кг/м3, прочность при растяжении 0,91-1, 14 кг/см . Недостатками этого способа являются следующие: при использовании в качестве катализатора триэтилендиамина композиция обладает повышенной активностью, что заставляет очень точно дозировать

30 катализаторы, особенно при заливке в теплую форму изделий большой массы (свыше 2 кг)и при получении блоков, а это, в свою очередь, создает техно15 логические трудности; промышпенное оборудование не в состоянии обеспечить очень точную дозировку катализаторов, из-за чего технология становится неустойчивой и

26 выпускается брак — ППУ с закрытыми порами и усадкой, ППУ с трещинами, формованные изделия с кромками, оторванцами при выемке из форм; необхо-, димость строго поддерживать темпера8360 туру сырья,,так как назначительнце колебания ее приводят к разрывам или закрытым порам в пеноматериале. Строгое соблюдение температуры в производстве также затруднительно; дефицитность и дороговизна аминного катализатора ДАБКО, введение его в рецептуру требует предварительной операции растворения в воде, так как

ДАБКО твердое вещество.

Эти причины заставляют искать новые каталитические системы не только

>о иэ-за технологичес.сих, но и из-за экономических соображений, Цель изобретения — улучшение тех- 15 нологии получения пенополиуретана.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения эластичного пенополиуретана путем взаимодействия простого полиэфира, со- щО держащего не менее IOX ОН-групп с изоцианатным компонентом в присутствии аминного катализатора — октоата олова, вспенивающего агента, пеностабилизатора, в качестве аминного катализа- 25 тора используют сочетание диметилпиоперазина и диэтилэтаноламина в количествах 0,27-0,39 и 0,09-0,13 вес.ч. соответственно на 100 вес.ч. полиэфира. 30

Процесс получения ППУ производят по одностадийному способу: необходимые компонейты, взятые в определенном соотношении, тщательно перемещивают на ручной мешалке (или дозируют и З5 перемешивают с помощью специальной промышленной установки), после чего смес ь выпивают в форму или на движущийся транспортер, где и происходит вспенивание и отверждение ППУ. 4О

В качестве простого полиэфира используют сополимеры окиси пропилена с окисью этилена, триолы, содержащие

5-187 остатков окиси этилена, мол. массу 3500-4000, содержание первичных 45 гидрокисльных групп 15-30Х, например

Лапрол 3503-2Н-5, Лапрол 4003.

В качестве аминных катализаторов используют сочетание третичных аминов диметилпиперазина и диэтилэтанол1амина в количестве 0,27-0,39 и 0,090,13 вес.ч. соответственно на 100 вес.ч полиэфира, в качестве металоорганических соединений — октаат олова

55 (продукт 230-19), в качестве стабилизаторов пеныкремнийорганические поверхностноно-активные вещества — блоксополимеры полиорганосилоксана и!

6 4 полиоксиалкилена, например КЭП-1, КЭП-2 и другие. В качестве иэоцианатного компонента используют толуилендиизоцианат-смесь изомеров 2,4 и 2,6 в соотношении 80:20,в качестве вспенивающих агентов — воду и низкокипящие галоидугл ев одор оды.

Пример 1. Эластичный ППУ получают в лабораторных условиях следующим образом.

В цилиндрический стакан из нержавеющей стали (диаметр 70-80 мм, высота

120 мм)взвешивают простой полиэфир в количестве .100,0 r, добавляют отмеренное шприцем количество катализатора- диметилпиперазина и диэтилэтаноламина,пеностабилизатора КЭП-2, катализатора октаата,олова и перемешивают рамной мешалкой с .11=1400 об/ мин в течение 20 с. Затем добавляют необходимое количество толуилендиизоцианата 80/20 из цилиндра,перемешивают той же мешалкой 5 с, добавляют воду, перемешивают еще 5-7 с, и остановив мешалку, выливают содержимое стакана в металлическую коробку 15х

15х15 см,выпоженную пленкой. Образец пенопласта выдерживают в термошкафу при 100-120 С в течение 20-15 мин,затем сутки при комнатной температуре, физико-механические испытания проводят по стандартным методикам.

В табл. 1 приведены рецептуры, в табл. 2 — результаты опытов по предлагаемому способу (3, 4, 6) и известному (1,2,5) . В. последнем случае про- вести физико-механические испытания не удалось из-за большого количества дефектов в образцах ППУ (раковины Ъ

У трещины, закрытые поры) .

Пример 2. Был проведен опытнопромышленный выпуск изделий из эластичного ППУ методом заливки в форму на Ижевском заводе пластмасс.

Использовалась промышленная заливочная машина высокого давления фирмы

Хеннеке, ФРГ.

Рецептура, вес. ч:

Лапрол 3503-2Б-5 100,0

Толуилендиизоцианат

80/20 44,0-3

Пеностабилизатор КЭП-2А 1,50-0,2

Диметилпиперазин 0,33-0,03

Диэтиленэтаноламин 0.,11-0,01

Катализатор 230-19 (октоат олова) 0,12-0,03

Вода 3,50-0,3

36016

Лапрол 3503-2Б-5

Лапрол 4003, ТДИ 80/20

Вода

l0O

44,0 27,4

44,0 44,0 44,0 44,0

3 5

3,5 . 3,5

0,14 0,20

2,5

3,5

3,5

0; 27 0,39

0,45 0,27

0 15 0,09

1,5 2,5

0,2 0,12

Диметилпипер азин

Диэтилзтаноламин .

0,05 0,07 0,09 0,13

КЭП-2

1,5

1,5

l,5 1,5

0,2 0,2

Октоат олова

0,2 0,2

Фреон - Й

7,0

Таблица 2

Время старта, с

l 27 20 110 100

IOO

Время подъема, с

С дефектом Ses дефекта С дефек- Без дефекта е том ю

Качество образца

Кажущаяся плотность, .кг/м

35.,0 26, 0 —: 33,0

5 8

Технологический режим заливки изделий.

Для работы на машине вспенивания были приготовлены две активаторные смеси следующего состава,вес.ч:

Вода 3,50

КЭП-2 1,70

Диметилпиперазин 0,33

Диэтилэтаноламин О,ll

Лапрол 3503-2Б-5 24,00

Катализатор 230-19 l,00

Данные технологического режима получения ППУ приведены в табл. 3.

Результаты физико-механических испытаний приведены в таблице 4.

Данные табл. 4 показывают, что пенополиуретан по всем показателям соответствует требованиям заказчика и может быть использован в автомобильной промышленности.

Использование данного способа получения эластичного ППУ обеспечивает следующие преимущества: повышается технологичность и экономичность процесса за счет сокращения процента брака(отсутствуют разрывы, закрытые поры, пустоты и т.д.) .

° ° ( повышается устойчивость процесса за счет расширения температурного интервала работы катализаторов; позволяет заменить дорогостоящий и дефицитный катализатор "Дабко" не менее дефицитный диметилпиперазин и диэтилэтаноламин; обеспечивает получение на имеющемся промышленном оборудовании формованных изделий, отвечающих по качеству требованиям автомобильной промышленности; позволяет отказаться от закупки полиэфира и катализатора по импорту и приводит к экономии валютных средств.

Таблица !

Продолжение табл. 2

836016

Показатель по примеру

Состав, г

2 3 4

0,052! 0,075 0,070

1,3

2,34 2,7

0,92

1,24 1,36

190.. 176 159

Таблиц а 3!

О 000

4 450

420-564 активатор П

3,6-3,8

5,5-5,6

7,0

10,0-11,0

5,5

6,8

20

ТДИ 80/20

23 активатор 1 активатор П

Температура форм перед заливкой, С

23

23

38-40

38-40

Напряжение при

50%-ном сжатии, кг/см

Остаточная деформация,%

Разрушающее напряжение при растяжении, кг/см .2.

Относительное удлинение пи аз иве%

Полиэфир

ТДИ 80/20 активатор 1

Время заливки, с: набивка передней спинки набивка передней подушки набивка задней спинки

М-412 набивка задней подушки

М-412 набивка задней спинки

"комби" набивка задней подушки

"комби"

Температура сырья,о С: полиэфир

545-580

300-380

16 000

6520-6820

828-855

836016

Продолжение табл. 3

Показатель

Наименование параметров установка 2 установка 1

; Температура в нагревательном канале, С о

180

190

186

180

130

120

122

120

22

Тактовое время, с

Т а б л н ц а 4

Наименование параметров

Пока за тель

Несущая способность, кг . Фактор погружения

3l 0

48,7

32-4

48-4

:,В 2,7

3,2

3,1

Относительная остаточная деформация при сжатии, Ж

4,6

5,7

7,4 с. 13,0

Испытания на усталость,7.: а) относительная остаточная деформация б)относительное уменьшение жесткости

4,5

0,93

K8,0

7/25,0

I8,2

22,1

Характеристики при растяжении, Х, разрушающее напряжение, кг/см 1,46

1,3

3 1,0

>!30,0 относительное удлинение,Ж

211

148

Морозостойкость

Трещин и разрывов нет

Трещин нет

Не должно быть трещин и разрывов

g требования потребителя Ижевский автозавод

Формула изобретения шения технологии, в качестве аминного

Способ получения эластичного пено- . катализатора используют сочетание полиуретаиа путем взаимоде ствия в заимодейс гвия диметилпиперазина и диэтилэтаноламина; простого полиэфира, содержащего не !б в количестве 0,27-0,39 и 0,09-0,13 менее IOX первичных гидроксильных вес.ч.: соответственно на 100 вес.ч. групп, с иэоцианатным компонентом в > Ô Ð а. присутствии аминного катализатора окто- Источники информации, ата олова, пеностабилиэатора и вспени- . принятые во внимание при экспертизе

88 505 вающего агента, о т л и ч а ю- у 1. Патент CIIIA II 3 7 шийся тем, что, с целью улуч- 260-2,5, !976(прототип ), ВНИИПИ Заказ 2823/6 Тираж 530 Подписное

Зона 1

Зона П .

Зона !!1

Зона 1У

Филиал ППГ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4