Способ получения эластичного пенополиуретана

 

CCHO3 COeOtCkHl

Сецналнстнчесииа республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 937473 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.80 (21) 3216686/23 — 05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)M. Кд.

С 08 G 18/14

3ЪоударотооииыН комитат

СССР ио делам изооретеиий н открытий (53) УДК 678.664

-405.8 (088,8) Опубликовано 23.06.82. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 23.06.82;

Е. Г. Дубяга, Г., И. Титарова, О. Г, Тараканов и Т. А. Захарова

1

)

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетических см л (72) Авторы изобретения

° с: ° (е тт;.„ кч„-,.„Бньлно (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО

ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Изобретение относится к способу получения эластичного пенополиуретана (ППУ), который может применяться, например, в качестве фильт ров, синтетических губок.

При получении ППУ большое значение имеет возможйость регулировать размер ячеек в ППУ, что позволяет расширить области применения

ППУ в качестве фильтрующих материалов для различных целей, а также в определенной степени управлять физико-механическими свойсттО вами.

Так, например, ППУ с размерами ячеек .05 мм не могут быль применены в качестве фильтров, тогда как ППУ с размерами ячеек 15

1,5 мм могут применяться по такому назначению.

Известен способ получения эластичных ППУ с однороднбй микроячеистой структурой. Путем взаимодействйя оксиалкилированного полиэфиртрпола с органическим полинзоцианатом в присутствии катализаторов, вспеннвающего агента и стабилизаторов пены — кремнийорганнческого ПАВ, предсгавляюшего собой силоксаноксиалкиленовый сополимер. Средний размер ячеек ППУ при этом составляет1,5 мм (т).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения эластичного ППУ путем взаимодействия изопианатного компонента с гидроксилсодержащим простым олигоэфирполиолом в присутствии катализаторов, вспеннвающего агента и поверхностно— активного вещества (ПАВ). Смесь ПАВ состоит из кремнийорганического ПАВ (оксиалкиленпиметилсилоксанового блок — сополимера) в количестве 0,35 вес.ч. и неионогенного ПАВ, полученного зтерификацней полиэфирдикарбоновой кислоты спиртом, содержашим блоки оксиэпшеновых и оксипропнленовых звеньев!2).

Получаемые по указанным способам эластичные ППУ имеют довольно равномерную ячеистую структуру с определенным средним размером ячеек, но использование ПАВ и смесей

ПАВ, не дает возможности регулировать размер ячеек в IBlY.

Цель изобретения — регулирон ание размера ячеек конечного продукта

3 937473

По=тавленная цель достигается т :, что при получении эластичного пенополиуретана путем взаимодеиствия изоцианатного компонента с гидроксилсодержащим простым олигозфирполиолом в присутствии катализатора, вспенивающего агента и ПАВ, в качестве ПАВ вводят оксиалкилендиметилсилоксановый блок-сополимер с общей молекулярной массой силоксановой части 2000 — 5000 и эквивалентной молекулярной массой силоксановой части 330 — 1250. 1р

В качестве олигоэфирполиола для получения

ППУ по предлагаемому способу применяют олигооксипропилентриол молекулярной массы

3000, например, лапрол-3003 (Л-3003). В качестве изоцианатного компонента применяют толуилендиизоцианат с соотношением 2,4.и

2,6 изомеров 80:20 (ТДИ 80/20).

В качестве катализаторов используют октоат олова и мочевину. Использование ПАВ обеспечивает регулирование размера ячеек ППУ, что достигается за счет изменения общей молекулярной массы силоксановой части при постоянном среднем числе оксиалкиленовых блоков в ПАВ или изменением среднего числа оксиалкиленовых блоков при постоянной общей молекулярной массе силоксановой части ПАВ.

В том и другом случае изменяется эквивалентная молекулярная масса силоксановой части ПАВ (эквивалентная молекулярная масса силоксановой части — молекулярная масса, при. ходяшаяся на один оксиалкиленовый блок) . Ок30 сиалкиленовый блок в ПА — статический сополимер окиси этилена и окиси пропилена с молекулярной массой 2500, Структура ППУ, полученных в присутствии предлагаемых ПАВ, равномерная, размер ячеек изменяется от 0,1 — 0,2 мм йри эквивалентной молекулярной массе силоксановой части ПАВ, равной 1000-1250, до 1,0-1,5 мм при эквивалентной молекулярной массе силоксановой части 330. При изменении среднего размера ячеек в указанном диапазоне физико-механические показатели ППУ сохраняют довольно высокие значения.

Предел прочности при разрыве изменяется в диапазоне 0,85 — 1,26 кг/ем, относительное " удлинение при разрыве 130 — 220%, эластичность по отскоку 20 41%, остаточная деформация при сжатии на 50% за 72 ч 2,3 — 40%, Кажущаяся плотность получаемых ППУ

26,0 — 29,5 кг/м . 50

ППУ, получаемые по известному способу Щ, имеют кажущуюся плотность 27 кг/м, предел прочности при разрыве 068 — 0,83 кг/см, относительное удлинение при разрыве 115 — 290%, средний размер ячеек 0,50 мм.

По предлагаемому способу в лабораторных условиях ППУ получают одностадийным смешением всех компонентов в определенной после4, довательности. Применяемая рецептура ППУ, вес.ч.;: олигооксипропилентриол (Лапрол — 3003), 100, толуилендиизоцианат (ТДИ 80/20) 56,0, активаторная смесь 1 — 5,5, активаторная смесь

2 — 3,3.

Coct:aa активаторной смеси 1, вес. ч.: вода

3,5, мочевина 1,0, ПАВ 1,0.

Состав активаторной смеси 2, вес. ч.: лапрол — 3003 3,0 октоат олова 0,3.

Пример 1. В металлическом стакане с внутренним диаметром 77 мм и высотой

120 мм взвешивают 100 r олигооксипропилентриола (Л вЂ” 3003) и 3,3 г активаторной смеси

2. Смесь перемешивают при комнатной температуре с помощью рамной мешалки (1400 об/мин) в течение 10 с. Затем при той

>ке температуре вводят 56 г толуилендииэоиианата (ТДИ вЂ” 80/20), перемешивают с помощью той же мешалки в течение 5 с. Затем вводят 5,5 г активаторной смеси 1 (3,5 г воды, 1 r мочевины, 1 г ПАВ), перемешивают в течение 7 с и выливают в картонную коробку (200x180x100 мм), выложенную изнутри целлофаном, где происходит вспенивание смеси и отверждение вспененной массы. В качестве ПАВ берут оксиалкилендкметилсилоксановый блок-сополимер с молекулярной массой силоксаиовой части 2000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 6, т. е. с эквивалентной молекулярной массой силоксановой части 330, Вспенивание композиции происходит за счет углекислого газа, выделяющегося при реакции изоцианата с водой. Полученный ППУ выдерживают в течение 1 сут при комнатной температуре для завершения реакции NCO— групп, Размер ячеек полученного ППУ дан в таблице, П р и м с р 2. iII5 получают, как в примере 1. В качестве ПАВ .в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметилсилоксаиовый блок-сополимер с молекулярной массой силоксановой части 3000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 6, т. е. с эквивалент ной молекулярной массой силоксановой части 500. Размер ячеек дан в таблице.

П р и м е.. p 3. ППУ получают, как в примере 1. В качестве ПАВ в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметилсилоксановый блок-сополимер с молекулярной массой силоксановой части 2000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 4, т. е. с эквивалентной молекулярной массой силоксановой части

500, Размер ячеек ППУ дан в таблице.

Пример 4. ППУполучают,как в примере 1. В качестве ПАВ в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметилсилоксановый блок-.сополимер с молекулярной массой силоксановой части 4000 и средним числом

937473 6 новой части ПАВ позволяет регулировать размер ячеек в ППУ.

5 оксиалкиленовых блоков 4, т. е. с эквивалентной молекулярной массой силоксановой части 1000. Размер ячеек ППУ дан в таблице. Пример 5 ППУ получают, как в примере 1. В качестве ПАВ в активаторной смеси 1 берут оксиалкилендиметиосилоксановый блок-сополимер с молекулярной массой

5000 и средним числом оксиалкиленовых блоков 4, т. е. с эквивалентной молекулярной массой силоксановой части 1250. Размер ячеек

ППУ дан в таблице.

Как видно из Данных таблицы, изменение эквивалентной молекулярной массы силоксаИспользование предлагаемого способа по сравнению с известными позволяет расширить области применения эластичных ППУ за счет регулирования размера ячеек и позволяет также в определенной степени варьировать физико-механические свойства ППУ, так как при

10 уменьшении среднего размера ячеек пенопластов возрастает предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве и эластичность по отскоку.

Диапазон размеров ячеек

ППУ

Эквивалентная молекулярная. масса силоксановой части ПАВ

Общая молекулярная масса силоксановой части ПАВ

Примеры

1,0 — 1,5

0,2 — 1,0

0,2 — 1,0

0,1 — 0,3

330

2000

500

3000

500

2000

1000

4000

500 1250 (Кремнийор ганиче ское неионогенное ПАВ) 0,1-0,3

0,5

Известный

Способ получения эластичного пенополиуре35 тана путем взаимодействия изоцианатного ком понента с гидроксилсодержащнм простым олйгоэфирполиолом в присутствии катализаторов, вспенивающего агента и поверхностно-активного вещества, отличающийся тем,что, с целью регулирования размера ячеек конечного продукта, в качестве поверхностно-активного вещества вводят оксиалкилендупметилсилоксаСоставитель Т. Ларина

Техред А.Бабинец Корректор У. Пономаренко

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4373/32 Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Формула изобретения новый блок-сополимер с общей молекулярной массой силоксановой части 2000 — 5000 и эквивалентной молекулярной массой силоксановой части 330 — 1250.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 4031044 кл, С 08 G 18/14, опублик. 1977.

2. Заявка Японии N 52 — 8878, кл. С 08 G 18/14, опублик. 1977 (прототип).