Способ получения изделий из пенополиуретанимидов

 

i Ai сОюз сОветских социАлистических РеспуБлик

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН . К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ гост дмственное патентное

Ведомство сссР (focKLTEHT cccF) (21) 3232798/05 (22) 06.1230 (46) 30Л0.93 Бал. Йв 3940 . (72) Юрченко B.l. Медведев Ю.Н„Новикова ИИ;

Erqxe БН. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗД!ЛИЙ ИЗ ПЕНОПОПИУРЕТАНИМИДОВ (19) SU (И) 948115 А1 (51) 5 С08J9 14

948115

Изобретение относится к области получения изделий с повышенной термо- и температуростойкостью, используемым в качестве теплоизоляции в атомной, авиационной и других отраслях промышленности, где требуются пенопласты, сохраняющие свои свойства при высоких температурах и обладающие повышенной огне- и радиационной стойкостью, Известен способ получения изделий на основе пенополиуретанимидов, Г1ри этом продукт взаимодействия диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты с избытком изоцианата в среде инертного ароматического растворителя смешивают с палиолом или ега раствором в . родственном растворителе и получают пенопгlBcT, содер>кащий имидные и уретановые группы.

Недостатком известного способа является то, что из изделия необходимо удалять растворитель путем нагревания пенопласта вначале при 100 — 110 С под вакуумом (1 — 10 мм рт.ст.), а затем при 200-230 С в токе азота, Эта приводит к усложнению технологического процесса при получении изделий, особенно крупногабаритных, где удаление растворителей особенно сложно и где велика вероятность усадки пенопласта в процессе сушки. Кроме того, полученные по данному способу пенопласты имеют открытоячеистую структуру и вследствие этого обладают повышенными теплопроводностью, влага- и вадопоглащением.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения изделий из пенапалиуретанимидов путем перемешивания продукта термического взаимодействия полиизоцианита и диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты с композицией, состоящей из простого полиэфира, блок-сополимера полиорганосилоксана и полиаксиалкилена, октоата олова, триэтиламина, трифтартрихлорэтана и воды с последующим формованием суммарной смеси и термообработкой, При этом, продукт термического взаимодействия избытка палиизацианата и диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты с содер>канием реакционноспособных иэацианатных групп 20-90 от общего количества изоцианата и температурой плавления « 80 С интенсивно перемешивает со смесью гидраксилсодержащих соединений, вспенивающих агентов, поверхностно-акгивных веществ, Гомогенную композицию выливают в форму заданного профиля и объема, где она вспенивается и отверждается, Далее изделие подвергают ступенчатой термической паликонденсации в течение 12 ч при 100250ОC.

Недостатком известнога способа является то; что процесс термической обработки длителен по времени, трудоемок, требует больших энергозатрат. Кроме того, в начальный момент прогрева наблюдается вспучивание материала, чта приводит к дефектам готового изделия, Целью изобретения является упрощение технологического процесса и повышение термостойкости изделий.

Эта цель достигается тем, что в способе получения иэделий из пенополиуретаними15 дов путем перемешивания продукта термического взаимодействия полиизоцианата и . диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты с композицией, состоящей из простого полиэфира, блок-сополимера

20 полиорганасилоксана и полиоксиалкилена, октоата олова, триэтиламина, трифтортрихлорэтана и воды, с последующим фармованием суммарной смеси и термообработкой, согласно изобретенйю перед

25 формованием вводят от 2 до 3 от массы суммарной смеси трианилидофосфата и термообработку сформованного изделия ведут по режиму: при 200-225 С 2 — 3 ч; при

300 — 350 С 2 — бч.

30 8 способе получения изделий из пено-. полиуретанимидов со степенью имидизации 60 — 80% перемешивают продукт термического взаимодействия полиизоцианата (ПИЦ) и диангидрида ароматической

35 тетракарбоновой кислоты.(ДАТКК) с содержанием реакционноспособных изоцианатных групп 20-90% от общего количества изоцианата и с температурой плавления

«80 С (концентрация ДАТКК составляет

40 0.6-.0,8 г экв; на 1 г экв.ПИЦ) и композицию, содержащую простой полиэфир марки Лапрол-503 (М. в. 500, содержание групп — ОН

10,3%), блок-сополимер полиорганосилоксана и полиоксиалкилена в соотношении

45 1:0,8, смесь третичного амина и оловоорганического соединения в соотношении 1:1,2, смесь трифтартрихлорэтана и дистиллированной воды (вспенивающие агенты) в соотношении 10:1. формуют суммарную смесь и

50 подвергают термообработке, перед формованием добавляют трианилидофосфат (т.пл.

203-208 С, т. раэм. 225 С).в количестве

2-3 к суммарной смеси, а термаобработку отформованного иэделия ведут по режиму:

55 при 200-225 С 2 —.3 ч, при 300-350 С до завершения процесса имидизации.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. 462 r,ïîëèèçîöèàíçòà, содержащего 30,3 МСО-групп перетирают

948115 с 218 г пиромеллитового диангидрида (ПДА) до однородной массы (имид-60 П). После чего смесь нагревают в течение 1-2 ч при

55 — 60 С, далее темпэратуру поднимают со скоростью 1 С/мин до 175 С. 5

В 100 г охлажденного до комнатной температуры полученного предполимера приливают предварительно перемешанную смесь, содержащую 23,2 r полизфира мар. ки Лапрол-503, 0,74 r дистиллированной 10 воды; 0,8 г поверхностно-активного вещества КЭП-2 (блок-сополимер полиорганосилоксана и полиоксиалкилена); 0,6 r октоата олова, 0,5 мл триэтиламина (ТЭА), 8 г трифтортрихлорэтана (фреон-113) и 2,46 г триа- 15 нилидофосфата (ТАФ).

После перемешивания в течение 15 — 20 с на мешалке со скоростью 2000 об/мин гомогенную композицию выливают в форму, формуют изделие, после чего подвергают 20 его термической обработке по следующему режиму: при 200 — 225 С в течение 2 ч, при

300 С в течение 2 — 4 ч.

Полученное иэделие имеет однородную мелкоячеистую структуру и объемную массу 25

60 — 80 кгlм . Свойства материала приведез ны в таблице.

Пример 2. 346,5 г полиизоцианата, содержащего 30,3 N CO-групп, перетира-. ют с 218 г ПДА до однородной массы в 30 присутствии .сухого ацетона в количестве

5-10 от массы (имид-80П), После чего смесь нагревают в течение 1-2 ч при 55—

60 С, далее температуру поднимают со ско ростью 1ОС/мин до 175ОC. 35

В 100 кг охлажденного до комнатной температуры полученного предполимера добавляют предварительно перемешанную смесь, содержащую 4,0 г полизфира марки .Лапрол-503, 0,6 г воды, 0,8 r КЭП-2, 0,6 г 40 октоата олова, 0,5 мл ТЭА, 8 r фреона-113 и

3,12 r ТАФ.

Композицию интенсивно перемешивают, выливают в форму, формуют иэделие, после чего подвергают его термической об- 45 работке по следующему режиму: при 200—

225 С в течение 2 ч и при 300 С в течение

4-6-ч.

Полученное изделие имеет однородную мелкоячеистую структуру и объемную массу 50

80 кгlмз. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 3. Смесь 462 г полиизоцианата, содержащего 30,3 $ NCO групп и 322 r диангидрида 3,3,4,4 -бензофенонтетра- 55

1 карбоновой кислоты, (ДАБК) гомогенизуют при комнатной температуре (имид-606) и далее нагревают в течение 1 — 2 ч, при 55 С, а затем поднимают температуру со скоростью 1 С/мин до 175 С, 8 100 г полученного продукта вводят 20 г полизфира Лапрол-503; 0,8 r КЭП-2, 0,62 г воды, 0,6 г октоата олова, 0 5 мл ТЭА, 8 г фреона — 113 и 3,6 г ТАФ.

Композицию интенсивно перемешивают, выливают в форму, формуют изделие и подвергают его термической обработке по следующему режиму: при 200-225 С в течение 3 ч и при 300 С в течение 4 — 6 ч, Полученное изделие имеет однородную мелкоячеистую структуру и объемную массу

60 — 80 кг!м . Свойства материала приведез ны в таблице., Пример 4. Композицию готовят согласно примеру 3.

Термическую обработку изделия проводят по следующему режиму; при 200 — 225 С в течение 2 ч, при ЗОООС в течение 6 ч, а затем при 350 С в течение одного часа. Полученное изделие имеет однородную мелкоячеистую структуру и объемную массу 60 кг!м . Свойства материала приведены втаблице.

Пример 5, Смесь 396 r полиизоцианата, содержащего 30,5 NCO-группы, и 322 г диангидрида 3,3,4.4 -бензофенонтетра 1 1 карбоновой кислоты, гомогенизируют при комнатной температуре (имид-70Б) в присутствии сухого ацетона в количестве 510;(, от массы и далее нагревают в течение

1-2 ч при 55-60 С, а затем поднимают температуру со скоростью 1 С/мин до 175 С.

В 100 r полученного продукта, нагретого до 40 — 60 С, вводят 11;3 г полиэфира Лапрол-503, 0,8 r КЭП-2, 0,6 г воды, 0,6 r октоата олова, 0,5 мл ТЭА, 8 г фреона-113 и 3,4 г

ТАФ. Композицию интенсивно перемешивают, выливают в форму и подвергают термической обработке по следующему режиму: при 200 — 225ОC а течение 3 ч, при

300 С в течение 4 — бч.

Полученное иэделие имеет однородную мелкоячеистую структуру и объемную массу

80 кг/м . Свойства материала приведены в з таблице.

Пример 6. 340 r полиизоцианата, содержащего 303 NCO-групп, перетирают с 322 г ДАТКдо однородной массы в присутствии сухого ацетона в количестве 5 — 10 от массы (имид-80Б). После чего смесь нагревают в течение 1 — 2 ч при 55 — 60 С, далее температуру поднимают со скоростью

1 С/мин до 175 С.

В 100 г полученного продукта, нагретого до 40-50 С. вводят 3,0 г полиэфира марки

Лапрол-503; 0,8 r КЭП-2, 0,6 r воды, 0,6 r октоата олова, 0,5 мл ТЭА, 8 г фреона — 113 и 3,09 г ТАФ.

После перемешивания в течение 15-20 с Hcs мешалке со скоростью 2000 об/мин

948115

Своистеа пенополиуретанимилов

Условное обааначение

Наименование показатели

Пример

ППУИ-605 ППУИ-705

ППУИ-806

ППУИ-606

ППУИ-60H

Прототип

llllYM-ВОП

ППУИ-60П

ППУИ-80П

Кажущаяся плотность, кг/см

60-80

80-100

6О-6О

60-80

ВО

0,64 0.82

Прочность при сжатии

ОЫа,71

0 72-084

0.52-0,71

0,46

0,3-0.4

МПА

0.24

Влагопоглощение аа

0.26

0,21

0,25 0.22

0,19

0,26

0,24

24 ч,гь

Водопогиощение за

24ч, 2, 2.19

2.15 2.13

2 16

2 16

2 14

200

2 18 с dяч. 2-3 мм

Ме

Ви cr укт/рч лкоячеистыа

Термостойкасть, С

Коэффициент тепл

350 380

310 310

270 праведности при гтр"41 С, Втlм К

Температуростойкость (температура аксплуатации), С

0,043

О;045

0.41

0.041

0.040

0,044

0,042

0.041

220-240

220-240

220

230-240

240

220-240

Данные отсутстеуктт

200

Радиационная стай105 10В кость а

Формула изобретения рихлорэтана и воды, с последующим ФорСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ,ПЕH0ll0ЛИурЕТА}}}ИМИдОВ nyreM ne e- теРмообРаботкой, отличающийсЯ тем, что, мешивания продукта термического взаимо- с целью упрощения технологического про действия полиизоцианата и диангидрида - цесса и повышения термостойкости издеароматической тетракарбоновой кислоты с лий; перед формоввнием вводя™ 2 .до композицией, состоящей из простого поли-; 3 от веса суммарной смеси трианилидоэфира, блок - сополимера полиорганос фосфата итермообработку сформованного локсана и полиоксиалкилена, изДелиЯ ведУт по РежимУ; при 200 - 225 Соктоата олова триэтиламина трифторт ...,г2 - 3 ч, при 300 - 350 С - 2 - 6 ч. гомогенную композицию выливают в форму, формуют изделие и подвергают его термической обработке по следующему режиму: при 200-225 С 2 ч и при 300 С в течение 4 — б ч.

Пример 7. Смесь 462 г полиизоцианата, содержащего 30,3 $ NCO-групп и 268 г диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты гомогенизуют при комнатной температуре в присутствии сухого ацетона в количестве 5 — 10 j отмассы(имидбОН) и далее нагревают в течение 1-2 ч при

55-60 С, а затем поднимают температуру со скоростью 1 С/мин до 175 С, В 100 r полученного продукта вводят.

21,0 r полизфира марки Лапрол-503, 0,7 г

КЭП-2, 0,6 r октоата олова, 0,8 r воды, 0,5 мл

ТЭА, 8 r фреона — 113 и 2,4 г ТАФ, Композицию интенсивно перемешивают, вливают в форму, формуют изделие и подвергают его термической обработке по следующему режиму: при 200-225 С 2 ч и при 300 С в течение 10 — 12 ч.

Полученное изделие имеет однородную мел коячеистую структуру и объемную массу

5 80 кг/м . Свойства материала приведены в таблице.

Способ позволяет значительно упростить технологический процесс: так время на термообработку готового иэделия сокра10 щается 5-6 раз.

Термостойкость материала повышается в среднем на 50-60 С.

Температура эксплуатации (температуростойкость) сравнима с температурой экс15 плуатации теплоизоляционных материалов на основе пеноимидов. (56) Патент США М 3562189, кл. 260-25; опублик. 1973.

Тарасов А.В. Синтез и исследование пе20 нополиуретанимидов. Диссертация, r. Владимир, 1978.