close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5781

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5781
(13) C1
(19)
7
(51) C 08G 18/48, 18/50,
(12)
C 08J 9/14
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО УГЛЕВОДОРОДОМ
ТВЕРДОГО ПОЛИУРЕТАНОВОГО ПЕНОПЛАСТА
(ПЕНОПОЛИУРЕТАНА)
BY 5781 C1
(21) Номер заявки: a 19980953
(22) 1998.10.21
(86) PCT/EP97/01198, 1997.03.10
(31) 19611367.9 (32) 1996.03.22 (33) DE
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: БАЙЕР АКЦИЕНГЕЗЕЛЬШАФТ (DE)
(72) Авторы: ДИТРИХ Карл Вернер; АЙЗЕН Норберт; ХАЙЛИГ Герхард (DE)
(73) Патентообладатель: БАЙЕР АКЦИЕНГЕЗЕЛЬШАФТ (DE)
(57)
1. Способ получения твердого пенопласта, содержащего уретановые и, при необходимости, мочевинные и изоциануратные группы, путем взаимодействия ароматического полиизоцианата с полиольной компонентой, включающей инициированный ароматическим
амином полиэфир на основе 70-100 мас. % 1,2-пропиленоксида и 0-30 мас. % этиленоксида,
имеющий молекулярную массу 300-800, воду, н-пентан и/или изопентан в качестве порообразователя и, при необходимости, добавки и вспомогательные вещества, отличающийся
тем, что используют полиольную компоненту, дополнительно включающую инициированный в основном сахарозой полиэфир на основе 70-100 мас. % 1,2-пропиленоксида и
0-30 мас. % этиленоксида, имеющий молекулярную массу 400-1000, и инициированный
пропиленгликолем полиэфир на основе 70-100 мас. % 1,2-пропиленоксида и 0-30 мас. %
этиленоксида, имеющий молекулярную массу 500-1500, при этом инициированный ароматическим амином полиэфир, инициированный в основном сахарозой полиэфир и инициированный пропиленгликолем полиэфир используют в массовом соотношении 3080:10-40:5-30, а воду - в количестве 0,5-3,5 % от массы указанных полиэфиров, причем
полиольная компонента имеет в среднем, по меньшей мере, 3 реакционноспособных по
отношению к изоцианатным группам атома водорода.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют полиольную компоненту,
включающую инициированный ароматическим амином полиэфир на основе о-толуилендиамина.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют полиольную компоненту,
включающую 50-60 мас. % инициированного о-толуилендиамином полиэфира на основе
1,2-пропиленоксида, имеющего молекулярную массу 450-650.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют полиольную компоненту,
включающую 10-25 мас. % инициированного пропиленгликолем полиэфира на основе 1,2пропиленоксида, имеющего молекулярную массу 800-1200.
BY 5781 C1
(56)
WO 95/18175 A1.
US 5308885 A, 1994.
WO 94/03515 A1.
US 5451615 A, 1995.
Изобретение относится к технологии производства пенопластов, более конкретно к
способу получения твердых пенопластов, содержащих уретановые и, при необходимости,
мочевинные и изоциануратные группы.
Известно, что твердый полиуретановый пенопласт (пенополиуретан) вспенивают низкокипящими алканами, в качестве которых преимущественно используют циклические
алканы, которые, вследствие их низкой газовой теплопроводности, вносят чрезвычайно
большой вклад в теплопроводность пенопласта. При этом, предпочтительно, используется
циклопентан.
Полезным свойством пенополиуретана при использовании его в качестве изоляционного материала для холодильного оборудования противостоят отрицательные коммерческие
аспекты. Так, например, вследствие свойств циклопентана как растворителя необходимо
определенное качество внутренней поверхности полистирольных сосудов.
Кроме того, циклопентан, из-за своей относительно высокой точки кипения 49 °С,
имеет недостаток, состоящий в том, что при низких температурах (что является обычным
при применении пенополиуретана в качестве изоляционного материала для холодильного
оборудования) он конденсируется. Из-за нежелательной конденсации порообразователя в
ячейке создается разрежение, которое, в свою очередь, может быть предотвращено повышенной твердостью пенопласта, соответственно, увеличенной объемной плотностью.
По сравнению с ациклическими гомологами соединений пентана - н- и изопентаном циклопентан требует более высоких затрат на свое производство.
Пентаны нормального или изостроения в качестве порообразователей для получения
пенополиуретана известны уже давно. Их недостатком является более высокая, в сравнении с циклопентаном, теплопроводность газа, что приводит к снижению теплоизоляционной способности соответствующих пенопластов.
Кроме того, растворимость н- или изопентана в многоатомных спиртах хуже, чем у
циклопентана, что оказывает отрицательное влияние на прочность материала и адгезию
пенопласта с покрытиями.
Ближайшим аналогом изобретения является заявка WO 95/18175, опубликованная 6-го
июля 1995 г., объектом которой является способ получения твердых пенопластов, содержащих уретановые и, при необходимости, мочевинные и изоциануратные группы, путем
взаимодействия ароматического изоцианата с полиольной компонентой, включающей
инициированный ароматическим амином полиэфир, воду, смесь алициклических алканов
с 5 или 6 атомов углерода и смеси н- и изопентана в качестве порообразователя и, при необходимости, добавки и вспомогательные вещества.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения твердых пенопластов, содержащих уретановые и, при необходимости, мочевинные и изоциануратные
группы, с применением в качестве порообразователя н- и/или изопентана, который позволяет
получить пенопласт с высокой адгезией и с низким коэффициентом теплопроводности.
Поставленная задача решается в способе получения твердых пенопластов, содержащих уретановые и, при необходимости, мочевинные и изоциануратные группы, путем
взаимодействия ароматического изоцианата с полиольной компонентой, включающей
инициированный ароматическим амином полиэфир на основе 70-100 мас. % 1,2пропиленоксида и 0-30 мас. % этиленоксида, имеющий молярный вес 300-800, воду, н2
BY 5781 C1
и/или изопентан в качестве порообразователя и, при необходимости, добавки и вспомогательные вещества, за счет того, что используют полиольную компоненту, включающую
дополнительно инициированный в основном сахарозой полиэфир на основе 70-100 мас. %
1,2-пропиленоксида и 0-30 мас. % этиленоксида, имеющий молярный вес 400-1000, и
инициированный пропиленгликолем полиэфир на основе 70-100 мас. % 1,2-пропиленоксида и 0-30 мас. % этиленоксида, имеющий молярный вес 500-1500, при этом инициированный ароматическим амином полиэфир, инициированный в основном сахарозой полиэфир и инициированный пропиленгликолем полиэфир используют в весовом соотношении
(30-80):(10-40); (5-30), а воду - в количестве 0,5-3,5 % от веса указанных полиэфиров, причем полиольная компонента имеет в среднем, по меньшей мере, 3 реакционноспособных
по отношению к изоцианатным группам атома водорода.
Молярный вес инициированного ароматическим амином полиэфира предпочтительно
составляет 300-700, в частности 500-600. Его доля в полиольной компоненте предпочтительно составляет 35-70 мас. %. В качестве ароматического амина предпочтительно используют о-толуилендиамин.
Молярный вес инициированного в основном сахарозой полиэфира предпочтительно
составляет 400-1000, в частности 500-600. Его доля в полиольной компоненте предпочтительно составляет 15-35 мас. %. В качестве со-инициатора можно использовать диэтиленгликоль, этиленгликоль или пропиленгликоль в количестве 10-30 мас. %. Молярный
вес инициированного пропиленгликолем полиэфира предпочтительно составляет 9001100. Его доля в полиольной компоненте предпочтительно составляет 15-25 вес. %.
Служащую в качестве со-порообразователя воду предпочтительно используют в количестве 1,5-2,5 % от веса вышеуказанных полиэфиров полиольной компоненты.
В качестве ароматических полиизоцианатов предпочтительно используют технологически легко доступные полиизоцианаты, например 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианат, а также
любые смеси этих изомеров ("ТДИ"), полифенилполиметиленполиизоцианаты, которые
получают с помощью анилиноформальдегидной конденсации и последующего фосгенирования ("сырой МДИ"), и полиизоцианаты, содержащие карбодиимидные группы, уретановые группы, α-нафтильные группы, изоцианатные группы, мочевинные группы или
биуретовые группы ("модифицированный полиизоцианат", в частности, модифицированный полиизоцианат, который происходит от 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианата, соответственно, от 4,4'- и/или 2,4'-дифенилметандиизоцианата).
В качестве добавок и вспомогательных веществ можно назвать, например, парафины
или твердые спирты, диметилполисилоксаны, пигменты или красители, стабилизаторы
против старения и атмосферного воздействия, пластификаторы, вещества, действующие
как фугицидостатики и как бактериостатики, наполнители, такие как сульфат бария, инфузорная земля (кремнезем), сажа или грунтовочный мел, поверхностно-активные вещества, пеностабилизаторы, регуляторы пор, ингибиторы реакции.
При изготовлении пенопластов, согласно настоящему изобретению, вспенивание может
быть проведено в закрытых формах. При этом реакционную смесь вводят в форму, выполненную, например, из металла, например, алюминия, или полимера, например, эпоксидной
смолы. Вспенивание в форме может быть проведено таким образом, что формованное изделие имеет на своей поверхности пористую структуру. Но оно может быть проведено
также и таким образом, что формованное изделие имеет уплотненную поверхностную
пленку и пористое ядро. Согласно способу настоящего изобретения, в первом из названных случаев процесс проводят таким образом, что в форму вносят столько вспениваемой
смеси, что образующийся пенопласт точно заполняет форму. В последнем из названных
случаев технология состоит в том, что в форму вносят больше вспениваемой реакционной
смеси, чем это необходимо для заполнения внутреннего объема формы пенопластом.
В последнем случае процесс происходит при "перегрузке", подобный способ проведения процесса известен, например, из патентов США 3 178 490 и 3 182 104.
3
BY 5781 C1
Предпочтительным образом способ согласно настоящему изобретению используют
для заполнения полостей пенопластом в холодильных и замораживающих устройствах.
Само собой разумеется, что пенопласт может быть получен также с помощью вспенивания в блоке или с применением двойного ленточного транспортера.
Пенопласт, полученный согласно настоящему изобретению, находит применение, например, в строительстве, а также для изоляции труб теплоснабжения и контейнеров.
Следующие примеры проиллюстрируют изобретение.
Пример 1 (Сравнительный)
Состав для пенополиуретана
Компонента А:
75 вес. частей
(75 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе
пропиленоксида с молярным весом 600, инициированный
сахарозой (80 мас. %) и пропиленгликолем (20 мас. %),
25 вес. частей
(25 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе
1,2-пропиленоксида с молярным весом 1000, инициированный пропиленгликолем,
2,5 вес. части
(2,5 % от веса смеси полиэфиров) - вода,
2,0 вес. части
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) - пеностабилизатор
В 8423 (силиконовый стабилизатор, выпускаемый фирмой Гольдшмидт, Германия, под торговым названием
®
"Tegostab В 8423"),
2,0 вес. части
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) - активатор Десморапид 726 b, представляющий собой диметилциклогексиламин (торговый продукт фирмы Байер АГ, Германия).
Компонента Б:
128 вес. частей сырой МДИ (NCO - содержание = 31,5 мас. %),
100 вес. частей компоненты А смешивают с 11 вес. частями н-пентана и 128 вес. частями компоненты Б с помощью смесителя (1000 об/мин) при 20 °С и уплотняют в закрытой форме до 34 кг/м3.
Пример 2 (Сравнительный)
Компонента А:
50 вес. частей
(50 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе
1,2-пропиленоксида с молярным весом 560, инициированный толуилендиамином,
50 вес. частей
(50 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе
1,2-пропиленоксида с молярным весом 600, инициированный сахарозой (80 мас. %) и пропиленгликолем (20 мас. %),
2,5 вес. части
(2,5 % от веса смеси полиэфиров) - вода,
2,0 вес. части
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) - пеностабилизатор
В 8423 (торговый продукт фирмы Гольдшмидт, Германия),
2,0 вес. части
(2,0 от веса смеси полиэфиров) - активатор Десморапид
726 b (торговый продукт фирмы Байер АГ, Германия).
Компонента Б:
141 вес. часть сырой МДИ (NСО-содержание 31,5 %),
100 вес. частей компоненты А смешивают с 11 вес. частями н-пентана и 141 вес. частями компоненты Б с помощью смесителя (1000 об/мин) при 20 °С и уплотняют в закрытой форме до 34 кг/м3.
4
BY 5781 C1
Пример 3 (Сравнительный)
Компонента А:
75 вес.частей
25 вес.частей
2,5 вес.части
2,0 вес.части
2,0 вес.части
(75 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе
1,2-пропиленоксида с молярным весом 560, инициированный толуилендиамином,
(25 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе
1,2-пропиленоксида с молярным весом 1000, инициированный пропиленгликолем,
(2,5 % от веса смеси полиэфиров) - вода,
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) - пеностабилизатор
В 8423 (торговый продукт фирмы Гольдшмидт, Германия),
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) активатор Десморапид
726 b (торговый продукт фирмы Байер АГ, Германия).
Компонента Б:
115 вес. частей сырой МДИ (NCO - содержание = 31,5 вес. %),
100 вес. частей компоненты А смешивают с 11 вес. частями н-пентана и 115 вес. частями компоненты Б с помощью смесителя (1000 об/мин) при 20 °С и уплотняют в закрытой форме до 34 кг/м3.
Пример 4 (Согласно настоящему изобретению)
Компонента А:
50 вес. частей
30 вес. частей
20 вес. частей
2,5 вес. части
2,0 вес. части
2,0 вес. части
(50 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе 1,2пропиленоксида с молярным весом 560, инициированный
толуилендиамином,
(30 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе 1,2пропиленоксида с молярным весом 600, инициированный
сахарозой (80 мас. %) и пропиленгликолем (20 мас. %),
(20 % от веса смеси полиэфиров) - полиэфир на основе 1,2пропиленоксида с молярным весом 1000, инициированный
пропиленгликолем,
(2,5 % от веса смеси полиэфиров) - вода,
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) - пеностабилизатор
В 8423 (торговый продукт фирмы Гольдшмидт, Германия),
(2,0 % от веса смеси полиэфиров) - активатор Десморапид
726 b (торговый продукт фирмы Байер АГ, Германия).
Компонента Б:
124 вес. часть сырой МДИ (NCO - содержание 31,5 %),
100 вес. частей компоненты А смешивают с 11 вес. частями н-пентана и 124 вес. частями компоненты Б с помощью смесителя (1000 об/мин) при 20 °С и уплотняют в закрытой форме до 34 кг/м3.
5
BY 5781 C1
Результаты
Используя пластины пенопластов, изготовленных в примерах 1-4, проводят испытания. Полученные результаты представлены в таблице.
Таблица
Коэффициент тепПредел прочности
Адгезия (МПа)
лопроводности
при сжатии (МПа) согласно промышПри(mвт/mК) согласно согласно промыш- ленному стандарту
мер
промышленному
ленному стандарту
Германии
№
стандарту Германии Германии № 53421, № 53292 к сталь№ 52616, 24 °С
10 % деформация
ному листу
1
24
0,18
0,09
2
23,5
0,16
0,01
3
23,3
0,10
0,12
4
22,7
0,17
0,11
Граничная растворимость пентана в
полиольной смеси
(весовые части/100
весовых частей полиола), 20 °С
9
11
25
20
Как показывают опыты, только пенопласт примера 4, полученный согласно способу
настоящего изобретения, проявляет хорошие до очень хорошие свойства относительно
коэффициента теплопроводности, предела прочности при сжатии, адгезии к стальному
листу и растворимости пентана в полиольной смеси.
Сравнительный пример 1 дает пенопласт с высоким коэффициентом теплопроводности, однако, растворимость пентана в полиольной смеси недостаточна.
Пенопласт, изготовленный в примере 2, показывает недостаточную адгезию к стальному листу; растворимость пентана лежит в граничной области.
Сравнительный пример 3 дает пенопласт с высокой адгезией и хорошей растворимостью пентана в полиольной смеси, но имеет недостаточный предел прочности при сжатии.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
128 Кб
Теги
by5781, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа