CS198741B1 - Method of producing polyurethan formed elements - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 ) 198 741 (11) (Bl)

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (61) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 02 05 78 (21) PV 2784 - 78 (51) Int. C1?C 08 G 18/28 (40) Zverejnené χγ Qg γθ(45) Vydané 30 04 82

Autor vynálezu BBHULA FRANTIŠEK log., PARTIZÁNSKEKOPÁL PAVEL lng. CSo., PARTIZÁNSKE (54) Spgaob výroby polyuretánovýoh tvarovaných dielcov 1

Vynález ea týká výroby tvarovaných predmetov z polyuretánovýoh lntegrálnych plen.

Vynález riešl přípravu tvarovaných dielcov z pružnéj Integrálněj polyuretanovej pěny,ktorá obsahuje určitý podlel dlolu a áterdlolu. Materiál má uplatnenle v najrdznejších od-vet Vlach prlemyslu /nábytkárstvo, automobilismus, chladiarenstvo, obuvníotvo a pod./.

Celkom konkrétno sa zamerlava na náhradu butándlolu 1,4 v receptúrach pre přípravu výrob-kov z lntegrálnych pólyuretánových plen zmesou dlolu a áterdlolu.

Integrálna polyuretánová pěna našla široká uplatnenle v prienysle najma pre svoju zvý-šenu životnost, zlepšené mechanické vlastnosti, znížený počet výrobných operácií, pričomsa hněď dosahuje konečný tvar výrobku.

Najznámejšia technologie výroby predmetov z polyuretánovýoh plen spočívá v preenomdávkovaní a zmiešaní dvoeh prúdov natemperovaných tekutin a v naliatí zhomogenizovanej zme-si do vyhrlatej a naseparovanej formy. Jeden z reakčných prúdov je nazývaný lzokyanátový apozostáva buď z chemicky čistého dilzokyanátu alebo tzv. predpolyméru, čo je chemicky zre-agovaná zmes nadbytku dilzokyanátu e polyolom tak, že reakčný produkt má určité množstvovolnýoh lzokyanátových skupin. Druhá zložka sa nazýva polyolová a pozostáva z polyéster-polyolov /alebo polyéterpolyolov/ z nízkomolekulárneho dlolu, nadúvadiel, katalyzátorov astabilizátore pěny. funkcia nízkomolekulárneho dlelu /spravidla butándlolu 1,4/ spočívá v znížení prlemerr 198 741 198 741 2 nej molekulověj hmotnosti reakčného systému a tým vytvoreniu vhčšieho množstva uretánovýchvhzieb, ktoré sú nositelml fyzikálno-mechanlckých vlastností vzniklého polyméru. Čím vačšiemnožstvo butándiolu sa použije, tým majú produkty vyššiu tvrdost a pevnost, ale nlžsiu ťaž-nosť a hlavně horšiu odolnost voči opakovanému ohybu, Preto je potřebné množstvo butándiolucltlivo regulovat fyzikálně mechanické vlastnosti výrobkov, podl’a účelu, kterému majú slú-žiť a súčasne zosúlaďovať rychlost polyadičnej reakcie.

Ak sa zamění butándiol za lný nízkomolekulárny diol napr. monoetylénglykol, získajúsa výrobky s vyššou tvrdosťou a nižšou odolnosťou voči opakovanému ohybu za nízkých teplot.Pri použití vyšších glykolov nedosiahne sa tvrdost výrobku vyššia ako 70 °Sh A, Tým sa ob-medzuje rozsah leh použitia. A ani ďaláie fyzikálno-mechanlcké vlastnosti nle sú na takejúrovni, ako za použitia butándiolu. Použitím propylénglykolov ako sietovadiel pólyuretáno-vých plen sa získajú výrobky velmi nízkých fVzikálno-mechanlckých hodnót a naviac charakte-ristické reakčné Sasy pěny sa predížla řádové o dvojnásobek. Příprava butándiolu prebieha náročnou syntézou, preto je 1 jeho cena prakticky trojná-sobné vyššia než iných nízkomolekulárnych diolov či éterdiolov, čo nepriaznlvo vplýva naoenu výrobku.

Na odstránenie vyššle uvedených nedostatkov slúži sposob přípravy výrobkov z polyure-tánových plen tzv. predpolymérovým spósobom. Spočívá v príprave dvoch reakčných zložieka to: a/ predpolymóru připraveného reakclou nadbytku diizokyanátu /najčastejšle 4,4* difenylme-tandlizokyanátu/ s llneárnym polyolom o molekulovéj hmotnosti 2 000/ polyósterpolyol,alebo polyéterpolyol/ - komponent A. b/ komponent B je mlešaním zhomogenizovaná zmes lineárněho polyolu, rozvětveného polyolu,katalyzátorov, nadúvadlel, stabilizátorov pěny vyznačená tým, že obsahuje 7 až 16 hmot. % nízkomolekulárneho diolu s dvorní uhlíkmi v hlavnom reťazci a 2 až 14 hmot. % éterdiolus počtom 4 až 6 uhlíkov v hlavnom reťazci.

Takto připravené a na predpísanú teplotu natemperované komponenty sa zmiešajú a pozhomogenizovaní nalejú do vyhriatej a naseparovanej formy. Materiál vyplní dutinu formy azreaguje na výrobok. Výhodou použitia diolu a éterdiolu ako súčasti polyolového komponentu je skutečnost,že ich vhodnou kombináclou a celkovým množstvom v reakčnom systéme možno velmi cltlivo mě-nit fyzikálno-mechanlcké vlastnosti výrobkov z polyuretánových plen v žladanom smere, najmav tvrdosti, pevnosti, štruktúrnej pevnosti, ako i odolnosti voči odleranlu.

Použitím diolu a éterdiolu vzhladom k leh chemlckej konflgurácil je možné znížiť hla-diny katalyzátorov reakcie pri zachovaní charakteristických reakčných časov začiatku reak-cie a doby vypeňovania, prlčom technologicky nutné časy začiatku reakcie, vypeňovania i sleťovanla sú velmi dobré zosúladené. Prakticky to znamená, že štart polyadičnej reakcie začí-ná asi za 5 až 10 s po zhomogenizovaní komponentov, doba vypeňovania trvá asi 6 a 8 násobokštartovaoej doby a zosleten. charakterizované stratou lepivosti, nastane po 8 až 10 násobkuštartovaoej doby. Takto zosúladená, pokojná doba vypeňovania zabezpečuje dokonalé vyplneniei členítej dutiny formy a umožní vytlačenie vzduchu z formy. Materiál assleťuje až po doko <sp # 3 198 741 nalom vypěnění a vyplnění dutiny formy. Týmto spoeobom zosúladené reakčné časy zabezpe-čte vysoků produkclu kvalitných výliskov, nakolko umožňujú odformovávať výlisky už za 3 až3 mlnút. Prípravok dlolu a éterdlolu k polyolom primerane znlžuje celková mólovú hmotnostsystému na želatelnú mieru a tým zabezpečuje vytvorenie potřebného množstva uretánovýchvazleb, ktoré aú nositelml fýzlkálno-mechanických vlastností vzniklého polyuretánu. Účlnokmnožstva a vzájomnej komblnácle a éterdlolu na fyzlkálno-mechánické vlastnosti udává tabul-ka 1 a 2. Připojené příklady prevedenla spóaobov výroby polyuretánových dlelcov použitím zmeaidlolu a éterdlolu bllžSie objasnia podstatu vynálezu. Příklad 1

Reakčná zmes sa připraví následovně: 1. Komponent A: 85 h.d. polyésterpolyolu připraveného z kyseliny adlpovej, butándlolu, mo-noetylénglykolu a dletylénglykolu o priemernej molekulovej hmotnosti 2 OOO a OH čísla53 až 59 mgKOH/g sa zohřeje na 60 °C a za mlešanla tenkým prúdom vleje do 100 h.d. 4,4'difenylmetandiizokyanátu. Zmes sa nechá reagovat 24 hodin. Získá sa reakčný produkt sobsahom 15 %-volných -KCO skupin. 2. Komponent S sa připraví navážením a zhomogenizovením: 68,8 h.d. lineárneho polyésterpolyolu o mol. hmotnosti 2 0009,0 h.d. rozvětveného polyésterpolyolu o OH čísle 50 až 55 mgKOH/g 13,0 h.d. monoetylénglykolu5,0 h. d. dletylénglykolu O,75h.d. 33 %-ný roztok trietyléndlamínu v dletylénglykole 2,0 h.d. metylénchloridu 0,8 h.d. medlcinálneho oleja 0,05h.d. dlbutylcínlaureátu 0,3 h.d. vody

Komponent A sa natemperuje na teplotu 45 °C, komponent B na 50 °C. Ohi komponenty sazmiešajú v pomere A : B = 100 : 57 a nalejú do dutiny formy, leh zreagovaním sa získá ma-

O teriál, ktorý prl mernej hmotnosti 550 kg/m má nasledovné fýzikálno-mechanické vlastnosti: pevnost v tahu 8,5 MPa tažnosť 415 % tvrdost 76 °Sh A pevnost v ďalšom trhaní 23 TC/mm odolnost voči odieranlu 24 mg modul 100 % 2,9 MPa Příklad 2 PTedpolymér sa připraví zo zmesi lineárneho polyésterpolyolu o priemernej mol. hmot-nosti 2 000 tak, že sa tento zohreje na 60 °C a vleje za mieSania do 70 °C teplého 4,4’difenylmetandiizokyanátu. Polyol a izokyanát sa mlešajú v hmotnom pomere 80 : 100. Získaný predpolymér obsahuje 16 % volných HCO skupin.

Polyolová zložka sa připraví za mlešanla zhomogenizovením nasledovných zložlek: 198 741 4 64,25 h.d. lineárneho polyésterpelyolu s OH číslem 53 až 59 mgKOH/g 15eO h.d, rozvetveného polyésteralkoholu o prlemarnej mol. hmotnosti 2 000 11,0 h.d. monoatylénglykolu9,0 h.d. trietylénglykolu0,35 h.d. krystalického trietyléndiaminu0,4 h.d. vody řredpolymér aa zohreje na teplotu 40 °C, polyolová složka na 45 °C a oba aa shoaoge -nizujú iaisSattím v pemere A ι B s 100 s 59. Zreagovaním vo formě vyhriatej na 40 ϋ0 sa bí- •3 sSa materiál, ktorý pri mernej hmotnosti 600 kg/m má následovně íýzlkálne-*iaech&amp;aieké -vlas tnoatii pevnost? v tahu 8,4 MPa tažnosř 470 %

tvrdost 72 °Sh A pevnost v ďalSom trhaní 24,5 H/mm modul 100 % 2,7 MPa obrusovanle 26 mg Příklads 3

Komponent A sa připraví chemickou reakciou Vsedal 60 eC teplým dlfenylmetan 4,4’ dii-sokyanátoa a 60 ’ο teplým polyéterpolyolom připraveným z propylénoxidu o prieaernej mol.hmotnosti 2 000 tak, aby obsahotta 15 % volných TCO skupin.

Komplet B ,1« mieSaním zhomogenisováná smát 12,0 h.d. lineárneho polyéterpolyolu, připraveného z propylánosidu o prlecsiraej molekulo-vé 3 hmotnosti 2 000 62,6 h.d. rozvětveného polyéterpolyolu, připraveného s propylénoxidu e priemernej moli,·hmotnosti 4 000 a OH čísla 34 až 38 mgKOH/g 14,0 h.d. monetylénglykolu4,0 h.d. dietylénglykolu0,2 h.d. oktoátu cínatéhe 0,6 h.d. 33 %-ného roztoku trietyléndiamínu v dipropylónglykole0,2 h.d. vody 5,5 h.d. triohlorfluormetanu0,9 h.d. Snrťactant DC-195

Zreagováním oboeh zložiek v poaere A » B «· 100 s 60 získá aa materiál, který pri mer-•a nej hmotnosti 600 kg/m má následovně fýzikálno-mechanioké hodnoty* modul 100 % 3,3 MPa pevnost v tahu 6,9 MPa tažnosť 335 %

tvrdost 74 eSh A pevnost v dalSom trhaní 12,5 H/mm odolnost voél odieraniu 87 mg

Claims (1)

1. 5 198 741 ΐ-abo 1 Účínate Maeetylénglykolu a dletylénglykolu na fýslkálnomechanioké vlastnosti poly- uretánovýoh plen Koffiblnácia Pevnost v taba /M3?a/ íažnoet /%/ Štruktúrna pevnost /H/aua/ Tvrdost Z®Sh/ Prelaaovanie Z Ke/ BBG BBS 10 4 73 457,1 I83 68,5 7835 10 7 73 4573 21,2 70,6 47,70 10 10 73 436,1 233 713 32,66 12 . 4 73 4223 203 72 3 80 36 12 7 73 4283 22,5 74,7 9737 12 10 73 4093 233 753 81,78 14 4 83 4103 23,2 77,7 99,51 14 7 8S5 425,7 243 793 101,28 14 10 73 408,9 23,8 733 42,33 Tab,, 2 Účinek jstmoetylénglykolu a trletylénglykolu na fýzikálnemechanické vlastnosti po-lyiwšáňovýeh plen Koíflbiíiáeis Pevnost $ežnost Štruktúrna Tvrdost Erelamovaniev baba pevnost MBS a)BG /MIW Í%1 /M/íHtt/ /®Sh/ /KcZ 10 4 8,2 469,3 183 72,3 28,98 10 7 8,0 4943 233 70,3 26,05 10 10 θ3 502,2 223 69,3 5333 12 4 8,2 438,1 22,3 753 69,20 12 7 8,5 448,6 243 733 103,06 12 10 / 01 452,4 22,4 7293 6935 14 4 7<3 4413 253 803 60,43 14 7 7S6 429,2 27,2 78,0 100,35 14 10 7,7 4213 223 763 71,21 B Η B D M B ΐ V ϊ H l L B Z 0 Spoaob výroby polyuretánových tvarovaných dlelov tzv„ predpclymérovým spdsobom e mbžnostou širokéj obměny fýzlkálno-mechanlekýeh vlastností produktov, vyznašujúol sa tým, SemleSaním zhomogenlzovaná polyolová složka obsahuje 7 až 16 hmot. % nízkomolekulárneho dlolíi s dvorní uhlíkai v hlavnom retazci a 2 aa 14 hraot8 % éterdiolu a pootom 4 až 6 uhlíkovv blavama retazci»