CS205967B1 - Způsob přípravy bezrozpouštědlových termicky reaktivních polyuretanových směsí - Google Patents

Description

Příprava porézních vrstev na bázi polyuretanů z rozpouštědlových systémů pomocí nerozpouštědel, stejně tak jako příprava porézních vrstev z polyuretanových disperzí je dobře známa a je také známa vedle řady pozitivních rysů této přípravy, jako je pravidelnost struktury, jemné vzájemně propojené mikropóry a vynikající mechanické vlastnosti také řada doprovodných negativních jevů, k nimž patří zejména u rozpouštědlových systémů hygienické a ekologické faktory, nepříznivě ovlivňující v sekundární fázi výrobu, u disperzí pak poměrně nákladná příprava disperzí a při výrobě samotných porézních útvarů značná energetická náročnost spojená s odstraněním rozpouštědla.

Tyto nevýhody koagulačního a disperzního způsobu přípravy odstraňují v poslední době vyvíjené bezrozpouštědlové systémy. Těchto systémů je několik typů.

Systémy, vycházející ze základních neblo2059φΤ kovaných komponent musí s ohledem na vysokou reakční rychlost používat složitých dávkovačích a směšovacích zařízení, náročných na přesnost a dokonalou bezporuchovou funkci. Tyto systémy, při jejichž použití dochází k zahájení vytvrzovací reakce prakticky okamžitě po smíchání složek, mají zcela omezenou skladovatelnost a vyžadují provozně nákladné zařízení se značnými nároky na údržbu i obsluhu. Systémy, vycházející z jedné z blokovaných základních komponent jsou sice jednodušší v sekundární fázi, tj. při aplikaci na porézní nánosy, v primární fázi však vyžadují oddělenou přípravu jednotlivých složek, jejich úpravu a konečné smíchání na směs s téměř úplnou nebo omezenou skladovatelnosti.

Bezrozpouštědlové reaktivní systémy se vyznačují v sekundární fázi, tj. ve fázi nanášení a vytvrzení porézních nánosů, jednoduchostí zařízení a samotného postupu, v primární fázi však jsou značně náročné jak na zařízení, tak energeticky.

' Dosud připravované bezrozpouštědlové směsi používají k přípravě vždy vícestupňového postupu. Tak např. se používá ke skladbě směsi několika separátně připravovaných komponent, jejichž mícháním vzniká směs, použitelná k porézním nánosům.

Systémy, vycházející z blokovaných předpolymerů rovněž vycházejí z několikastupňového postupu — vyžadují nejprve přípravu předpolymeru, který je třeba blokovat, po provedení blokace dojde teprve k přípravě směsi na separátním zařízení, kde se provádí jednak smíchání s prodlužovadlem, ale i s ostatními komponentami, které určují vlastnosti porézního nánosu, jako je např. termicky reaktivní nadouvadlo, plniva, barviva a povrchově aktivní látky. Systémy, používající neoblokovaného předpolymeru a blokovaných prodlužovadel, používají separátně vyrobená prodlužovadla, která je nutno po přípravě zpravidla dále upravovat. Jedním z možných blokovaných prodlužovadel jsou adiční sloučeniny polyaminů s kysličníkem uhličitým.

Nevýhody několikastupňové přípravy takových systémů řeší způsob přípravy bezrozpouštědlových termicky reaktivních polyuretanových směsí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se do předem odvodněného polyolů na bázi polyeteru nebo polyesteru s mol. hmotností 600—5 000 vnese bifunkční nebo polyfunkční amin nebo jejich ί směs, z nichž se adicí kysličníku uhličitého vytvoří blokovaný produkt, velmi jemně rozptýlený v polyolů, který se následně zpracuje s polyfunkčními isokyanáty na termicky reaktivní bezrozpouštědlovou směs, že polyol je bifunkční nebo polyfunkční nebo jejich směs, že isokyanát je bifunkční nebo polyfunkční, že celá příprava směsi se provede jednostupňově a že se v termicky re! aktivní bezrozpouštědlové směsi koncové isokyanátové skupiny podrobí reakci se sločeninami typu ketoximů, cyklických laktamů, cykloalifatických nebo aromatických mono-nebo vícefunkčních alkoholů nebo jejich derivátů.

Způsob přípravy podle vynálezu spočívá v tom, že se nejprve v prostředí polyolů připraví blokované prodlužovadlo, které je natolik stabilní, že lze po jeho přípravě provést po přidání sloučenin obsahujících izokyanátové skupiny přípravu předpolymeru tím, že se provede reakce isokyanátových

205 967 skupin s hydroxylovými skupinami polyolů, které sloužily jako prostředí k přípravě prodlužovadla a po ukončení reakce isokyanátů se ve stejném stupni přidáním potřebných aditiv připraví termoreaktivní směs, která je schopna poskytovat porézní vrstvy s vlastnostmi potřebnými k simulaci vlastností přírodních usní.

Způsob přípravy termoreaktivních systémů podle vynálezu je vhodný zejména k přípravě bezrozpouštědlových reaktivních systémů, i kyž umožňuje i přípravu termoreaktivní směsi obsahující rozpouštědlo. Snižuje podstatně investiční i energetické nároky při zřizování výroben pro reaktivní systémy a zvyšuje i efektivnost takových výrob termoreaktivních systémů, jejichž produkt má v konečné fázi mnohostranné použití, od pěnových profilů plochých, sloužících k výrobě syntetických usní až po tvarované profily s určením na izolační materiály tepelné či akustické.

Postup podle předmětu vynálezu obsahují dále uvedené příklady využití, které však rozsah patentu neomezují.

Příklad 1

Do míchacího zařízení, opatřeného duplikátorem se předloží 1200 hmotnostních dílů polyolů na bázi polyeteru s průměrnou molekulovou hmotností 1200. Reakční nádoba se předehřeje na 110 °C. Za vakua 133,3 Pa se za míchání během 1/2 h zbaví polyeter obsahu vody. Takto připravená předloha se ochladí na 20 °C, pak se přidá 60 hmotnostních dílů etylendiaminu. Do směsi se zavádí za míchání pod hladinu proud kysličníku uhličitého za vzniku jemně rozptýlené sraženiny blokovaného prodlužovadla, jehož velikost nepřesahuje 10 μΐη.

Jakmile je příprava blokovaného prodlužovadla skončena, lze do suspenze přidat 348 hmotnostních dílů toluendiisokyanátu. i Směs se za míchání pozvolna zahřívá na 60 °C j a při této teplotě se během 4 hodin dokončí reakce polyol—polyisokyanát za vzniku předpolymeru.

K této směsi, obsahující základní složky, nutné pro přípravu porézních vrstev, se za míchání přidá 12 hmotnostních dílů anorganického pigmentu, 120 hmotnostních dílů síranu hornatého a 36 hmotnostních dílů stabilizátorů. Vzniklá směs má obsah isokyanátových skupin 4,6 % a viskozitu 5 Pa s. Tímto způsobem připravené směsi se vyznačují vysokou skladovací stabilitou a po vytvrzení vynikajícími mechanickými vlastnostmi.

Příklad 2

Příprava bezvodého polyolu s molekulovou hmotností 1800 se provede jako v příkladu 1. Pak se do odvodněného polyolu, 100 hmotnostních dílů, přidá 15 hmotnostních dílů jemně sráženého kysličníku křemičitého, 0,5 hmotnostních dílů polyoxyetylenglykolu a 3,8 hmotnostních dílů dietylentriaminu. Za míchání se do směsi přivádí kysličník uhličitý, při čemž vzniká jemná bílá sraženina blokovaného síťovadla. Do takto upravené směsi se nadávkuje 27,8 hmotnostních dílů metandiisokynátu, směs se zahřeje na 60 °C a po skončení reakce se přidá v poměru 1/1,05 hmotnostních dílů metyletylketoximu=5,05 hmotnostních dílů. Směs se zahřívá na 60 °C po dobu 4 hodin až do vymizení reakce na isokyanát. Připravená reakční směs se opatří za míchání 0,2 hmotn. dílů stabilizátoru a 2 hmotn. dílů organického pigmentu. Vzniklá směs má viskozitu 76,2 Pa s a lze ji použít pro přípravu porézních vrstev s vynikajícími mechanickými vlastnostmi.

Příklad 3

Příprava bezvodého polyolu o průměrné mol. hmotnosti 2000 se provede postupem podle př. 1 po smíchání odpovídajících množství bifunkčních polyolů o mol. hmotnosti 1000, 2 000 a polyfunkčního polyolu s molekulovou hmotností 5 000. Do 100 hmotn. dílů odvodněného polyolu se vnese směs bifunkčního polyaminu=3,4 hmotn. dílů tetrametylendiaminu s polyfunkčním polyaminem — 0,64 hmotn. dílů pentapropylenhexaminu. Pak se do směsi zavádí suchý kysličník uhličitý za míchání tak dlouho, až je reakce na sekundární a primární amin negativní. Poté se do směsi nadávkuje směs polyizokyanátů — toluendiisokyanát/methandiisokyanát = 80/20, v množství 19,0 hmotnostních dílů a směs za stálého míchání pod atmosférou bezvodého plynu zahřívá k teplotě 70 °C. Jakmile obsah

205 967 isokyanátových skupin dosáhne konstantní hodnoty, do směsi se nadávkuje acetonoxim v množství odpovídajícím 102 % teorie. Směs se zahřívá tak dlouho, až je reakce na isokyanát negativní. Za stálého míchání se vnese do směsi 20 hmotn. dílů uhličitanu vápenatého, 3 hmotn, díly kysličníku křemičitého, 2 hmotnostní díly pigmentu, 3 hmotnostní díly stabilizátoru a míchá se do vzniku homogenní směsi s mikroskopicky kontrolovanou velikostí pevných částic menších než 20 μιη.

Takto připravená směs má pod atmosférou inertního plynu neomezenou skladovatelnost a po provedení nánosu a termickém vytvrzení a napěnění vynikající mechanické vlastnosti.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob přípravy bezrozpouštědlových termicky reaktivních polyuretanových směsí, vyznačený tím, že se do předem odvodněného polyolu na bázi polyeteru nebo polyesteru, s molekulovou hmotností 600—5000 vnese bifunkční nebo polyfunkční amin nebo jejich směs, směsí se probublává kysličník uhličitý a výsledná směs se nechá reagovat s polyfunkčními isokyanáty.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že polyol je bifunkční nebo polyfunkční, nebo jejich směs.
3. 3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že isokyanát je bifunkční nebo polyfunkční.
4. 4. Způsob podle bodu 1, 2,3, vyznačený tím, že celá příprava směsi se provede jednostupňově.
5. 5. Způsob podle bodu 1—4, vyznačený tím, že se v termicky reaktivní bezrozpouštědlové směsi koncové isokyanátové skupiny podrobí reakci se sloučeninami typu ketoximů, cyklických laktamů, cykloalifatických nebo aromatických mono- nebo vícefunkčních alkoholů nebo jejich derivátů.