CS252660B1 - Způsob výroby polyuretanů - Google Patents

Abstract

Řešení se týká přípravy polyuretanů využívající vedlejších produktů z průmyslové výroby polyuretanů. Podstata řešení spočívá v tom, že se jako polyolového komponentu použije produkt obsahující 2 až 98 % hmot. reakčniho produktu vzniklého zpracováním zbytku polyuretanové reakční směsi odpadajících z výroby polyuretanu při čištění směšovacích komor výrobního zařízení a obsahujících 2 až 80 % hmot. chlorovaného uhlovodíku jako proplachovadla, pomocí 0,1 až 10 hmot. dílu Činidlá s jednotí' funkční skupinou s aktivním vodíkem v molekule > zpravidla s jednomocnými alkoholy s 1 až 12 atomy uhlíka v molekule, na 1 díl reakční směsi.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy polyurethanů využívající vedlejších produktů z průmyslové výroby polyuretanů.

Je známo, že polyuretany se připravují polyadiční reakcí di- až polyisokyanátů se sloučeninami obsahujícími aktivní vodík za spoluúčasti aditiv. V podstatě jsou možné tři typy výrobního procesu polyuretanové pěny:

1. Metodou zpracování prepolymeru, tj. zreagováním polyolu s přebytkem di- nebo polyisokyanátu v prvním stupni, takže výsledný prepolymer obsahuje isokyanátové funkční skupiny.

Ve druhém stupni je prepolymer kombinován s prodlužovačem řetězce. Použije-li se vody, vzniká kysličník uhličitý, který je primárním nadouvadlem. Jestliže extendrem je například aromatický diamin, přidávají se nadouvadla, obvykle opět voda nebo fluorchlorované uhlovodíky s nízkým bodem varu.

2. Metodou zpracování quasi-prepolymeru, ve které v prvním stupni část polyolu zreaguje s přebytkem di-nebo polyisokyanátu a tento produkt je potom ve druhém stupni kombinován se zbytkem polyolu, prodlužovačem řetězce a jinými přísadami.

3. Metodou One shot¹¹, tj. jednostupňovým způsobem výroby. Směs je připravena ve formě preblendu/polyol, prodlužovač řetězce, přísady atd./, ale všechny reakce s isokyanátovou složkou probíhají současně v době tvorby pěny. Tímto způsobem jsou v současné době připravovány všechny druhy pěnových polyuretanů. Rozdíl mezi nimi spočívá v použitém polyolu a prodlužovači řetězce, respektive v sítovacím činidle.

Ze sloučenin s aktivním vodíkem jsou využívány zejména pólyhydroxysloučeniny tzv. polyoly Polyoly představuji polymerní produkty bud éterového, nebo esterového typu. Polyesterpolyoly jsou produkty převážně aniontové oxiranpolymerace, nejčastěji propylénoxidu a etylneoxidu, řidčeji cyklických éterů jako například tetrahydrof uranu'. Produkt je vždy směsí polymerhomologú, charakterizovaný střední molekulovou hmotností, funkčností, podílem primárních a sekundárních skupin a stupněm čistoty, například pro měkké pěny teplého typu molekulovou hmotností 3 000 a funkčností 3, pro měkké pěny studeného typu molekulovou hmotností 4 800 až 6 000 a funkčností 2,5 až 3. Podrobné hodnoty jsou uváděny v technických podmínkách každého výrobce.

Polyesterpolyoly jsou připravovány esterifikací nejčastěji kyseliny tereftalové a adípové s dioly, trioly, tetroly i s vícefunkčnimi hydroxisloučeninami jako například cukry. Produktem jsou opět polymerhomology. Možnosti jejich syntézy jsou omezenější, obsahují však téměř výlučně jen primární hydroxilové skupiny.

Jsou využívány také polyesterpolyoly vyrobené z druhotných surovin - například esterifikací vedlejších produktů oyklohexanonové syntézy /čs. autorské osvědčení č. 233 472/:.něbo esterifikací destilačních zbytků z výroby dimetyltereftalátu /čs. autorské osvědčeni č.

209 504/. Kromě shora uvedených typů polyolu se používají polyoly na bázi polythioetheru /NSR pat. 1 105 156/ nebo polyacetálů /NSR pat. 1 039 444 a NSR pat. 1 045 095/. Známé je také použití polymerních polyolů připravovaných polymeraci vinylových, akrylových, styrenových popřípadě jiných monomerů za přítomnosti běžných polyolů in sítu. Obšírná je v tomto směru zejména technická literatura firmy British Petrol.

Je známé také využití tzv. plněných polyolů . Vedle klasických anorganických plniv, jejichž praktické použití je omezeno speciálním výrobním zařízením, je zajímavý reaktivní typ plnidla, vyvinuty firmou Bayer /NSR pat. F 39 001 (1963)/. Jde o větvený tuhý produkt polyadice polyisokyanátu, polyaminu a polyesterpolyolu, dispergovyný v polyolu. Obdobné jsou patenty belgické /Belg. pat. 829 122 (1974) a Belg. pat. 829 123 (1975)/. Jejich účelem je zvyšovat tvrdost polyuretanové pěny.

Vedle polyolu jsou používány prodlužovače řetězce, popřípadě sítovače - vesměs nízkomolekulární látky s hydroxilovými anebo aminovými skupinami a funkčností větší nebo rovnou 2, dále katalyzátory obvykle aminového a/nebo organokovového typu, dále stabilizátory obvykle polyesterpolysiloxany, pigmenty, fyzikální nadouvadla jako například monofluortrichlormetan, retardéry hoření atd.

Z isokyanátových sloučenin jsou komerčně nejčastěji používány 2,4 - a 2,6 - toluylendiisokyanát a polymerní difenylmetanu-4,4 -diisokyanát, polymetylenpolyfenylenisokyanát, popřípadě jejich směsi nebo jejich isokyanátové prepolymery.

Podstatou tohoto vynálezu je způsob přípravy polyuretanu ze sloučenin obsahujících aktivní vodík, di - až polyisokyanátu a pomocných látek, uskutečňující se tak, že polyolový komponent obsahuje v množství 2 až 98 % hkot., s výhodou 5 až 80 % hmot., reakční produkt vzniklý zpracováním zbytků polyuretanové reakční směsi odpadajících z výroby polyuretanu při čištěni směšovacích komor výrobního zařízení a obsahujících 2 až 80 % hmot. chlorovaného uhlovodíku jako proplachovadla, pomocí 0,1 až 10 hmot. dílu činidla s jednou funkční skupinou s aktivním vodíkem v molekule, zpravidla s jednomocnými alkoholy s 1 až 12 atomy uhlíka v molekule, na 1 díl reakční směsi.

Je tedy zhodnocována odpadní surovina prakticky v místě vzniku, a tim řešen nejen problém ekolofický, tj. likvidace odpadu, ale i ekonomický, protože dochází k úspoře cenných surovin. Způsob výroby polyuretanu podle vynálezu umožňuje využít běžné a známé technologické zařízení. Další podrobnosti vyplývají z příkladů.

Příklad 1

Na přípravu polotuhé polyuretanové pěny se použije:

polyol s hydroxilovým číslem 34 a funkčností 3 90 g produkt A 10 g trietanolamin s hydroxilovým číslem 1 130 a funkčností 3 5 g voda 2,5 g monofluortrichlormetan 5 g aminový katalyzátor ' 0,5 g surový MDI /30 až 31 % NCO. funkčnost 2,7/ 50 g

Produkt A byl připraven ze zbytku reakční směsi, proplachovadla a reakčního činidla o složení:

a/ reakční směs:

polyol s hydroxilovým číslem 35 a funkčnosti 3 100 g trietanolamin s hydroxilovým číslem 1 130 a funkčnosti 3 5 g voda 2,5 g monofluortrichlormetan 5 g aminový katalyzátor 0,5 g surový MDI /30 až 31 % NCO, funkčnost 2,7/ 50 g b/ proplachovadlo metylenchlorid 5 - 120 g c/ reakční činidlo etylalkohol 29 g

Reakční činidlo bylo dávkováno spolu s proplachovadlem do směšovací komory nízkotlakého zpěňovacího stroje GN 25 až 22, která obsahovala shora uvedené zbytky reakční směsi.

Získaná pěna měla objem, homtnost 68 kg.m^-3, pevnost v tahu 0,42 MPa a tažnost 75 %.

Příklad 2

Pro přípravu tvrdé polyuretanové pěny se použije:

polyol s OH číslem 450 a funkčností 4 80 g produkt A /viz. příklad 1/ 10 g produkt B 10 g monofluortitrichlormetan 35 g retadér hoření 10 g katalyzátor 1 g stabilizátor 1 g surový MDI /30 % NCO, funkčnost 2,7/ 130 g

Produkt B byl připraven ze zbytku reakční směsi tvrdé polyuretanové pěny, proplachovadla a reakčního činidla o složení:

a/ zbytky reakční směsi polyol s hydroxilovým číslem 450, funkčnost 4 100 g monofluortriohlormetanu 40 g retardér hoření 10 g katalyzátor 1 g stabilizátor 2 g

MDI /30 % NCO, funkčnost 2,7/ 130 g b/ proplaohovadlo metylenohlorid 10 - 240 g c/ reakční činidlo etylalkohol 85 g

Získaná tvrdá polyuretanová pěna má objemovou hmotnost 33 kg.m^-3, pevnost v tlaku při 10 % stlačení 0,15 MPa, sníženou hořlavost a dobrou rozměrovou stabilitu.

Claims (1)

1. předmEt vynálezu )

   Způsob přípravy polyuretanu ze sloučenin obsahujících aktivní vodík, di - až polyisokyanátu a pomocných látek, vyznačující se tím, že polyolový komponent obsahuje v množství 2 až 98 % hmot., s výhodou 5 až 80 % hmot. reakční produkt vzniklý zpracováním zbytku polyuretané reakční směsi odpadajících z výroby polyuretanu při čištění směšovacích komor výrobního zařízení a obsahujících 2 až 80 % hmot. chlorovaného uhlovodíku jako proplachovadla pomocí 0,1 až 10 hmot. dílu činidla s jednou funkční skupinou s aktivním vodíkem v molekule, zpravidla s jednomocnými alkoholy s 2 až 12 atomy uhlíku v molekule, na 1 díl reakční směsi. ,