CS253786B1 - Emulgační a dispergační systém pro polyurethanové pěny - Google Patents

Abstract

Emulgační a dispergační systém, tvořený ionogenními a neionogenními povrchově aktivními látkami, přičemž jako ionoqenní látka je použit alkylpolyglykolétersuífát a jako neionogenní látka blokový kopolymér etylénoxidu a propylenoxidu. Směs těchto látek v poměru 1:10 až 1:30 příznivě ovlivňuje pěnicí reakci polyuretanových pěn.

Description

Vynález se týká emulgačního a dispergačního systému pro polyuretanové pěny.

Výroba polyuretanové pěny je již dnes dobře propracována a využívána. Základní princip výroby a technologické podrobnosti jsou uvedeny např. v publikaci Becker - Polyurethane (VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1973) .

Mimo základních složek - polyolu a diizokyanátu - zúčastňují se polyadiční reakce další složky, např. katalyzátory, aktivátory, voda, povrchově aktivní látky a další.

Jako povrchově aktivní látky jsou v literatuře převážně uváděny a v praxi téměř výlučně používány polysiloxanové sloučeniny. Jsou však známé i některé organické povrchově aktivní látky, které nejsou na bázi polysiloxanové sloučeniny a které samostatně nebo v kombinaci mohou poskytnout velmi dobré výsledky.

Pěnící reakce, která je charakteristická právě pro polyuretanové pěny, je závislá - samozřejmě mimo pěnicích katalyzátoru a dalších složek receptury - na volbě a dávkování povrchově aktivních látek.

Vytváření polyuretanové pěny má řadu charakteristických znaků. Začíná uvolňováním plynu, který se zpočátku ihned rozpouští v tekuté fázi. Po určité době se uvolňují bublinky a. u reakční směsi dochází k tzv. krémovatění. Předpokladem k uvolňování bublin je nasycený roztok reakční směsi plynem a přítomnost zárodků pro vytváření buněk.. Jako iniciátor zde působí vzduch, který je do reakční směsi vháněn. Snížení povrchového napětí pak rovněž podstatně usnadňuje vznik zárodků.

Současně s vytvářením buněk je nutné tento systém nějakým způsobem dočasně stabilizovat. Jednou ze základních podmínek vzniku pěny je přítomnost povrchově aktivní látky v reakční směsi, která vytváří povrchový film na fázovém rozhraní kapalina-plyn. V okamžiku, kdy se dostane aktivní látka do styku s plynem, adsorbční vrstvy se zformují na mezipovrchu kopal inn·· -plyn a vytvoří se pěna.

Mezi vytvořením buněk a konečnou stabilizací, jíž je vytvoření polymerní struktury uplyne časový interval, v němž se s buňkami odehrávají různé pochody. Některé buňky rostou, jiné se smršťují až zanikají, jiné se spojují a vytvářejí větší buňky. V některých případech se mohou vytvořit až nadprůměrné buňky a dojít ke kolapsu pěny. Rovněž i vlastní stěny buněk procházejí různými změnami. Mohou zůstat neporušené a vzniklá pěna má tedy buňky uzavřené, nebo naopak stěny prasknou částečně či úplně a vzniklá pěna má buňky otevřené. Rovněž v tomto případě při extrémních podmínkách může dojít ke kolapsu pěny či jinému deformování.

Pro optimální vytvoření buněk v tekuté fázi, pro správný růst a pro plynulý přechod z tekuté fáze do pevné polymerní fáze se používají povrchově aktivní látky a to, jak již bylo uvedeno, nejčastěji silikonové sloučeniny typu polyoxyalkylenpolysiloxanu nebo povrchové aktivní látky typu sulfátovaných mastných alkoholů, alkylfenolů, oxyetylovaných mastných kyselin, amoniových solí mastných kyselin a další.

V autorském osvědčení č. 217 089 jsou uvedeny podrobněji některé další teoretické závislosti tvorby polyuretanové pěny i vliv povrchově aktivních látek na vlastnosti této pěny. Předmětem výše uvedeného vynálezu byla kombinace ionogenních a neionogenních povrchově aktivních látek obsahujících sodnou sůl sulfonovaného butylesteru kyseliny olejové, sulfát substituovaného polyglykolesteru a kopolymér etylenpropylenoxidu. Tato směs vykazuje velmi dobré výsledky nejen svým vlivem na připravovaný aktivátor všech pomocných složek ve vodě, ale i na tvorbku rovnoměrné buněčné struktury.

Při detailním posuzování v dlouhodobém praktickém využívání byly měněny jednotlivé složky této směsi i jejich poměrové zastoupení. Toto vedlo k optimalizaci složení nového emulgačního a dispergačního systému, který je předmětem přihlášky vynálezu. Emulgační a dispergační systém je tvořen ionogenní povrchově aktivní látkou, jíž je alkylpolyglykolétersulfát, obecného vzorce R-0-ÍC₂H₄0)_x-S0₃Me, kde R je alkyl a Me kovový nebo amoniový kation a neionogenní povrchově aktivní látkou¹, jíž je blokový kopolymér etylenoxidu a propylenoxidu, obecného vzorce HO-(C₂H₍jO)_x-(C₃H₆O)_x-H v poměru 1:10 až 1:30.

Tento emulgační a dispergační systém se vyznačuje ještě výraznějším vlivem na průběh reakce tvorby polyuretanové pěny a rozšiřuje aplikační možnosti na všechny základní druhy polyuretanových pěn. Pozitivně ovlivňuje povrchové napětí celého reakčního systému, a to i u výrazně odlišných systémů, lišících se jak chemickým složením, tak i viskozitními parametry. Dobré výsledky byly dosaženy i při recepturách s nižším obsahem vody, tedy bez přítomnosti sekundárních napěňovacích činidel. Rozšiřují se rovněž jeho možnosti kombinací s polysiloxanovými povrchově aktivními látkami.

Vlastni aplikace tohoto systému do reakčni směsi spočívá v jeho dokonalém promíchání s ostatními složkami v tzv. aktivátoru, který je potom dávkován do polyolové složky bud přímo, nebo až ve směšovací komoře zpěňovaclho stroje.

Všeobecně lze uvést, že dávkování t.ohoto systému povrchově aktivních látek se volí v rozmezí 0,2 až 6,0 hmot. dílů na 100 hmot. d. polyolu s ohledem na celkové složení receptury, zejména s přihlédnutím, zda je systém aplikován samostatně nebo spolu s polysiloxanovou sloučeninou.

Příklad 1

Pěnová směs obsahující 100 hmot. d. polyesterpolyolu (č. OH 49, molekul, hmot. 3 500), připraveného z glycerinu, propylenoxidu a etylenoxidu, 3,1 hmot. d. vody, 0,1 hmot. terč. aminu, 0,6 hmot. d. polysiloxanového povrchově aktivního činidla, 0,2 hmot. d. emulgačního a dispergačního systému o složení 0,015 hmot. d. alkylpolyglykolétersulfátu sodného a 0,185 hmot. dílu směsného kopoiyméru propylenoxidu a etylenoxidu, obch. označení Slovanik PV - 370,

0,25 hmot. d. oktoátu cínu při dávkování toluyiendiisokyanátu v hodnotě indexu 105 měla reakční časy - začátek pěnění 14 s, ukončení pěnění 90 s - a odpovídala požadavkům na přípravu měkké polyuretanové pěny.

Příklad 2

Pěnová směs obsahující 100 hmot. d. prepc.lymeru, vytvořeného reakcí polytetrametylenéterglykolu a toluyiendiisokyanátu, charakterizovaný obsahem NCO skupina 6,3 %, 3,1 hmor. d. emulgačního a dispergačního systému, sestávajícího z 0,2 hmot. d. alkylpolyglykolétersulfátu sodného a 2,9 hmot. d. směsného kopoiyméru propylenoxidu a etylenoxidu, obch. označení Slovanik PV-370, 3,9 hmot. d. fenyiendiuminu, 2,2 hmot. d. terciárního aminu, 8,0 hmot. d. metylenchloridu, 2,0 hmot. d. černé pigmentové kompozice měla reakčni časy - začátek pěnění 60 s, konec pěnění 117 s, konec sítování 200 s - a odpovídala požadavkům na přípravu polotvrdé mikroporézní pěny.

Příklad 3

Pěnová směs obsahující 100 hmot. d. polyéterpolyolu (č. OH 360), 0,5 hmot. d. vody,

2,5 hmot. d. emulgačního a dispergačního systému o složení 0,15 hmot. d. alkylpolyglykolétersulfátu sodného a 2,35 hmot. d. směsného kopoiyméru popylenoxidu a etylenoxidu, obch. označení Slovanik T-610, 0,4 hmot. d. terciárního aminu, 15,0 hmot. d. monofluortrichlormetanu při dávkování difenylraetandiizokyanátu v hodnotě indexu 105 měla reakčni časy - začátek pěnění 12 s, ukončeni pěnění 40 s, konec sítování 120 s a odpovídala požadavkům na přípravu tvrdé polyuretanové pěny.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Emulgační a dispergační systém pro polyuretanové pěny tvořený ionogenními a neionogenními povrchově aktivními látkami vyznačený tím, že jako ionogenní látku obsahuje alkylpolyglykolétersulfát, obecného vzorce R-0-(G^H^O)_x~SO₃Me, kde R je alkyl C·^ až C^, x je 3 až 5 a Me kovový nebo amoniový kation a jako neionogenní látku blokový kopolymer etylénoxidu a propylenoxidu, obecného vzorce HO-(C2H4O)_χ-(Ο^ΗθΟ)_χ,-Η, kde x je 45 až 50 a x’ 13 až 17 v hmotnostním poměru 1:10 až 1:30.