CS268025B1

CS268025B1 - Směs pro výrobu tvrdého pěnového materiálu na. bází nenasycené polyesterové pryskyřice

Info

Publication number: CS268025B1
Application number: CS875470A
Authority: CS
Inventors: Ivan Ing Dort; Jaroslav Rndr Mikula; Jiri Ing Varhanik; Vladimir Patak; Stanislav Rndr Petrik
Original assignee: Dort Ivan; Mikula Jaroslav; Varhanik Jiri; Vladimir Patak; Petrik Stanislav
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS547087A1

Abstract

Při výrobě tvrdých pěnových materiálů na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice je problémem fixace plynu, který má směs nalehčit, v nízkovlskózní reakčni směsi. Tento problém řeěí směs, která obsahuje 100 hmot. dílů nenasycená polyesterová pryskyřice s obsahem vinylového monomeru 20 až 40 i hmot, 0,1 až 10 hmot. dílů peroxidu, 3 až 55 hmot. dílů vícefunkčního polyolu, 0,1 až 6 hmot. dílů vody, 0,2 až 2 hmot. dílů vyěšího alifatického alkoholu, 0,01 až 1 hmot. díl aktivátoru rozkladu peroxidu, 0,2 až 5 hmot. dílůaktivátoru reakce, při níž se uvolňuje plyn, např. trietylamin a 5 až 100 hmot. dílů diizokyanátu. Ve eměei pak izokyanát a vícefunkční alkohol vytvářejí řídkou proetorovou elí ve hmotě polymeru; tím se zvýží viskozita směsi, která zabrání úniku plynu do okolí. Tvrdé pěnová materiály, které jsou levnější než polyuretanové pěny, lze použít na tepelné izolace.

Description

Vynález ee týká směsi pro výrobu tvrdého pěnového Materiálu na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice.

Pěnové struktury lze u polymerů dosáhnout v podstatě dvěma způsoby - fyzikálním nebo chemickým způsobem lehčení.

Při fyzikálním způsobu lehčení se nejčastěji používá mechanického naělehání vzduchem, dusíkem nebo oxidem uhličitým v přítomnosti stabilizátorů pěny. Je možno použít také nízkovroucí kapaliny. Polyesterová pryskyřice ee vytvrzuje při normální teplotě o normálním nebo sníženém tlaku a dosahovaná objemová hmotnost je přibližně 500 kg/m³.

Chemické lehčení probíhá pomocí plynu uvolňovaného chemickou reakcí pomocných látek, obvykle nadouvadel, v přůběhu vytvrzování polyesterové pryskyřice. Vzhledem k požadavku vytvrzování polyesterové pryskyřice při normální teplotě je nutno volit takové systémy, které jsou schopny plyn za těchto podmínek uvolňovat. Je např. znám způsob výroby lehčené nenasycené polyesterové pryskyřice smícháním dvou směsí, z nichž první obsahuje jemně mletý NaHCO^ a druhá kyselinu mravenčí nebo octovou. Reakcí obou složek se uvolňuje oxid uhličitý, který vytvrzovanou hmotu nalehčí. Místo NaHCOj lze použít i (NH^)gCO^. Jako stabilizátorů pěny se používá vyěěích mastných alkoholů nebo kyselin, objemová hmotnost takových pěn je 30 - 70 kg/m³. Jinými typy nadouvadel jsou karbidy nebo hydridy alkalických kovů, které se rozkládají vodou obsaženou ve druhé směsi bud přímo v podobě emulze, nebo absorbovanou na hygroskopickém plnivu. Z organických nadouvadel jsou uváděny např. hydrazidy, které působením oktoátu kobaltnatého nebo naftenátu mědnatého uvolňují dusík a vodu. Vedle hydrazidů jsou používány i hydrazlny, ohojí v přítomností halogenidů kovů, nebo monoacylazidy. Průmyslové využití nalezly také azoderiváty, které se rozkládají působením zbytku kyseliny obsažené v polyesterové pryskyřici.

Věechny uvedené způsoby výroby tvrdých pěnových materiálů na bázi polyesterových pryskyřic mají jednu společnou nevýhodu. Plyn, který má směs nalehčit, vzniká ihned po smíchání jednotlivých eřložek směsi. V této době je viskosita směsi natolik nízká, že neumožní zadržení vznikajícího plynu ve hmotě a ten pak uniká do okolí. Vlastní rekace vytvrzování totiž začne až po spotřebování inhibitoru polymerace, obsaženém v polyesterové pryskyřici. Jakmile se vSak reakce vytvrzování rozběhne, roste viskozita směsi v důsledku sítování tak rychle, že proces lehčení může probíhat pouze několik desítek sekuni. Pak je směs již natolik zesítovaná, že není schopna deformace vytvářeným plynem.

Problém fixace plynu ve vytvrzované hmotě řeší způsob výroby vyvinutý firmou Bayer. Systém Je třísložkový; jedna složka je specielně polymerovaná nenasycená polyesterová pryskyřice s chemicky zabudovaným aminem a určitým množstvím styrenu, druhou složkou je nadouvadlo na bázi sloučeniny oxidu uhličitého a organické kyseliny a třetí složkou je dlizokyanát. Smícháním věech tří složek za přídavku benzoylperoxidu a vody vznikne během 60 až 90 minut tvrdá pěna o objemové hmotnosti 60 až 200 kg/m³. Dlizokyanát přítomný ve směsi totiž reaguje s vodou a volnými hydroxylovými skupinami polyesterové pryskyřice za vzniku řídké polyuretanové sítě, která Již neumožní únik plynu do okolí. Nevýhodou tohoto systému je věak jeho složitost: je třísložkový, Jeho součástí je komplikovaný nadouvadlový systém a specielně polymerovaná nenasycená polyesterová pryskyřice, a dále poměrně dlouhá doba reakce do vzniku vytvrzené lehčené hmoty.

Tyto nevýhody řeěí směs pro výrobu tvrdého pěnového materiálu na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice při teplotě okolí podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že směs obsahuje 100 hm. d. nenasycené polyesterové pryskyřice s obsahem vinylového monomeru 20 až 40 % hm., 0,1 až 10 hm. d. peroxidu, 3 až 55 hm. d. vícefunkčního polyolu, 0,1 až 6 hm. d. vody, 0,2 až 2 hm. d. vyšěího alifatického

CS 260025 Bl alkoholu, 0,01 až 1 hm. d. aktivátoru rozkladu peroxidu, 0,2 až 5 hm. d. aktivátoru reakce, pfl níž se uvolňuje plyn, např. trletylamin a 5 až 100 hm. d. diizokyanátu. Jako vícefunkční polyol lze a výhodou použít, polyeetertriol o střední molekulové hmotnosti 500 až 1000. Peroxidem může být např. tercbutylperbenzoát v množství 0,5 až 6 hm. d. nebo benzoylperoxid v množství 1 až 2 hm. d. Aktivátorem rozkladu peroxidu je např. vodný roztok oktoátu kobaltnatého s obsahem kobaltu 4 + 1 % v množství 0,05 až 0,5 hm. d. nebo dimetylanilin v množství 0,03 až 0,1 hm. d. Raakční směs pro speciální účely může být plněna porázními minerálními plnivy, které pěnu zpevní a mimo to pohlcují reakční teplo, což má pozitivní vliv na kvalitu pěny u rozměrnějších výrobků.

Směs pro výrobu tvrdého pěnového materiálu na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice při teplotě okolí přináSí několik výhod. Jednotlivé komponenty směsi reagují tak, že ve směsi probíhají prakticky tři reakce. Izokyanát a vícefunkční polyol spolu reagují a vytvářejí řídkou prostorovou sít ve hmotě polyesteru. Tím se zvyěuje viskozita reakční směei. ZvýSaná viskozita pak zabrání úniku plynu, který vzniká reakcí izokyainátu s vodou, z vytvrzovaná hmoty do okolí. Reakční teplo, uvolněné reakcí diizokyanátu s polyolem, urychluje rozpad peroxidu na aktivní radikály, které působí sítování polyesterové pryskyřice, zvláště pak u takových systémů iniciátor - aktivátor, které jsou za normální teploty relativně stabilní, jako např. systém terc-butylperbenzoát a oktoát kobaltnatý. Použití takových systémů usnadňuje manipulaci se směsmi a míchání a snižuje riziko předčasného vytvrzování. Další výhoda tohoto řešení spočívá v tom, že přídavkem polyolu a diizokyanátu je pryskyřice natolik zředěná, že trojrozměrná sít nevzniká skokem, nýbrž pozvolna, což dále umožňuje napěnění vytvrzované hmoty do požadovaného stupně a kvality.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu slouží následující příklady provedení. Míchání probíhalo ve vSech příkladech při teplotě okolí. V příkladech uváděná nenasycená polyesterová pryskyřice je reakčním produktem příslušného glykolu, maleinanhydridu a ftalanhydridu.

Příklad 1

Složení směsi:

nenasycená polyesterová pryskyřice na bázi	59,00 hm. d.
monoetylenglykolu
benzoylperoxid	0,17 --
dimetylanilin	0,03
polyeetertriol, OH číslo 420 mg KDH/g	12,90 -”-
4,4’- difenylmetandiizokyanát	24,82
trietylamin	0,99
voda	1,29
decylalkohol	0,500 --

Jednotlivé komponenty směsi ae odvážily do rychlomíchačky. Po 1 minutě míchání v rychlomíchačce se směs vylila do hliníkové formy. Směs počala pěnit již v době míchání a po vylití do formy proces lehčení pokračoval. Po 10 minutách začala pěna gelovatět. Objemové hmotnost vytvrzené pěny byla 56 kg/m\ pevnost v tlaku 0,22 MPa.

Příklad 2

Složení směsi:

nenasycená polyesterová pryskyřice na bázi 59,00 hm.d.

propylenglykolu benzoylperoxid0,17 dimetylanilin0,03

CS 268025 Bl

polyeatertrlol OH číslo 420 mg KOH/g 4,4” - difenylmetandiizokyanát trietylamln voda decylalkohol

12,90 -- 24,82 0,99 0,50 0,50

Příprava pěny byla provedena Obdobně jako v příkladu 1. Počátek gelování pěny byl

9,5 minuty. Objemová hmotnost pěny byla 58 kg/m^, pevnost v

tlaku 0,24 MPa.

Příklad 3

Složení směsi:

nenasycená polyesterová pryskyřice na bázi monoetylenglykolu terc-butylperbenzoát roztok oktoátu kobaltnatého β obsahem Co 4 + 0,2 % polyestertriol, OH číslo 429 mg KOH/g 4,4 difenylmetandlizokyanát trietylamln voda decylalkohol

57,60 hm. d. 2,30 0,06 12,90 24,80 0,99 1,29 0,50

Příprava pěny byla provedena obdobně jako v příkladu 1. Pěna počala gelovatět po

8,5 minutách. Objemová hmotnost pěny byla 42 kg/m^, pevnost

v tlaku 0,20 MPa.

Příklad 4

Složení směsi :

nenasycená pryskyřice polyesterová na bázi monoetylenglykolu terc-butylperbenzoát roztok oktoátu kobaltnatého s ohsaheft Co 4 + 0,2 í polyestertriol, OH číslo 420 mg KpH/g 4,4'- difenylmetandiizokyanát trietylamln decylalkohol voda

59,30 hm. d. 0,60 hm. d. 0,120 12,90 24,80 0,99 0,50 1,29

Příprava pěny byla provedena obdobně jako v příkladu 1. Pěna počala gelovatět po 15 minutách. Objemová hmotnost materiálu byla 52,8 kg/m\ pevnost v tlaku 0,20 MPa.

Příklad 5

Smícháním jednotlivých komponent byly připraveny předsměe č. 1 a předsměs č. 2.

Předsměs č. 1

nenasycená polyesterová pryskyřice na bázi monoetylenglykolu roztok oktoátu kobaltnatého, obsah Co 4 + 0,2 % polyestertriol, OH číslo 420 mg KOH/g voda trietylamln decylalkohol

57,60 hm. d. 0,120 12,90 1,29 0,99 0,500 -··-

CS 268025 Bl 4

Předsměs δ. 2

4,4difenylmetandiizokyanát 24,80 hm. d.

terc-butylperbenzoát 2,30

Přadsměsi byly dány do míchaných zásobníků směšovacího zařízení s míchací hlavou. Po nastavení váhového poměru obou směsí 2,78:1 byla směs vstříknuta do hliníkové íormy. Byl získán materiál obdobných vlastností jako v příkladu 3»

Tvrdý pěnový materiál na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice, vyrobený ze směsi podle vynálezu, lze použít na tepelné izolace - např. bojlery nebo teplovodní trubky.

Claims

předmět vynálezu

Směs pro výrobu tvrdého pěnového materiálu na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice, při teplotě okolí, vyznačená tím, že obsahuje 100 hm. d. nenasycené polyesterové pryskyřice s obsahem vinylového monomeru 20 až 40 % hm., 0,1 až 10 hm. d. peroxidu, 3 až 55 hm. d. vícefunkčního polyolu, 0,1 až 6 hm. d. vody, 0,2 až 2 hm. d. vyěšího alifatického alkoholu, 0,01 až 1 hm. d. aktivátoru rozkladu peroxidu, Oj-2 až 5 hm. d. aktivátoru reakce, při níž se uvolňuje plyn, např. trietylamin a 5 až 100 hm. d. diizokyanátu.