CZ296030B6

CZ296030B6 - Způsob přípravy PIPA-polyolů

Info

Publication number: CZ296030B6
Application number: CZ20014195A
Authority: CZ
Inventors: Gabriel Albert Verhelst; Alphonse Elisabeth Joseph Bruyninckx
Original assignee: Huntsman International Llc
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2005-12-14
Also published as: JP2003501502A; HK1047120B; DE60001658D1; AR025167A1; CN1134477C; JP4907812B2; SI1189960T1; CZ20014195A3; AU763481B2; KR20020030746A; KR100608961B1; CA2374418A1; TWI252239B; CN1353728A; CA2374418C; BR0011064B1; EP1189960B1; RU2235734C2; ES2193953T3; PL204258B1

Abstract

Způsob přípravy polyolu obsahujícího partikulární materiál v dispergované formě, přičemž množství partikulárního materiálu činí 30 až 80 % hmotn., vztaženo na celkovou hmotnost kompozice, jehož podstata spočívá v tom, že se s izokyanátem reagující sloučenina, obsahující množinu hydroxylových primárních aminových a/nebo sekundárních aminových skupin a mající ekvivalentní hmotnost až 400, emulguje v polyolu, majícím ekvivalentní hmotnost 1000 až 5000 a střední nominální hydroxy-funkcionalitu 2 až 6, při teplotě 60 až 100 .degree.C a za vysokých střižných míchacích podmínek, načež se k takto vytvořené emulzi postupně přidává polyizokyanát při udržování teploty v rozmezí 60 až 120 .degree.C a při udržování vysokých střižných míchacích podmínek, načež se reakční směs, získaná po přidání veškerého polyizokyanátu, ponechá reagovat po dobu od 10 minut do 2 hodin při udržování teploty v rozmezí 60 až 120 .degree.C, načež se míchání za vysokých střižných podmínek přeruší a případně se takto získaný polyol, obsahující partikulární materiál v množství 30 až 80 % hmotn. v dispergované formě, ochladí na okolní teplotu. Dále se popisují i takto získané polyolové kompozice.

Description

Způsob přípravy PIPA-polyoiů

Oblast techniky

Předložené řešení se týká způsobu přípravy PIPA-polyolů.

Dosavadní stav techniky

Tyto PIPA-polyoly již byly popsány například v patentových dokumentech US 4 452 923, US 4 438 252, US 4 554 306, GB 2 102 822 a WO 94/12553. PIPA-polymery jsou polyadičními reakčními produkty polyizokyanátu a nízkomolekulární sloučeniny mající množinu hydroxylových, primárních aminových a/nebo sekundárních aminových skupin, připravené v přítomnosti vysokomolekulárních polyolů, zejména polyetherpolyolů. PIPA-polymer představuje disperzi partikulárního (částicového) materiálu v polyolu a používá se například při výrobě deskových nebo formovaných pružných pěnových produktů se zlepšenou nosností. Množství PIPA-polyolu použité ve formulacích pro výrobu uvedených pěnových produktů, je takové, že množství partikulárního materiálu, vztažené na celkové množství ve formulaci použitého vysokomolekulárního polyolu, činí 1 až 15 % hmotnosti. Nejčastěji používaným PIPA-polyolem je v současnosti pravděpodobně PIPA-polyol obsahující asi 20 % hmotn. partikulárního materiálu, který je zředěn dalším vysokomolekulárním polyolem ve výše uvedený hmotnostní obsah 1 až 15% hmotnosti.

Bylo by žádoucí moci poskytnout PIPA-polyol s výrazně vyšší koncentrací. To by umožnilo výrobcům pěnových produktů použít pro výrobu pěn koncentrovanější PIPA-polyol. I když by výrobce pěnových produktů tento koncentrovaný PIPA-polyol před použitím ředil, byly by koncentrovanější PIPA-polyoly výhodné vzhledem ktomu, že by mohly být dopracovány v koncentrované formě a ředěny na požadovanou koncentraci až na místě jejich použití. Kromě toho koncentrovaný PIPA-polyol poskytuje formulační činidlo polyurethanových systémů s menšími formulačními omezeními. Pěny připravené z takových PIPA-polyolů mají dobrou odolnost proti hoření a jsou snadno recyklovatelné.

Způsoby přípravy uvedených koncentrovanějších PIPA-polyolů jsou známé například z výše uvedených patentových dokumentů dosavadního stavu techniky. Avšak tyto způsoby vedou k produktům, které mají vysokou viskozitu a/nebo stabilní anebo tyto způsoby vedou, zejména při provádění ve velkém měřítku, k nekontrolovatelné reakci, která poskytuje PIPA-polyoly, které by mohly způsobit zborcení pěny v případě, že by byly použity pro výrobu pružných polyurethanových pěn.

S překvapením byl nyní nalezen způsob přípravy PIPA-polyolů s vysokým obsahem partikulárního materiálu, nízkou viskozitou a dobrou stabilitou.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob přípravy polyolu obsahujícího partikulární materiál v dispergované formě, přičemž obsah tohoto partikulárního materiálu činí 30 až 80 % hmotnosti a výhodně 40 až 70 % hmotn., vztaženo na celkovou hmotnost, jehož podstata spočívá vtom, že se

- s izokyanátem reagující sloučenina, obsahující množinu hydroxylových, primárních aminových a/nebo sekundárních aminových skupin a mající ekvivalentní hmotnost až 400, emulguje v polyolu, majícím ekvivalentní hmotnost 1000 až 5000 a střední nominální hydroxy-funkcionalitu 2 až 6, při teplotě 60 až 100 °C a za vysokých střižných míchacích podmínek, načež se

- k takto vytvořené emulzi postupně přidává polyizokyanát při udržování teploty v rozmezí 60 až 120 °C, výhodně 70 až 110 °C, a při udržování vysokých střižných míchacích podmínek,

-1 CZ 296030 B6

- načež se reakční směs, získyaná po přidání veškerého polyizokyanátu, ponechá reagovat po dobu od 10 minut do 2 hodin, výhodně po dobu 15 minut až 1 hodiny, při udržování teploty v rozmezí 60 až 120 °C, výhodně 70 až 110 °C, načež se

- vysoce střižné míchání přeruší a případně se

- takto získaný polyol, obsahující partikulární materiál v množství 30 až 80 % hmotn. v dispergované formě, ochladí na okolní teplotu.

V rámci vynálezu mají dále uvedené výrazy následující významy:

1) Výraz „polyurethanová pěna“ se obecně vztahuje k porézním produktům, získaným reakcí polyizokyanátů se sloučeninami obsahujícími vodík reagující s izokyanátem za použití nadouvadel, zejména k porézním produktům získaným za použití vody jako reaktivního nadouvadla (reakce vody s izokyanátovými skupinami poskytující močovinovou vazbu a oxid uhličitý a tedy polyurethanové pěny).

2) Výraz „střední nominální hydroxy-funkcionalita“ znamená střední číselnou funkcionalitu (počet hydroxylových skupin v molekule) polyolové kompozice za předpokladu, že to je střední číselná funkcionalita (počet aktivních vodíkových atomů v molekule) iniciátoru nebo iniciátorů použitých v jejich přípravcích, i když v praxi bude tato hodnota často poněkud nižší, což je způsobeno určitou koncovou nenasyceností. Výraz „ekvivalentní hmotnost“ se vztahuje k molekulové hmotnosti na vodíkový atom reagující s izokyanátem v molekule.

3) Výraz „střední“ znamená „číselně střední“, pokud není výslovně uvedeno jinak.

Polyol mající střední ekvivalent hmotnost 1000 až 5000 a střední nominální funkcionalitu 2 až 6 (dále označován jako sloučenina 1) může být zvolen z množiny zahrnující o sobě známé polyoly. Výhodně mají tyto polyoly střední ekvivalentní hmotnost 1000 až 3000 a střední nominální hydroxy-funkcionalitu 2 až 4.

Sloučenina 1 může být zvolena z množiny zahrnující polyetherpolyoly, polyesterpolyoly, polyesteramidpolyoly, polythioetherpolyoly, polykarbonátpolyoly, polyacetalpolyoly a polyolefinpolyoly.

Polyetherpolyoly, které mohou být použity v rámci vynálezu, zahrnují produkty získané polymerací cyklického oxidu, například ethylenoxidu, propylenoxidu, butylenoxidu nebo tetrahydrofuranu, v přítomnosti polyfunkčního iniciátoru. Vhodné iniciátorové sloučeniny obsahuje množinu aktivních vodíkových atomů a zahrnují vodík, butandiol, ethylenglykol, propylenglykol, diethylenglykol, triethylenglykol, dipropylenglykol, ethanolamin, diethanolamin, triethanolamin, toluendiamin, diethyltoluendiamin, fenyldiamin, toluendiamin, fenyldiamin, difenylmethandiamin, ethylendiamin, cyklohexandiamin, cyklohexandimethanol, resorcinol, bisfenol A, glycerol, trimethylolpropan, 1,2,6-hexantriol, pentaerythritol a sorbitol. Může být použita směs iniciátorů a/nebo cyklických oxidů.

Polyetherpolyoly jsou výhodně polyetherpolyoly na bázi propylenoxidu (PO) a/nebo ethylenoxidu (EO). Když jsou na bázi EO a PO, potom se množství oxyethylenových skupin v polyolu může měnit od 5 do 90 hmotn., výhodně od 5 do 50 % hmotn. a nej výhodněji od 5 do 25 % hmotn., vztaženo na hmotnost polyolu. V případě, že se použijí polyoly obsahující oxypropylenové a oxyethylenové skupiny, potom těmito polyoly mohou být blokové kopolymery nebo nahodilé kopolymery a jejich kombinace. Obzvláště výhodným polyetherpolyolem je polyoxypropylenpolyoxyethylenpolyol mající 5 až 25 % hmotn., oxyethylenových skupin, které jsou na konci polymerních řetězců (tak zvané EO-ukončení EO/PO-polyoly).

Polyesterpolyoly, které mohou být použity v rámci vynálezu, zahrnují hydroxy-ukončené reakční produkty polyfunkčních alkoholů, jakými jsou ethylenglykol, propylenglykol, diethylenglykol, 1,4-butandiol, neopentylglykol, 1,6-hexandiol, cyklohexandimethanol, glycerol, trimethylolpropan, pentaerythritol, nebo polyetherpolyoly nebo směsi takových polyfunkčních alkoholů a

-2CZ 296030 B6 polykarboxylových kyselin, zejména dikarboxylových kyselin nebo jejich ester-tvořících derivátů, jakými jsou například kyselina adipová nebo jejich dimethylester, kyselina sebaková, anhydrid kyseliny fialové, anhydrid kyseliny tetrachlorftalové nebo dimethyltereftalát nebo jejich směsi. Rovněž mohou být použity polyestery získané polymerací laktonů, například kaprolaktonu, v kombinaci spolyolem, nebo hydroxykarboxylových kyselin, jakými jsou kyselina hydroxykapronová.

Polyesteramidpolyoly mohou být získány zavedením aminoalkoholů, jako například ethanolaminu, do polyesterifikačních směsí.

Polythioetherpolyoly, které mohou být použity v rámci vynálezu, zahrnují produkty získané kondenzací thiodiglykolu buď samotného, nebo společně s dalšími glykoly, alkylenoxidy, dikarboxylovými kyselinami, formaldehydem, aminoalkoholy nebo aminokarboxylovými kyselinami.

Polykarbonátpolyoly, které mohou být použity v rámci vynálezu, zahrnují produkty získané reakcí diolů, jakými jsou 1,3-propandiol, 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, diethylenglykol nebo tetraethylenglykol, s diarylkarbonáty, například s difenylkarbonátem, nebo s fosgenem.

Polyacetalpolyoly, které mohou být použity v rámci vynálezu, zahrnují polyacetalpolyoly připravené reakcí glykolů, jakými jsou například diethylenglykol, triethylenglykol nebo hexandiol, s formaldehydem. Vhodné polyacetaly mohou být rovněž připraveny polymerací cyklických acetalů.

Vhodné polyolefínpolyoly zahrnují hydroxy-ukončené butandienové homo- a kopolymery a vhodné polysiloxanpolyoly zahrnují polydimethylsiloxandioly a trioly.

Výhodně jsou jako sloučenina 1 použita polyetherpolyoly nebo směsi polyetherpolyolů.

izokyanátem reagující sloučenina, mající množinu skupinu -OH, >NH a/nebo -NH₂ a ekvivalentní hmotnost vztaženou na aktivní vodíkový atom nejvýše rovnou 400 (dále bude tato sloučenina označena jako sloučenina 2), má výhodně ekvivalentní hmotnost nejvýše rovnou 200 a může být zvolena z množiny zahrnující alkanolaminy, hmotností, hydraziny, dihydrazidy, močovinu,hydroxy-ukončené sloučeniny s nízkou ekvivalentní hmotností, jakými jsou ethylenglykol, glycerin, glykolethery, pentaerythritol nebo jejich směsi.

Vhodné alkanolaminy zahrnují mono-, di- a trialkanolaminy, zejména alkanolaminy, ve kterých alkanolové skupiny obsahují 2 až 6, výhodně 2 až 3 uhlíkové atomy. Mono- a dialkanolaminy mohou mít rovněž jeden N-alkylový substituent, který má výhodně 1 až 6 uhlíkových atomů. Výhodnými alkanolaminy jsou monoethanolamin, diethanolamin, triethanolamin, N-methylethanolamin, N-ethylethanolamin, N-butylethanolamin, N-meťhyldiethanolamin, diizopropanolamin, triizopropanolamin, N-methylizopropanolamin, N-ethylizopropanolamin a N-propylizopropanolamin.

Vhodné primární a/nebo sekundární aminy zahrnují alifatické, arylalifalické, cykloalifatické a aromatické aminy zahrnují například ethylendiamin, 1,2- a 1,3-propylendiamin, tetranethylendiamin, hexamethylendiamin, dodekamethylendiamin, trimethyldiaminohexan, Ν,Ν'-dimethylethylethylendiamin, vyšší homology ethylendiaminu, jako je diethylentriamin, triethylentetramin a tetraethylenpentamin, homology propylendiaminu, 4-aminbenzylamin, 4-aminofenylethylamin, piperazin, Ν,Ν'-bisaminoethyldipropylentriamin a l-amino-3,3,5-trimethyl-5-aminomethylcyklohexan.

Vhodné hydraziny zahrnují hydrazin samotný a monosubstituované nebo Ν,Ν'-disubstituované hydraziny mající substituentové skupiny, jakými jsou například alkylová skupina obsahující 1 až uhlíkových atomů, cyklohexanová skupina nebo fenylová skupina. Z těchto hydrazinových sloučenin je výhodný samotný hydrazin.

-3CZ 296030 B6

Vhodné hydrazidy zahrnují hydrazidy vícefunkčních karboxylových kyselin, jakými jsou kyselina uhličitá, kyselina oxalová, kyselina malonová, kyselina jantarová, kyselina adipová, kyselina sebaková, kyselina azelainová, kyselina maleinová, kyselina fumarová, kyselina ftalová, kyselina izoftalová a kyselina tereftalová, a estery hydrazinmonokarboxylové kyseliny s dvousytnými nebo vícesytnými alkoholy a fenoly.

Nejvýhodnějšími sloučeninami 2 jsou alkanolaminy, ve kterých mají alkanolové skupiny 2 až 6 uhlíkových atomů, zejména dř- a trialkanolaminy. Nejvýhodnější sloučeninou je triethanolamin.

Polyizokyanát použitý při přípravě PIPA-polyolu může být zvolen z množiny zahrnující alifatické, aromatické a/nebo cykloalifatické polyizokyanáty. Jako příklady lze uvést diizokyanáty, jako například m- nebo p-fenyldiizokyanát, toluen-2,4-diizokyanát, toluen-2,6-diizokyanát, směsi těchto toluendiizokyanátových izomerů, hexamethylen-l,6-diizokyanát, tetramethylen1,4-diizokyanát, cyklohexan-l,4-diizokyanát, hexahydrotoluendiizokyanát (a izomery), naftylen-l,5-diizokyanát, l-methylfenyl-2,4-fenyldiizokyanát, 4,4'-bifenylendiizokyanát, 3,3'-dimethoxy-4,4'-bifenylendiizokyanát a 3,3'-dimethyldifenylpropan-^4,4'-dnzokyanát; triizokyanáty, jako například toIuen-2,4-triizokyanát; a tetraizokyanáty, jako například 4,4'-dimethyldifenylmethan-2,2 ',5,5 '-tetraizokyanát.

Výhodnými polyizokyanáty jsou difenylmethandiizokyanát (MDI), který případně obsahuje jeho homology mající izokyanátovou funkcionalitu 3 nebo více (takové diizokyanáty obsahující takové homology jsou známé jako surové MDI nebo polymemí MDI nebo směsi takových surových nebo polymemích MDI s MDI) a jejich modifikované varianty.

Použitý difenylmethandiizokyanát (MDI) může být zvolen z množiny zahrnující 4,4'-MDI, 2,4'MDI, izomerní směsi 4,4'-MDI a 2,4'-MDI a méně než 10 % hmotn. 2,2'-MDI, a jejich modifikované varianty, obsahující karbodiimidové, uretoniminové, izokyanurátová, urethanové, allofanátové, močovinové a/nebo biuretové skupiny. Výhodné jsou 4,4'-MDI, izomerní směsi 4,4'-MDI a 2,4'-MDI a méně než 10 % hmotn. 2,2' a uretoniminem a/nebo karbodimidem modifikovaný MDI mající obsah NCO alespoň rovný 20 % hmotn. a výhodně rovný alespoň 25 % hmotn., jakož i urethanem modifikovaný MDI získaný rekcí nadbytku MDI a polyolu majícího molekulovou hmotnost nejvýše 1000 a mající obsah NCO alespoň rovný 20 % hmotnosti, výhodně alespoň rovný 25 % hmotnosti.

Difenylmethandiizokyanát obsahující homology mající izokyanátovou funkcionalitu 3 nebo více jsou tak zvaným polymemím nebo surovým MDI.

Polymemí nebo surové MDI jsou velmi dobře známými látkami. Připraví se fosgenací směsi polyaminů získané kyselou kondenzací anilinu a formaldehydu.

Příprava jak polyaminových směsí, tak i polyizokyanátových směsí je velmi dobře známá. Kondenzace anilinu s formaldehydem v přítomnosti silných kyselin, jakou je například kyselina chlorovodíková, poskytuje reakční produkt obsahující diamínodifenylmethan společně spolymethylenpolyfenylenpolyaminy s vyšší funkcionalitou, přičemž je známo, že přesné složení závisí mezi jiným na poměru anilin/formaldehyd. Uvedené polyizokyanáty se připraví fosgenací uvedené polyaminové směsi, přičemž různé podíly diaminů, triaminů a vyšších polyaminů poskytují příslušné podíly diizokyanátů, triizokyanátů a vyšších polyizokyanátů. Vzájemné poměry diizokyanátů, triizokyanátů a vyšších polyizokyanátů v takových surových nebo polymemí ch MDI-kompozicích určují střední funkcionalitu těchto kompozic, tj. střední počet izokyanátových skupin v molekule. Obměňováním podílů výchozích látek může být dosaženo obměňování střední funkcionality polyizokyanátových kompozic od o málo více než 2 do 3 anebo ještě více. Avšak prakticky se střední izokyanátová funkcionalita výhodně pohybuje od 2,3 do 2,8. Hodnota NCO takového polymerního nebo surového MDI je rovna alespoň 30 % hmot

-4CZ 296030 B6 ností. Polymerní nebo surový MDI obsahuje difenylmethandiizokyanát, přičemž zbytek je tvořen polymethylenpolyfenylenpolyizokyanáty s funkcionalitou vyšší než 2 společně s vedlejšími produkty vytvořenými při přípravě takových polyizokyanátů fosgenací polyaminů. Rovněž mohou být použity další modifikované varianty takového surového nebo polymemího MDI obsahující karbodiimidové, uretoniminové, izokyanurátové, urethanové, allofanátová, močovinové a/nebo biuretové skupiny; výhodně jsou zejména výše uvedené uretoniminem a/nebo karbodimidem modifikované surové nebo polymerní MDI. Rovněž mohou být použity směsi polyizokyanátů.

Emulgace sloučeniny 2 ve sloučenině 1 se provádí při zvýšené teplotě za vysokých střižných míchacích podmínek. Teplota činí 60 až 100 °C, nejvýhodněji 70 až 95 °C. Míchání za vysokých střižných podmínek sloučeniny 1 a sloučeniny 2 se výhodně provádí po dobu od 10 minut do 3 hodin, výhodněji po dobu od 30 minut do 2,5 hodiny. Odborník v daném oboru bude schopen zajistit vysoké střižné míchání podmínky použitím vhodného mixéru. Výhodně se míchání provádí takovým způsobem, že účinnost míchání je lepší nebo alespoň rovna účinnosti míchání dosažené za použití mixéru Silverson HX-30 speciál při 500 a více otáčkách za minutu, výhodně při 1000 a více otáčkách za minutu. Sloučenina 1 a 2 mohou být smíšeny za okolních podmínek a teprve následně zahřátý na výše uvedenou teplotu a vystaveny míchání za vysokých střižných podmínek. Výhodně se sloučenina 1 a případně i sloučenina 2 předehřejí. Toto předehřátí probíhá v průběhu míchání sloučeniny 1 za vysokých střihových podmínek a tudíž také s využitím tepla tvořeného mícháním za vysokých střižných podmínek. Jakmile je sloučenina 1 předehřátá, přidá se kní sloučenina 2; případně se přidá ještě malé dodatečné množství sloučeniny 1. Polyizokyanát se přidává postupně. V tomto kontextu výraz „postupně znamenák, že se polyizokyanát přidává v průběhu určité delší časové periody tak, že mezi prvním a posledním přídavkem uplyne 1 až 100 hodin, výhodně 2 až 50 hodin a ještě výhodněji 2 až 20 hodin; výhodně se přidávání polyizokyanátů provádí tak, že alespoň 5 % hmotnosti z celkového množství polyizokyanátů se přidá v průběhu prvních 10 % uvedené časové periody a že se alespoň 5 % hmotnosti z celkového množství polyizokyanátů přidá v průběhu posledních 10 % uvedené časové periody; výhodněji se uvedené přidávání provádí konstantní rychlostí (g/min) s odchylkou 10 % nebo s odchylkou menší. Teplota se udržuje na 60 až 120 °C, výhodně na 80 až 110 °C, a to při udržování vysokých střižných míchacích podmínek. Vzhledem k tomu, že reakce probíhající mezi složkami směsi je exotermní, a poněvadž míchání za vysokých střižných podmínek rovněž generuje určité teplo, může být žádoucí určitá regulace směsi; toho může být dosaženo chlazení a/nebo dočasným zpomalením nebo dokonce přerušením průtoku polyizokyanátu.

Jakmile byl přidán veškerý polyizokyanát, směs se ponechá dále reagovat, přičemž se udržuje uvedené teplotní a míchací podmínky po dobu 10 až 120 minut a výhodně po dobu 15 až 60 minut. Nakonec se získaný produkt podle vynálezu případně ochladí na okolní teplotu potom, co se přeruší míchání za vysokých střižných podmínek. Relativní množství sloučeniny 1, sloučeniny 2 a polyizokyanátů záleží na množství požadovaného partikulárního materiálu a na zvolených specifických složkách. Poněvadž jak sloučenina 1, tak i sloučenina 2 jsou schopné reagovat s polyizokyanátem, i když sloučenina 2 je v tomto ohledu reaktivnější než sloučenina 1, je výhodné použít sloučeniny 2 v takovém množství, že celkový počet vodíků reagujících s izokyanátem v množství sloučeniny 2, které má být použito, je větší než celkový počet izokyanátových skupin v množství polyizokyanátů, které má být použito, přičemž výhodně počet vodíků reagujících s izokyanátem ve sloučenině 2 je o 10 až 200 %, výhodně o 25 až 100 % vyšší než uvedený počet izokyanátových skupin.

I když může být použit katalyzátor, je výhodné katalyzátor nepoužít. Způsob podle vynálezu může být proveden v šaržích, polokontinuálně nebo kontinuálně. V případě, že se způsob podle vynálezu provádí v šaržích, potom je celkové množství polyolové kompozice obsahující partikulární materiál získané v jedné šarži rovné alespoň 10 kg a výhodněji alespoň 25 kg vzhledem ktomu, že výhody způsobu podle vynálezu jsou obzvláště patrné, když se realizují takové větší šarže. Sloučenina 1 může případně obsahovat malé množství předběžně připraveného PIPA

-5CZ 296030 B6 polyolu, přičemž toto množství je takové, že množství partikulárního materiálu činí 0,1 až 10 % hmotnosti, výhodně 0,5 až 5 % hmotnosti.

V případě, že se použije výše uvedený MDI, polymerní nebo surový MDI nebo jejich modifikované varianty, byl překvapivě zjištěno, že způsob podle vynálezu vede k PEPA-polyolům majícím nízkou viskozitu, tj. viskozitu 5000 až 25 000 mPa.s při teplotě 25 °C, při vysokém obsahu partikulárního materiálu, činících 40 až 80 % hmotn., výhodně 40 až 70 % hmotnosti.

Takto se vynález rovněž týká polyolové kompozice obsahující partikulární materiál v dispergované formě a v množství 40 až 80 % hmotn., vztaženo na celkovou hmotnost kompozice, přičemž tato kompozice má viskozitu 5000 až 25 000 mPa.s při teplotě 25 °C a partikulární materiál obsahuje reakční produkty sloučeniny reagující s izokyanátem, obsahující množinu hydroxylových, primárně aminových a/nebo sekundárně aminových skupin a mající ekvivalentní hmotnost nejvýše rovnou 400, a difenylmethandiizokyanátu případně obsahujícího jeho homology mající izokyanátovou funkcionalitu 3 nebo více a/nebo modifikované varianty takových polyizokyanátů. Pěny vyrobené z takového PIPA-polyolu mají překvapivě lepší ustrnutí v tlaku než pěny vyrobené z PIPA-polyolů na bázi toluendiizokyanátu.

Příklady provedení vynálezu

Použité složky:

polyol Daltocel F-428 (1124 kg), (Daltocel je ochranná známka společnosti Huntsman ICI Chemicals LLC; Daltocel F-428 je polyetherpolyol komerčně dostupný u společnosti Huntsman Polyurethanes);

380 kg triethanolaminu (99% čistota, TĚLA) a

678 kg polyizokyanátů Supraces 2020 (komerčně dostupný u společnosti Huntsman Polyurethanes; Supraces je ochranná známka společnosti ICI Chemicals LLC).

Polyol se zahřeje na teplotu 45 °C. 100 1 tohoto polyolu se míchá za vysokých střižných podmínek se přeruší, načež se odděleně přidá zbytek polyolu a triethanolamin TĚLA. Opětovně se spustí míchání za vysokých střižných podmínek a směs se zahřívá na teplotu 82 °C, přičemž se tvoří emulze produktu TĚLA v polyolu. Doba uplynulá mezi opětovným spuštěním míchání za vysokých střižných podmínek a okamžikem, kdy směs dosáhla teploty 82 °C činila 45 minut.

Potom bylo započato přidávání polyizokyanátů a směs byla přitom chlazena tak, aby její teplota nepřekročila 100 °C; polyizokyanát se přidává lychlostí 1,35 1/min. Po přidání veškerého polyizokyanátu se směs ponechá reagovat ještě po dobu 30 minut, přičemž se její teplota udržuje na teplotě mezi 82 a 100 °C. Potom se přeruší míchání za vysokých střižných podmínek a šarže se ponechá vychladnout na okolní teplotu. Míchání za vysokých střižných podmínek se provádí v mixéru Silverson HX-30 speciál při 1460 otáčkách za minutu. Získá se polyol podle vynálezu, ve kterém je dispergováno asi 50 % hmotn. partikulárního materiálu. Viskozita tohoto PIPApolyolu činí 15 000 mPa.s při teplotě 25 °C.

Za použití tohoto PIPA-polyolu byly vyrobeny pružné polyurethanové pěny; tyto pěny mají dobré vlastnosti, zejména nosnost a ustrnutí v tlaku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob přípravy polyolu obsahujícího partikulární materiál v dispergované formě, přičemž množství partikulárního materiálu činí 30 až 80 % hmotn., vztaženo na celkovou hmotnost kompozice, vyznačený tím, že se

- s izokyanátem reagující sloučenina, obsahující množinu hydroxylových, primárních aminových a/nebo sekundárních aminových skupin a mající ekvivalentní hmotnost až 400, emulguje v polyolu, majícím ekvivalentní hmotnost 1000 až 5000 a střední nominální hydroxyfunkcionalitu 2 až 6, při teplotě 60 až 100 °C a za vysokých střižných míchacích podmínek, načež se

- k takto vytvořené emulzi postupně přidává polyizokyanát při udržování teploty v rozmezí 60 až 120 °C a při udržování vysokých střižných míchacích podmínek,

- načež se reakční směs, získaná po přidání veškerého polyizokyanátu, ponechá reagovat po dobu od 10 minut do 2 hodin při udržování teploty v rozmezí 60 až 120 °C, načež se

- míchá za vysokých střižných podmínek přeruší a případně se

- takto získaný polyol, obsahující partikulární materiál v množství 30 až 80 % hmotn. v dispergované formě, ochladí na okolní teplotu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že polyolem je polyetherpolyol.
3. Způsob podle nároků la 2, vyznačený tím, že sloučeninou reagující s izokyanátem je alkanolamin, ve kterém alkanolové skupiny obsahují 2 až 6 uhlíkových atomů.
4. Způsob podle nároků 1 až 3,vyznačený tím, že sloučeninou reagující s izokyanátem je triethanolamin.
5. Způsob podle nároků 1 až 4, vyznačený tím, že polyizokyanátem je difenylmethandiizokyanát případně obsahující jeho homology mající izokyanátovou funkcionalitu 4 nebo více a/nebo modifikované varianty takových polyizokyanátů.
6. Způsob podle nároků laž5, vyznačený tím, že množství partikulárního materiálu činí 40 až 70 % hmotnosti.
7. Polyolová kompozice, vyznačená tím, že obsahuje partikulární materiál v dispergované formě v množství 40 až 80 % hmotn., vztaženo na celkovou hmotnost kompozice, přičemž tato kompozice má viskozitu 5000 až 25 000 mPa při teplotě 25 °C a partikulární materiál obsahuje reakční produkty alkanolaminu, obsahujícího množinu hydroxylových, primárních aminových a/nebo sekundárních aminových skupin a majícího ekvivalentní hmotnost nejvýše 400, ve kterém alkanolové skupiny obsahují 2 až 6 uhlíkových atomů, a difenylmethandiizokyanátu, případně obsahujícího jeho homology mající izokyanátovou funkcionalitu 3 nebo vyšší a/nebo modifikované varianty takových polyizokyanátů.
8. Polyolová kompozice podle nároku 7, vyznačená tím, že množství partikulárního materiálu činí 40 až 70 % hmotnosti.
9. Polyolová kompozice podle nároků 7a 8, vyznačená tím, že polyolem je polyetherpolyol.