HU207746B - Process for producing foamed polyisocyanate-polysilicic acid based party-compositions - Google Patents
Process for producing foamed polyisocyanate-polysilicic acid based party-compositions Download PDFInfo
- Publication number
- HU207746B HU207746B HU238189A HU238189A HU207746B HU 207746 B HU207746 B HU 207746B HU 238189 A HU238189 A HU 238189A HU 238189 A HU238189 A HU 238189A HU 207746 B HU207746 B HU 207746B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- ester
- weight
- polyisocyanate
- amount
- acid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
A találmány tárgya eljárás habosított poliizocianát-polikovasav alapú társított rendszerek előállítására izocianát-csoportot tartalmazó vegyületek vizes alkálifémszilikát oldattal és/vagy vizes kovasav-szollal katalizátor és habstabilizátor jelenlétében végzett reagáltatása útján, ahol habosítószerként elsősorban a reakció során képződő szén-dioxidot hasznosítjuk.The present invention relates to a process for the preparation of foamed polyisocyanate-polysilicic acid based systems by reacting isocyanate-containing compounds with an aqueous alkali metal silicate solution and / or aqueous silica sol in the presence of a catalyst and a foam stabilizer.
Ismert, hogy izocianát-csoportot tartalmazó vegyületekből (poliizocianátokból és/vagy izocianát-végcsoportot tartalmazó políizocianát- vagy poliuretán-előpolimerekből) és alkálifém-szilikátokból, illetve kovasav-szolokból társított rendszerek, úgynevezett „szervetlen-szerves műanyagok” alakíthatók ki, amelyek a szerves komponensre jellemzően nagy szilárdságúak és kellően rugalmasak, ugyanakkor a szervetlen komponensre jellemzően jó hőstabilitással rendelkeznek, és a poliuretánoknál lényegesen kevésbé gyúlékonyak.Systems known as "inorganic-organic plastics", known as "inorganic-organic plastics", are known to form systems associated with isocyanate-containing compounds (polyisocyanates and / or isocyanate-terminated polyisocyanate or polyurethane prepolymers) and alkali metal silicates or silica sols. they are typically high strength and sufficiently elastic, but at the same time have good thermal stability for the inorganic component and are substantially less flammable than polyurethanes.
A 169 478 sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldás szerint az alkálifém-szilikátok vizes oldatát és/vagy a vizes kovasav-szolokat olyan poliaddíciőra és/vagy polimerizációra képes reaktív csoportot tartalmazó szerves előpolimerekkel reagáltatják, amelyek főleg poliuretán csoportokat tartalmazó előpolimerek, és amelyek véghelyzetű izocianát-csoportot és láncközi ionos vagy nemionos hidrofil csoportokat tartalmaznak. A reakciót adott esetben különféle adalékanyagok, így töltőanyagok, inért oldószerek, aktivátorok, stabilizátorok és/vagy emuígeálószerek jelenlétében végzik. A 169478 sz. magyar szabadalmi leírás szerint felhasználható poliuretán-előpolimerek (i) 100 g előpolimerre számítva 2-200 milliekvivalens ionos csoportot (előnyösen szulfonát- vagy ammóniumcsoportot) és véghelyzetű izocianát-csoportokat tartalmazó poliuretánok vagy (ii) etilénoxid csoportot tartalmazó mono- vagy polihidroxi-poliéterből és poliizocianátból kialakított nemionos, véghelyzetű izocianát-csoportokat tartalmazó poliuretánok lehetnek.No. 169,478. According to a solution disclosed in Hungarian Patent Application, the aqueous solution of alkali metal silicates and / or aqueous silicic acid salts are reacted with organic prepolymers having a reactive group capable of polyaddition and / or polymerization, which are predominantly polyurethane groups, or nonionic hydrophilic groups. The reaction is optionally carried out in the presence of various additives, such as fillers, inert solvents, activators, stabilizers and / or emulsifiers. No. 169478. polyurethane prepolymers for use according to Hungarian patent application (i) polyurethanes containing from 2 to 200 milliequivalents of ionic groups (preferably sulfonate or ammonium groups) and end-isocyanate groups per 100 g of prepolymer or (ii) mono- or polyhydroxy polyethers containing ethylene oxide polyurethanes containing nonionic, terminated isocyanate groups.
A poliuretán-előpolimereken túl előnyösen alkalmazhatók poliizocianát-előpolimerek, amelyekben a monomer egységeket uretdion, izocianurát, karbodiimid, allofanát, biuret és karbamid csoportok, továbbá ezek és uretán csoportok kombinációi kötik össze, és a fenti mennyiségben ionos vagy nemionos hidrofil csoportokat, továbbá molekulánként legalább két izocianát csoportot tartalmaznak, r. „poliuretán-előpolimer” és „poliizocianát-előpolimer” megjelölést a fenti értelemben használjuk, mindazokat a poliizocianátokat és políizocianát adduktokat pedig, amelyek ionos vagy nemionos hidrofil csoportokat nem tartalmaznak vagy nem a fenti arányban és összetételben tartalmaznak, „poliizocianátok”-nak nevezzük. Az „izocianát komponens” gyűjtőnéven a poliizocianátokat, poliuretán-elópolimereket és poliizocianát-előpolimereket összefoglalóan értjük.In addition to the polyurethane prepolymers, polyisocyanate prepolymers in which the monomeric units are linked by uretdione, isocyanurate, carbodiimide, allophanate, biuret and urea groups, and combinations of these and urethane groups, and at least the ionic or nonionic hydrophilic groups, containing two isocyanate groups, r. The terms "polyurethane prepolymer" and "polyisocyanate prepolymer" are used herein, and all polyisocyanates and polyisocyanate adducts which do not contain ionic or non-ionic hydrophilic groups, or in the above proportions and composition, are referred to as "polyisocyanates". The generic term "isocyanate component" is understood to mean polyisocyanates, polyurethane prepolymers and polyisocyanate prepolymers.
A 169478 sz. magyar szabadalmi leírás szerint felhasználható adalékanyagok speciális csoportját képezik a -25 °C és +50 °C közötti forráspontú inért folyadékok, amelyek a habosított termék kialakulásában hajtóanyagokként szerepelnek. A hajtóanyagok legszélesebb körben alkalmazott típusai a halogénezett alkánok (így metilén-klorid, kloroform, etilidén-klorid, vinilidén-klorid, monofluor-triklór-metán, klór-difluormetán, diklór-difluor-metán), amelyek közismerten környezetszennyezést okozó anyagok. Hajtóanyagokként egyéb könnyen illó szerves folyadékokat, köztük kis szénatomszámú alkánkarbonsav-monoésztereket, kis szénatomszámú alkoholokat, kis szénatomszámú ketonokat, étereket és alkánokat (így butánt, hexánt és heptánt) is felhasználnak, amelyek közismerten tűzveszélyes vagy az egészségre ártalmas (hódító hatású) anyagok, így alkalmazásuk munkavédelmi és munkaegészségügyi szempontokból hátrányos.No. 169478. A special class of additives which can be used according to the Hungarian patent are boiling point -25 ° C to + 50 ° C, which are used as propellants in the formation of the foamed product. The most widely used types of propellants are halogenated alkanes (such as methylene chloride, chloroform, ethylidene chloride, vinylidene chloride, monofluorotrichloromethane, chlorodifluoromethane, dichlorodifluoromethane) which are known to cause environmental pollution. Other volatile organic liquids, such as lower alkanoic carboxylic acid monoesters, lower alcohols, lower ketones, ethers and alkanes (such as butane, hexane and heptane), which are known to be flammable or harmful to health, are also used as propellants. their use is detrimental to safety and health.
A 3 981 831 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, ahol szerves políizocianát (és/vagy hidrofil csoportokat tartalmazó políizocianát- vagy poliuretán-előpolimer), vizes alkáliszilikát oldat (és/vagy kovasav-szol) és hidrofil csoportot (azaz egy hidroxilcsoportot és/vagy legalább egy további hidrofil és/vagy poláros csoportot) tartalmazó, 1-9 szénatomos, 32-400 móltömegű szerves vegyület reakciójával alakítanak ki poliizocianát-polikovasav alapú társított rendszereket. A hidrofil csoportot tartalmazó szerves vegyüiet elősegíti a társított rendszer szerves komponensét alkotó izocianát-vegyület és a szervetlen komponenst alkotó vizes oldat homogenizálását, így lehetővé teszi, hogy a diszperz fázist igen finom eloszlásban tartalmazó vizes szol képződjön, és nagyságrendekkel megnövekedjen az egymással reagálni képes szerves és szervetlen csoportok száma. Ugyanakkor a hidrofil csoportot tartalmazó vegyületek egy része maga is részt vesz a reakcióban, és módosítja a képződött termék tulajdonságait. A 3 981831 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint hidrofil szerves vegyietekként például alkoholok, tiolok, fenolok, tiofenolok, halogénezett alkánok, nitrilek, észterek, éterek, tioéterek, ketonok, nitrovegyületek, karbonsavak, szulfonsavak, karbonsav- és szulfonsavhalogenidek, aldehidek és egyes foszforvegyületek alkalmazhatók. Észterekként az idézett közlemény kizárólag az egyértéku (egy hidroxilcsoportot tartalmazó) alkoholok monokarbonsavakkal képezett vegyületek említi. Amennyiben a 3 981831 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett módszerrel habosított termékeket kívánnak előállítani, a reakcióelegyhez hajtóanyagokat is adnak; ezek megegyeznek a 169478 sz. magyar szabadalmi leírásban felsoroltakkal, és ugyanazokkal a hátrányokkal rendelkeznek. A 3 981831 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint egyes esetekben a termék megfelelő habosodása a hidrofil csoportot tartalmazó szerves adalék nélkül el sem érhető.No. 3,981,831. U.S. Pat. to form polyisocyanate-polysilicic acid based systems by reaction of C 1-9 organic compounds having from 32 to 400 molar masses containing additional hydrophilic and / or polar groups). The organic compound containing the hydrophilic group facilitates the homogenization of the isocyanate compound forming the organic component of the coupled system and the aqueous solution constituting the inorganic component, thereby enabling the formation of an aqueous sol containing a very finely divided disperse phase and increasing number of inorganic groups. However, some of the hydrophilic group compounds themselves are involved in the reaction and modify the properties of the product formed. No. 3 981831. For example, U.S. Pat. No. 4,129,629 discloses hydrophilic organic compounds as alcohols, thiols, phenols, thiophenols, halogenated alkanes, nitriles, esters, ethers, thioethers, ketones, nitro compounds, carboxylic acids, sulfonic acids, carboxylic and sulfonic acid halides, aldehydes. As esters, the cited citation refers only to monocarboxylic acids of monohydric alcohols (containing one hydroxy group). Provided that no. U.S. Patent No. 5,123,198, which is intended to produce foamed articles by adding propellants to the reaction mixture; these are the same as those described in U.S. Patent No. 169,478. and the same drawbacks. No. 3 981831. In some cases, U.S. Patent No. 4,800,500 discloses sufficient foaming of a product without an organic additive containing a hydrophilic group.
Noha az izocianát-csoport és a víz, továbbá a lúgos szilikát oldat között végbemenő reakció során szén-dioxid szabadul fel, ami elvben betölthetné a habosítószer szerepét, a szén-dioxidot egyik idézett közlemény szerint sem hasznosítják kielégítően habosítás céljára. A szén-dioxid felszabadulásának üteme ugyanis egyik megoldás szerint sem szabályozható, illetve nem hozható összhangba a többi részreakcióval. A kezdetben lassan, majdAlthough carbon dioxide is released during the reaction between the isocyanate group and the water and the alkaline silicate solution, which could in principle fulfill the function of a blowing agent, carbon dioxide is not sufficiently utilized for foaming. In either case, the rate of carbon release cannot be controlled or coordinated with the other partial reactions. At first slowly, then
HU 207 746 Β a reakció előrehaladtával egyre hevesebben felszabaduló szén-dioxid egyenlőtlen buborékképződéshez, ellenőrizhetetlen cellaszerkezet kialakulásához vezet, aminek következtében romlik a termék minősége, illetve reprodukálható minőségű termék szélső esetekben nem állítható elő. Ezért az idézett közlemények egyik célkitűzése a szén-dioxid részleges vagy teljes eltávolítása a rendszerből, amit azzal érnek el, hogy a szén-dioxidot fejlődésének ütemében elnyeletik, illetve lekötik a jelen lévő vízben vagy lúgos kovasav oldatban.EN 207 746 Β carbon dioxide, which is liberated more and more vigorously as the reaction progresses, results in uneven bubble formation, uncontrolled cellular structure, which results in degradation of product quality and, in extreme cases, inability to produce a reproducible product. Therefore, one of the objectives of the cited publications is the partial or total removal of carbon dioxide from the system, which is achieved by absorbing or sequestering carbon dioxide at the rate of its development in water or in an alkaline silica solution.
A 199527 számú magyar szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet habosított poliuretán-polikovasav alapú társított rendszerek előállítására, ahol habosítószerként magát a reakcióban fejlődő szén-dioxidot hasznosítják, és ezáltal kiküszöbölik a korábban alkalmazott habosítószerek hátrányait (környezetszennyezés, tűzveszély, egészségi ártalmak). Az ott ismertetett eljárás során a poliizocianát és a vízüveg mennyiségét olyan arányra állítják be, hogy a -NCO/Me2O arány (Me alkálifématomot jelent) 2nél nagyobb érték legyen, és a reakciót speciális hidrofób polisziloxán-poliéter blokk kopolimer jelenlétében végzik. A-NCO/Me2O arány beállításával és a hidrofób polisziloxán-poliéter blokk kopolimer felhasználásával szabályozzák a szén-dioxid egyenletes, finom diszpergálódását, ugyanakkor a hidrofób polisziloxán-poliéter blokk kopolimer stabilizálja a hab cellaszerkezetét.Hungarian Patent No. 199527 discloses a solution for the preparation of foamed polyurethane-polysilicic acid-based composite systems utilizing the carbon dioxide evolved in the reaction as the blowing agent, thereby eliminating the disadvantages of previously used blowing agents (environmental pollution, fire hazards, health hazards). In the process described therein, the amount of polyisocyanate and water glass are adjusted to a ratio such that the ratio -NCO / Me 2 O (Me represents an alkali metal) is greater than 2 and the reaction is carried out in the presence of a special hydrophobic polysiloxane-polyether block copolymer. By adjusting the A-NCO / Me 2 O ratio and using the hydrophobic polysiloxane-polyether block copolymer, they control the smooth fine dispersion of carbon dioxide, while the hydrophobic polysiloxane-polyether block copolymer stabilizes the cellular structure of the foam.
A megoldás hátránya azonban, hogy csak viszonylag szűk körben alkalmazható (kolloid kovasav-szolok reagensként egyáltalán nem használhatók fel, és alkálifém-szilikátok reagenskénti használatakor is csak abban az esetben ad megfelelő eredményt, ha a reagenskeverékben az -NCO/Me^ arány meghaladja a kritikus 2:1 értéket). További hátrányt jelent, hogy a habszerkezet stabilizálására felhasznált hidrofób polisziloxán-poliéter blokk kopolimerrel a termék minősége gyakran nem optimalizálható, ami arra vezethető vissza, hogy a habanyag cellaszerkezete (következésképpen a termék hőszigetelő képessége és mechanikai szilárdsága) nem szabályozható olyan jól, mint ha az eljárásban szén-dioxid helyett vagy mellett a közismert habosítószereket alkalmaznák.However, this solution has the disadvantage that it can only be used in a relatively narrow range (colloidal silica sols are not at all used as reagents and will also give satisfactory results when alkali metal silicates are used as reagent only if the -NCO / Me2 ratio in the reagent mixture exceeds 2: 1). A further disadvantage is that the hydrophobic polysiloxane-polyether block copolymer used to stabilize the foam structure often does not optimize the quality of the product due to the fact that the cellular structure of the foam material (and consequently its thermal and mechanical strength) is not as well controlled well known blowing agents are used instead of or in addition to carbon dioxide.
Munkánk során célul tűztük ki a felsorolt hiányosságok kiküszöbölését.In the course of our work, we have set out to remedy these shortcomings.
Azt tapasztaltuk, hogy az izocianát-csoportok elreagálásakor képződő szén-dioxidot a habosított poliizocianát-polikovasav alapú társított rendszerek széles választékánál habképzésre közvetlenül alkalmassá tehetjük, és így elkerülhetjük a habosító segédanyagok felhasználásából származó hátrányokat, ugyanakkor a habanyag cellaszerkezetét igen finoman szabályozhatjuk, ha a reagenskeverékhez a reagenseken, a katalizátoron és a habstabilizátoron kívül még két különböző típusú, vízzel vagy vizes lúgoldattal elhidrolizálható, vízben oldható észtert adunk, aholIt has been found that the carbon formed during the reaction of the isocyanate groups can be made directly suitable for foaming in a wide variety of foamed polyisocyanate-based polysilicic acid based systems, thereby avoiding the disadvantages of using blowing agents, while maintaining the cellular structure of the foam in addition to reagents, catalyst and foam stabilizer, two different types of water-soluble esters which are hydrolyzable with water or aqueous alkaline solution,
- az egyik észter vagy a hidrolízisekor felszabaduló alkohol forráspontja 50-150 °C közötti érték,- the boiling point of one of the esters or of the alcohol liberated by hydrolysis is between 50 and 150 ° C,
- a másik észter pedig 2-6 hidroxilcsoportot tartalmazó poliol vagy éter-alkohol 1-4 szénatomos alifás karbonsavakkal és/vagy bórsavval képezett, legalább 150 °C forráspontú teljes észtere.and the other ester is a total ester of a polyol or ether alcohol containing from 2 to 6 hydroxy groups and having a boiling point of at least 150 ° C with C 1 -C 4 aliphatic carboxylic acids and / or boric acid.
A találmány szerint mindkét észter-komponenst az adott típusba tartozó észterek keverékei formájában is felhasználhatjuk.According to the invention, both ester components can also be used in the form of mixtures of esters of the respective type.
A találmány tárgya tehát eljárás habosított poliizocianát-polikovasav alapú társított rendszer előállítására, amelynek során poliizocianátot és/vagy poliizocianát-előpolimert és/vagy poliuretán-előpolimert az izocianát komponens mennyiségére vonatkoztatva 0,01-10 tömeg% amin típusú katalizátor, habstabilizátor és adott esetben a kompozíció össztömegére vonatkoztatva legfeljebb 70 tömeg% töltőanyag jelenlétében az izocianát komponens mennyiségére vonatkoztatva 20-200 tömeg% 20-60 tömeg% vizes alkálifém-szilikát oldattal (ahol a Me2O/SiO2 arány 0,2 és 4 közötti érték) és/vagy 10-50 tömeg%-os vizes kovasav-szollal reagáltatunk. A találmány értelmében a reakciót két különböző típusú, vízzel vagy vizes lúgoldattal elhidrolizálható, vízben oldható észter, illetve ezek keveréke jelenlétében végezzük, aholThe present invention relates to a process for the preparation of a foamed polyisocyanate-polysilicic acid-based composite system, wherein the polyisocyanate and / or polyisocyanate prepolymer and / or polyurethane prepolymer is present in an amount of 0.01-10% by weight of the isocyanate component, foam stabilizer and optionally in the presence of up to 70% by weight, based on the total weight of the composition, of 20 to 60% by weight of an aqueous alkali metal silicate solution (wherein the ratio Me 2 O / SiO 2 is between 0.2 and 4) and / or 10-50% by weight aqueous silica sol. According to the present invention, the reaction is carried out in the presence of two different types of water-soluble ester which can be hydrolyzed with water or an aqueous alkaline solution, or a mixture thereof, wherein
- az egyik észter (vagy észter-keverék) vagy a hidrolízisekor felszabaduló alkoholfok) forráspontja 50-150 °C közötti érték, és ez a komponens a szilikát komponensre vonatkoztatva 1-20 tömeg%, célszerűen 2-10 tömeg% mennyiségben van jelen, és- one of the esters (or mixtures of esters) or the alcohol degree released during hydrolysis has a boiling point in the range of 50-150 ° C and is present in an amount of 1-20% by weight, preferably 2-10% by weight, of the silicate component, and
- a másik észter 2-6 hidroxilcsoportot tartalmazó poliol vagy éter-alkohol 1-4 szénatomos alifás karbonsavakkal és/vagy bórsavval képezett, legalább 150 °C forráspontú teljes észtere vagy ilyen észterek keveréke, és ez a komponens a szilikát komponensre vonatkoztatva 1-50 tömeg%, célszerűen 5-30 tömeg% mennyiségben van jelen.- the total ester of the other ester with 2 to 6 hydroxy groups of a polyol or ether alcohol having a boiling point of at least 150 ° C with aliphatic carboxylic acids and / or boric acid and having from 1 to 50% by weight of the silicate component is present in an amount of from 5% to 30% by weight.
A találmány szerinti eljárásban felhasználható poliizocianátok és poliizocianát-előpolimerek néhány képviselőjét a 3 981831 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás sorolja fel. A találmány szerinti eljárásban felhasználható előpolimerek közül a poliuretán típusúak megegyeznek a 169478 sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetettekkel. Ezeket az előpolimereket a 169 478 sz. magyar szabadalmi leírásban közölt eljárással állíthatjuk elő. A poliizocianát-előpolimerek a poliuretán-előpolimerekhez hasonló módon készíthetők.Some representative polyisocyanates and polyisocyanate prepolymers useful in the process of the present invention are disclosed in U.S. Pat. listed in U.S. Pat. Among the prepolymers which can be used in the process of the invention, the polyurethane types are the same as those described in U.S. Pat. as described in the Hungarian patent. These prepolymers are disclosed in U.S. Patent No. 169,478. can be prepared according to the procedure disclosed in Hungarian Patent Specification. Polyisocyanate prepolymers may be prepared in a manner similar to polyurethane prepolymers.
A reakcióban amin-típusú katalizátorokként primer, szekunder vagy tercier aminocsoportokat tartalmazó szerves vegyületeket, például a 169478 sz. és a 199527 sz. magyar szabadalmi leírásokban felsorolt anyagokat használhatjuk, amelyek a poliuretán-gyártás ismert katalizátorai.Organic compounds containing primary, secondary or tertiary amino groups as amine-type catalysts in the reaction, e.g. and 199527. The materials listed in Hungarian patents which are known catalysts for the production of polyurethane can be used.
Vizes alkálifém-szilikát oldatokként, illetve vizes kovasav-szolokként a 169478 sz. magyar szabadalmi leírásban, a 3 981831 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban, illetve a 199527 sz. magyar szabadalmi leírásban leírt anyagok bármelyikét használhatjuk. Ezeket a következőkben összefoglalóan „szilikát komponens”-nek nevezzük.As aqueous alkali metal silicate solutions and aqueous silica sols, see U.S. Patent No. 169,478. Hungarian Patent No. 3,988,183. U.S. Pat. Any of the materials described in the Hungarian patent can be used. These are referred to hereinafter as the "silicate component".
A reakcióban habstabilizátorokként például a 199 527As foam stabilizers in the reaction, for example, 199,527
HU 207 746 Β sz. magyar szabadalmi leírásban leírt polisziloxán-poliéter blokk kopolimereket, a Kunststoff Handbuch (Vieweg und Höchtlen, Cári Hauser Verlag, München, 1966) VI. kötet 103-113. oldalán ismertetett anyagokat és a 3 629 308 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban felsorolt habstabil izátorokat alkalmazhatjuk. Ezek mennyisége előnyösen 0,1-10 tömeg% lehet a hab teljes tömegére vonatkoztatva.HU 207 746 Β Polysiloxane-polyether block copolymers described in Hungarian Patent Application No. 6,198,198 to Kunststoff Handbuch (Vieweg und Höchtlen, Cari Hauser Verlag, Munich, 1966). Volumes 103-113. and U.S. Patent No. 3,629,308. foam-stable isomers listed in U.S. Pat. They may preferably be present in an amount of from 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the foam.
A reakciókeverék adott esetben töltőanyagokat is tartalmazhat legfeljebb a kompozíció össztömegére vonatkoztatva 70 tömeg%, célszerűen 0-50 tömeg% mennyiségben. Töltőanyagokként a korábban idézett közleményekben felsorolt bármelyik töltőanyagot alkalmazhatjuk. A töltőanyag módosíthatja a termék egyes tulajdonságait, például fokozhatja a tapadóképességet, csökkentheti az éghetőséget stb.The reaction mixture may optionally contain fillers in an amount of up to 70% by weight, preferably 0 to 50% by weight, of the total composition. As fillers, any of the fillers listed in the previously cited publications may be used. The filler may alter some of the product properties, such as increased adhesion, reduced flammability, etc.
A találmány szerint a reakciókeverékben alkalmazott 50-150 °C forráspontú (vagy ilyen forráspontú alkoholt szolgáltató) észter például metil-acetát, etilacetát, n-propil-acetát, izopropil-acetát, etil-formiát, npropil-formiát, izopropil-formiát, metil-akrilát, etil-akrilát, trimetil-borát, trimetil-foszfát, trietil-borát, trietilfoszfát, tetra-(l-4 szénatomos alkoxi)-szilán stb. lehet. Ezeket az észtereket, illetve keverékeiket a továbbiakban „alacsony forráspontú észterek”-nek nevezzük.According to the invention, the boiling ester (or alcohol providing such a boiling point) of 50-150 ° C in the reaction mixture is, for example, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, ethyl formate, npropyl formate, isopropyl formate, methyl acrylate, ethyl acrylate, trimethyl borate, trimethyl phosphate, triethyl borate, triethyl phosphate, tetra (C 1-4 alkoxy) silane and the like. may. These esters, or mixtures thereof, are hereinafter referred to as "low-boiling esters".
A reakciókeverékben alkalmazott 2-6 hidroxilcsoportot tartalmazó poliol vagy éter-alkohol teljes észtere például etilén-glikol-diformiát, etilén-glikoldiacetát, propilén-glikol-diacetát, dietilén-glikol-diacetát, trietilén-glikol-diacetát, poli-etilén-gliko!(200)-diacetát, glicerin-triacetát, trimetilol-propán-triacetát, glicerin-tripropionát, bórsav-glicerin komplex stb. vagy ezek keveréke lehet. A „teljes észter” megjelölésen azt értjük, hogy a poliol valamennyi hidroxilcsoportjához észteresítő csoport kapcsolódik. Ezeket az észtereket, illetve keverékeiket a továbbiakban „poliol-észterek”-nek nevezzük.The total ester of the polyol or ether alcohol containing 2-6 hydroxy groups used in the reaction mixture is, for example, ethylene glycol diformate, ethylene glycol diacetate, propylene glycol diacetate, diethylene glycol diacetate, triethylene glycol diacetate, polyethylene glycol. (200) diacetate, glycerol triacetate, trimethylolpropane triacetate, glycerol tripropionate, boric acid glycerol complex and the like. or a mixture thereof. By "total ester" is meant that all hydroxyl groups of the polyol are linked with an esterification group. These esters, or mixtures thereof, are hereinafter referred to as "polyol esters".
A találmány szerinti eljárás során a habosodás több, részben párhuzamos reakció eredőjeként lényegében a következő mechanizmus szerint megy végbe:In the process of the invention, the foaming occurs as a result of a series of partially parallel reactions by essentially the following mechanism:
Az izocianát komponens és a szilikát komponens reakciója során fokozatosan kialakul a szerves-szervetlen polimer vázszerkezet, és ezzel egyidejűleg szén-dioxid szabadul fel. A szén-dioxid felszabadulásával párhuzamosan az alacsony forráspontú észter, illetve annak hidrolízisekor felszabaduló alkohol gőzzé alakul, és ezek a gőzök részt vesznek a habképzésben. Az alacsony forráspontú észterből felszabaduló alkohol az izocianát komponens -NCO csoportjaival reagál, az észter savkomponense pedig sóvá alakul és bezáródik a gélmátrixba, így ezek a komponensek beépülnek a termékbe, és nem vezetnek környezetszennyező anyagok felszabadulásához. A reakció előrehaladtával megindul a poliol-észterek hidrolízise is. A szabaddá váló polioIok reakcióképes hidroxilcsoportjaikkal reagálnak az izocianát komponens -NCO csoportjaival, és kémiailag beépülnek a termékbe. A poliolok - az alacsony fonáspontú észterekből felszabaduló monofunkciós alkoholokkal ellentétben - nem fejtenek ki lánczáró hatást, mert még rendelkeznek a polimerizációt továbbvivő csoportokkal. A poliol-észterek habszerkezet-stabilizáló hatása feltehetőleg a polimerizációt továbbvivő csoportok jelenlétével, illetve a vegyületek viszkozitásszabályozó hatásával magyarázható. Mindezen részfolyamatok eredményeként a habszerkezet kialakulásában habosítószerként hasznosul a szén-dioxid, az alacsony forráspontú észter, illetve az abból fejlődő alkohol; a poliol-észter pedig a jelen lévő habstabilizátorral együtt stabilizálja a hab cellaszerkezetét és javítja a cellafalak rugalmasságát. Az alacsony forráspontú észter, valamint a poliol-észter mennyiségének és minőségének (elsősorban forráspontjának és reakciókészségének) változtatásával a habosodás mértéke és a cellaszerkezet finoman szabályozható, mint az ismert, segéd-habosítószereket alkalmazó módszerekkel.During the reaction of the isocyanate component with the silicate component, the organic-inorganic polymer backbone is gradually formed and simultaneously carbon dioxide is released. In parallel with the release of carbon dioxide, the low boiling ester or the alcohol liberated by its hydrolysis is converted into vapor and these vapors are involved in foaming. The alcohol released from the low-boiling ester reacts with the -NCO groups of the isocyanate component, and the acid component of the ester is converted to a salt and entrapped in the gel matrix so that these components are incorporated into the product and do not lead to release of contaminants. As the reaction proceeds, the hydrolysis of the polyol esters also begins. The resulting polyols react with their reactive hydroxyl groups with the -NCO groups of the isocyanate component and are chemically incorporated into the product. Unlike the monofunctional alcohols liberated from the low spinning esters, polyols do not exert a chain-closing action because they still have groups carrying the polymerization. The foam stabilizing effect of the polyol esters may be explained by the presence of groups carrying the polymerization and the viscosity controlling effect of the compounds. As a result of all these sub-processes, carbon dioxide, low-boiling ester and the alcohol formed therefrom are utilized as blowing agents in the formation of the foam structure; and the polyol ester, together with the foam stabilizer present, stabilizes the cellular structure of the foam and improves the elasticity of the cell walls. By varying the amount and quality (particularly the boiling point and reactivity) of the low-boiling ester and the polyol ester, the degree of foaming and cellular structure can be finely controlled as is known in the art using auxiliary blowing agents.
A találmányt az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesebben ismertetjük.The invention is further illustrated by the following non-limiting Examples.
1. példaExample 1
A 169478 sz. magyar szabadalmi leírásban közölteket követve a következőképpen állítunk elő láncközi szulfonát csoportokat és láncvégi izocianát csoportokat tartalmazó poliuretán előpolimert:No. 169478. A polyurethane prepolymer containing inter-chain sulfonate groups and end-isocyanate groups is prepared as follows:
1800 g technikai minőségű 4,4’-difenil-metán-diizocianátot 200 g trimetilol-propánnal íniciált 250 hidroxilszámú polietilén-glikollal szobahőmérsékleten elkeverünk. így olyan előpolimert kapunk, amelynek NCOtartalma 25,6 tömeg%, viszkozitása 25 °C-on 1960 cP. Ezt az előpolimert 1000 g 1,2-diklór-etánban oldjuk, és az oldathoz 90 perc alatt 144,5 g kén-trioxid 1,2-diklóretánnal készített, 33,3 tömeg%-os oldatát csepegtetjük. Az elegyet 1 órán át 70 °C-on utókeverjük, majd az 1,2diklór-etán feleslegét ledesztilláljuk, és a maradékot lehűtjük. A kapott termék viszkozitása 25 °C-on 7500 cP, kéntartalma 0,85 tömeg%, -NCO tartalma 26 tömeg%.1800 g of technical grade 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are mixed with 200 g of trimethylol propane-initiated 250 hydroxyl polyethylene glycol at room temperature. This gives a prepolymer having an NCO content of 25.6% by weight and a viscosity at 25 ° C of 1960 cP. This prepolymer was dissolved in 1000 g of 1,2-dichloroethane and a solution of 144.5 g of sulfur trioxide in 1,2-dichloroethane (33.3% by weight) was added dropwise over 90 minutes. After stirring at 70 ° C for 1 hour, the excess 1,2-dichloroethane was distilled off and the residue was cooled. The product obtained had a viscosity of 7500 cP at 25 ° C, a sulfur content of 0.85 wt%, and an NCO content of 26 wt%.
g így kapott poliuretán előpolimerhez 60 g technikai minőségű, 20 °C-on 400 cP viszkozitású poliizocianátot (lásd a 2. példát), 40 g propilén-glikol-diacetátot, 10 g etil-acetátot és 2 g polisziloxán-poliétert adunk, az elegyet homogenizáljuk, majd ehhez az elegyhez 170 g tömény (34 tömeg%-os), technikai minőségű vizes nátrium-vízüveg oldat és 10 g olajsavas dietil-amin elegyét adjuk. Gyorsfordulatú keverővei 20 másodpercig keverjük az elegyet, ezután a keverést leállítjuk. A képződő hab kb. 90 másodperc elteltével éri el teljes magasságát. 1 óra elteltével a képződött kemény habot kiemeljük, és mechanikai tulajdonságait vizsgáljuk. A hab térfogattömege 120 kg/m3. A hab nyomószilárdsága szobahőmérsékleten 10%-kal, 120°C-on 40%-kal nagyobb a 4,4’-difenil-metán-diizocianátból és trimetilol-propánnal íniciált 250 hidroxilszámú polietilén-glikolból (előpolimer készítéséhez használt anyag) kialakítható azonos térfogattömegű poliuretán keményhab szilárdságánál.To the resulting polyurethane prepolymer (g) was added 60 g of technical grade polyisocyanate having a viscosity of 400 cP at 20 ° C (see Example 2), 40 g of propylene glycol diacetate, 10 g of ethyl acetate and 2 g of polysiloxane polyether. After homogenization, a mixture of 170 g of concentrated (34% w / w) aqueous sodium water glass solution and 10 g of oleic acid in diethylamine was added. Stir the mixture for 20 seconds with a high speed stirrer, then stop stirring. The foam formed is approx. It reaches its full height after 90 seconds. After 1 hour, the hard foam formed is removed and the mechanical properties examined. The foam has a bulk density of 120 kg / m 3 . The foam has a compressive strength of 10% at room temperature and 40% higher at 120 ° C from a polyurethane having the same volume of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 250 hydroxyl polyethylene glycol inactivated by trimethylolpropane (material used for prepolymerization). hard foam strength.
2. példaExample 2
A 169478 sz. magyar szabadalmi leírásban közölteket követve a következőképpen állítunk elő láncközi etilén-oxid csoportokat és izocianát végcsoportot tartalmazó poliuretán előpolimert:No. 169478. A polyurethane prepolymer having inter-chain ethylene oxide groups and an isocyanate end group is prepared as follows:
HU 207 746 ΒHU 207 746 Β
Anilin-formaldehid kondenzátum nyers foszgénezett termékéről olyan mennyiségű diizocianáto-difenilmetánt desztillálunk le, hogy a desztillációs maradék viszkozitása 25 °C-on 400 cP legyen. 80 kg így kapott desztillációs maradékot (2-kondenzált gyűrűs vegyületek részaránya 45,1 tömeg%, 3-kondenzált gyűrűs vegyületek részaránya 22,3 tömeg%, 3-nál több kondenzált gyűrűs vegyületek részaránya 32,6 tömeg%, NCO tartalom: 30-31 tömeg%) 16 kg n-butanollal iniciált polietilén-oxid-monoalkohollal összekeverünk, és a keveréket 8 órán át 80 °C-on tartjuk. Az így kapott előpolimer -NCO tartalma 24,6 tömeg%, viszkozitása 25 °C-onl300cP.From the crude phosgenated product of the aniline formaldehyde condensate, distillate an amount of diisocyanato-diphenylmethane such that the viscosity of the distillation residue at 25 is 400 cP. 80 kg of the thus obtained distillation residue (proportion of 2-condensed ring compounds 45.1%, proportion of 3-condensed ring compounds 22.3%, more than 3% of condensed ring compounds 32.6%, NCO content: 30- 31 kg by weight) was mixed with 16 kg of n-butanol-initiated polyethylene oxide mono-alcohol and the mixture was heated at 80 ° C for 8 hours. The prepolymer thus obtained had an NCO content of 24.6% by weight and a viscosity of 25 ° C at 300cP.
150 g így kapott poliuretán előpolimerhez 50 g kiindulási 400 cP viszkozitású poliizocianátot (azonos a fenti desztillációs maradékkal), 50 g glicerin-triacetátot, 10 g metil-acetátot és 5 g polisziloxán-poliétert adunk, a keveréket homogenizáljuk, majd hozzáöntjük 200 g 44 tömeg% szárazanyag-tartalmú vizes vízüveg-oldat (Na2O/SiO2 arány 1:2) és 5 g trietilén-diamin katalizátor elegyét. Az elegyet 10-20 másodpercig keverjük. Ezután az 1. példában leírtak szerint járunk el. A kapott hab térfogattömege 25 kg/m3, meleghajlítószilárdsága 131 °C.To 150 g of the thus obtained polyurethane prepolymer are added 50 g of a starting polyisocyanate having a viscosity of 400 cP (the same as the distillation residue above), 50 g of glycerol triacetate, 10 g of methyl acetate and 5 g of polysiloxane polyether. Aqueous solution of water in a dry solids solution (Na 2 O / SiO 2 ratio 1: 2) and 5 g of triethylene diamine catalyst. The mixture is stirred for 10-20 seconds. The procedure of Example 1 is then followed. The foam obtained had a bulk density of 25 kg / m 3 and a hot flexural strength of 131 ° C.
3. példaExample 3
450 g, a 2. példában közöltek szerint előállított poliuretán előpolimer, 100 g etilén-glikol-diacetát és 30 g tetra-etoxi-szilán elegyéhez 450 g nátrium-vízüveg (szárazanyag-tartalma 44 tömeg%, Na2O/SiO2 arány 1:2), 5 g amin katalizátor (összetétele: 75 tömeg% Ν,Ν-dimetil-amino-etán és 25 tömeg% diaza-biciklooktán) és 4 g polisziloxán-poliéter elegyét adjuk. A reakciókeveréket 15 másodpercig gyors keverőben intenzíven keverjük, majd egy papírzacskóba kiöntjük. A felhabosodás befejeződése és a termék lehűlése után a tennéket kiemeljük a papírzacskóból, és meghatározzuk a mechanikai jellemzőket. (Összehasonlításként zárójelben közöljük az egyébként azonos komponensekből készült, etilén-glikol-diacetát és tetra-etoxi-szilán helyett azonban 60 g triklór-fluor-metánt tartalmazó hab mechanikai adatait; ez a hab megfelel a 169 478 sz. magyar szabadalmi leírás 10. példájában ismertetett terméknek.) térfogattömeg: 17 kg/m3 (15 kg/m3) nyomószilárdság: 0,55 kp/cm2 (0,22 kp/cm2) térfogatváltozás 5 óra alatt 180 °C-on: 0% (0%) nyílt cellák aránya: 93% (97%) hóvezetőképességi szám: 0,037 kcal/mh grd (0,035 kcal/mh grd) gyúlékonyság ASTM D 1692-68 szerint: SE (SE) = önkioltó meleghajlítószilárdság: 138 °C (119 °C).To a mixture of 450 g of the polyurethane prepolymer prepared as in Example 2, 100 g of ethylene glycol diacetate and 30 g of tetraethoxysilane was added 450 g of sodium water glass (dry weight 44%, Na 2 O / SiO 2 ratio 1). 2), 5 g of amine catalyst (75% by weight, Ν, Ν-dimethylaminoethane and 25% by weight of diazabicyclooctane) and 4 g of polysiloxane-polyether are added. The reaction mixture was stirred vigorously for 15 seconds in a fast mixer and then poured into a paper bag. After the foaming is complete and the product has cooled, the articles are removed from the paper bag and mechanical properties are determined. (For comparison, the mechanical data of a foam containing 60 g of trichlorofluoromethane instead of ethylene glycol diacetate and tetraethoxysilane is shown in parentheses, which corresponds to Example 10 of Hungarian Patent No. 169,478. ) bulk density: 17 kg / m 3 (15 kg / m 3 ) compression strength: 0.55 kp / cm 2 (0.22 kp / cm 2 ) change in volume over 5 hours at 180 ° C: 0% (0 %) open cells ratio: 93% (97%) snow conductivity number: 0.037 kcal / mh grd (0.035 kcal / mh grd) flammability according to ASTM D 1692-68: SE (SE) = self-extinguishing hot flexural strength: 138 ° C (119 ° C) ).
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU238189A HU207746B (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Process for producing foamed polyisocyanate-polysilicic acid based party-compositions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU238189A HU207746B (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Process for producing foamed polyisocyanate-polysilicic acid based party-compositions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUT54182A HUT54182A (en) | 1991-01-28 |
HU207746B true HU207746B (en) | 1993-05-28 |
Family
ID=10959071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU238189A HU207746B (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Process for producing foamed polyisocyanate-polysilicic acid based party-compositions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU207746B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3840882B2 (en) * | 2000-07-07 | 2006-11-01 | 日本ポリウレタン工業株式会社 | Adhesive composition and filler composition for concrete |
-
1989
- 1989-05-12 HU HU238189A patent/HU207746B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUT54182A (en) | 1991-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4153768A (en) | Organic hydroxy silicates utilized as curing agents for polyurethane prepolymers | |
EP1852448B1 (en) | New trimerization catalysts from sterically hindered salts | |
KR20010042043A (en) | Polyurethane prepolymer compositions, foams made therefrom and methods of making each thereof | |
US3492394A (en) | Molding capable of providing multiple release of articles therefrom and of using same | |
IE42661B1 (en) | A process for the production of inorganic-organic plastics | |
US4518716A (en) | Foamable organosiloxane compositions | |
JP2011505482A (en) | Silicone-containing polyurethane foam | |
KR101027184B1 (en) | Silicone-containing foams | |
JP2001002750A (en) | One-component polyurethane foam material | |
JPS6028841B2 (en) | Catalyst mixture for foamed polyurethane | |
US4827005A (en) | Organomineral products, a process for their manufacture and their use | |
US4159369A (en) | Process for the production of poly (urethane silicate) cellular solid/solid products | |
JPS62932B2 (en) | ||
AU727418B2 (en) | Polyisocyanate based xerogels | |
US3715337A (en) | Preparation of poly(isocyanurate-urethanes) using trithiocarbonates as catalysts | |
US4083831A (en) | Process for the preparation of granular urethane-urea polymers | |
US5138014A (en) | Silicate compound modified by hydroxyl containing compounds | |
HU207746B (en) | Process for producing foamed polyisocyanate-polysilicic acid based party-compositions | |
CS273328B2 (en) | Method of organo-mineral foamy materials production | |
JP2696426B2 (en) | Method for producing polyurethane molded foam | |
US4572918A (en) | Foamable polyorganosiloxane compositions | |
US4544681A (en) | Foamable organosiloxane compositions | |
US6713554B2 (en) | Compositions for the manufacture of organo-mineral products, products obtained therefrom and their use | |
US5140052A (en) | Hydrolyzed dialkyl dicarbonates as blowing agents for polymers | |
JP2013523925A (en) | Silicone-containing polyisocyanurate foam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |