PL114623B2 - Process for manufacturing polyurethane-polyisocyanuratefoams - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pia¬ nek poliuretanowo-poliizocyjanurowych metoda jedno- stopniowa z wykorzystaniem krajowego technicznego tolilenodwuizocyjanianu wystepujacego pod nazwa Izo- cyn TSA.Powszechnie do wytwarzania sztywnych pianek polii¬ zocyjanurowych, poliuretanowo-poliizocyjanurowych i poliuretanowych stosuje sie poliizocyjaniany, bedace produktami fosgenowania technicznego produktu kon¬ densacji aniliny z aldehydem mrówkowym w srodowisku kwasnym. Zastosowanie opisanego poliizocyjanianu do wytwarzania pianek poliizocyjanurowych z podaniem jego szczególowego skladu opisano w patencie USA 3644232.Tolilenodwuizocyjanian stosowany jest powszechnie do wytwarzania elastycznych pianek poliuretanowych w sporadycznych przypadkach i to najczesciej w mieszani¬ nie z polimetylenopolifenylenopoliizocyjanianem do wytwarzana sztywnych pianek poliuretanowych. W cza¬ sie fosgenowania tolilenodwuaminy podczas oddestylo- wywania rozpuszczalnika i destylacji tolilenodwuizocy¬ janianu powstaje pewna ilosc substancji smolistych, które nie maja praktycznego zastosowania. W sklad sub¬ stancji smolistych wchodza glównie produkty uboczne reakcji fosgenowania — polimoczniki powstale w reakcji tolilenodwuizocyjanianu z niecalkowicie zfosgenowana tolilenodwuamina, oraz dimery, trimery i karbodwua- midy powstale w czasie rozdestylowywania mieszaniny poreakcyjnej.Prowadzone sa równiez prace badawcze nad wykorzy¬ staniem nieoczyszczonego od substancji smolistych toli¬ lenodwuizocyjanianu do wytwarzania pianek poliureta¬ nowych. Oczyszczona od rozpuszczalnika mieszanine produktów fosgenowaniatolilenodwuaminy o równowa¬ zniku 90+ 125 wykorzystuje sie do wytwarzania elasty¬ cznych pianek poliuretanowych (wg opisu pat. USA 3756970). Surowy tolilenodwuizocyjanian po wstepnym wygrzaniu z kwasem mrówkowym w ilosci 0,1-4% w temperaturze 423-473 K uzywa sie do otrzymywania sztywnych pianek poliuretanowych (wg opisu pat. 3887502). W syntezie zywic poliuretanowych stosuje sie równiez surowy tolilenodwuizocyjanian po aktywacji aminami III i IIrzedowymi alkanoloaminami w tempera¬ turze 423-523 K (wg opisu pat. jap. 13032).Tego typu izocyjanian wykorzystuje sie równiez do wytwarzania elastomerów (opis patentowy 106308), Znana jest do wytwarzania sztywnych pianek poliureta¬ nowych poliizocyjanianem techniczna mieszanina pro¬ duktów fosgenowania tolilenodwuaminy po wydestylo- waniu rozpuszczalnika i czesciowym oddestylowaniu tolilenodwuizocyjanianu (opis patentowy 110484). Stabi¬ lizowany fosforanem trój(2-chloroetylowym) roztwór substancji smolistych wtolilenodwuizocyjanianie nazwa¬ no Izocynem TSA. Opracowana technologia pozwala na bezodpadowa produkcje czystych tolilenodwuizocyja- nianów oraz Izocynu TSA, który moze byc w pelni wyko¬ rzystany. Dotychczas otrzymywane sztywne pianki poliuretanowe z wykorzystaniem Izocynu TSA posiadaja niska odpornosc termiczna.Celem wynalazku jest usuniecie znanych wad i niedo¬ godnosci przez opracowanie sposobu wytwarzania pia¬ nek poliuretanowo poliizocyjanurowych z wykorzysta-l 114 623 4 niem Izocnu TSA. Atrakcyjne wlasciwosci fizyko-me- chaniczne pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych otrzymywanych metodajednostopniowa osiaga sie przez odpowiedni dobór surowców i ukladu katalitycznego.Pianki poliuretanowo-poliizocyjanurowe otrzymywane sposobem wedlug wynalazku posiadaja wyzsza odpor¬ nosc termiczna, wyzsza temperature mieknienia, nizsza palnosc i wyzsza stabilnosc wymiarów.Istota wynalazku polega na tym, ze w reakcji zpoliete- rolem w temperaturze 286-300K, najkorzystniej 293-l?2~ K*.jako poliizocyjanian stosuje sie mieszanine prod^iKtów fosgenowaniat tolilenodwuaminu stabilizo¬ wana, po wydestylowani u rozpuszczalnika i czesci tolile- nodwuizocyjanianu, fosforanem trój(2-chloroetylowym) samodzielnie lub w mieszaninie z polimetylenopolifeny- Jenopoliizocyjanianem w stosunku równowaznikowym od 10:1 do 1:1, aw sklad ukladu katalitycznego wchodzi octan potasu w ilosci od 0,003 do 0,03 mola, trójetyleno- dwuamina w ilosci od 0,003 do 0,03mola i weglan potasu w ilosci0,001 do0,008mola na równowaznikpoliizocyja- nianu przy czym, octan potasu i trójetylenodwuamine stosuje sie w postaci 33% roztworów w glikolu dwuetyle- nowym a weglan potasu w postaci 50% roztworu wodnego.Zaleta wynalazku jest technicznie prosty jednoeta¬ powy sposób wytwarzania sztywnych pianek poliureta- nowo-poliizocyjanurowych o podwyzszonej odpornosci termicznej w stosunku do sztywnej pianki poliuretano¬ wej. Sposób wedlug wynalazku pozwala na pelne wyko¬ rzystanie mieszaniny produktów fosgenowania tolileno- dwuaminy w produkcji sztywnych pianek poliuretano- wo-poliizocyjanurowych. Pianki te powinny znalezc szerokie zastosowaniejako izolacje termiczne w cieplow¬ nictwie. Omawiany sposób zilustrowano nastepujacymi przykladami.Przyklad I. 403 czesci wagowych mieszaniny skla¬ dajacej sie z 280czesci wagowych Izocynu TSAo procen¬ towej zawartosci grup —NCO 26,81% i 123 czesci wagowych polimetylenopolifenylenopoli izocyjanianu o zawartosci grup —NCO 30,5% energicznie miesza sie w temperaturze 293±2K z przedmieszka sporzadzona z 100czesci wagowych polioksypropylenowanej sacharozy o Loh = 495 mg KOH/g, 8,20 czesci wagowych kopoli¬ meru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropyleno- wegol5,8 czesci wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu dwuetylenowym, 18,2 czesci wagowych 33% roztworu trójetylenodwuaminy w glikolu dwuetyleno¬ wym, 3,6czesci wagowych 50% roztworu weglanu potasu w wodzie i 59,0czesci wagowych monofluorotrójchloro- metanu. Otrzymana kompozycje wlewa sie szybko do otwartej formy, w której swobodnie spienia sie. Otrzy¬ muje sie pianke poliuretanowo-poliizocyjanurowa o gestosci pozornej 32,73 kg/m3 (PN—72/C—89046), kru¬ chosci 56,14% (ASTM C—421), wytrzymalosci na sci¬ skanie w kierunku równoleglym do wzrostu 184,37 K Pa (PN—73/C—89071), wskazniku tlenowym 24,8% (PN— 76/C—89020) i temperaturze mieknienia przy napreze¬ niu sciskajacym 515 K (DIN—53424).Przyklad II. 420 czesci wagowych Izocynu TSA o zawartosci grup —NCO 26,81% energicznie miesza sie w temperaturze 293 ± 2 K z przedmieszka sporzadzona z 80 czesci wagowych polioksypropylenowanej sacharozy o Loh=495 mg KOH/g 62 czesci wagowych polioksypro¬ pylenowanej gliceryny o Loh= 160 mg KOH/g, 20czesci wagowych technicznego eteru dwuglkydowego 2,2- dwu(4-hydroks\fenylo)-propanu o zawartosci grup epo¬ ksydowych 28,5% 8,2 czesci wagowych kopolimeru polisiloksanopolio ksyetylenopolioksypropylenowego 7,8 czesci wagowych roztworu octanu potasu w glikolu dwuetylenowym, 18,2 czesci wagowych 33% roztworu trójetylenodwuaminy w glikolu dwuetylenowym, 3,7 czesci wagowych 50% roztworu weglanu potasu w wodzie i 62 czesci wagowych monofluorotrójchlorome- tanu. Otrzymana kompozycje wylewa sie do otwartej formy, w której swobodnie spienia sie. Powstaje pianka poliuretanowo-poliizocyjanurowa o gestosci pozornej 27,06kg/m3 (PN—72/C—89046), kruchosci 42,/2% (ASTM C—421), wytrzymalosci na sciskanie w kierunku równoleglym do wzrostu 169,16 kPa (PN—73/C— 89071), wskazniku tlenowym 25,8% (PN—76/C—89020) i temperaturze mieknienia przy naprezeniu sciskajacym 495,5 K (DIN—53424).Przyklad IIL 420 czesci wagowych TSA o zawar¬ tosci grup —NCO 26,81% energicznie miesza sie w tem¬ peraturze 293±2K z przedmieszka sporzadzona z 60 czesci wagowych polioksypropylenowanej sacharozy o Loh=495 mg KOH/g, 124 czesci wagowych polioksyp¬ ropylenowanej gliceryny o Loh =160 mg KOH/g 8,2 czesci wagowych kopolimeru polisiloksanopolioksyety- lenopolioksypropylenowego, 15,8 czesci wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu dwuetylenowym, 18,2 czesci wagowych 33% roztworu trójetylenodwuaminy w glikolu dwuetylenowym, 3,7 czesci wagowych 50% roz¬ tworu weglanu potasu w wodzie i 21 czesci wagowych monofluorotrójchlorometanu. Otrzymana kompozycje wylewa sie do otwartej formy, w której swobodnie spie¬ nia sie. Powstaje pianka poliuretanowo-poliizocyjanuro- wa o gestosci pozornej 44,72 kg/m3 (PN—72/C—89046), kruchosci 16,01% (ASTM C—421), wytrzymalosci na sciskanie w kierunku równoleglym do wzrostu 308,91 KPa (PN—73/C—89071), wskazniku tlenowym 25,0% (PN—76/C—89020) i temperaturze mieknienia przy naprezeniu sciskajacym 462 K (DIN—53424).Przyklad IV.409 czesci wagowych mieszaniny skla¬ dajacej sie z 335,6 czesci wagowych Izocynu TSA o zawartosci grup —NCO 26,81% i 73,8 czesci wagowych polimetylenopolifenylenopoliizocyjanianu o zawartosci grup —NCO 30,5% energicznie miesza sie w temperatu¬ rze 293 ± 2 K z przedmieszka sporzadzona z 60 czesci wagowych polioksypropylenowanej sacharozy o Loh= =495 KOH/g, 124 czesci wagowych polioksypropyleno¬ wanej gliceryny o Loh= 160mg KOH/g, 8,2czesci wago¬ wych kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolio- ksypropylenowego, 15,8 czesci wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu dwuetylenowym, 18,2 czesci wagowych 33% roztworu trójetylenodwuaminy w gli¬ kolu dwuetylenowym, 3,7 czesci wagowych 50% roz¬ tworu weglanu potasu w wodzie i 20 czesci wagowych monofluorotrójchlorometanu. Otrzymana kompozycje wylewa sie do otwartej formy, w której swobodnie spie-114423 nia sie. Powstaje pianka poliuretanowo-poliizocyjanu- rowa o gestosci pozornej 43,71 kg/m3 (PN—72/C— 89046), kruchosci 17,86% (ASTM C—421), wytrzyma¬ losci na sciskanie w kierunku równoleglym do wzrostu 283,41 kPa (PN—73/C—89071), wskazniku tlenowym 24,4% (PN—76/C—89020) i temperaturze mieknienia przy naprezeniu sciskajacym 463,5 K (DIN—53424).Przyklad V. 700 czesci wagowychTSA o zawartosci grup —NCO 26.81% energicznie miesza siew temperatu¬ rze 293±2K z przedmieszka sporzadzona z 60 czesci wagowych polioksypropylenowanej sacharozy o Loh= 495 mg KOH/g, 124 czesci wagowych polioksypropyle¬ nowanej gliceryny o LoH=160mg KOH/g, 14 czesci wagowych kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopo- lioksypropylenowego, 26,34 czesci wagowych 33% roz¬ tworu octanu potasu w glikolu dwuetylenowym, 30,34 czesci wagowych 35% roztworu trójetylenodwuaminy w glikolu dwuetylenowym, 6,16 czesci wagowych 50% roz- ' tworu weglanu potasu w wodzie i 35 czesci wagowych monofluorotrójchlorometanu. Otrzymana kompozycje wlewa sie do otwartej formy, w której swobodnie spienia sie. Powstaje pianka poliuretanowo-poliizocyjanurowao gestosci pozornej 39,45kg/m3, kruchosci 27,80% (ASTM C—421), wytrzymalosci na sciskanie w kierunku równo¬ leglym do wzrostu 243,20 kPa (PN—73/C—89071), wskazniku tlenowym 26,2% (PN—76/C—89020) i tem¬ peraturze mieknienia przy naprezeniu sciskajacym 501,5 K (PIN—53424).Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania pianek poliuretanowo-polii/.c- janurowych w reakcji poli i/<<:janianu z policterolem. korzystniej z mieszanina polic«croli, przy stosunku rów¬ nowazników)m poliizocyjanianu do polieterolu rówmm od 1:1 do 10:1, najkorzystniej od 2: I do 5:1, w obec¬ nosci kopolimerupolisiloksanopolioksyetylenopolioksy- propylenowego, monofluorotrójchlorometanu i ukladu katalitycznego, znamienny tym, ze w reakcji z polietero- lem w temperaturze 286-300 K, najkorzystniej 293 ± 2 K, jako poliizocyjanian stosuje sie mieszanine produktów fosgenowania tolilenodwuaminy stabilizowana, po wy- destylowaniu rozpuszczalnika i czesci tolilenodwutEecy- janianu, fosforanem trój(2-chloroetylowym) samodziel¬ nie lub w mieszaninie z polimetylenopolifcnylenopoliizo- cyjanianem w stosunku równowaznikowym od 10:1 do^ 1:1 a w sklad ukladu katalitycznego wchodzi octan potasu w ilosci od 0,003 do 0,03, trójetylenodwuamina w ilosci od 0,003 do 0,03 i weglan potasu w ilosci od 0,001 do 0,008 mola na równowaznik poliizocyjanianu przy czym, octan potasu i trójetylenodwuamine stosuje sie u postaci 33% roztworówwglikoludwuetylenowym a weg¬ lan potasu w postaci 50% roztworu wodnego. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania pianek poliuretanowo-polii/.c- janurowych w reakcji poli i/<<:janianu z policterolem. korzystniej z mieszanina polic«croli, przy stosunku rów¬ nowazników)m poliizocyjanianu do polieterolu rówmm od 1:1 do 10:1, najkorzystniej od 2: I do 5:1, w obec¬ nosci kopolimerupolisiloksanopolioksyetylenopolioksy- propylenowego, monofluorotrójchlorometanu i ukladu katalitycznego, znamienny tym, ze w reakcji z polietero- lem w temperaturze 286-300 K, najkorzystniej 293 ± 2 K, jako poliizocyjanian stosuje sie mieszanine produktów fosgenowania tolilenodwuaminy stabilizowana, po wy- destylowaniu rozpuszczalnika i czesci tolilenodwutEecy- janianu, fosforanem trój(2-chloroetylowym) samodziel¬ nie lub w mieszaninie z polimetylenopolifcnylenopoliizo- cyjanianem w stosunku równowaznikowym od 10:1 do^ 1:1 a w sklad ukladu katalitycznego wchodzi octan potasu w ilosci od 0,003 do 0,03, trójetylenodwuamina w ilosci od 0,003 do 0,03 i weglan potasu w ilosci od 0,001 do 0,008 mola na równowaznik poliizocyjanianu przy czym, octan potasu i trójetylenodwuamine stosuje sie u postaci 33% roztworówwglikoludwuetylenowym a weg¬ lan potasu w postaci 50% roztworu wodnego. PL