PL202989B1 - Niepalna przedmieszka do wytwarzania produktów spienionych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy niepalnych przedmieszek poliestropoliolowych i/lub polieteropoliolowych do wytwarzania tworzyw piankowych, w szczególności poliuretanowych produktów spienionych. Przedmieszki te są przedmieszkami poliestropoliolowymi i/lub polieteropoliolowymi.

Pianki poliuretanowe wytwarza się w wyniku reakcji izocyjanianów z poliolem albo z mieszaniną polioli w obecności porofora, korzystnie hydrofluoroalkanu. Zastosowanie 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (HFC 365mfc) jako porofora w procesie wytwarzania poliuretanowych tworzyw piankowych jest znane. Ponieważ temperatura zapłonu 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu jest niższa niż -27°C, to stanowi on łatwo zapalną ciecz i jego użytkowanie jako porofora jest poważnie ograniczone. Z tego względu 1,1,1,3,3-pentafluorobutan stosuje się zwykle w mieszaninie z innymi fluorowęglowodorami. Znane mieszaniny poroforów zawierają obok HFC 365mfc np. 1,1,1,2-tetrafluoroetan (HFC 134a), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan (HFC 227ea) bądź 1,1,1,3,3-pentafluoropropan (HFC 245fa). Te mieszaniny poroforów charakteryzują się brakiem temperatury zapłonu i nadają się do wytwarzania spienionych tworzyw sztucznych.

Znana i typowa metoda postępowania w procesie wytwarzania pianek polega na otrzymaniu najpierw z rozmaitych substancji wyjściowych tak zwanych przedmieszek, które następnie poddaje się reakcji z izocyjanianem. W celu uzyskania przedmieszki miesza się ze sobą w odpowiednich ilościach poliole lub polietery, porofor, katalizator oraz, ewentualnie, inne dodatki, po czym wytwarza się piankę w wyniku skontaktowania przedmieszki z izocyjanianem bą dź izocyjanianami.

Jeżeli przedmieszki otrzymuje się z zastosowaniem uprzednio wymienionych mieszanin poroforów, to w razie przekroczenia krytycznych ilości poroforów może nieoczekiwanie dojść do sytuacji, w której cały układ ze względu na niską temperaturę zapłonu zakwalifikuje się do grupy układów palnych, aczkolwiek mieszanina poroforów oraz kompozycja poliolowa jako takie są niepalne.

Celem wynalazku jest uzyskanie niepalnej, stabilnej przedmieszki do wytwarzania tworzyw piankowych, która również po przekroczeniu 4-procentowego wagowo udziału poroforu w układzie nie wykazuje temperatury zapłonu.

Przedmiotem wynalazku jest niepalna przedmieszka do wytwarzania produktów spienionych złożona z polieteropoliolu i/lub poliestropoliolu, substancji dodatkowych takich jak katalizator, stabilizator, inne dodatki oraz porofor, charakteryzująca się tym, że zawiera 4-35% wagowych dwuskładnikowej mieszaniny poroforów złożonej z a) 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i b) 1,1,1,2-tetrafluoroetanu, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropanu albo 1,1,1,3,3-pentafluoropropanu oraz 10-20% wagowych związku fosforu, przy czym jako związek fosforu zawiera fosforan trietylowy albo fosforan tris-chloroizopropylu.

Korzystnie niepalna przedmieszka według wynalazku zawiera 10-15% wagowych dwuskładnikowej mieszaniny poroforów.

Korzystnie niepalna przedmieszka według wynalazku zawiera 10-15% wagowych związku fosforu.

Mieszanina poroforów oprócz HFC 365mfc zawiera korzystnie co najmniej 5% wagowych, korzystnie 7% wagowych HFC 134a, HFC 227ea oraz HFC 245fa.

Do przedmieszki w znany sposób wprowadza się dalsze substancje dodatkowe, takie jak np. katalizator, stabilizator oraz inne dodatki. Przedmieszkę według wynalazku w znany sposób kontaktuje się z izocyjanianem bądź izocyjanianami i spienia.

Do wytwarzania pianek poliuretanowych stosuje się zwykle poliizocyjaniany zawierające na przykład 2-4 grupy izocyjanianowe. Ich wytwarzanie oraz używane do tego celu podstawowe substancje chemiczne są znane. Izocyjaniany te zawierają alifatyczną resztę węglowodorową liczącą do 18 atomów C, cykloalifatyczną resztę węglowodorową liczącą do 15 atomów C, aromatyczną resztę węglowodorową o 6-15 atomach C albo aryloalifatyczną resztę węglowodorową o 8-15 atomach C. Korzystne z technicznego punktu widzenia składniki wyjściowe to, na przykład, 2,4- i 2,6-diizocyjanian toluilenu, diizocyjanianodifenylometan, polimetylenopolifenyloizocyjanian oraz ich mieszaniny. Można również stosować tak zwane modyfikowane poliizocyjaniany, które zawierają grupy karbodiimidowe, uretanowe, allofanianowe, izocyjanurowe, mocznikowe bądź biuretowe.

Dalszymi składnikami wyjściowymi są związki zawierające co najmniej 2 atomy wodoru reaktywne w stosunku do izocyjanianów. Zalicza się do nich w szczególności związki o ciężarze cząsteczkowym od 400 do 10 000, korzystnie o 2-8 grupach hydroksylowych, i które ponadto mogą zawierać grupy aminowe, tiolowe lub karboksylowe.

W charakterze wprowadzanych do spienianych ukł adów ś rodków pomocniczych i dodatków można zastosować porofory chemiczne, np. wodę. Można także wykorzystywać katalizatory, na przyPL 202 989 B1 kład aminy trzeciorzędowe, takie jak dimetylocykloheksyloamina, i/lub związki metaloorganiczne. Można wprowadzać dodatkowe substancje powierzchniowo czynne, np. emulgatory lub stabilizatory piany, takie jak kopolimery polisiloksanowopolieterowe, opóźniacze reakcji, regulatory wzrostu komórek, np. parafiny, alkohole tłuszczowe lub polidimetylosiloksany, pigmenty oraz barwniki. Możliwe jest również dodawanie stabilizatorów przeciwdziałających starzeniu bądź wpływowi czynników atmosferycznych, napełniaczy, barwników, środków antyelektrostatycznych, środków zarodkujących, regulatorów porów i substancji czynnych stanowiących biocydy.

Odpowiednie katalizatory zostały na przykład wymienione w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym WO 96/14354. Zalicza się do nich aminy organiczne, aminoalkohole, oraz aminoetery, na przykład pochodne morfoliny, na przykład dimetylocykloheksyloaminę, dietanoloaminę, eter 2-dimetyloaminoetylowo-3-dimetyloaminopropylowy, eter 2-dimetyloaminoetylowy, eter 2,2-dimorfolinodietylowy, N,N-dimetyloaminoetylomorfolinę, N-dimetylomorfolinę. Jako katalizatory użyteczne są też związki metaloorganiczne, na przykład związki cyny, kobaltu albo żelaza, takie jak dioktanian cyny, naftenian kobaltu, dilaurynian dibutylocyny i acetonylooctan żelaza.

Zaleta przedmieszki według wynalazku polega na tym, że dzięki dodatkowi środków ogniochronnych, takich jak fosforan trietylowy, fosforan tris-chloroizopropylu następuje wyraźnie zaznaczona modyfikacja wzajemnej rozpuszczalności składników, co podnosi na tyle temperaturę zapłonu, że odpada zaklasyfikowanie układu jako palnego. Ułatwia to przechowywanie i transportowanie przedmieszki.

P r z y k ł a d 1

Polieteropoliol (Tercarol A350) miesza się z 10% wagowymi (w przeliczeniu na poliol) proforu i okreś la temperaturę zapł onu. Jako porofor stosuje się dwuskł adnikową mieszaninę 94% wagowych HFC 365mfc + 6% wagowych HFC 227ea. Temperatura zapłonu określona według normy DIN EN ISO 13736 wynosi 15°C.

P r z y k ł a d y 2-5

Analogicznie jak w przykładzie 1 wytwarza się przedmieszki z polieteropoliolu (Tercarol A350) i 10% wagowych dwuskładnikowej mieszaniny poroforów oraz wprowadzanego dodatkowo fosforanu trietylowego (TEP) lub fosforanu tris chloroizopropylu (TCPP). Temperaturę zapłonu określa się według normy DIN EN ISO 13763. Przedmieszki (o składach przedstawionych w tabeli 1) nie wykazują temperatury zapłonu.

T a b e l a 1

Nr przykładu	Mieszanina poroforów	Stosunek	Związek fosforu
2	HFC 365mfc/HFC 227ea	94 : 6	10% wagowych TEP
3	HFC 365mfc/HFC 227ea	94 : 6	13% wagowych TCPP
4	HFC 365mfc/HFC 134a	93 : 7	15% wagowych TEP
5	HFC 365mfc/HFC 245fa	75 :25	10% wagowych TEP

Zastrzeżenia patentowe

Claims (3)

1. Niepalna przedmieszka do wytwarzania produktów spienionych złożona z polieteropoliolu i/lub poliestropoliolu, substancji dodatkowych takich jak katalizator, stabilizator, inne dodatki oraz porofor, znamienna tym, że zawiera 4-35% wagowych dwuskładnikowej mieszaniny poroforów złożonej z a) 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i b) 1,1,1,2-tetrafluoroetanu, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropanu albo 1,1,1,3,3-pentafluoropropanu oraz 10-20% wagowych związku fosforu, przy czym jako związek fosforu zawiera fosforan trietylowy albo fosforan tris-chloroizopropylu.

2. Niepalna przedmieszka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera 10-15% wagowych dwuskładnikowej mieszaniny poroforów.

3. Niepalna przedmieszka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera 10-15% wagowych związku fosforu.