PL209091B1

PL209091B1 - Method for manufacture of rigid polyisocyanurate-polyurethane foams

Info

Publication number: PL209091B1
Application number: PL369091A
Authority: PL
Inventors: Bogusław Czupryński; Joanna Paciorek-Sadowska; Joanna Liszkowska
Original assignee: Akademia Bydgoska Im Kazimierza Wielkiego
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2011-07-29
Also published as: PL369091A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo - poliizocyjanurowych zwłaszcza metodą jednostopniową.The subject of the invention is a method of producing rigid polyurethane-polyisocyanurate foams, in particular by the one-step method.

Pianki poliuretanowo-poliizocyjanurowe wykorzystuje się jako izolację termiczną z przeznaczeniem w temperaturze od 130°C do 150°C. Ważnym elementem w technologii wytwarzania pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych jest dobór odpowiedniego modyfikatora gwarantującego obniżenie palności, kruchości oraz zwiększenie wytrzymałości na ściskanie pianek. Jako środki zmniejszające palność stosuje się związki zawierające w swoim składzie fosfor, azot, chlorowce (N. Pietruszka, Z. K. Brzozowski, L. Żabski, Polimery, 2000, nr 4, str. 282 - 287; polskie zgłoszenie pat. 327 103 (1998); K. C. Frisch, Polimery, 1996, nr 41, str. 257; J. D. Rox, D. Monton: Urethanes Technology, 1995, nr 1, str. 23; S. Boryniec, W. Przygocki, Polimery 1994, nr 10, str. 656-663) oraz bor (E. B. Stephens, K. E. Kinsey, J. H. Tour, Macromoleculs, 1993, nr 26, str. 351; I. Touval: in Krik - Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 10, Viley New York, 1993, str. 941- 943; E. Bortel, Polimery, nr 5, str. 145-148).Polyurethane-polyisocyanurate foams are used as thermal insulation at temperatures from 130 ° C to 150 ° C. An important element in the technology of producing polyurethane-polyisocyanurate foams is the selection of an appropriate modifier that guarantees reduced flammability, brittleness and increased compressive strength of the foams. As flame retardants, compounds containing phosphorus, nitrogen, and halogens are used (N. Pietruszka, ZK Brzozowski, L. Żabski, Polimery, 2000, No. 4, pp. 282 - 287; Polish application No. 327 103 (1998). ; KC Frisch, Polimery, 1996, No. 41, p. 257; JD Rox, D. Monton: Urethanes Technology, 1995, No. 1, p. 23; S. Boryniec, W. Przygocki, Polimery 1994, No. 10, p. 656-663) and boron (EB Stephens, KE Kinsey, JH Tour, Macromoleculs, 1993, No. 26, p. 351; I. Touval: in Krik - Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 10, Viley New York, 1993, pp. 941-943; E. Bortel, Polimery, No. 5, pp. 145-148).

Ogólnie za dobre pianki poliuretanowo-poliizocyjanurowe uważa się pianki o kruchości niższej niż 40% (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki 3793236).Generally, good polyurethane-polyisocyanurate foams are considered to be foams with a brittleness of less than 40% (US Patent 3,793,236).

Celem wynalazku jest wyeliminowanie znanych wad i niedogodności przez opracowanie sposobu wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych o zmniejszonej palności, kruchości i zwiększonej wytrzymałości na ściskanie.The object of the invention is to eliminate the known drawbacks and drawbacks by providing a method for producing rigid polyurethane-polyisocyanurate foams with reduced flammability, brittleness and increased compressive strength.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych w reakcji technicznego 4,4'diizocyjanianodifenylometanu (Ongromat 20-30) z polioksypropylenoheksolem (Rokopol RF-55) przy stosunku równoważ nikowym (R) technicznego 4,4'diizocyjanianodifenylometanu do polioksypropylenoheksolu równym od 1,0 do 5,0 korzystnie od 1,5 do 3,5 w temperaturze od 18°C do 25°C. Pianki otrzymuje się w obecności produktu reakcji boranu tri(hydroksyetylenowego) i epichlorohydryny tj. boranu tri(etylooksy-1-chloro-2-hydroksypropylowego) w ilości od 0,2R 11,2 g do 0,5R 27,87 g, 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym, 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dipropylenowym, kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego, wody destylowanej.The subject of the invention is a method for the production of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams by the technical reaction of 4,4''diisocyanatodiphenylmethane (Ongromat 20-30) with polyoxypropylenehexol (Rokopol RF-55) with an equivalent ratio (R) of technical 4,4'diisocyanatodiphenylmethane to polyoxypropylene 0.0 to 5.0 preferably 1.5 to 3.5 at a temperature of 18 ° C to 25 ° C. The foams are obtained in the presence of the reaction product of tri (hydroxyethylene) borate and epichlorohydrin, i.e. tri (ethyloxy-1-chloro-2-hydroxypropyl) borate in an amount from 0.2R 11.2 g to 0.5R 27.87 g, 33- % potassium acetate in diethylene glycol, 33% triethylenediamine in dipropylene glycol, polysiloxane polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer, distilled water.

Zaletą sposobu według wynalazku jest technicznie prosty, jednostopniowy sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych o zmniejszonej palności, kruchości i zwiększonej wytrzymałości na ściskanie.An advantage of the method according to the invention is a technically simple, one-step method for producing rigid polyurethane-polyisocyanurate foams with reduced flammability, brittleness and increased compressive strength.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został w przykładach wykonania.The subject of the invention has been illustrated in the following examples.

P r z y k ł a d 1 (w częściach wagowych)Example 1 (in parts by weight)

Przedmieszkę sporządzoną z 45,32 (0,8R) polioksypropylenoheksolu (Rokopol RF-55) o LOH=495 mg KOH/g; 11,5 (0,2R) boranu tri(etylooksy-1-chloro-2-hydroksypropylowego) (produkt reakcji boranu tri(hydroksyetylenowego) i epichlorohydryny) o LOH=503,15 mg KOH/g; 4,6 kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego (Silicone L-6900); 6,5 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 2,8 33- procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dipropylenowym i 3,15 wody destylowanej miesza się z 250,1 technicznego 4,4'-diizocyjanianodifenylometanu (Ongromat 20-30) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości pozornej 60,6kg/m³(PN-92/C-89046); kruchości 9,1% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 348,6 kPa (PN - 93/C - 89071), temperaturze mięknienia 181°C (DIN -53424), o wskaź niku tlenowym 25,1% (PN-76/C-89020).A masterbatch made of 45.32 (0.8R) polyoxypropylenehexol (Rokopol RF-55) with LOH = 495 mg KOH / g; 11.5 (0.2R) tri (ethyloxy-1-chloro-2-hydroxypropyl) borate (reaction product of tri (hydroxyethylene) borate and epichlorohydrin) with LOH = 503.15 mg KOH / g; 4.6 polysiloxane polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer (Silicone L-6900); 6.5 of a 33% solution of potassium acetate in diethylene glycol; 2.8 of a 33% solution of triethylenediamine in dipropylene glycol and 3.15 of distilled water are mixed with 250.1 of technical 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (Ongromat 20-30) containing 31% NCO groups and poured into the open mold. Obtained a rigid polyurethane-polyisocyanurate foam of apparent density of 60,6kg / ^m3 (PN-92 / C-89046); brittleness 9.1% (ASTM-C-421-61), compressive strength in the direction parallel to the increase 348.6 kPa (PN - 93 / C - 89071), softening point 181 ° C (DIN -53424), with the index oxygenate 25.1% (PN-76 / C-89020).

P r z y k ł a d 2 (w częściach wagowych)Example 2 (in parts by weight)

Przedmieszkę sporządzoną z 39,66 (0,7R) polioksypropylenoheksolu (Rokopol RF-55) o LOH =495 mg KOH/g; 16,73 (0,3R) boranu tri(etylooksy-1-chloro-2-hydroksypropylowego) (produkt reakcji boranu tri(hydroksyetylenowego) i epichlorohydrynylo LOH=503,15 mg KOH/g; 4,6 kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego (Silicone L-6900); 6,5 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 2,8 33- procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dipropylenowym i 3,15 wody destylowanej miesza się z 250,1 technicznego 4,4'-diizocyjanianodifenylometanu (Ongromat 20-30) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości pozornej 59,9kg/m³(PN-92/C-89046); kruchości 7,4% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 386,0 kPa (PN - 93/C - 89071), temperaturze mięknienia 172,0°C (DIN -53424), o wskaź niku tlenowym 26,5% (PN-76/C-89020).A masterbatch made of 39.66 (0.7R) polyoxypropylenehexol (Rokopol RF-55) with LOH = 495 mg KOH / g; 16.73 (0.3R) tri (ethyloxy-1-chloro-2-hydroxypropyl) borate (reaction product of tri (hydroxyethylene) borate and epichlorohydrinyl LOH = 503.15 mg KOH / g; 4.6 polysiloxane polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer (Silicone L- 6900); 6.5 33% potassium acetate solution in diethylene glycol; 2.8 33% triethylenediamine solution in dipropylene glycol and 3.15 distilled water are mixed with 250.1 technical 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (Ongromat 20- 30) the content of - NCO groups of 31%, and poured into an open mold. obtained a rigid polyurethane-polyisocyanurate foam of apparent density of 59,9kg / ^m3 (PN-92 / C-89046), friability of 7.4% (ASTM- C-421-61), compressive strength parallel to the growth 386.0 kPa (PN - 93 / C - 89071), softening point 172.0 ° C (DIN -53424), oxygen index 26.5% (PN-76 / C-89020).

PL 209 091 B1PL 209 091 B1

P r z y k ł a d 3 (w częściach wagowych)Example 3 (in parts by weight)

Przedmieszkę sporządzoną z 33,9 (0,6 R) polioksypropylenoheksolu (Rokopol RF-55) o LOH=495 mg KOH/g; 23,3 (0,4R) boranu tri(etylooksy-1-chloro-2-hydroksypropylowego) (produkt reakcji boranu tri(hydroksyetylenowego) i epichlorohydryny) o LOH=503,15 mg KOH/g; 4,6 kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego (Silicone L-6900); 6,5 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 2,8 33- procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dipropylenowym i 3,15 wody destylowanej miesza się z 250,1 technicznego 4,4'-diizocyjanianodifenylometanu (Ongromat 20-30) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości pozornej 60,2 kg/m³(PN-92/C-89046); kruchości 5,6% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 394,9 kPa (PN - 93/C - 89071), temperaturze mięknienia 169,0°C (DIN-53424), o wskaź niku tlenowym 27,1% (PN-76/C-89020).A masterbatch made of 33.9 (0.6 R) polyoxypropylenehexol (Rokopol RF-55) with LOH = 495 mg KOH / g; 23.3 (0.4R) tri (ethyloxy-1-chloro-2-hydroxypropyl) borate (reaction product of tri (hydroxyethylene) borate and epichlorohydrin) with LOH = 503.15 mg KOH / g; 4.6 polysiloxane polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer (Silicone L-6900); 6.5 of a 33% solution of potassium acetate in diethylene glycol; 2.8 of a 33% solution of triethylenediamine in dipropylene glycol and 3.15 of distilled water are mixed with 250.1 of technical 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (Ongromat 20-30) containing 31% NCO groups and poured into the open mold. Obtained a rigid polyurethane-polyisocyanurate foam of apparent density of 60.2 kg / m ³ (PN-92 / C-89046); brittleness 5.6% (ASTM-C-421-61), compressive strength in the direction parallel to the increase 394.9 kPa (PN - 93 / C - 89071), softening point 169.0 ° C (DIN-53424), with an oxygen index of 27.1% (PN-76 / C-89020).

Claims

Patent claim

Method for the production of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams by the technical reaction of 4,4'diisocyanatodiphenylmethane and polyoxypropylenehexol with an equivalent ratio (R) of polyisocyanate to oHgomerol of 1.0 to 5.0, preferably 1.5 to 3.5 at a temperature of 18 ° C C to 25 ° C, using a 33% solution of potassium acetate in diethylene glycol, a 33% solution of triethylenediamine in dipropylene glycol, a copolymer of polysiloxane polyoxyethylene polyoxypropylene and distilled water, characterized in that the reaction is carried out in the presence of tri (ethyloxy-1-chloro) borate -2-hydroxypropyl), in an amount of from 0.2R 11.2 to 0.5R 27.87 parts by weight, based on polyoxypropylenehexol.