PL218718B1 - Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej - Google Patents
Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowejInfo
- Publication number
- PL218718B1 PL218718B1 PL392065A PL39206510A PL218718B1 PL 218718 B1 PL218718 B1 PL 218718B1 PL 392065 A PL392065 A PL 392065A PL 39206510 A PL39206510 A PL 39206510A PL 218718 B1 PL218718 B1 PL 218718B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- parts
- amount
- agent
- koh
- Prior art date
Links
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 title claims description 21
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 title claims description 21
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 26
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 24
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 23
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 19
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 17
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 17
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- -1 aluminum silicates Chemical class 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 11
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 11
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YSAANLSYLSUVHB-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(dimethylamino)ethoxy]ethanol Chemical compound CN(C)CCOCCO YSAANLSYLSUVHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 8
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 claims description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 7
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N antipyrene Natural products C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 5
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 5
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZQMJOOSLXFQSU-UHFFFAOYSA-N 3-[3,5-bis[3-(dimethylamino)propyl]-1,3,5-triazinan-1-yl]-n,n-dimethylpropan-1-amine Chemical compound CN(C)CCCN1CN(CCCN(C)C)CN(CCCN(C)C)C1 FZQMJOOSLXFQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BKFFTWAVRUYWIQ-UHFFFAOYSA-N C=C.C=C.C=C.OP(O)(O)=O Chemical compound C=C.C=C.C=C.OP(O)(O)=O BKFFTWAVRUYWIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 claims description 2
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N toluene 2,6-diisocyanate Chemical compound CC1=C(N=C=O)C=CC=C1N=C=O RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- LKLLNYWECKEQIB-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazinane Chemical compound C1NCNCN1 LKLLNYWECKEQIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920005903 polyol mixture Polymers 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 description 2
- OQHHASWHOGRCRC-UHFFFAOYSA-N 1-o-[2-(2-hydroxyethoxy)ethyl] 2-o-(2-hydroxypropyl) 3,4,5,6-tetrabromobenzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound CC(O)COC(=O)C1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1C(=O)OCCOCCO OQHHASWHOGRCRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKKSKKMOIOGASY-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibromobut-1-ene-1,1-diol Chemical compound CC(Br)C(Br)=C(O)O QKKSKKMOIOGASY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- OYSYBUXEAFXXMH-UHFFFAOYSA-N dialurate Chemical compound O[C-](C(NC(N1)=O)=O)C1=O OYSYBUXEAFXXMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYOHIQLKSOJJQH-UHFFFAOYSA-N dibutyltin Chemical compound CCCC[Sn]CCCC AYOHIQLKSOJJQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 description 1
- 239000001177 diphosphate Substances 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229940094522 laponite Drugs 0.000 description 1
- XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B lithium magnesium sodium silicate Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3 XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- GTRSAMFYSUBAGN-UHFFFAOYSA-N tris(2-chloropropyl) phosphate Chemical compound CC(Cl)COP(=O)(OCC(C)Cl)OCC(C)Cl GTRSAMFYSUBAGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności i zwiększonych właściwościach fizyko-mechanicznych, będącej produktem reakcji czynnika izocyjanianowego oraz przedmieszki poliolowej, mającej zastosowanie jako pianka w postaci sztywnej, elastycznej lub integralnej. Pianki poliuretanowe zajmują znaczącą pozycję wśród tworzyw sztucznych ze względu na możliwości ich modyfikacji w pożądanym kierunku, zmieniając rodzaj surowców, ich wzajemny stosunek ilościowy oraz warunki przetwórcze.
Wymagania stawiane piankom poliuretanowym, jako materiałom konstrukcyjnym dotyczą zasadniczo ich właściwości mechanicznych, ale też dużym problemem jest ich palność. Obecnie obserwuje się wzrost zapotrzebowania na pianki o wysokich właściwościach mechanicznych, zmniejszonej palności oraz ograniczonym dymieniu w procesie spalania.
Spalanie tworzyw sztucznych jest procesem wieloetapowym, podczas którego zachodzą liczne zjawiska fizyczne i chemiczne. Na skutek wzrostu temperatury uruchomione zostają reakcje rozkładu i pirolizy, a następnie gazyfikacja polimeru. W procesie spalania wyodrębnia się następujące etapy:
zapłon, szerzenie się płomienia, spalanie właściwe, tworzenie dymu, gaszenie płomienia. Spalanie polimeru zależy od składu, budowy chemicznej, porowatości powierzchni, gęstości, kształtu materiału 3 i wielu innych czynników. Pianki poliuretanowe o gęstości pozornej 30 kg/m3 zawierają tylko 2,5 - 3% stałego polimeru, więc są tworzywami o małej ilości potencjalnie palnego materiału. Mimo to są materiałami łatwopalnymi, które podczas spalania wydzielają więcej dymu niż inne polimery. W trakcie spalania polimeru, do atmosfery jest uwalniana duża ilość toksycznych gazów, takich jak: CO, HCN, HCl czy tlenki azotu.
W celu ograniczenia palności sztywnych pianek poliuretanowych, układy modyfikuje się głównie związkami chloru, fosforu, azotu, wodorotlenkami metali oraz przy zastosowaniu efektu synergicznego. Związki te opóźniają palenie, zmniejszają palność oraz ograniczają dymienie. Mogą działać fizycznie, tj. ograniczać dostęp ciepła i tlenu do materiału polimerowego poprzez tworzenie warstw izolacyjnych, pogorszenie warunków przepływu produktów rozkładu termicznego do frontu palenia (wytwarzane zwęgliny) oraz obniżanie temperatury tworzywa. Działanie chemiczne z kolei jest związane ze zmianą struktury makrocząsteczki polimeru (wbudowanie atomów pierwiastków zmniejszających palność, mające wpływ na proces pirolizy).
Istnieje wiele sposobów zmniejszenia palności materiałów polimerowych. Głównymi metodami, przy pomocy których można to osiągnąć są: metody fizyczne i chemiczne.
Metody fizyczne ograniczają dopływ ciepła i dostęp tlenu do materiałów polimerowych, pogarszają warunki przepływu reagentów do czoła płomienia (wytworzenie zwęgliny) i obniżają temperaturę tworzywa w wyniku reakcji endotermicznych, którym ulega dodany do polimeru antypiren.
Metody chemiczne obejmują zmiany w składzie makrocząsteczki polimeru, poprzez wbudowanie atomów pierwiastków zmniejszających palność, mające wpływ na proces pirolizy jako inhibitory procesu spalania.
Poza palnością tworzyw sztucznych należy uwzględnić aspekt ekologiczny. Badania wykazują że wiele związków stosowanych w przemyśle tworzyw sztucznych wpływa negatywnie na środowisko. Przepisy Unii Europejskiej ograniczają stosowanie niebezpiecznych związków chemicznych, co pociąga za sobą coraz większą potrzebę poszukiwań ekologicznych surowców i rozwiązań technologicznych.
Znany jest z opisu patentowego PL nr 189670 sposób wytwarzania sztywnej samogasnącej pianki poliuretanowej. Otrzymuje się ją mieszając 1-4 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, 50-100 części wagowych poliolu (Rokopol RF 551), 2-60 części wagowych mono- lub difosforanu tri(dietanoloaminometylo)melaminy i ewentualnie do 40 części wagowych alifatycznych pochodnych bromowych, 5-50 części wagowych poroforu oraz 0,17 części wagowych katalizatora (dilaurynian dibutylocyny). Po wymieszaniu do produktu reakcji dodaje się 7-90 części wagowych polimerycznego 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu, następnie miesza i wylewa do formy. Zgodnie z powyższym wynalazkiem stwierdzono, że zastosowanie dialurynianu dibutylocyny jako katalizatora ograniczyło użycie szkodliwych amin w procesie otrzymywania pianek poliuretanowych.
Znana jest z opisu patentowego PL nr 195392 ekologiczna sztywna pianka poliuretanowa o zmniejszonej palności. Przedmieszka poliolowa zawiera 34-79 części wagowych mieszanych polieteroli, 15-30 części wagowych dibromobutenodiolu, 5-35 części wagowych 2-(2-hydroksyetoksy)etylo-2-hydroksypropylo-3,4,5,6-tetrabromoftalanu oraz 10-20 części wagowych poroforu, który stanowi mieszanina
PL 218 718 B1 pentanu i wody, oraz 5-30 części wagowych addytywnego antypirenu tri(2-chloropropylo)fosforanu, ewentualnie N,N-dimetylocykloheksyloaminę jako katalizator i środek powierzchniowo czynny - kopolimer krzemoorganicznopoliestrowy z czynnikiem izocyjanianowym. Zgodnie z powyższym opisem stwierdzono, że zastosowanie dwóch reaktywnych antypirenów, gdzie w jednym przypadku brom jest połączony z alifatycznym atomem węgla, a w drugim brom połączony z aromatycznym atomem węgla oraz antypirenu addytywnego, powoduje powstanie efektu synergicznego między antypirenami. Indeks tlenowy, tak otrzymanej pianki, wynosi 24,0-27,6, podczas gdy dotychczas znane pianki wykazywały indeks tlenowy na poziomie 20. Należy jednak zwrócić uwagę, że prowadzone są obecnie liczne badania metod uniepalniania polimerów, aby wyeliminować dodatki zawierające halogeny (w tym brom).
Z opisu patentowego PL nr 198605 znana jest ekologiczna sztywna pianka poliuretanowa o zmniejszonej palności. Pianka ta jest produktem reakcji przedmieszki poliolowej w ilości 24-90 części wagowych, katalizatora przyspieszającego proces spienienia w ilości 1,0-2,5 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej, 1,5-4,0 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, 10-30 części wagowych czynnika spieniającego, antypirenów zawierających brom i fosfor w ilościach od 5 do 40% wagowych elementów uniepalniających w stosunku do całej ilości przedmieszki oraz czynnika izocyjanianowego. Mieszanina reakcyjna zawiera katalizator trimeryzacji w ilości 3,0-5,0 części wagowych w stosunku do obliczonego nadmiaru czynnika izocyjanianowego. Zgodnie z powyższym wynalazkiem stwierdzono, że poprzez zastosowanie układu dwóch antypirenów, nadmiaru czynnika izocyjanianowego oraz katalizatora trimeryzacji można podwyższyć indeks tlenowy. Tym sposobem wynalazek został zmodyfikowany do zastosowania mniejszej ilości antypirenów zawierających dodatki halogenów w porównaniu do wcześniej cytowanego wynalazku, jednak obecne przepisy Unii Europejskiej obligują twórców do otrzymywania kompozycji bezhalogenowych.
Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej, będącej produktem reakcji czynnika izocyjanianowego oraz przedmieszki poliolowej charakteryzuje się według wynalazku tym, że stosuje się czynnik izocyjanianowy w postaci polimerycznego 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu lub 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu lub izomerów 2,4- i 2,6-diizocyjanianu toluilenu lub diizocyjanianu heksametylenu w ilości od 5 do 80 części wagowych mieszaniny reakcyjnej. Przedmieszkę poliolową stosuje się w ilości od 20 do 95 części wagowych mieszaniny reakcyjnej, przy czym przedmieszka poliolowa zawiera od 10 do 90 części wagowych polieteroli, od 10 do 90 części wagowych poligliceryn, od 1 do 6 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, korzystnie oleju silikonowego, od 1 do 4 części wagowych mieszaniny katalizatorów zawierającej 33% roztwór octanu potasu w glikolu etylenowym, 1,3,5-tris(3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazynę lub z 2-[2-(dimetyloamino)etoksy]etanol oraz od 1 do 20 części wagowych ekologicznego czynnika spieniającego. Jako środek zmniejszający palność, czyli uniepalniacz, stosuje się nanonapełniacz, korzystnie na bazie montmorylonitu, korzystnie w układzie z antypirenem w postaci fosforanu trietylenu lub grafitu ekspandowanego lub poliestru fosforowego w ilości od 1 do 40 części wagowych, zaś czynnik izocyjanianowy stosuje się w ilości odpowiadającej wartości indeksu IC od 1,5 do 2,5.
Korzystnie stosuje się uniepalniacz zawierający od 1 do 20 części wagowych nanonapełniacza i od 1 do 39 części wagowych antypirenu.
Korzystnie jako nanonapełniacz stosuje się montmorylonit naturalny lub modyfikowany czwartorzędową solą amoniową lub czwartorzędową solą amoniową zawierającą hydroksylowe grupy funkcyjne lub jonami sodowymi, lub ich syntetyczne odmiany.
Korzystnie stosuje się poligliceryny o liczbie hydroksylowej w przedziale od 100 do 500 mg KOH/g.
Korzystnie stosuje się poligliceryny, będące produktem reakcji polimeryzacji przy udziale katalizatorów wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu a także glinokrzemianów, o liczbie hydroksylowej 3
290 mg KOH/g i masie cząsteczkowej od 500 do 700 g/mol oraz gęstości wynoszącej 1,0791 g/cm3 w temperaturze 25°C. Również korzystnie stosuje się poligliceryny, będące produktem reakcji polimeryzacji przy udziale katalizatorów wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu a także glinokrzemianów, o liczbie hydroksylowej 190 mg KOH/g i masie cząsteczkowej od 1000 do 1100 g/mol oraz 3 gęstości wynoszącej 1,0387 g/cm3 w temperaturze 25°C.
Korzystnie jako ekologiczny czynnik spieniający stosuje się frakcję pentanową, korzystnie n-pentan z wodą.
Zaletą ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności jest użycie poligliceryn np. o LOH = 290 mg KOH/g, zwanej PGK, będącej produktem doświadczalnym firmy eco-innova oraz o LOH = 190 mg KOH/g, zwanej Pole, będącej produktem doświadczalnym firmy eco-innova, w przedziale od 10 do 90 części wagowych i klasycznego poliolu (Rokopol RF 551) w przedziale
PL 218 718 B1 od 10 do 90 części wagowych, (Rokopol RF 4855) w przedziale od 10 do 90 części wagowych, (Rokopol G500) w przedziale od 10 do 90 części wagowych, (Rokopol G1000) w przedziale od 10 do 90 części wagowych, (Rokopol DI002) w przedziale od 10 do 90 części wagowych. Z uwagi na obecność reaktywnych grup -OH poligliceryny wbudowują się w strukturę polimeru, jednocześnie polepszając jego właściwości wytrzymałościowe. Udział poligliceryn w wytwarzaniu sztywnych pianek poliuretanowych wpływa znacząco na polepszenie właściwości fizyko-mechanicznych oraz spowalnia spalanie materiału po usunięciu źródła płomienia.
Główną zaletą nowej ekologicznej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności jest użycie prócz poligliceryn, nanonapełniaczy jako uniepalniaczy w przedziale od 1 do 20 części wagowych, syntetycznego montmorylonitu (Laponite® RD) w przedziale od 1 do 20 części wagowych, naturalnego montmorylonitu (Nanofil® 116) w przedziale od 1 do 20 części wagowych, montmorylonitu modyfikowanego czwartorzędową solą amoniową (Cloisite® 10A i Cloisite® 30B) w przedziale od 1 do 20 części wagowych. Zastosowanie nanonapełniaczy w wytwarzaniu sztywnych pianek poliuretanowych wpływa znacząco na poprawę właściwości mechanicznych oraz zwiększenie efektu barierowego pianek. Korzystne jest również zastosowanie jako uniepalniaczy, układów nanonapełniacz-antypiren.
Przedmiot wynalazku został zilustrowany w przykładach wykonania, które jednak nie ograniczają jego zakresu.
P r z y k ł a d 1
W celu otrzymania sztywnej pianki poliuretanowej zmieszano 35 części wagowych produktu oksypropylenowania sorbitu (Rokopol RF 551) i 65 części wagowych poligliceryny (PGK o LOH = 290 mg KOH/g), po zmieszaniu składników dodano 1,5 części wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu etylenowym jako katalizatora, 1,5 części wagowych katalizatora 1,3,5-tris 3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazyny, zamiennie z 2-[2-(dimetyloamino) etoksy] etanolem, 4 części wagowe środka powierzchniowo czynnego (olej silikonowy SC-246) dokładnie wymieszano, po czym dodano 2 części wagowe n-pentanu jako czynnika spieniającego oraz wodę w ilości 4 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Jako uniepalniacza zastosowano montmorylonit modyfikowany czwartorzędową solą amoniową (Cloisite® 30B) w ilości 10 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Tak przygotowaną przedmieszkę dokładnie homogenizowano, następnie zmieszano przez 10 sekund z czynnikiem izocyjanianowym (pMDI) w ilości 80 części wagowych.
Parametry przetwórcze otrzymanej pianki:
Czas startu -10 s
Czas wzrostu - 81 s
Czas żelowania -116 s
Maksymalna temperatura procesu -136°C
Właściwości otrzymanej pianki:
3
Gęstość pozorna - 56,6 kg/m3
Klasa palności wg UL 94 HB - B
Właściwości dymowe wg PN-K-02501:2000 - D2
P r z y k ł a d 2
Zmieszano 35 części wagowych produktu oksypropylenowania sorbitu (Rokopol RF 551) i 65 części wagowych poligliceryny (PGK o LOH = 290 mg KOH/g), po zmieszaniu składników dodano 1,5 części wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu etylenowym jako katalizatora, 1,5 części wagowych katalizatora 1,3,5-tris 3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazyny, zamiennie z 2-[2-(dimetyloamino) etoksy] etanolem, 4 części wagowe środka powierzchniowo czynnego (olej silikonowy SC-246) dokładnie wymieszano, po czym dodano 2 części wagowe n-pentanu jako czynnika spieniającego oraz wodę w ilości 4 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Jako uniepalniacza zastosowano naturalny montmorylonit (Nanofil® 116) w ilości 10 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Tak przygotowaną przedmieszkę dokładnie homogenizowano, następnie zmieszano przez 10 sekund z czynnikiem izocyjanianowym (pMDI) w ilości 80 części wagowych. Parametry przetwórcze otrzymanej pianki:
Czas startu -10 s
Czas wzrostu - 60 s
Czas żelowania - 80 s
Maksymalna temperatura procesu -121,3°C.
Właściwości otrzymanej pianki:
3
Gęstość pozorna - 43 kg/m3
PL 218 718 B1
Klasa palności wg UL 94 HB - C
Właściwości dymowe wg PN-K-02501:2000 - D2
P r z y k ł a d 3
Sztywna pianka poliuretanowa została wykonana w następujący sposób: zmieszano 30 części wagowych produktu oksypropylenowania sorbitu (Rokopol RF 551) i 70 części wagowych poligliceryny (Pole o LOH = 190 mg KOH/g), po zmieszaniu składników dodano 1,5 części wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu etylenowym jako katalizatora, 1,5 części wagowych katalizatora 1,3,5-tris 3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazyny, zamiennie z 2-[2-(dimetyloamino)etoksy] etanolem, 4 części wagowe środka powierzchniowo czynnego (olej silikonowy SC-246) dokładnie wymieszano, po czym dodano 2 części wagowe n-pentanu jako czynnika spieniającego oraz wodę w ilości 4 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Jako uniepalniacza zastosowano układ montmorylonit modyfikowany czwartorzędową solą amoniową (Cloisite® 30B) - grafit ekspandowany w ilości 15 części wagowych w stosunku do mieszaniny poliolowej. Wzajemne ich użycie mieści się w przedziale: modyfikowany montmorylonit 5 części wagowych i grafit ekspandowany 10 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Tak przygotowaną przedmieszkę dokładnie homogenizowano, następnie zmieszano przez 10 sekund z czynnikiem izocyjanianowym (pMDI) w ilości 80 części wagowych.
Parametry przetwórcze otrzymanej pianki:
Czas startu -15 s
Czas wzrostu - 80 s
Czas żelowania -180 s
Maksymalna temperatura procesu -118,9°C
Właściwości otrzymanej pianki:
3
Gęstość pozorna - 34 kg/m3 Klasa palności wg UL 94 HB - A Właściwości dymowe wg PN-K-02501:2000 - D2 P r z y k ł a d 4
Sztywna pianka poliuretanowa została wykonana w następujący sposób: zmieszano 30 części wagowych produktu oksypropylenowania sorbitu (Rokopol DI002), 35 części wagowych poligliceryny (PGK o LOH = 290 mg KOH/g) i 35 części wagowych poligliceryny (Pole o LOH = 190 mg KOH/g), po zmieszaniu składników dodano 1,5 części wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu etylenowym jako katalizatora, 1,5 części wagowych katalizatora 1,3,5-tris 3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazyny, zamiennie z 2-[2-(dimetyloamino)etoksy] etanolem, 4 części wagowe środka powierzchniowo czynnego (olej silikonowy SC-246) dokładnie wymieszano po czym dodano 2 części wagowe n-pentanu jako czynnika spieniającego oraz wodę w ilości 4 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Jako uniepalniacza zastosowano układ montmorylonit modyfikowany czwartorzędową solą amoniową (Cloisite® 30B) - poliester fosforowy w ilości 10 części wagowych w stosunku do mieszaniny poliolowej. Wzajemne ich użycie mieści się w przedziale: modyfikowany montmorylonit 5 części wagowych i poliester fosforowy 5 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Tak przygotowaną przedmieszkę dokładnie homogenizowano, następnie zmieszano przez 10 sekund z czynnikiem izocyjanianowym (pMDI) w ilości 80 części wagowych.
Parametry przetwórcze otrzymanej pianki:
Czas startu -15 s
Czas wzrostu - 61 s
Czas żelowania -156 s
Maksymalna temperatura procesu -110,5°C
Właściwości otrzymanej pianki:
3
Gęstość pozorna - 32,5 kg/m3 Klasa palności wg UL 94 HB - A Właściwości dymowe wg PN-K-02501:2000 - D2 P r z y k ł a d 5
Sztywna pianka poliuretanowa została wykonana w następujący sposób: zmieszano 30 części wagowych produktu oksypropylenowania sorbitu (Rokopol DI002), 35 części wagowych poligliceryny (PGK o LOH = 290 mg KOH/g) i 35 części wagowych poligliceryny (Pole o LOH = 190 mg KOH/g), po zmieszaniu składników dodano 1,5 części wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu etylenowym jako katalizatora, 1,5 części wagowych katalizatora 1,3,5-tris 3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazyny,
PL 218 718 B1 zamiennie z 2-[2-(dimetyloamino)etoksy] etanolem, 4 części wagowe środka powierzchniowoczynnego (olej silikonowy SC-246) dokładnie wymieszano, po czym dodano 2 części wagowe n-pentanu jako czynnika spieniającego oraz wodę w ilości 4 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Jako uniepalniacza zastosowano układ naturalny montmorylonit (Nanofil® 116) - poliester fosforowy w ilości 20 części wagowych w stosunku do mieszaniny poliolowej. Wzajemne ich użycie mieści się w przedziale: naturalny montmorylonit 7 części wagowych i poliester fosforowy 13 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Tak przygotowaną przedmieszkę dokładnie homogenizowano, następnie zmieszano przez 10 sekund z czynnikiem izocyjanianowym (pMDI) w ilości 80 części wagowych.
Parametry przetwórcze otrzymanej pianki:
Czas startu -12 s
Czas wzrostu - 70 s
Czas żelowania -120 s
Maksymalna temperatura procesu -105,6°C
Właściwości otrzymanej pianki:
3
Gęstość pozorna - 32,3 kg/m3 Klasa palności wg UL 94 HB - A Właściwości dymowe wg PN-K-02501:2000 - D2 P r z y k ł a d 6
Sztywna pianka poliuretanowa została wykonana w następujący sposób: zmieszano 30 części wagowych produktu oksypropylenowania sorbitu (Rokopol RF 551) i 70 części wagowych poligliceryny (Pole o LOH = 190 mg KOH/g), po zmieszaniu składników dodano 1,5 części wagowych 33% roztworu octanu potasu w glikolu etylenowym jako katalizatora, 1,5 części wagowych katalizatora 1,3,5-tris 3-dimetyloaminopropylo)heksahydro-s-triazyny, zamiennie z 2-[2-(dimetyloamino)etoksy] etanolem, 4 części wagowe środka powierzchniowo czynnego (olej silikonowy SC-246) dokładnie wymieszano, po czym dodano 2 części wagowe n-pentanu jako czynnika spieniającego oraz wodę w ilości 4 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Jako uniepalniacza zastosowano układ: montmorylonit modyfikowany czwartorzędową solą amoniową (Cloisite® 10A) - grafit ekspandowany w ilości 15 części wagowych w stosunku do mieszaniny poliolowej. Wzajemne ich użycie mieści się w przedziale: modyfikowany montmorylonit 5 części wagowych i grafit ekspandowany 10 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej. Tak przygotowaną przedmieszkę dokładnie homogenizowano, następnie zmieszano przez 10 sekund z czynnikiem izocyjanianowym (pMDI) w ilości 80 części wagowych.
Parametry przetwórcze otrzymanej pianki:
Czas startu - 11 s
Czas wzrostu - 67 s
Czas żelowania -134 s
Maksymalna temperatura procesu -112,7°C
Właściwości otrzymanej pianki:
3
Gęstość pozorna - 36,3 kg/m3
Klasa palności wg UL 94 HB - A
Właściwości dymowe wg PN-K-02501:2000 - D2.
Claims (7)
1. Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej, będącej produktem reakcji czynnika izocyjanianowego oraz przedmieszki poliolowej, znamienny tym, że stosuje się czynnik izocyjanianowy w postaci polimerycznego 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu lub 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu lub izomerów 2,4- i 2,6-diizocyjanianu toluilenu lub diizocyjanianu heksametylenu w ilości od 5 do 80 części wagowych mieszaniny reakcyjnej, a przedmieszkę poliolową w ilości od 20 do 95 części wagowych mieszaniny reakcyjnej, przy czym przedmieszka poliolowa zawiera od 10 do 90 części wagowych polieteroli, od 10 do 90 części wagowych poligliceryn, od 1 do 6 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, korzystnie oleju silikonowego, od 1 do 4 części wagowych mieszaniny katalizatorów zawierającej 33% roztwór octanu potasu w glikolu etylenowym, 1,3,5-tris(3-dimetyloaminopropylo)-heksahydro-s-triazynę lub z 2-[2-(dimetyloamino)etoksy]etanol oraz od 1
PL 218 718 B1 do 20 części wagowych ekologicznego czynnika spieniającego, a jako środek zmniejszający palność, czyli uniepalniacz, stosuje się nanonapełniacz, korzystnie na bazie montmorylonitu, korzystnie w układzie z antypirenem w postaci fosforanu trietylenu lub grafitu ekspandowanego lub poliestru fosforowego w ilości od 1 do 40 części wagowych, zaś czynnik izocyjanianowy stosuje się w ilości odpowiadającej wartości indeksu IC od 1,5 do 2,5.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się uniepalniacz zawierający od 1 do 20 części wagowych nanonapełniacza i od 1 do 39 części wagowych antypirenu.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako nanonapełniacz stosuje się montmorylonit naturalny lub modyfikowany czwartorzędową solą amoniową lub czwartorzędową solą amoniową zawierającą hydroksylowe grupy funkcyjne lub jonami sodowymi, lub ich syntetyczne odmiany.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się poligliceryny o liczbie hydroksylowej w przedziale od 100 do 500 mg KOH/g.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że stosuje się poligliceryny, będące produktem reakcji polimeryzacji przy udziale katalizatorów wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu a także glinokrzemianów, o liczbie hydroksylowej 290 mg KOH/g i masie cząsteczkowej od 500 3 do 700 g/mol oraz gęstości wynoszącej 1,0791 g/cm3 w temperaturze 25°C.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że stosuje się poligliceryny, będące produktem reakcji polimeryzacji przy udziale katalizatorów wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu a także glinokrzemianów, o liczbie hydroksylowej 190 mg KOH/g i masie cząsteczkowej od 1000 do 3
1100 g/mol oraz gęstości wynoszącej 1,0387 g/cm3 w temperaturze 25°C.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako ekologiczny czynnik spieniający stosuje się frakcję pentanową, korzystnie n-pentan z wodą.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392065A PL218718B1 (pl) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392065A PL218718B1 (pl) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL392065A1 PL392065A1 (pl) | 2012-02-13 |
| PL218718B1 true PL218718B1 (pl) | 2015-01-30 |
Family
ID=45699214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL392065A PL218718B1 (pl) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL218718B1 (pl) |
-
2010
- 2010-08-05 PL PL392065A patent/PL218718B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL392065A1 (pl) | 2012-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rao et al. | Flame-retardant and smoke-suppressant flexible polyurethane foams based on reactive phosphorus-containing polyol and expandable graphite | |
| Wang et al. | Inherently flame-retardant rigid polyurethane foams with excellent thermal insulation and mechanical properties | |
| ES2954105T3 (es) | Composición de resina de uretano ignífuga | |
| US9908984B2 (en) | Flame retardant polyurethane foam and method for producing same | |
| EP3036288B1 (en) | Rigid foam and associated article and method | |
| US20140343183A1 (en) | Novel phosphonamidates-synthesis and flame retardant applications | |
| Pham et al. | The advancement of bis (2-hydroxyethyl) terephthalate recovered from post-consumer poly (ethylene terephthalate) bottles compared to commercial polyol for preparation of high performance polyurethane | |
| CN105330818A (zh) | 一种阻燃聚氨酯硬质泡沫材料及其制备方法 | |
| WO2020204113A1 (ja) | ポリウレタンフォーム用難燃剤組成物及びこれを配合した難燃性ポリウレタンフォーム | |
| CN102307938B (zh) | 含阻燃剂的聚氨酯泡沫组合物及其制备方法，阻燃组合物及由其制备的聚氨酯泡沫 | |
| JP2021130801A (ja) | ポリウレタンフォーム用難燃剤組成物及びこれを配合した難燃性ポリウレタンフォーム | |
| Cui et al. | Reactive flame-retardants prepared by transesterification between erythritol and dimethyl methyl phosphonate for rigid polyurethane foams | |
| KR101610460B1 (ko) | 불꽃 라미네이션용 난연성 슬래브스톡 폴리우레탄 폼 조성물 | |
| BRPI0904817A2 (pt) | materiais de espuma de poliuretano, isentos de halogênio, ignìfugos, com reduzido ìndice de scorch | |
| JP7088788B2 (ja) | ポリウレタンフォーム用薬液組成物 | |
| CA2788234A1 (en) | Derivatives of diphosphines as flame retardants for polyurethanes | |
| CN105669931A (zh) | 一种低烟密度高阻燃无卤聚氨酯泡沫材料及其制备方法 | |
| PL218718B1 (pl) | Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej | |
| EP2190915B1 (en) | Expanded styrenic polymers containing aromatic phosphonate fr additives | |
| JP2004137500A (ja) | 低放出性の軟質ポリウレタンフォームを製造するための低減されたハロゲン含有量の難燃剤混合物 | |
| EP3134490B1 (en) | Flame retardant additive composition comprising cyclic phosphonate blend and bis-phosphate ester, and polyurethane foam containing the same | |
| PL218621B1 (pl) | Sposób wytwarzania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej | |
| Giacomello | Development of flexible polyurethane foams with improved reaction to fire | |
| PL224119B1 (pl) | Pianka poliuretanowa, sposób jej wytwarzania i zastosowanie | |
| PL234200B1 (pl) | Sposób wytwarzania ekologicznych polioli z odpadu po transestryfikacji olejów roślinnych oraz sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowych |