PL224118B1 - Polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanie - Google Patents
Polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanieInfo
- Publication number
- PL224118B1 PL224118B1 PL406723A PL40672313A PL224118B1 PL 224118 B1 PL224118 B1 PL 224118B1 PL 406723 A PL406723 A PL 406723A PL 40672313 A PL40672313 A PL 40672313A PL 224118 B1 PL224118 B1 PL 224118B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- polyetherol
- urea
- formula
- borate
- bisdiborate
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical group OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea group Chemical group NC(=O)N XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 20
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 20
- -1 alkylene carbonates Chemical class 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 15
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 13
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 11
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KSYGJAFGQWTAFW-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(2-hydroxyethyl)urea Chemical compound OCCNC(=O)NCCO KSYGJAFGQWTAFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CQDGTJPVBWZJAZ-UHFFFAOYSA-N monoethyl carbonate Chemical compound CCOC(O)=O CQDGTJPVBWZJAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GURHHFWPTWRLOB-UHFFFAOYSA-N boric acid;urea Chemical group NC(N)=O.OB(O)O GURHHFWPTWRLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 16
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 12
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 12
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 9
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 description 5
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 4
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- CDEJCCFVTUSOKY-UHFFFAOYSA-N tris(2-hydroxybutyl) borate Chemical compound B(OCC(CC)O)(OCC(CC)O)OCC(CC)O CDEJCCFVTUSOKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZEPZJBAVJHKBRL-UHFFFAOYSA-N tris(3-hydroxypropyl) borate Chemical compound OCCCOB(OCCCO)OCCCO ZEPZJBAVJHKBRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UBZFJRDOTBGVAY-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(2-hydroxypropyl)urea Chemical compound CC(O)CNC(=O)NCC(C)O UBZFJRDOTBGVAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 description 1
- 125000001137 3-hydroxypropoxy group Chemical group [H]OC([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 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 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNFBIZZJKUBTLS-UHFFFAOYSA-N OC(CCl)COCCCOB(OCCCOCC(O)CCl)OCCCOCC(O)CCl Chemical compound OC(CCl)COCCCOB(OCCCOCC(O)CCl)OCCCOCC(O)CCl JNFBIZZJKUBTLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N imidazolidin-2-one Chemical compound O=C1NCCN1 YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002924 oxiranes Chemical class 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- FKARFPITYYFLFH-UHFFFAOYSA-N tris(4-hydroxybutyl) borate Chemical compound OCCCCOB(OCCCCO)OCCCCO FKARFPITYYFLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest nowy polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanie.
Znane pochodne mocznika, stosowane jako polieterole do otrzymywania ognioodpornych pianek poliuretanowych używanych do izolacji, są żywicami mocznikowo-formaldehydowymi. Na przykład według publikacji kanadyjskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr CA 817936 A z roku 1969 mocznik poddaje się reakcji z 2 do 2,1-molowym nadmiarem formaldehydu w środowisku wodnym z dodatkiem kilku procent glikolu etylenowego i pochodnych furanu w obecności wodorotlenku sodu w temperaturze 95°C przez 30 minut. Następnie mieszaninę reakcyjną zakwasza się kwasem mrówkowym i utrzymuje przez 5 do 15 minut w temperaturze 100°C. Otrzymaną żywicę mocznikowoformaldehydową miesza się w końcowym etapie z 10 + 30% wagowymi glikolu etylenowego i tak przygotowaną mieszaninę stosuje się jako składnik poliolowy do wytwarzania pianek poliuretanowych.
W publikacji kanadyjskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr CA 828803 A z roku 1969 ujawniono modyfikację wspomnianej żywicy mocznikowo-formaldehydowej za pomocą fizycznego dodatku alkanofosfonianu dialkilu w celu wywołania zwiększonego efektu uniepalnienia pianek poliuretanowych.
Z kolei z publikacji japońskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr JPS 57102956 A z roku 1982 znane są również hydroksyalkilowe pochodne mocznika otrzymywane w reakcjach mocznika z tlenkiem etylenu lub tlenkiem butylenu, to znaczy N,N'-bis(hydroksyalkilo)moczniki o krótkich łańcuchach hydroksyalkilowych zawierających od 1 do dwóch jednostek oksyalkilenowych stosowano jako jeden ze składników komponentów poliolowych w celu zwiększenia ognioodporności pianek.
Znane są również polieterole z grupą mocznikową uzyskane w reakcji etylenomocznika z aminoalkoholem, a następnie w reakcji otrzymanych produktów, to znaczy N,N'-bis(hydroksyalkilo)mocznika i glikolu etylenowego z oksiranami.
W publikacji patentu USA nr US 4246361 z roku 1981 ujawniono zastosowanie jako składników poliolowych do wytwarzania ognioodpornych pianek poliuretanowych mieszaniny złożonej z żywicy mocznikowo-formaldehydowej i hydroksyalkilowych pochodnych mocznika o krótkich łańcuchach.
Z publikacji patentu USA nr US 5039711 z roku 1991 znany jest sposób wprowadzania boru do składników poliolowych ognioodpornych pianek polegający na mieszaniu 50 do 200 części wagowych typowego poliolu z zawiesiną zawierającą 1 do 100 części wagowych utlenionego związku silikonowego i 10 do 100 częściami związku boru o charakterze kwasowym.
W ostatnich latach pojawiły się publikacje dotyczące wprowadzania boranów do składników poliolowych. Związki boru stosowane są jednak nadal jako fizyczny dodatek do używanego typowego poliolu. W tym celu stosuje się na przykład boran tris(3-hydroksypropylu), boran tris[(3-chloro-2-hydroksy-1-propoksy)propylu] i boran tris[(3-chloro-2-hydroksy-1-propoksy)-propan-2-ylu] jako dodatek do wyrobu o nazwie handlowej Rokpol RF55. W publikacji: B, Czupryński, J. Liszkowska, J. Paciorek-Sadowska, Effect of selected boroorganic compounds on thermal and heat properties of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams, Journal of Applied Polymer Science, 95, 400-405 (2005), opisane są badania wpływu wprowadzonych związków boru na odporność termiczną i cieplną pianek poliuretanowych.
Ponadto przebadano wpływ dodatku boranu tris(3-hydroksypropylu), boranu tris(2-hydroksy-3metylopropylu) i boranu tris(4-hydroksybutylu) (publikacja: J. Paciorek-Sadowska. B. Czupryński, New compounds tor production of polyurethane foams, Journal of Applied Polymer Science, 102, 5918-5926 (2006)) oraz boranu tris(2-hydroksybutylu), boranu tris[2-(2-hydroksyetylosulfanylo)etylu], boranu tris[(3-chloro-2-hydroksy-1-propoksy)-1-metylopropylu] i boranu tris{2-[2-(3-chloro-2-hydroksypropylosulfanylo)etyloksy]etylu} (publikacja: B. Czupryński, J. Paciorek-Sadowska, J. Liszkowska, Modification of the rigid polyurethane-polyisocyanurate foams, Journal of Applied Polymer Science, 100, 2020-2029 (2006)) do Rokopolu RF55 na właściwości pianek poliuretanowych, takie jak wytrzymałość na ściskanie, kruchość, zawartość komórek zamkniętych oraz zmniejszenie palności.
W 2010 roku pojawia się wzmianka o syntezie poliolu zawierającego w swej strukturze jednocześnie grupy mocznikowe i boranowe. Otrzymuje się go w reakcji N,N'-bis[(3-hydroksypropoksy)metylu] z kwasem borowym (publikacja: J. Paciorek-Sadowska. B. Czupryński, J. Liszkowska, Nowy poliol boroorganiczny do produkcji sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych. Cz. I. Charakterystyka i warunki otrzymywania nowego poliolu boroorganicznego. Polimery. 55(1), 29-32 (2010)), ale również jest to związek stosowany jako dodatek do Rokopolu RF55 podczas wytwarzania pianek poliuretanowych (publikacja: J. Paciorek-Sadowska. B. Czupryński, J. Liszkowska.
PL 224 118 B1
W. Jaskółowski, Nowy poliol boroorganiczny do produkcji sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych. Cz. II. Otrzymywanie pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych z zastosowaniem nowego poliolu boroorganicznego. Polimery. 55(2), 99-105 (2010)).
Z kolei z publikacji I. Zarzyka. Chemistry & Chemical Technology. Vol. 7, No. 2, 2013, 147-151. „Effect of Borate Groups on the Properties of Rigid Polyurethane Foams Obtained with Using Hydroxypropyl Derivatives of Urea”, znany jest polieterol o wzorze pokazanym na rysunku - wzór I, gdzie x + z + o + t + r + w < 6 albo 12, przy czym polieterol zawiera w swej strukturze obok grupy mocznikowej grupy boranowe, a w tym wzorze x, z, o, t, r, w oznaczają ilości jednostek oksypropylenowych w łańcuchu polieterolu. Ponadto w tej publikacji przedstawiono sposób otrzymywania tego polieterolu, schematycznie pokazany na wzorze II, a polegający na tym, że w pierwszym etapie prowadzi się reakcje kwasu borowego z N,N'-bis(2-hydroksypropylo)mocznikiem, a następnie otrzymany półprodukt poddaje się bezpośredniej reakcji z węglanem propylenu, przy czym szczegółowe warunki prowadzenia syntezy podane są w opisie wspomnianej publikacji, w części eksperymentalnej i tabeli 1. Otrzymane polieterole stosuje się do wytwarzania pianek poliuretanowych o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, termicznej i obniżonej palności.
Polieterol zawierający w swej strukturze obok grupy mocznikowej grupy boranowe, według wynalazku charakteryzuje się tym, że struktura polieterolu jest o ogólnym wzorze 1, w którym x, z, t, r, w, o oznaczają ilości jednostek oksyalkilenowych w łańcuchu polieterolu, a mianowicie jednostek oksyetylenowych, a R oznacza atom wodoru H.
Korzystnie ilość jednostek oksyalkilenowych wynosi od 6 do 18.
Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli ilość jednostek oksyetylenowych jest nie mniejsza od 10.
Sposób wytwarzania polieterolu z grupami mocznikowymi i boranowymi, o ogólnym wzorze 1, w którym x, z, t, r, w, o oznaczają liczbę jednostek oksyalkilenowych w łańcuchu polieterolu, a mianowicie jednostek oksyetylenowych, a R oznacza atom wodoru H według wynalazku charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie prowadzi się reakcje kwasu borowego o wzorze 5 z N,N'-bis(2-hydroksyetylo)mocznikiem o wzorze 4, w stosunku molowym związku do kwasu borowego równym 1 : 2, bez katalizatora w temperaturze 100 + 130°C, a następnie otrzymany półprodukt w postaci bisdiwodoroboranu o wzorze 3 poddaje się bezpośredniej reakcji z węglanami alkilenowymi o wzorze 2, w postaci węglanu etylenu, w temperaturze 140 + 180°C w obecności znanych katalizatorów, przy czym we wzorach 2 + 4 R oznacza atom wodoru H.
Korzystnie w reakcji węglanu alkilenowego z bisdiwodoroboranem stosuje się liczbę moli węglanu alkilenowego od 6 do 18 na jeden mol bisdiwodoroboranu.
Dalsze korzyści są uzyskiwane, jeżeli w reakcji węglanu etylenu z bisdiwodoroboranem stosuje się liczbę moli tego węglanu etylowego nie mniejszą od 10 na jeden mol bisdiwodoroboranu.
Zastosowanie polieterolu z grupami mocznikowymi i boranowymi, o ogólnym wzorze 1, w którym x, z, t, r, w, o oznaczają ilości jednostek oksyalkilenowych w łańcuchu polieterolu, a mianowicie jednostek oksyetylenowych, a R oznacza atom wodoru H, jest przewidziane do wytwarzania pianek poliuretanowych, korzystnie dla pianek poliuretanowych o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, wysokiej odporności termicznej do 150°C i obniżonej palności odpowiadającej indeksowi tlenowemu OI większemu od 22% objętościowych.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania polieteroli zawierających jednocześnie grupy mocznikowe i boranowe z udziałem N,N'-bis(hydroksyalkilo)moczników, kwasu borowego i węglanów alkilenowych. Jak wynika z opisu stanu techniki wynalazku do tej pory stosowano zwykle pochodne mocznika i/lub kwasu borowego jako dodatki fizyczne do typowych polieteroli, co nie jest korzystne ze względu na niejednorodną strukturę uzyskiwanych z ich udziałem pianek. Poprzez wbudowanie grup mocznikowych i boranowych w łańcuch poliolu uzyskuje się pianki poliuretanowe o bardziej uśrednionym rozprzestrzenieniu w ich strukturze grup mocznikowych i boranowych, a co za tym idzie o bardziej ujednoliconych właściwościach. Ponadto jak wspomniano w stanie techniki jako polieterole do pianek poliuretanowych stosowano żywice mocznikowo-formaldehydowe, w których grupy mocznikowe są wbudowane w strukturę polieterolu. Stosowanie żywic mocznikowo-formaldehydowych ma jednak kilka wad. Formaldehyd jest toksyczny i rakotwórczy, a ponadto w przypadku częściowego uwalniania się z żywicy niekorzystnie wpływa na proces spieniania, powodując jego niekontrolowany przebieg.
Z kolei polieterole według wynalazku są uzyskiwane z udziałem nietoksycznych, niepalnych i przyjaznych ekologicznie węglanów alkilenowych. Należy podkreślić, że mocznik i kwas borowy są również substancjami nieszkodliwymi. Podczas syntezy polieterolu węglany alkilenowe pełnią jedno4
PL 224 118 B1 cześnie rolę rozpuszczalnika odpowiedniego bisdiwodoroboranu i czynnika hydroksyalkilującego. Bisdiwodoroboran jest uzyskiwany w reakcji N,N'-bis(2-hydroksyalkilo)mocznika z kwasem borowym z udziałem rozpuszczalnika lub sposobem bezrozpuszczalnikowym. Wpływ sposobu syntezy bisdiwodoroboranu na właściwości końcowego polieterolu jest opisany w poniższych przykładach.
Przy otrzymywaniu pianek poliuretanowych z wykorzystaniem polieteroli według wynalazku, zawierających grupy mocznikowe i boranowe, ważne jest, aby użyć do reakcji z izocyjanianem polieterol o odpowiedniej liczbie i rodzaju merów oksyalkilenowych. W wypadku polieteroli uzyskanych z udziałem węglanu etylenu, polieterol nie może zawierać mniej niż 10 jednostek oksyetylenowych na mol grup mocznikowych, w związku ze zbyt dużą gęstością i problemem z homogenizacją komponentów podczas wytwarzania pianek poliuretanowych.
Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładach wykonania i na rysunku, na którym na wzorach strukturalnych wzór 1 przedstawia znany polieterol, wzór II - znany sposób wytwarzania polieterolu, w ujęciu schematycznym, wzór 1 - nowy polieterol, wzór 2 - węglan alkile nowy, w postaci węglanu etylenu, wzór 3 - bisdiwodoroboran, wzór 4 - N,N'-bis(2-hydroksyetylo)mocznik, zaś wzór 5 - kwas borowy, przy czym we wzorach 1 + 4 R oznacza atom wodoru H.
P r z y k ł a d 1
Do kolby trójszyjnej zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, nasadkę Deana-Starka i chłodnicę 3 zwrotną wprowadzano 11,1 g BHEM i 9,3 g kwasu borowego oraz 50 cm3 ksylenu. Całość ogrzewano do wrzenia i utrzymywano w tym stanie tak długo, aż oddestylowała azeotropowo obliczona teoretycz3 nie ilość wody (2,7 cm3). Następnie ksylen oddestylowywano w wyparce obrotowej, a uzyskany półprodukt w postaci bisdiwodoroboranu o wzorze 3 dla R=H suszono do stałej masy w suszarce próżniowej w temperaturze 90°C pod ciśnieniem 0,09 MPa. Otrzymano 17,7 g pomarańczowej żywicy, do której wprowadzono 79,2 g węglanu etylenu i 1,45 g węglanu potasu jako katalizatora i całość ogrzewano do temperatury 155-160°C utrzymując w tym stanie przez 10 godzin. Otrzymano miodową żywicę o masie 58 g i następujących właściwościach w temperaturze 20°C: lepkość 4,95 Pa^s, 3 napięcie powierzchniowe 0,0492 N/m, gęstość 1222,3 kg/m3.
P r z y k ł a d 2
Do kolby okrągłodennej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne i termometr wprowadzano 7,4 g BHEM i 6,1 g kwasu borowego. Całość ogrzewano w otwartej kolbie do temperatury 105°C i utrzymywano w tym stanie 30 minut, to znaczy do momentu oddestylowania obliczonej teoretycznie ilości 3 wody (1,8 cm3). Otrzymano 11,7 g kremowej żywicy, do której wprowadzano 52,8 g węglanu etylenu i 0,83 g węglanu potasu jako katalizatora i całość ogrzewano do temperatury 158-160°C utrzymując w tym stanie przez 8 godzin. Otrzymano miodową żywicę o masie 58,8 g i następujących właściwościach w temperaturze 20°C: lepkość 0,94 Pa^s, napięcie powierzchniowe 0,0512 N/m, gęstość 1211,8 kg/m3.
Przykładowy sposób wytwarzania pianki poliuretanowej 3
Do 100 części wagowych polieterolu (lepkość 4,48 Pa^s, gęstość 1,20 g/cm , napięcie powierzchniowe 0,042 N/m w temperaturze 20°C) otrzymanego z bisdiwodoroboranu N,N'-bis(2-hydroksyetylo)mocznika uzyskanego metodą rozpuszczalnikową i węglanu etylenu przy wyjściowym stosunku molowym reagentów 1:18 w temperaturze 160°C wciągu 15 godzin, w obecności węglanu 3 potasu jako katalizatora, i w którym liczba moli grup borowego oraz 50 cm3 ksylenu. Całość ogrzewano do wrzenia i utrzymywano w tym stanie tak długo, aż oddestylowała azeotropowo obliczona teore3 tycznie ilość wody (2,7 cm3). Następnie ksylen oddestylowywano w wyparce obrotowej, a uzyskany półprodukt w postaci bisdiwodoroboranu o wzorze 3 dla R = H suszono do stałej masy w suszarce próżniowej w temperaturze 90°C pod ciśnieniem 0,09 MPa. Otrzymano 17,7 g pomarańczowej żywicy. do której wprowadzono 79,2 g węglanu etylenu i 1,45 g węglanu potasu jako katalizatora i całość ogrzewano do temperatury 155-160°C utrzymując w tym stanie przez 10 godzin. Otrzymano miodową żywicę o masie 58 g i następujących właściwościach w temperaturze 20°C: lepkość 4,95 Pa^s, napię3 cie powierzchniowe 0,0492 N/m, gęstość 1222,3 kg/m3.
P r z y k ł a d 2
Do kolby okrągłodennej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne i termometr wprowadzano 7,4 g BHEM i 6,1 g kwasu borowego. Całość ogrzewano w otwartej kolbie do temperatury 105°C i utrzymywano w tym stanie 30 minut, to znaczy do momentu oddestylowania obliczonej teoretycznie 3 ilości wody (1,8 cm3). Otrzymano 11,7 g kremowej żywicy, do której wprowadzano 52,8 g węglanu etylenu i 0,83 g węglanu potasu jako katalizatora i całość ogrzewano do temperatury 158 + 160°C utrzymując w tym stanie przez 8 godzin. Otrzymano miodową żywicę o masie 58,8 g i następujących
PL 224 118 B1 właściwościach w temperaturze 20°C: lepkość 0,94 Pa^s, napięcie powierzchniowe 0,0512 N/m, gęstość 1211,8 kg/m3.
Przykładowy sposób wytwarzania pianki poliuretanowej 3
Do 100 części wagowych polieterolu (lepkość 4,48 Pa^s, gęstość 1,20 g/cm napięcie powierzchniowe 0,042 N/m w temperaturze 20°C) otrzymanego z bisdiwodoroboranu N,N'-bis(2-hydroksyetylo)mocznika uzyskanego metodą rozpuszczalnikową i węglanu etylenu przy wyjściowym stosunku molowym reagentów 1:18 w temperaturze 160°C wciągu 15 godzin, w obecności węglanu potasu jako katalizatora, i w którym liczba moli grup oksyetylenowych wynosi 20,8 na mol mocznika, dodaje się 1,2 części wagowych trietyloaminy jako katalizatora, 3,5 części wagowe oleju silikonowego jako środka powierzchniowo czynnego, 4 części wagowe wody jako środka spieniającego. Następnie dodaje się 140 części wagowych 4,4'-diizocyjanianu difenylometanu zawierającego 30% izocyjanianów trójfunkcyjnych i energicznie miesza się do momentu rozpoczęcia kremowania. Otrzymaną piankę sezonuje się w temperaturze pokojowej jedną dobę. Właściwości pianki po sezonowaniu: pianka samogasnąca o indeksie tlenowym OI wynoszącym 22,9% objętościowych; gęstość pozorna 68,54 ± 3
3,01 kg/m3; skurcz liniowy 0,68 ± 0,06%; wytrzymałość na ściskanie przed ekspozycją temperaturową 0,47 ± 0,03 MPa, po ekspozycji w temperaturze 150°C w ciągu miesiąca 2,42 ± 0,08 MPa; ubytek masy pianki po 30-dniowej ekspozycji w temperaturze 150°C 19,0% wag.
Claims (8)
1. Polieterol zawierający w swej strukturze obok grupy mocznikowej grupy boranowe, znamienny tym, że struktura polieterolu jest o ogólnym wzorze 1, w którym x, z, t, r, w, o oznaczają ilości jednostek oksyalkilenowych w łańcuchu polieterolu, a mianowicie jednostek oksyetylenowych, a R oznacza atom wodoru H.
2. Polieterol według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość jednostek oksyalkilenowych wynosi od 6 do 18.
3. Polieterol według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość jednostek oksyetylenowych jest nie mniejsza od 10.
4. Sposób wytwarzania polieterolu z grupami mocznikowymi boranowymi, o ogólnym wzorze 1, w którym x, z, t, r, w, o oznaczają liczbę jednostek oksyalkilenowych w łańcuchu polieterolu, a mianowicie jednostek oksyetylenowych, a R oznacza atom wodoru H, znamienny tym, że w pierwszym etapie prowadzi się reakcje kwasu borowego o wzorze 5 z N ,N'-bis(2-hydroksyetylo)mocznikiem o wzorze 4, w stosunku molowym związku do kwasu borowego równym 1 : 2, bez katalizatora w temperaturze 100 + 130°C, a następnie otrzymany półprodukt w postaci bisdiwodoroboranu o wzorze 3 poddaje się bezpośredniej reakcji z węglanami alkilenowymi o wzorze 2, w postaci węglanu etylenu, w temperaturze 140 + 180°C w obecności znanych katalizatorów, przy czym we wzorach 2 + 4 R oznacza atom wodoru H.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w reakcji węglanu alkilenowego z bisdiwodoroboranem stosuje się liczbę moli węglanu alkilenowego od 6 do 18 na jeden mol bisdiwodoroboranu.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w reakcji węglanu etylenu z bisdiwodoroboranem stosuje się liczbę moli tego węglanu etylowego nie mniejszą od 10 na jeden mol bisdiwodoroboranu.
7. Zastosowanie polieterolu z grupami mocznikowymi i boranowymi, o ogólnym wzorze 1, w którym x, z, t, r, w, o oznaczają ilości jednostek oksyalkilenowych w łańcuchu polieterolu, a mianowicie jednostek oksyetylenowych, a R oznacza atom wodoru H, do wytwarzania pianek poliuretanowych.
8. Zastosowanie polieterolu, według zastrz. 7, dla pianek poliuretanowych o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, wysokiej odporności termicznej do 150°C i obniżonej palności odpowiadającej indeksowi tlenowemu Ol większemu od 22% objętościowych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL406723A PL224118B1 (pl) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL406723A PL224118B1 (pl) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL406723A1 PL406723A1 (pl) | 2015-07-06 |
| PL224118B1 true PL224118B1 (pl) | 2016-11-30 |
Family
ID=53492764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL406723A PL224118B1 (pl) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL224118B1 (pl) |
-
2013
- 2013-12-30 PL PL406723A patent/PL224118B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL406723A1 (pl) | 2015-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xie et al. | Synthesis of a furfural-based DOPO-containing co-curing agent for fire-safe epoxy resins | |
| EP2430061B1 (en) | Silicone surfactant for use in polyurethane foams prepared using vegetable oil based polyols | |
| CN103319675B (zh) | 蓖麻油基阻燃多元醇组合物及其制备方法和应用 | |
| EP3199569B1 (en) | Non isocyanate polyurethane foams | |
| CN103709395A (zh) | 生物质基结构阻燃型多元醇及其制备方法和应用 | |
| CN104558490B (zh) | 植物油基阻燃多元醇及其制备方法和应用 | |
| CN105026497A (zh) | 具有改进的阻燃性的异氰酸酯基聚合物泡沫 | |
| JP2019502775A (ja) | 硬質ポリウレタンフォームの製造方法 | |
| JPS62241921A (ja) | 硬質ポリウレタンフオ−ム材料を耐燃性にする反応性の防火性配合物及びその製造法 | |
| PL231699B1 (pl) | Elastyczna pianka poliuretanowa o ograniczonej palności i sposób jej wytwarzania | |
| CN111454465A (zh) | 一种改性木质素、全水基低密度阻燃软质聚氨酯泡沫组合物及其制备方法 | |
| JP2010150472A (ja) | ポリウレタン樹脂組成物及びポリウレタン樹脂 | |
| CN103059255A (zh) | 一种桐油基阻燃聚氨酯弹性体的制备方法 | |
| PL224118B1 (pl) | Polieterol, sposób jego wytwarzania i zastosowanie | |
| CN105367738A (zh) | 一种结构型阻燃剂阻燃的硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法 | |
| CN115505091B (zh) | 一种阻燃聚氨酯泡沫的制备方法 | |
| Lubczak et al. | Increased thermal stability and reduced flammability of polyurethane foams with an application of polyetherols | |
| CN112679719B (zh) | 一种羟甲基三聚氰胺-环氧乙烷/环氧丙烷聚醚多元醇的制备方法及应用 | |
| US9290698B2 (en) | Biobased polyols for potential use as flame retardants in polyurethane and polyester applications | |
| CZ20022694A3 (cs) | Kompozice pro výrobu organicko-anorganických produktů, produkty vyrobené z těchto kompozic a jejich pouľití | |
| CN107163076A (zh) | 含磷三嗪环盐化合物及其制备方法和应用 | |
| PL220650B1 (pl) | Sposób wytwarzania niepalnych lub o zmniejszonej palności i o zwiększonej termoodporności pianek poliuretanowych | |
| CN113603652B (zh) | 一种有机阻燃结构及其在有机硅表面活性剂和聚氨酯材料中的应用 | |
| PL224119B1 (pl) | Pianka poliuretanowa, sposób jej wytwarzania i zastosowanie | |
| Lubczak et al. | with an Application of Polyetherols |