PL242746B1 - Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności - Google Patents

Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności Download PDF

Info

Publication number
PL242746B1
PL242746B1 PL437334A PL43733421A PL242746B1 PL 242746 B1 PL242746 B1 PL 242746B1 PL 437334 A PL437334 A PL 437334A PL 43733421 A PL43733421 A PL 43733421A PL 242746 B1 PL242746 B1 PL 242746B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
weight
composition
polyurethane foam
lavender
Prior art date
Application number
PL437334A
Other languages
English (en)
Other versions
PL437334A1 (pl
Inventor
Sylwia Członka
Karolina Miedzińska
Anna Strąkowska
Krzysztof Strzelec
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL437334A priority Critical patent/PL242746B1/pl
Publication of PL437334A1 publication Critical patent/PL437334A1/pl
Publication of PL242746B1 publication Critical patent/PL242746B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności na bazie poliolu, która zawiera oprócz poliolu, 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, katalizatory tj. oktanian potasu oraz octan potasu rozpuszczony w poliglikolu, jako napełniacz zawiera zmielony na nanocząstki niewykorzystany destylat lawendy pochodzący z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, zmodyfikowany przez dodanie kaolinu lub hydroksyapatytu, a nadto zawiera środek powierzchniowo-czynny, wodę oraz mieszaninę pentanu i cyklopentanu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, przeznaczonej głównie na materiały izolacyjne stosowane w branży budowlanej.
W ostatnim czasie prowadzone są intensywne badania nad poszukiwaniem nowych rozwiązań, mających na celu poprawę właściwości mechanicznych i użytkowych sztywnych pianek poliuretanowych, w tym poprawę odporności na ogień. Coraz większą uwagę kieruje się na zastosowanie różnego rodzaju napełniaczy tych pianek. Korzystnym okazuje się zastosowanie napełniacza w postaci celulozy pozyskiwanej z materiałów odpadowych. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, w tym dużej wytrzymałości mechanicznej i małej gęstości, odpady celulozowe z powodzeniem mogą pełnić funkcję wzmacniającą, prowadząc do otrzymania kompozycji na piankę o pożądanych właściwościach użytkowych. Jednak zastosowanie włókien roślinnych w charakterze wzmocnienia polimerów jest ograniczone ich małą odpornością termiczną - graniczna temperatura użycia naturalnych włókien lignocelulozowych wynosi 230°C i po jej przekroczeniu następuje pogorszenie ich właściwości wytrzymałościowych. Fakt ten powoduje ograniczenie rodzajów polimerów, które można wzmacniać takimi włóknami, jak również warunków przetwarzania i eksploatacji uzyskanych kompozytów. Istotny problem związany z przydatnością włókien lignocelulozowych stanowi także duża palność tych włókien, które po wprowadzeniu do kompozytu znacząco zwiększają jego palność. W celu poprawy właściwości termicznych oraz zmniejszenia palności włókien, włókna poddaje się różnym rodzajom modyfikacji fizycznej i chemicznej. Wartościową modyfikacją fizyczną jest między innymi wysokoenergetyczny proces mielenia umożliwiający efektywną funkcjonalizację powierzchniową wykorzystywanych napełniaczy.
Z opisu zgłoszenia patentowego P. 436751 jest znana kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, na bazie poliolu, zawierająca na 100 części wagowych poliolu 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowe katalizatora oraz jako napełniacz włókna kokosa zmielone na nanocząstki w procesie wysokoenergetycznego mielenia oraz zmodyfikowane naturalnym uniepalniaczem w postaci kaolinu dodanym w ilości 120 części wagowych / 100 części wagowych zmielonych włókien kokosa, użyte w ilości 1 - 5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu.
Z publikacji w czasopiśmie Materials 2021, 14, 415, do.org/10.3390/ma14020415 jest znana kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, zawierająca na 100 części poliolu 160 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometan, 6,8 części wagowych katalizatorów tj. oktanianu potasu 6 części wagowych oraz octanu potasu rozpuszczonego w poliglikolu 0,8 części wagowych, 2 części wagowe napełniacza w postaci zmielonego na nanocząstki niewykorzystanego destylat lawendy pochodzącego z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, zmodyfikowanego przez dodanie kaolinu lub hydroksyapatytu, 2,5 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, 0,5 części wagowych wody, 11 części wagowych mieszaniny pentanu i cyklopentanu o stosunku wagowym składników 1:1.
Celem wynalazku jest opracowanie składu kompozycji do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, w której wykorzystuje się napełniacz pochodzenia roślinnego stanowiący dotychczas niewykorzystywany produkt odpadowy.
Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, na bazie poliolu, zawierająca na 100 części wagowych poliolu 160 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 6,8 części wagowych katalizatorów tj. oktanianu potasu 6 części wagowych oraz octanu potasu rozpuszczonego w poliglikolu 0,8 części wagowych, 2 części wagowe napełniacza w postaci zmielonego na nanocząstki niewykorzystanego destylatu lawendy pochodzącego z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, zmodyfikowanego przez dodanie kaolinu lub hydroksyapatytu, 2,5 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, 0,5 części wagowych wody, 11 części wagowych mieszaniny pentanu i cyklopentanu o stosunku wagowym składników 1:1, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że stosuje się zmielony destylat lawendy zmodyfikowany przez dodanie kaolinu lub hydroksyapatytu w ilości 1 część wagowa na 1 część wagową zmielonego destylatu lawendy.
Z kompozycji według wynalazku otrzymuje się sztywną piankę poliuretanową charakteryzującą się zmniejszoną palnością, w tym mniejszym o 5% całkowitym uwolnionym ciepłem w porównaniu z piankami zawierającymi inne napełniacze pochodzenia roślinnego oraz mniejszą o 15% ilością wydzielanego CO w porównaniu z piankami zawierającymi inne napełniacze pochodzenia roślinnego. Nadto w kompozycji według wynalazku wykorzystuje się materiał odpadowy jakim jest destylat lawendy pochodzący z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, co obniża koszt jej przygotowania.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek przedstawiający wykres ilustrujący wyniki maksymalnej szybkości wydzielania ciepła (HRR) kompozycji poliuretanowych wytworzonych w przykładach.
Przykład I
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
poliol o nazwie handlowej
STEPANPOL PS-2352 - komponent A polimeryczny diizocyjanian difenylometanu o nazwie handlowej Purocyn B - komponent B katalizator - oktanian potasu, o nazwie handlowej Kosmos 75 katalizator - octan potasu rozpuszczony w poliglikolu, o nazwie handlowej Kosmos 33 silikonowy środek powierzchniowo czynny o nazwie handlowej Tegostab B8513 woda mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1:1 destylat lawendy pochodzący z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, zmielony na nanocząstki w procesie wysokoenergetycznego mielenia i zmodyfikowany przez dodanie 1 części kaolinu/1 część zmielonego destylatu lawendy
- 100 części,
- 160 części, części,
- 0,8 części,
- 2,5 części,
- 0,5 części, części, części.
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono maksymalną szybkość wydzielania ciepła (HRR), średni czas do trwałego zapłonu (Tzap), całkowite uwolnione ciepło (THR), ilość uwolnionego CO (COY), ilość uwolnionego CO2 (CO2Y) oraz indeks tlenowy (LOI).
Równocześnie dla celów porównawczych przygotowano kompozycję do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o składzie w częściach wagowych:
komponent A - 100 części, komponent B - 160 części, katalizator Kosmos 75 - 6 części, katalizator Kosmos 33 - 0,8 części, silikonowy środek powierzchniowo czynny Tegostab B8513 - 2,5 części, woda - 0,5 części, mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1:1 - 11 części.
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników i dla otrzymanej pianki określono maksymalną szybkość wydzielania ciepła (HRR), średni czas do trwałego zapłonu (Tzap), całkowite uwolnione ciepło (THR), ilość uwolnionego CO (COY), ilość uwolnionego CO2 (CO2Y) oraz indeks tlenowy (LOI).
Przykład II
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
komponent A - 100 części, komponent B - 160 części, katalizator Kosmos 75 - 6 części.
katalizator Kosmos 33 - 0,8 części, silikonowy środek powierzchniowo czynny Tegostab B8513 - 2,5 części, woda - 0,5 części, mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1:1 - 11 części, destylat lawendy pochodzący z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, zmielony na nanocząstki w procesie wysokoenergetycznego mielenia i zmodyfikowany przez dodanie 1 części hydroksyapatytu/1 część zmielonego destylatu lawendy - 2 części.
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanowy przez zmieszanie jej składników i dla otrzymanej pianki określono maksymalną szybkość wydzielania ciepła (HRR), średni czas do trwałego
PL 242746 BI zapłonu (TZaP), całkowite uwolnione ciepło (THR), ilość uwolnionego CO (COY), ilość uwolnionego CO2 (CO2Y) oraz indeks tlenowy (LOI).
W poniższej tablicy przedstawiono wyniki badań średniego czasu do trwałego zapłonu (TZaP), całkowitego uwolnionego ciepła (THR), ilości uwolnionego CO (COY), ilości uwolnionego CO2 (CO2Y) oraz indeksu tlenowego (LOI) kompozycji poliuretanowych; kompozycji referencyjnej oraz kompozycji otrzymanych w przykładach I - II.
Tablica
Nr przykładu Średni czas do trwałego zapłonu, Tw W Całkowite uwolnione ciepło, THR [MJ m2] Ilość wy dzielonego CO, COY |kg kg'1] Ilość wydzielonego CO2. CO2Y [kgkg1] Indeks tlenowy, LOI [%]
kompozycja referencyjna (bez napetniacza) 4 21.5 0.210 0.240 20.2
I 6 20.5 0.140 0.190 22.2
II 6 19.8 0.142 0.180 22.7
Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

1. Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, na bazie poliolu, zawierająca na 100 części wagowych poliolu 160 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 6,8 części wagowych katalizatorów tj. oktanianu potasu 6 części wagowych oraz octanu potasu rozpuszczonego w poliglikolu 0,8 części wagowych, 2 części wagowe napełniacza w postaci zmielonego na nanocząstki niewykorzystanego destylatu lawendy pochodzącego z procesu otrzymywania z niej olejków eterycznych, zmodyfikowanego przez dodanie kaolinu lub hydroksyapatytu, 2,5 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, 0,5 części wagowych wody, 11 części wagowych mieszaniny pentanu i cyklopentanu o stosunku Wagowym składników 1:1, znamienna tym, że stosuje się zmielony destylat lawendy zmodyfikowany przez dodanie kaolinu lub hydroksyapatytu w ilości 1 część wagowa na 1 część wagową zmielonego destylatu lawendy.
PL437334A 2021-03-18 2021-03-18 Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności PL242746B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437334A PL242746B1 (pl) 2021-03-18 2021-03-18 Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437334A PL242746B1 (pl) 2021-03-18 2021-03-18 Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL437334A1 PL437334A1 (pl) 2022-09-19
PL242746B1 true PL242746B1 (pl) 2023-04-17

Family

ID=83724194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL437334A PL242746B1 (pl) 2021-03-18 2021-03-18 Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242746B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL437334A1 (pl) 2022-09-19

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
Vo et al. Effect of metal oxide nanoparticles and aluminum hydroxide on the physicochemical properties and flame-retardant behavior of rigid polyurethane foam
Visakh et al. Review on soft polyurethane flame retardant
JP6329235B2 (ja) 難燃性ウレタン樹脂組成物
Thirumal et al. Halogen-free flame retardant PUF: Effect of melamine compounds on mechanical, thermal and flame retardant properties
Wu et al. Flame retardancy and thermal degradation of rigid polyurethane foams composites based on aluminum hypophosphite
JP7531398B2 (ja) 準不燃性フェノール樹脂組成物及びそれから得られた準不燃材料
DSouza et al. Recent developments in biobased foams and foam composites for construction applications
Hu et al. Flame retarded rigid polyurethane foams composites modified by aluminum diethylphosphinate and expanded graphite
DE19744426A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Hydroxyphosphonaten und deren Verwendung als Flammschutz in Kunststoffen
JP2018053024A (ja) ウレタン樹脂組成物調製システム、ウレタン成形体を製造する方法、およびウレタン成形体
Ali et al. Eco-friendly flame-retardant additives for polyurethane foams: a short review
Morsy et al. Development of eco-friendly flame-retardant polyurethane using sustainable additives
Acharya et al. Flame retardant rigid polyurethane foam derived from biobased polyols and water as Co-blowing agent: Synergistic effect of expanded graphite and boron nitride
PL231699B1 (pl) Elastyczna pianka poliuretanowa o ograniczonej palności i sposób jej wytwarzania
PL242746B1 (pl) Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności
PL244630B1 (pl) Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności
Olcay et al. Synergism in nitrogen-and phosphorus-based flame retardants
JP7355824B2 (ja) 熱硬化性発泡体、この製造方法及びこれを含む断熱材
PL241845B1 (pl) Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności
de Souza et al. Enhanced synergistic effect by pairing novel inherent flame-retardant polyurethane foams with nanolayers of expandable graphite for their applications in automobile industry
PL243711B1 (pl) Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności
Li et al. An intrinsic lignin-based flame retardant for phenolic foams: Synthesis and fire safety enhancement
Agwuncha et al. Eco-Friendly Lignin-Based Flame Retardant from Different Polymeric Materials
Mlhem et al. Enhancing Thermal Insulation of Poly (β‐Hydroxybutyrate) Composites with Charring‐Foaming Agent‐Coated Date Palm Wood