PL243949B1 - Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych - Google Patents
Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych Download PDFInfo
- Publication number
- PL243949B1 PL243949B1 PL434335A PL43433520A PL243949B1 PL 243949 B1 PL243949 B1 PL 243949B1 PL 434335 A PL434335 A PL 434335A PL 43433520 A PL43433520 A PL 43433520A PL 243949 B1 PL243949 B1 PL 243949B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- weight
- polyol
- composition
- rigid polyurethane
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 18
- 241000758789 Juglans Species 0.000 claims abstract description 17
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract 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 abstract description 5
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N antipyrene Natural products C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- NLSXASIDNWDYMI-UHFFFAOYSA-N triphenylsilanol Chemical group C=1C=CC=CC=1[Si](C=1C=CC=CC=1)(O)C1=CC=CC=C1 NLSXASIDNWDYMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 8
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- KVMPUXDNESXNOH-UHFFFAOYSA-N tris(1-chloropropan-2-yl) phosphate Chemical compound ClCC(C)OP(=O)(OC(C)CCl)OC(C)CCl KVMPUXDNESXNOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- SCVJRXQHFJXZFZ-KVQBGUIXSA-N 2-amino-9-[(2r,4s,5r)-4-hydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]-3h-purine-6-thione Chemical compound C1=2NC(N)=NC(=S)C=2N=CN1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O1 SCVJRXQHFJXZFZ-KVQBGUIXSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych, na bazie poliolu pochodzenia petrochemicznego i biopoliolu otrzymanego w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego, zawiera na 100 części wagowych poliolu 120 części wagowych 4,4' -diizocyjanianu difenylometanu, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowych katalizatora oraz napełniacz w postaci silanizowanych łupin orzecha włoskiego w ilości 0,1 - 1,5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu, zaś biopoliolu zawiera 10 — 20 części wagowych na 100 części wagowych poliolu.
Description
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych, przeznaczonej zwłaszcza na wyroby izolacyjne stosowane w budownictwie.
Poliuretany (PU) stanowią obecnie jedną z najważniejszych klas materiałów polimerowych, znajdując zastosowanie w wielu dziedzinach codziennego życia. Spośród licznych grup materiałów poliuretanowych największym zainteresowaniem cieszą się produkty o strukturze porowatej. Sztywne pianki poliuretanowe, stanowią około 67% ogólnej produkcji wyrobów poliuretanowych.
W ostatnich latach istotnym wyzwaniem w rozwoju technologii otrzymywania sztywnych pianek poliuretanowych są działania proekologiczne. Do niedawna produkcja tych pianek opierała się wyłącznie na zastosowaniu polioli pochodzenia petrochemicznego. Nieustannie wzrastające ceny surowców kopalnianych oraz wizja ich wyczerpania spowodowały intensywny rozwój badań nad pozyskaniem polioli z tanich i biodegradowalnych surowców lignocelulozowych, w tym z łupin orzecha włoskiego, które stanowią dobrą alternatywę dla obecnie stosowanych polioli pozyskiwanych głównie z ropy naftowej i węgla. Pomimo korzystnych aspektów ekologicznych wynikających z zastosowania biopolioli na bazie materiałów lignocelulozowych, pianki poliuretanowe otrzymane z udziałem biopolioli nie wykazują zadawalających właściwości mechanicznych. Z tego względu prowadzone są intensywne badania, mające na celu poprawę ich właściwości mechanicznych i użytkowych. Jednym ze sposobów poprawy właściwości wytrzymałościowych jest zastosowanie w kompozycjach na te pianki napełniacza wzmacniającego o charakterze organicznym. Napełniacze o charakterze organicznym wykazują szereg zalet, ale jednocześnie cechuje je charakter hydrofobowy, mała odporność termiczna, duży rozrzut właściwości mechanicznych, tendencja do aglomeracji skutkująca utrudnioną dyspersją napełniacza w matrycy polimeru. Słaba homogeniczność kompozytów sprawia, że ich właściwości mechaniczne są gorsze niż należałoby się tego spodziewać.
Z czasopisma Chemical Society Reviews 43 (2014) 1519-1542 doi: 10.1039/c3cs60204d wiadomo, iż poprawę adhezji pomiędzy hydrofilową powierzchnią napełniacza, a hydrofobową matrycą polimeru można uzyskać poprzez chemiczną modyfikację napełniacza.
Z czasopisma European Polymer Journal 118 (2019) 481-491. doi: 10.1016/ j.eurpolymj.2019.06.026 wiadomo, że dzięki modyfikacji chemicznej napełniaczy uzyskuje się lepszą mieszalność napełniaczy z matrycą polimeru, a otrzymane kompozyty charakteryzują się znacząco lepszymi właściwościami mechanicznymi, termicznymi i użytkowymi.
Z opisu zgłoszenia patentowego PL433533 jest znana kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o dobrych właściwościach mechanicznych i przedłużonym czasie syntezy, na bazie poliolu pochodzenia petrochemicznego i biopoliolu, zawierająca na 100 części wagowych poliolu, 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, do 14 części wagowych antypirenu, do 0,2 części wagowych katalizatora oraz ewentualnie napełniacz pochodzenia roślinnego, która zawiera biopoliol otrzymany w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego.
Niniejszy wynalazek rozwiązuje problem opracowania kompozycji na sztywną piankę poliuretanową, na bazie poliolu i biopoliolu, zawierającej napełniacz pochodzenia roślinnego w postaci produktu odpadowego tak zmodyfikowanego, że oprócz obniżenia kosztu wytworzenia pianki, zapewni otrzymanie z tej kompozycji pianki o dobrych właściwościach mechanicznych i termicznych.
Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych, na bazie poliolu pochodzenia petrochemicznego i biopoliolu otrzymanego w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego, zawierająca na 100 części wagowych poliolu, 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowych katalizatora oraz napełniacz pochodzenia roślinnego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako napełniacz zawiera silanizowane łupiny orzecha włoskiego w ilości 0,1-1,5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu. Kompozycja zawiera 10-20 części wagowych biopoliolu na 100 części wagowych poliolu. Stosuje się łupiny orzecha włoskiego silanizowane korzystnie 5% v/v roztworem wodnym silanu użytym w ilości 10 części wagowych/1 część wagową napełniacza. Jako silan stosuje się korzystnie trifenylosilanol.
Sztywna pianka poliuretanowa otrzymana z kompozycji według wynalazku charakteryzuje się wytrzymałością na ściskanie σ10% o około 13% większą od wytrzymałości na ściskanie σ10% sztywnej pianki poliuretanowej otrzymanej z kompozycji nie zawierającej napełniacza stosowanego w kompozycji według wynalazku, a nadto dobrymi właściwościami termicznymi (Tio%, Tso%, Tbo%), jak również dużą gęstością pozorną.
Pianka wytworzona z kompozycji według wynalazku może znaleźć zastosowanie nie tylko w branży budowlanej jako materiały izolacyjne, ale także w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym oraz elektrochemicznym.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek, który stanowi wykres ilustrujący wytrzymałość na ściskanie przy 10% odkształceniu (σ10%) sztywnych pianek poliuretanowych wytworzonych z kompozycji poliuretanowych przygotowanych w przykładach I-III.
Przykład I
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
mieszanina poliolu z fosforanem tris(2-chloro-1-metyloetylowym) oraz N,N-dimetylocykloheksyloaminą, o nazwie handlowej
Izopianol 40/30W/PIR - komponent A zawierająca poliolu - 100 części, fosforanu tris(2-chloro-1-metyloetylowego) (antypirenu) - 14 części,
N,N-dimetylocykloheksyloaminy (katalizatora) - 0,2 części, biopoliol otrzymany w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego - 10 części, polimeryczny diizocyjanian difenylometanu o nazwie handlowej Purocyn B - komponent B - 120 części, łupiny orzecha włoskiego silanizowane 5% v/v roztworem wodnym trifenylosilanolu użytym w ilości 10 części wagowych/1 część wagową łupin (napełniacz) - 0,1 części.
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Następnie określono temperaturę procesu syntezy (Tmax), gęstość pozorną pp), wytrzymałość mechaniczną (σ10%) oraz właściwości termiczne (T10%, Tso%, Tbo%) otrzymanej pianki.
Równocześnie dla celów porównawczych przygotowano kompozycję do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o składzie w częściach wagowych:
komponent A zawierający poliolu - 100 części, fosforanu tris(2-chloro-1-metyloetylowego) - 14 części,
N,N-dimetylocykloheksyloaminy - 0,2 części, biopoliol otrzymany w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego - 10 części, komponent B - 120 części.
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono temperaturę procesu syntezy (Tmax), gęstość pozorną (pp), wytrzymałość mechaniczną (σ10%) oraz właściwości termiczne (Tw%, T50%, Ts0%).
Przykład II
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
komponent A zawierający poliolu - 100 części, fosforanu tris(2-chloro-1-metyloetylowego) - 14 części,
N,N-dimetylocykloheksyloaminy - 0,2 części, biopoliol otrzymany w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego - 20 części, komponent B - 120 części, łupiny orzecha włoskiego silanizowane jak w przykładzie I - 0,5 części.
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono temperaturę procesu syntezy (Tmax), gęstość pozorną (pp), wytrzymałość mechaniczną (σ10%) oraz właściwości termiczne (Tw%, T50%, Ts0%).
Przykład III.
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
komponent A zawierający
PL 243949 Β1 poliolu -100 części, fosforanu tris(2-chloro-1-metyloetylowego) - 14 części,
Ν,Ν-dimetylocykloheksyloaminy - 0,2 części, biopoliol otrzymany w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego - 10 części, komponent B -120 części, łupiny orzecha włoskiego silanizowane jak w przykładzie I -1,5 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie II.
W poniższej tablicy przedstawiono wyniki badań temperatury procesu syntezy (Tmax), gęstości pozornej (pp) oraz właściwości termiczne (Tio%, Tso%, Tso%) sztywnych pianek poliuretanowych wytworzonych z kompozycji poliuretanowych otrzymanych w przykładach I-III.
Tablica 1
| Nr przykładu | Tmax [°C] | Pp [kg/m3] | Tio% [°C] | ΤδΟ% [°C] | Tso% [°C] |
| kompozycja referencyjna (bez napełniacza) | 146 | 37 | 230 | 326 | 480 |
| I | 137 | 39 | 257 | 345 | 500 |
| II | 134 | 41 | 266 | 349 | 523 |
| III | 128 | 42 | 261 | 360 | 508 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (3)
1. Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych, na bazie poliolu pochodzenia petrochemicznego i biopoliolu otrzymanego w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego, zawierająca na 100 części Wagowych poliolu, 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 14 części Wagowych antypirenu, 0,2 części wagowych katalizatora oraz napełniacz pochodzenia roślinnego, znamienna tym, że jako napełniacz zawiera silanizowane łupiny orzecha włoskiego w ilości 0,1-1,5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu, zaś biopoliolu zawiera 10-20 części wagowych na 100 części wagowych poliolu.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako napełniacz zawiera łupiny orzecha włoskiego silanizowane 5% v/v roztworem wodnym silanu użytym w ilości 10 części wagowych/1 część wagową napełniacza.
3. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że jako silan stosuje się trifenylosilanol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434335A PL243949B1 (pl) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434335A PL243949B1 (pl) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL434335A1 PL434335A1 (pl) | 2021-12-20 |
| PL243949B1 true PL243949B1 (pl) | 2023-11-06 |
Family
ID=80001797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL434335A PL243949B1 (pl) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243949B1 (pl) |
-
2020
- 2020-06-16 PL PL434335A patent/PL243949B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL434335A1 (pl) | 2021-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Członka et al. | Rigid polyurethane foams reinforced with solid waste generated in leather industry | |
| Da Silva et al. | Polyurethane foams based on modified tung oil and reinforced with rice husk ash I: Synthesis and physical chemical characterization | |
| ES2342572T3 (es) | Poliuretano antiestatico. | |
| JP6388905B2 (ja) | 難燃性ポリウレタンフォームおよびその製造方法 | |
| JP6676404B2 (ja) | セルロースナノファイバーの製造方法、並びにセルロースナノファイバー含有樹脂もしくは樹脂前駆体の製造方法 | |
| SG193457A1 (en) | Auto-crusting microporous elastomer composition foruse in polyurethane foam-filled tire | |
| CN1193064C (zh) | 使用五氟丁烷发泡剂的完整表皮泡沫 | |
| EP2511328A2 (de) | Zusammensetzung, enthaltend spezielle Carbamat-artige Verbindungen, geeignet zur Herstellung von Polyurethanschäumen | |
| Qi et al. | Thermal, mechanical, and morphological properties of rigid crude glycerol‐based polyurethane foams reinforced with nanoclay and microcrystalline cellulose | |
| Palanisamy | Water‐blown polyurethane–clay nanocomposite foams from biopolyol—effect of nanoclay on the properties | |
| Prociak et al. | Influence of isocyanate index on selected properties of flexible polyurethane foams modified with various bio-components | |
| CN1759129A (zh) | 低胺排放的聚氨酯泡沫塑料 | |
| DE69125559T3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumartikeln | |
| EP1242518B1 (de) | Verfahren zur herstellung von weichen bis halbharten polyurethanintegralschaumstoffen | |
| PL243949B1 (pl) | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych | |
| Chen et al. | Engineering liquid pMDI into water-processable powder: Manufacture and application as waterborne additive | |
| JP5474627B2 (ja) | ポリウレタン樹脂製造用活性水素成分 | |
| CN1544514A (zh) | 含扩链剂可生物降解的聚乳酸泡沫塑料及其制备方法 | |
| Dzulkifli et al. | Development of rigid biocomposite polyurethane foam for load bearing application | |
| Ismail et al. | Investigating the potential of dihydroxystearic acid as feedstock for rigid polyurethane foam | |
| CN113045730A (zh) | 一种基于生物基的混炼型聚氨酯橡胶及制备方法与应用 | |
| Han et al. | Preparation and properties of sulfomethylated lignin-based highly flexible polyurethane foam | |
| JP2013151664A (ja) | ポリウレタン樹脂製造用ポリオール成分、ポリウレタン樹脂およびその成形品 | |
| Chen et al. | Nature-mimetic engineering of sustainable polyurethane adhesives with high bonding strength and flame retardancy | |
| PL243948B1 (pl) | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o dobrych właściwościach mechanicznych |