RU2579576C2 - Composition for producing rigid foamed polyurethanes for heat insulation purposes - Google Patents
Composition for producing rigid foamed polyurethanes for heat insulation purposes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579576C2 RU2579576C2 RU2013157793/05A RU2013157793A RU2579576C2 RU 2579576 C2 RU2579576 C2 RU 2579576C2 RU 2013157793/05 A RU2013157793/05 A RU 2013157793/05A RU 2013157793 A RU2013157793 A RU 2013157793A RU 2579576 C2 RU2579576 C2 RU 2579576C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- catalyst
- component
- polyether polyol
- foam
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/16—Catalysts
- C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
- C08G18/68—Unsaturated polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения композиций для производства жестких пенополиуретанов (ППУ), применяемых в качестве теплоизоляционных материалов в различных областях промышленности.The invention relates to the field of production of compositions for the production of rigid polyurethane foams (PUF), used as heat-insulating materials in various industries.
Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для теплоизоляции методом заливки трубопроводов, нефтепроводов и газопроводов (теплоизоляции типа «труба в трубе», «труба в форме», «труба в ППУ»), в сетях отопления и горячего водоснабжения, в промышленных холодильниках, в системах охлаждения, в промышленном строительстве, а также для теплоизоляции методом напыления жилищных и общественных зданий.The invention can be most effectively used for thermal insulation by pouring pipelines, oil pipelines and gas pipelines (thermal insulation of the “pipe in pipe”, “pipe in shape”, “pipe in PPU” type), in heating and hot water supply networks, in industrial refrigerators, in systems cooling, in industrial construction, as well as for thermal insulation by spraying of residential and public buildings.
Жесткие ППУ получают посредством смешивания полиольной композиции (компонента А) с полиизоцианатом (компонентом Б) - полимерным 4,4-дифенилметандиизоцианатом. Композиции для получения жестких ППУ разделяют на заливочные и напылительные, которые имеют различные времена технологической пробы, в частности время страта, время гелеобразования, роста и отлипа образующейся на их основе пены.Rigid PUFs are obtained by mixing a polyol as one composition (component A) with a polyisocyanate (component B) - polymer 4,4-diphenylmethanediisocyanate. Compositions for producing rigid polyurethane foam are divided into casting and spraying ones, which have different process test times, in particular, stratum time, gelation time, growth and tack-off time of the foam formed on their basis.
Известен способ получения ППУ (RU 2280046) с применением композиции, имеющей различные времена старта, выбранной в качестве аналога для заливочных и напылительных систем. Гидроксилсодержащая смесь (компонент А) содержит катализаторы вспенивания и отверждения, пенорегулятор, антипирен, гидроксилсодержащее соединение простой полиэфир, дополненный соединением циклического характера. В качестве малотоксичного катализатора сшивателя цепей используют дополнительно циклическое соединение в количестве 1-200 мас. ч. каждого на 100 мас. ч. смеси гидроксилсодержащего соединения и простого полиэфира. Изобретение обеспечивает получение пенопласта с теплостойкостью на уровне 210°C, напряжением при сжатии 0,48 МПа, влагопоглощением 6,8% без существенного повышения хрупкости материала.A known method of producing PPU (RU 2280046) using a composition having different start times, selected as an analogue for casting and spraying systems. The hydroxyl-containing mixture (component A) contains foaming and curing catalysts, a foam regulator, a flame retardant, a hydroxyl-containing polyether compound supplemented with a cyclic compound. As a low-toxicity catalyst for the chain crosslinker, an additional cyclic compound in an amount of 1-200 wt. hours each per 100 wt. including a mixture of hydroxyl-containing compounds and polyethers. The invention provides a foam with a heat resistance of 210 ° C, a compressive stress of 0.48 MPa, moisture absorption of 6.8% without a significant increase in the fragility of the material.
Однако, оно не лишено недостатков. Композицию получают в несколько стадий, время которых составляет от 8 до 24 часов. В качестве вспенивателей используются озоноразрушающие хладоны, в частности фреон R 141 b. Композицию с максимальным временем старта 40 с и временем гелеобразования 120 с невозможно применять, например, для теплоизоляции труб больших диаметров (1020/1200), а кажущаяся плотность пены при показателях технологической пробы, соответствующей, например, напылительным систем завышена (39 и 45 кг/м3), что в свою очередь приводит к большому расходу материала на практике, при этом водопоглощение ППУ составляет более 7%.However, it is not without flaws. The composition is obtained in several stages, the time of which is from 8 to 24 hours. The blowing agents used are ozone-depleting freons, in particular freon R 141 b. A composition with a maximum start time of 40 s and a gel time of 120 s cannot be used, for example, for thermal insulation of pipes of large diameters (1020/1200), and the apparent density of the foam at the parameters of the technological sample corresponding, for example, to spray systems is overestimated (39 and 45 kg / m 3 ), which in turn leads to a large consumption of material in practice, while the water absorption of PPU is more than 7%.
Известна композиция (RU 2226538), выбранная в качестве прототипа заливочных систем («труба в трубе» или систем для получения скорлуп), включающая 4,4′-дифенилметандиизоцианат, сложный полиэфир с молекулярной массой 200-400, вспенивающий агент, пеностабилизатор, катализатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве вспенивающего агента она содержит смесь этантиола с диметиловым эфиром при массовом соотношении 4-5:1 соответственно, в качестве катализатора - бисдиметилгексаметилендиамин гуанидина, и дополнительно - этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:A known composition (RU 2226538), selected as a prototype of casting systems ("pipe in pipe" or systems for producing shells), comprising 4,4′-diphenylmethanediisocyanate, a polyester with a molecular weight of 200-400, a blowing agent, a foam stabilizer, a catalyst and water, characterized in that as a blowing agent it contains a mixture of ethanethiol with dimethyl ether in a mass ratio of 4-5: 1, respectively, as a catalyst, bisdimethylhexamethylene diamine guanidine, and additionally ethylene glycol in the following enii components, wt. hours:
Композиция-прототип для заливочных систем обладает следующими недостатками.The prototype composition for casting systems has the following disadvantages.
В композиции используется только сложный полиэфирполиол, что ограничивает текучесть всей композиции в целом и может осложнить ее применение в заливочных системах. Применяется пожароопасная вспенивающая смесь, что так же накладывает ограничения по применению на практике данной системы компонентов. При среднем полученном в прототипе соотношении компонентов А:Б=1:1 не приведены параметры теплостойкости пены, являющиеся основополагающими при заливочных трубных и скорлупных системах.The composition uses only complex polyester polyol, which limits the fluidity of the entire composition as a whole and may complicate its use in filling systems. Fire hazardous foaming mixture is used, which also imposes restrictions on the practical application of this system of components. With the average ratio of components A: B = 1: 1 obtained in the prototype, the heat resistance parameters of the foam, which are fundamental when filling pipe and shell systems, are not given.
Известна композиция (RU 2050375), выбранная в качестве прототипа напылительных систем, содержащая простой полиэфирполиол, аминный катализатор, кремнийорганический пеностабилизатор, воду, трихлорфторметан, полиизоцианат и антипирен, отличающаяся тем, что в качестве простого полиэфирполиола она содержит гидроксилсодержащий полиэфир с мол. м. 350-820 или его смесь с N-тетраоксипропилендиамином в соотношении 4:1, в качестве аминного катализатора диметилэтаноламин, в качестве антипирена диметиловый эфир метилфосфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:The known composition (RU 2050375), selected as a prototype of spraying systems, containing a simple polyether polyol, amine catalyst, silicone foam stabilizer, water, trichlorofluoromethane, polyisocyanate and a flame retardant, characterized in that it contains a hydroxyl-containing polyester with a mole as a simple polyether polyol. m. 350-820 or its mixture with N-tetraoxypropylenediamine in a ratio of 4: 1, as an amine catalyst dimethylethanolamine, as a flame retardant methylphosphonic acid dimethyl ether in the following ratio of components, wt. hours:
Пена, полученная на основе указанного состава, характеризуется повышенной огнестойкостью, но, однако, имеет ряд недостатков. В качестве вспенивателя применяется высокое содержание озоноразрушающего хлорсодержащего фреона (в частности фреона-11, который в данный момент уже запрещен к использованию) и высокое содержание антипирена, влияющего на процесс вспенивания.The foam obtained on the basis of this composition is characterized by increased fire resistance, but, however, has several disadvantages. As a blowing agent, a high content of ozone-depleting chlorine-containing freon (in particular Freon-11, which is currently prohibited for use) and a high content of flame retardant, which affects the foaming process, are used.
Технической задачей данного изобретения для заливочных систем является: увеличение временного «коридора» технологической пробы и создании композиций с временем старта от 20 до 70 секунд; использование нового поколения озоносберегающих вспенивателей, обладающих пожаробезопасными свойствами и снижение его концентрации, а так же снижение концентрации исходных катализаторов и стабилизаторов и состава химических компонентов за счет использования высокой вспенивающей способности агента; увеличение числа закрытых пор в ППУ за счет введения в композицию мономерной добавки; увеличении адгезионных свойств за счет введения промотора адгезии.The technical task of this invention for casting systems is: to increase the temporary "corridor" of the technological sample and create compositions with a start time of 20 to 70 seconds; the use of a new generation of ozone-friendly blowing agents with fireproof properties and a decrease in its concentration, as well as a decrease in the concentration of initial catalysts and stabilizers and the composition of chemical components due to the use of high foaming ability of the agent; an increase in the number of closed pores in polyurethane foam due to the introduction of a monomer additive in the composition; increase in adhesive properties due to the introduction of an adhesion promoter.
Поставленная задача решается тем, что композиция для заливочного пенополиуретана состоит из полиольного компонента (компонента «А») на основе смеси простых низкомолекулярных полиэфиров с функциональностью от 2 до 5 на базе сахарозы или сорбитола (№1), глицерина (№2), оксипропиленгликоля (№3), воды, катализатора уретанообразования и сокатализатора, пожаробезопасного вспенивающего агента, пенорегурятора, антипирена, мономерной добавки, а также изоцианатного компонента (компонента «Б»), состоящего из смеси изомеров дифенилметандиизоцианата с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %, при следующем соотношении компонентов в масс. ч.:The problem is solved in that the composition for pouring polyurethane foam consists of a polyol as one component (component "A") based on a mixture of simple low molecular weight polyesters with a functionality of 2 to 5 based on sucrose or sorbitol (No. 1), glycerin (No. 2), hydroxypropylene glycol ( No. 3), water, a urethane formation catalyst and cocatalyst, a fireproof blowing agent, a foamer, a flame retardant, a monomer additive, as well as an isocyanate component (component B), consisting of a mixture of diphenylmethanediisocyanate isomers and with the content of isocyanate groups of 30.0-32.5 mass. %, in the following ratio of components in mass. hours:
Компонент «А»:Component A:
Компонент «Б»:Component B:
Так же поставленная задача решается тем, что композиция для заливочного пенополиуретана состоит из полиольного компонента (компонента «А») на основе смеси простых и сложных низкомолекулярных полиэфиров с функциональностью от 2 до 5 на базе сахарозы или сорбитола (№1), глицерина (№2), оксипропиленгликоля (№3), сложного полиэфирполиола с молекулярной массой от 200 до 1400, промотора адгезии, катализатора уретанообразования и катализатора полициклотримеризации, воды, пожаробезопасного вспенивающего агента, пенорегурятора, антипирена, мономерной добавки, а также изоцианатного компонента (компонента «Б»), состоящего из смеси изомеров дифенилметандиизоцианата с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %, при следующем соотношении компонентов в масс. ч.:The task is also solved by the fact that the composition for pouring polyurethane foam consists of a polyol as one component (component A) based on a mixture of simple and complex low molecular weight polyesters with functionality from 2 to 5 based on sucrose or sorbitol (No. 1), glycerol (No. 2 ), hydroxypropylene glycol (No. 3), a complex polyester polyol with a molecular weight of 200 to 1400, an adhesion promoter, a urethane formation catalyst and a polycyclotrimerization catalyst, water, a fireproof blowing agent, a foam regulator, a flame retardant, monomer th additives as well as the isocyanate component ( "B" component) consisting of a mixture of isomers of diphenylmethane diisocyanate with an NCO content of 30,0-32,5 wt. %, in the following ratio of components in mass. hours:
Компонент «А»:Component A:
Компонент «Б»:Component B:
Технической задачей данного изобретения для напылительных систем является повышение параметров огнестойкости и термостойкости пенополиуретана за счет образования в пене полиизоцианатных структур при использовании смеси бром- и фосфорсодержащих простых и сложных полиэфиров в комбинации с уменьшенным содержанием антипирена, катализатора тримеризации и повышением изоцианатного индекса; снижение концентрации катализаторов за счет использования вторичного сырья,The technical task of the present invention for spraying systems is to increase the fire resistance and heat resistance of polyurethane foam due to the formation of polyisocyanate structures in the foam using a mixture of bromine and phosphorus-containing simple and complex polyesters in combination with a reduced content of flame retardant, a trimerization catalyst and an increase in the isocyanate index; reduction in catalyst concentration through the use of recycled materials,
в частности сложного полиэфира (ПЭТ-полиола), полученного путем вторичной переработки ПЭТ крошки, пыли и гранул; уменьшенное в пять раз количество вспенивающего агента и в дополнении однокомпонентный состав на основе латекса при изменении (снижении времени старта) технологических параметров и сохранении физико-механических параметров пенополиуретана.in particular polyester (PET polyol) obtained by recycling PET chips, dust and granules; a five-fold decrease in the amount of blowing agent and, in addition, a one-component latex-based composition when changing (reducing the start time) technological parameters and maintaining the physico-mechanical parameters of polyurethane foam.
Поставленная техническая задача решается тем, что композиция состоит из полиольного компонента (компонента «А») на основе смеси простых и сложных низкомолекулярных полиэфиров с функциональностью от 2 до 5 на базе сахарозы или сорбитола (№1), глицерина или галогенсодержащих полиолов (№2), сложного полиэфирполиола на основе полиэтилентерефталата, фталевого ангидрида или пентаэритрита; воды, катализаторов уретанообразования и полициклотримеризации, пожаробезопасного вспенивающего агента, пенорегурятора, антипирена, мономерной добавки, а также изоцианатного компонента (компонента «Б»), состоящего из смеси изомеров дифенилметандиизоцианата с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %, при следующем соотношении компонентов в масс. ч.:The stated technical problem is solved in that the composition consists of a polyol as one component (component A) based on a mixture of simple and complex low molecular weight polyesters with a functionality of 2 to 5 based on sucrose or sorbitol (No. 1), glycerol or halogen-containing polyols (No. 2) polyester polyol based on polyethylene terephthalate, phthalic anhydride or pentaerythritol; water, catalysts for urethane formation and polycyclotrimerization, a fireproof blowing agent, a foamer, a flame retardant, a monomer additive, as well as an isocyanate component (component B), consisting of a mixture of isomers of diphenylmethanediisocyanate with an isocyanate group content of 30.0-32.5 mass. %, in the following ratio of components in mass. hours:
Компонент «А»:Component A:
Компонент «Б»:Component B:
Дополнительно для повышения параметров огнестойкости и термостойкости пенополиуретана двухкомпонентная система содержит третий компонент огнестойкую добавку на основе водной дисперсии латекса - сополимеров бутилакрилатов в количестве 0,07-0,1, масс. ч.Additionally, to increase the parameters of fire resistance and heat resistance of polyurethane foam, a two-component system contains a third component, a fire-resistant additive based on an aqueous dispersion of latex - butyl acrylate copolymers in an amount of 0.07-0.1, mass. hours
Компонент «А»:Component A:
Компонент «Б»:Component B:
Технический результат данного изобретения состоит в создании жесткого пенополиуретана, полученного как методом напыления, так и методами заливки на основе двухкомпонентной полиэфир-диизоцианатной системы путем миграционной полимеризации и частичной поликонденсации компонентов, а также в подборке их конкретных составов и содержания.The technical result of this invention is to create a rigid polyurethane foam, obtained by both spraying and pouring methods based on a two-component polyester-diisocyanate system by migration polymerization and partial polycondensation of the components, as well as in the selection of their specific compositions and contents.
В качестве низкомолекулярных полиэфирполиолов (№1-№3) с концевыми гидроксильными группами используют простые полиэфиры диолы и триолы на базе оксипропиленгликоля (ММ 700), глицерина (ММ 300-400), бром- и фосфорсодержащие диолы и триолы, а также полиолы на базе сахарозы или сорбитола (ММ 400-850). В частности, можно применять полиолы, выпускаемые российскими производителями под названием «Лапрол 373», «Лапрол 502 М», «Пропол 490», «Пропол 373», а также импортные аналоги фирм «Узвисинтез», «Bayer», «Huntsman», «Rokita», «Oltchim», «Fushun Jiahua Polyurethane», «Jiangsu Zhongsham chemical», «Hebei Yadong», «Jiangyin yobo polyurethane со., ltd», «Nanjing Hongbaoli», «Sinopec», «Jiangsu GPRO», «Shandong Dongda", «Changshu Yitong», «Yantai Wanhua Polyurethanes Co., ltd», «Stepan», «Solvay Chemicals International», «Sinochem» полиолы марок «4110», «1050А», «HF-835», «H404N», «JB-635C», «GR635A», «Лапрол 702», «YT-635S», «SC 204», «SC 305», «SC 4110», «Petol PZ 400-4G», «Petol 400-3», «Petol 250-2», «Desmophen VP.PU 1431», «Desmophen 22HS51», «Desmophen VP.PU 1709», «Desmophen 4012», «Arcol Polyol 1074», «Ixol В 251» «Ixol M 125», «Voronol 490», «Wanol R 420», «Wanol R 2490», «SC 4110», «SC305», «SC 204» со стандартными молекулярными массами полиолов от 400 до 1400 и функциональностью (F) для полиэфирполиола №1 F=4-5, для №2 F=2, для №3 F=3, для №4 2≤F≤3; применение которых обусловлено спецификой протекающих реакций при получении конечного продукта.As low molecular weight polyether polyols (No. 1-No. 3) with terminal hydroxyl groups, polyesters diols and triols based on hydroxypropylene glycol (MM 700), glycerol (MM 300-400), bromine and phosphorus-containing diols and triols, as well as polyols based on sucrose or sorbitol (MM 400-850). In particular, it is possible to use polyols produced by Russian manufacturers under the name Laprol 373, Laprol 502 M, Propol 490, Propol 373, as well as imported analogues of Uzvisintez, Bayer, Huntsman, "Rokita", "Oltchim", "Fushun Jiahua Polyurethane", "Jiangsu Zhongsham chemical", "Hebei Yadong", "Jiangyin yobo polyurethane co., Ltd", "Nanjing Hongbaoli", "Sinopec", "Jiangsu GPRO", " Shandong Dongda "," Changshu Yitong "," Yantai Wanhua Polyurethanes Co., ltd "," Stepan "," Solvay Chemicals International "," Sinochem "polyols brands" 4110 "," 1050A "," HF-835 "," H404N ”,“ JB-635C ”,“ GR635A ”,“ Laprol 702 ”,“ YT-635S ”,“ SC 204 ”,“ SC 305 ”,“ SC 4110 ”,“ Petol PZ 400-4G ”,“ Petol 400- 3 "," Petol 250-2 "," Desmophen VP.PU 1431 "," Desmophen 22HS51 "," Desmophe n VP.PU 1709 ”,“ Desmophen 4012 ”,“ Arcol Polyol 1074 ”,“ Ixol B 251 ”,“ Ixol M 125 ”,“ Voronol 490 ”,“ Wanol R 420 ”,“ Wanol R 2490 ”,“ SC 4110 ” , “SC305”, “SC 204” with standard molecular weights of polyols from 400 to 1400 and functionality (F) for polyester polyol No. 1 F = 4-5, for No. 2 F = 2, for No. 3 F = 3, for No. 4 2≤F≤3; the use of which is due to the specificity of the ongoing reactions in obtaining the final product.
В качестве сложного полиэфира применяли полиолы с молекулярной массой от 200 до 1400, функциональностью от 2 до 3 на основе фталевого ангидрида и пентаэритрита, талового масла и триэтаноламина, полиэтилентерефталата, модифицированных алкиларилфосфатов. В частности полиолы: «Petopurol 260», полученный промышленным путем в результате вторичной переработки ПЭТ крошки, пыли или гранул, полиолы марок «YB 8410», «YB-8420», «NGPS-300», «NGPS-400», «MLD 001LA», «MLD 002», «Полиур А-00», «CF 6200», «CF-6245», «CF-8410», «CF-6320LA», «Stepanpol PS-3152», «Santicizer 1439» производства компаний «Petopur», Новочебоксарский «Химпром», «Ferro», «Nanjing CSD Chemicals Co. Ltd.», «Zhangjiagang nanguang chemical Co., Ltd», «Jiangyin yobo polyurethane Co., Ltd», «Shanghai Melody Industry», «Jiangsu Future New Materials Co., LTD».», «Stepan» и др.Polyols with a molecular weight of 200 to 1400 and a functionality of 2 to 3 based on phthalic anhydride and pentaerythritol, melt oil and triethanolamine, polyethylene terephthalate, modified alkylaryl phosphates were used as a polyester. In particular, polyols: Petopurol 260, obtained industrially as a result of the recycling of PET chips, dust or granules, polyols of the YB 8410, YB-8420, NGPS-300, NGPS-400, MLD brands 001LA ”,“ MLD 002 ”,“ Polyur A-00 ”,“ CF 6200 ”,“ CF-6245 ”,“ CF-8410 ”,“ CF-6320LA ”,“ Stepanpol PS-3152 ”,“ Santicizer 1439 ”manufactured by companies Petopur, Novocheboksarsky Khimprom, Ferro, Nanjing CSD Chemicals Co. Ltd. ”,“ Zhangjiagang nanguang chemical Co., Ltd ”,“ Jiangyin yobo polyurethane Co., Ltd ”,“ Shanghai Melody Industry ”,“ Jiangsu Future New Materials Co., LTD. ”,“, Stepan, etc.
Для ускорения процесса образования пенополиуретана в компонент «А» кроме воды предварительно вводят катализатор уретанообразования, в частности катализаторы старта, гелеобразования и отверждения пены на основе третичных аминов. В качестве катализатора старта (причем быстрого старта 2-3 секунды, например, для создания напылительных композиций) применяют пентаметилдиэтилентриамин (PMDETA), для создания заливочных композиций диметилэтаноламин и его сокатализатор - диметилбензиламин, а в качестве катализатора полициклотримеризации (особенно при избыточном содержании полиизоцианата при получении полиуретанизоциануратных систем и повышения при этом параметров термостойкости пен) - 1,3,5 трис (3-диметиламино)пропил)-гексагидро-s-триазин, производимые фирмами «Air Products Chemicals», «Evonik Industries», «Huntsman», «Performance Chemicals Handels», «Trigon Chemie» или «Momentiv».In order to accelerate the process of formation of polyurethane foam, a urethane formation catalyst, in particular start, gelation and curing foam based on tertiary amines, is preliminarily added to component “A” in component “A”. Pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) is used as a start catalyst (with a quick start of 2-3 seconds, for example, to create spraying compositions), dimethylethanolamine and its cocatalyst dimethylbenzylamine are used to create filling compositions, and polycyclotrimerization is used as a catalyst (especially when the polyisocyanate content is too high upon receipt polyurethane isocyanurate systems and increase the temperature resistance of foams) - 1,3,5 tris (3-dimethylamino) propyl) -hexahydro-s-triazine, manufactured by Air Products Chemica ls ”,“ Evonik Industries ”,“ Huntsman ”,“ Performance Chemicals Handels ”,“ Trigon Chemie ”or“ Momentiv ”.
В качестве пенорегулятора используют стандартные силиконовые стабилизаторы (пенорегуляторы закрытой пористости) на основе органомодифицированного полисилоксана в частности стабилизаторы «Tegastab 8460», «Tegastab 8462», «Concentrol STB PU 2251», «Concentrol STB PU 2265», «Concentrol STB 02265», «L-6900», «SR-321», «L-5107LF», «L-6915LV», «L-6988», «L-6100», «АК-8818» производства фирм «Evonik Industries», «Air Products Chemicals», «Momentiv», «Nanjing Dymatic Shichuuang Chemical Co., LTD» и аналоги других фирм производителей силиконов для жестких пен.Standard silicone stabilizers (closed cell porosity foam regulators) based on organically modified polysiloxane, in particular Tegastab 8460, Tegastab 8462, Concentrol STB PU 2251, Concentrol STB PU 2265, Concentrol STB 02265, Concentrol STB 02265, L-6900 ”,“ SR-321 ”,“ L-5107LF ”,“ L-6915LV ”,“ L-6988 ”,“ L-6100 ”,“ AK-8818 ”manufactured by Evonik Industries, Air Products Chemicals ”,“ Momentiv ”,“ Nanjing Dymatic Shichuuang Chemical Co., LTD ”and analogues of other firms of manufacturers of rigid foam silicone.
В качестве вспенивающих агентов чаще всего используют физические пожароопасные вспениватели, в частности пентан и его изомеры или фреоны, например, фреон R 141 b, в отношении которого в последние годы развернулась агитация, как фреона, разрушающего озоновый слой. В связи с этим, для ускорения процесса пенообразования и получения пены с улучшенными показателями коэффициента теплопроводности применяют новое поколение пожаробезопасных озоносберегающих вспенивателей, обладающих высокой вспенивающей способностью, а именно фреон 365/227 - смесь фторсодержащих реагентов: 1,1,1,3,3-пентафторобутана и 1,1,1,2,3,3,3-гептафторопропана при соотношении 93:7 и 87:13 (или химический вспениватель - воду, образующую в результате реакции с полиизоцианатом углекислый газ). Такое соотношение вспенивающих агентов позволяет регулировать температуру кипения смеси и тем самым определять их соотношение в полиольном компоненте «А» при разной температуре окружающей среды. При массовом соотношении компонентов 93:7 температура кипения смеси составляет 30°C и при изменении соотношений содержания этих реагентов снижается до 24°C при 87:13 соответственно. Это позволяет применять данный фреон при разном соотношении компонентов в разные времена года: в осенне-зимний период применять смесь 87:13, в весенне-летний - 93:7. При таком, соотношении компонентов смесь является к тому же пожаробезопасной и не требует дополнительных мер безопасности при ее заливке на местах как на машинах низкого, так и на машинах высокого давления. При этом к цехам, где производят заливку компонентов, не применяются жесткие требования по ТБ, как, например, при использовании пентана или его изомеров в качестве вспенивающих агентов или смеси этантиола с диметиловым эфиром при массовом соотношении 4-5:1 в случае по прототипу.The most commonly used blowing agents are physical fire-hazardous blowing agents, in particular pentane and its isomers or freons, for example, R141 b freon, in relation to which agitation has developed in recent years as a freon that depletes the ozone layer. In this regard, to accelerate the foaming process and to obtain foam with improved thermal conductivity, a new generation of fire-safe ozone-saving blowing agents with high foaming ability is used, namely Freon 365/227 - a mixture of fluorine-containing reagents: 1,1,1,3,3- pentafluorobutane and 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane at a ratio of 93: 7 and 87:13 (or a chemical blowing agent - water, which forms carbon dioxide as a result of the reaction with polyisocyanate). This ratio of blowing agents allows you to adjust the boiling point of the mixture and thereby determine their ratio in the polyol as one component "A" at different ambient temperatures. When the mass ratio of the components is 93: 7, the boiling point of the mixture is 30 ° C and when the ratio of the contents of these reagents changes, it decreases to 24 ° C at 87:13, respectively. This allows you to use this freon with a different ratio of components at different times of the year: in the autumn-winter period, use a mixture of 87:13, in the spring-summer period - 93: 7. With this ratio of components, the mixture is also fireproof and does not require additional safety measures when pouring it in the field both on low and high pressure machines. At the same time, strict safety requirements are not applied to workshops where components are poured, for example, when using pentane or its isomers as blowing agents or a mixture of ethanethiol and dimethyl ether in a mass ratio of 4-5: 1 in the case of the prototype.
Для увеличения числа закрытых пор в ППУ в качестве мономерной добавки применяют глицерин или триизопропаноламин (TIPA), производимый «Shanghai Fujia Fine Chemical Co., Ltd» или аналоги, производимые другими компаниями.To increase the number of closed pores in polyurethane foam, glycerol or triisopropanolamine (TIPA) manufactured by Shanghai Fujia Fine Chemical Co., Ltd or analogues produced by other companies are used as monomer additives.
В качестве промотора адгезии используют соединение Niax Additive АР-02 (полиалкиленоксидиметилсилоксановый сополимер) производства фирмы «Momentiv» или этилацетат, производимый отечественными или зарубежными компаниями.As the adhesion promoter, a Niax Additive AP-02 compound (polyalkyleneoxydimethylsiloxane copolymer) manufactured by Momentiv or ethyl acetate produced by domestic or foreign companies is used.
Для увеличения огнестойкости пены используют однокомпонентную добавку на основе водной дисперсии латекса «Touch ′n Seal Ignition Barrier».To increase the fire resistance of the foam, a one-component additive based on an aqueous dispersion of latex “Touch ′ n Seal Ignition Barrier” is used.
В качестве компонента «Б» используют смесь изомеров полимерного дифенилметандиизоцианата, в частности полиизоцианаты «Lupranat М 20 S», «Voratec SD 100 isocyanate», «Desmodur 44 V 20 L», «PM 200», «Millionate MR 200», «Ongronat 2100», «Suprasec 5005» фирм «Huntsman», «Bayer», «Yantai Wanhua Polyurethanes Co., ltd», «DOW Cchemicals», «BorshotChem» с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %. Данные полиизоцианаты представляют собой химическое соединение с модифицированной реакционной способностью на основе дифенилметандиизоцианата (МДИ) с содержанием некоторых изоцианатов с высокой функциональностью 2,6-2,7.As component "B", a mixture of isomers of polymer diphenylmethanediisocyanate is used, in particular polyisocyanates "Lupranat M 20 S", "Voratec SD 100 isocyanate", "Desmodur 44 V 20 L", "PM 200", "Millionate MR 200", "Ongronat 2100 "," Suprasec 5005 "firms" Huntsman "," Bayer "," Yantai Wanhua Polyurethanes Co., ltd "," DOW Cchemicals "," BorshotChem "with the content of isocyanate groups of 30.0-32.5 mass. % These polyisocyanates are a chemical compound with a modified reactivity based on diphenylmethanediisocyanate (MDI) containing some isocyanates with high functionality of 2.6-2.7.
Композицию для получения жестких пенополиуретанов готовят из двух компонентов «А» и «Б», предварительно приготовив первый из смеси всех необходимых составляющих (в лабораторных условиях с использованием высокоскоростной мешалки, в промышленных условиях с использованием специального оборудования), а именно: полиолов, воды, катализаторов уретанообразования, вспенивающего агента, пенорегурятора, антипирена, мономерной добавки и промотора адгезии следующим образом:The composition for producing rigid polyurethane foams is prepared from two components “A” and “B”, having previously prepared the first of a mixture of all the necessary components (in the laboratory using a high-speed mixer, in industrial conditions using special equipment), namely: polyols, water, urethane formation catalysts, a blowing agent, a foaming agent, a flame retardant, a monomer additive and an adhesion promoter as follows:
- компоненты «А» и «Б» смешивают непосредственно перед использованием (в лабораторных условиях в стакане с применением высокоскоростной мешалки в течение 3 секунд (для напылительных систем) и 7-10 секунд (для заливочных систем) при скорости мешалки 2500-3000 об/мин, в промышленных условиях с помощью машин высокого или низкого давления в течение 1-3 секунд в зависимости от конструкции оборудования) в соотношении А:Б=1:1,2-2,0. Соотношение компонентов определяется областью применения и рассчитывается исходя из состава гидроксилсодержащих соединений входящих в состав компонента «А».- components “A” and “B” are mixed immediately before use (in laboratory conditions in a beaker using a high-speed mixer for 3 seconds (for spraying systems) and 7-10 seconds (for casting systems) at a mixer speed of 2500-3000 rpm min, in industrial conditions using high or low pressure machines for 1-3 seconds, depending on the design of the equipment) in the ratio A: B = 1: 1.2-2.0. The ratio of the components is determined by the field of application and is calculated based on the composition of the hydroxyl-containing compounds that make up component “A”.
- Затем смесь наносят либо на напыляемую поверхность, либо заливают в межтрубное пространство или форму (в случае получения скорлупных изделий) с использованием специального оборудования при получении ППУ в промышленных условиях, либо же смесь оставляют в стакане, в котором она была смешана (лабораторные условия) для определения показателей технологической пробы. Определения показателей технологической пробы (время старта, гелеобразования и роста пены) проводят в процессе смешения и получения ППУ.- Then the mixture is applied either to the sprayed surface, or it is poured into the annulus or mold (in the case of shell products) using special equipment for the production of PUF under industrial conditions, or the mixture is left in the glass in which it was mixed (laboratory conditions) to determine the performance of technological samples. The definitions of process test parameters (start time, gelation and foam growth) are carried out in the process of mixing and obtaining foam.
Время старта (с) - время от начала перемешивания смеси до начала увеличения объема, определяемого по изменению цвета, образованию пузырьков и заметному увеличению объема.Start time (s) - time from the beginning of mixing the mixture to the beginning of the increase in volume, determined by the color change, the formation of bubbles and a noticeable increase in volume.
Время гелеобразования (с) - время от начала перемешивания смеси до момента, когда из поднимающейся пены при прикосновении стеклянной палочки можно получить тянущиеся нити. Для определения гелеобразования стеклянная палочка погружается во вспенивающуюся массу на глубину 5-10 мм с интервалом в 2 с. В этот момент замечается время по секундомеру без его остановки.Gelling time (s) - the time from the beginning of mixing the mixture to the moment when stretching threads can be obtained from rising foam when a glass rod is touched. To determine gelation, a glass rod is immersed in a foaming mass to a depth of 5-10 mm with an interval of 2 s. At this moment, the time on the stopwatch is noticed without stopping it.
Время подъема пены (с) - время от начала перемешивания смеси до момента, когда прекращается рост пены в форме. В этот момент замечается время по секундомеру.The rise time of the foam (s) is the time from the beginning of the mixing of the mixture until the moment when the growth of the foam in the mold stops. At this moment, the time on the stopwatch is noticed.
- в течение 5-20 минут в зависимости от температуры окружающей среды и температуры компонентов пенополиуретан застывает в стакане (лабораторные условия) или в заливочной форме или на напыляемой поверхности- within 5-20 minutes, depending on the ambient temperature and the temperature of the components, the polyurethane foam freezes in a glass (laboratory conditions) or in a pouring form or on a sprayed surface
Примеры конкретных составов заявляемой композиции и свойства полученных жестких ППУ представлены в таблицах 1 и 3.Examples of specific compositions of the claimed composition and properties of the obtained hard PPU are presented in tables 1 and 3.
Поставленная изобретением техническая задача, решается совокупностью заявляемых компонентов, а их количество было подобрано таким образом, что бы обеспечить оптимальные параметры вспенивания и отверждения композиций, а также получить необходимые физико-механические свойства и структуру образующегося пенополиуретана. Это можно проследить из конкретных проиллюстрированных примеров. В частности, получение жестких пенополиуретанов на основе заявленных композиций представлено на примерах рецептур №3, №7 (табл. 1) и №7 (табл. 3).The technical problem posed by the invention is solved by the combination of the claimed components, and their number was selected in such a way as to ensure optimal foaming and curing of the compositions, as well as to obtain the necessary physical and mechanical properties and structure of the resulting polyurethane foam. This can be seen from the specific illustrated examples. In particular, the production of rigid polyurethane foams based on the claimed compositions is presented on the examples of formulations No. 3, No. 7 (table. 1) and No. 7 (table. 3).
Пример 1. Компонент «А» заливочной системы готовят путем последовательного смешивания исходных компонентов в следующем порядке: к 45 масс. ч. низкомолекулярного полиэфирполиола №1 добавляют 25 масс. ч. низкомолекулярного полиэфирполиола №2 и 30 масс. ч низкомолекулярного полиэфирполиола №3 (все полиола изгот. «Fushun Jiahua Polyurethane»), далее вводят 2,0 масс. ч пенорегулятора Tegastab 8460 («Evonik Industries»), 0,6 масс. ч катализатора уретанообразования диметилэтаноламина и 0,35 масс. ч сокатализатора диметилбензиламин («Evonik Industries») и 2 масс. ч мономерной добавки глицерина, а так же 4 масс. ч воды. Данную смесь перемешивают с помощью скоростной мешалки (число оборотов, которой составляет 1000-1500 об/мин) в течение 20-30 секунд, затем добавляют 1 мас. ч. вспенивающего агента - смеси пентафторо-бутана и гептафторо-пропана в соотношении 93:7 и снижая число оборотов мешалки до 1000 перемешивают смесь в течение 10-15 секунд. Полученный компонент «А» термостатируют при комнатной температуре в течение часа. Далее для получения ППУ тепловой изоляции в лабораторных условиях смешивают полученный компонент «А» с компонентом «Б. Дозирование компонентов проводят в полиэтиленовый стакан емкостью 250-300 мл. В качестве компонента «Б» используют полимерный дифенилметандиизоцианат, в частности «Ongronat 2100» фирмы «BorshotChem» с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %. На 50 масс. ч компонента «А» берут 90,0 масс. ч. компонента «Б». Смешивание проводят в стакане при скорости мешалки 2500-3000 об/мин. Через несколько минут, смешанная композиция превращается в пористый жесткий материал. В течение первых 3 минут материал характеризуется достаточной липкостью, которая полностью исчезает через 5-10 минут после смешивания. Для получения тепловой изоляции в промышленных условиях используются специальные машины, в емкости которых помещаются компоненты «А» и «Б» и смешиваются в смесительной головке при впрыске в форму. Полученный жесткий пенополиуретан имеет мелкоячеистую однородную структуру без раковин, с небольшими включениями более крупных ячеек и характеризуется следующими показателями технологической пробы: время старта - 60 секунд, время гелеобразования 193 секунд, время отлипа - 6 минут. ППУ теплоизоляция после формирования структуры имеет кажущаяся плотность 41 кг/м3.Example 1. Component "A" of the casting system is prepared by sequentially mixing the starting components in the following order: to 45 mass. including low molecular weight polyether polyol No. 1 add 25 mass. including low molecular weight polyether polyol No. 2 and 30 mass. h low molecular weight polyether polyol No. 3 (all polyol made. "Fushun Jiahua Polyurethane"), then enter 2.0 mass. h foam control Tegastab 8460 ("Evonik Industries"), 0.6 mass. h urethane catalyst for dimethylethanolamine and 0.35 mass. h cocatalyst dimethylbenzylamine ("Evonik Industries") and 2 mass. h monomer glycerol additives, as well as 4 mass. h water. This mixture is stirred using a high-speed mixer (speed, which is 1000-1500 rpm) for 20-30 seconds, then add 1 wt. including a blowing agent - a mixture of pentafluoro-butane and heptafluoro-propane in a ratio of 93: 7 and reducing the number of revolutions of the mixer to 1000, mix the mixture for 10-15 seconds. The resulting component "A" is thermostated at room temperature for one hour. Next, to obtain PU foam thermal insulation in laboratory conditions, the obtained component “A” is mixed with component “B. Dosing of components is carried out in a polyethylene glass with a capacity of 250-300 ml. As component “B”, polymer diphenylmethanediisocyanate, in particular, “Ongronat 2100” of the company “BorshotChem” with the content of isocyanate groups of 30.0-32.5 mass, is used. % For 50 mass. h component "A" take 90.0 mass. including component "B". Mixing is carried out in a glass at a stirrer speed of 2500-3000 rpm. After a few minutes, the mixed composition turns into a porous rigid material. During the first 3 minutes, the material is characterized by sufficient stickiness, which completely disappears after 5-10 minutes after mixing. To obtain thermal insulation in industrial conditions, special machines are used, in the containers of which the components “A” and “B” are placed and mixed in the mixing head during injection into the mold. The obtained rigid polyurethane foam has a finely meshed homogeneous structure without shells, with small inclusions of larger cells and is characterized by the following process test parameters: start time - 60 seconds, gelation time 193 seconds, tack-off time - 6 minutes. PPU thermal insulation after the formation of the structure has an apparent density of 41 kg / m 3 .
Пример 2. Компонент «А» заливочной системы готовят путем последовательного смешивания исходных компонентов в следующем порядке: к 55 масс. ч. низкомолекулярного полиэфирполиола №1 добавляют 20 масс. ч. низкомолекулярного полиэфирполиола №2 и 55 масс. ч низкомолекулярного полиэфирполиола №3 (все полиола изгот. «Fushun Jiahua Polyurethane») и 15 масс. ч сложного полиэфирполиола (изгот. «Petopur»), 2,0 масс. ч пенорегулятора Tegastab 8460 («Evonik Industries»), 0,5 масс. ч катализатора уретанообразования диметилэтаноламина и 0,7 масс. ч катализатора полициклотримеризации 1,3,5 трис (3-диметиламино)пропил)-гексагидро-s-триазина («Evonik Industries») и 2 масс. ч мономерной добавки глицерина, 5 масс. ч промотора адгезии АР-02 производства фирмы «Momentiv», а также 3 масс. ч воды. Данную смесь перемешивают с помощью скоростной мешалки (число оборотов, которой составляет 1000-1500 об/мин) в течение 20-30 секунд, затем добавляют 3 мас. ч. вспенивающего агента - смеси пентафторо-бутана и гептафторо-пропана в соотношении 93:7 и снижая число оборотов мешалки до 1000 перемешивают смесь в течение 10-15 секунд. Полученный компонент «А» термостатируют при комнатной температуре в течение часа. Далее для получения ППУ тепловой изоляции в лабораторных условиях смешивают полученный компонент «А» с компонентом «Б. Дозирование компонентов проводят в полиэтиленовый стакан емкостью 250-300 мл. В качестве компонента «Б» используют полимерный дифенилметандиизоцианат, в частности «Ongronat 2100» фирмы «BorshotChem» с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %. На 50 масс. ч компонента «А» берут 90,0 масс. ч. компонента «Б». Смешивание проводят в стакане при скорости мешалки 2500-3000 об/мин. Через несколько минут, смешанная композиция превращается в пористый жесткий материал. В течение первых 3 минут материал характеризуется достаточной липкостью, которая полностью исчезает через 5-10 минут после смешивания. Для получения тепловой изоляции в промышленных условиях используются специальные машины, в емкости которых помещаются компоненты «А» и «Б» и смешиваются в смесительной головке при впрыске в форму. Полученный жесткий пенополиуретан имеет мелкоячеистую однородную структуру без раковин, с небольшими включениями более крупных ячеек и характеризуется следующими показателями технологической пробы: время старта - 43 секунд, время гелеобразования 165 секунд, время отлипа - 5 минут. ППУ теплоизоляция после формирования структуры имеет кажущаяся плотность 41 кг/м3.Example 2. Component "A" of the casting system is prepared by sequentially mixing the starting components in the following order: to 55 mass. including low molecular weight polyether polyol No. 1 add 20 mass. including low molecular weight polyether polyol No. 2 and 55 mass. h low molecular weight polyether polyol No. 3 (all polyol made. "Fushun Jiahua Polyurethane") and 15 wt. h complex polyester polyol (izgot. "Petopur"), 2.0 mass. h foam control Tegastab 8460 ("Evonik Industries"), 0.5 mass. h urethane catalyst for dimethylethanolamine and 0.7 mass. h polycyclotrimerization catalyst 1,3,5 tris (3-dimethylamino) propyl) -hexahydro-s-triazine (Evonik Industries) and 2 mass. h monomer additives glycerol, 5 wt. h adhesion promoter AR-02 manufactured by the company "Momentiv", as well as 3 mass. h water. This mixture is stirred using a high-speed mixer (speed, which is 1000-1500 rpm) for 20-30 seconds, then add 3 wt. including a blowing agent - a mixture of pentafluoro-butane and heptafluoro-propane in a ratio of 93: 7 and reducing the number of revolutions of the mixer to 1000, mix the mixture for 10-15 seconds. The resulting component "A" is thermostated at room temperature for one hour. Next, to obtain PU foam thermal insulation in laboratory conditions, the obtained component “A” is mixed with component “B. Dosing of components is carried out in a polyethylene glass with a capacity of 250-300 ml. As component “B”, polymer diphenylmethanediisocyanate, in particular, “Ongronat 2100” of the company “BorshotChem” with the content of isocyanate groups of 30.0-32.5 mass, is used. % For 50 mass. h component "A" take 90.0 mass. including component "B". Mixing is carried out in a glass at a stirrer speed of 2500-3000 rpm. After a few minutes, the mixed composition turns into a porous rigid material. During the first 3 minutes, the material is characterized by sufficient stickiness, which completely disappears after 5-10 minutes after mixing. To obtain thermal insulation in industrial conditions, special machines are used, in the containers of which the components “A” and “B” are placed and mixed in the mixing head during injection into the mold. The obtained rigid polyurethane foam has a fine-meshed homogeneous structure without shells, with small inclusions of larger cells and is characterized by the following process test parameters: start time - 43 seconds, gelation time 165 seconds, tack-off time - 5 minutes. PPU thermal insulation after the formation of the structure has an apparent density of 41 kg / m 3 .
Пример 3. Компонент «А» напылительной системы готовят по аналогии с компонентом «А» заливочной (лабораторный или промышленный способы смешивания):Example 3. Component "A" of the spraying system is prepared by analogy with component "A" of the casting (laboratory or industrial mixing methods):
Компонент «А» напылительной системы готовят путем последовательного смешивания исходных компонентов в следующем порядке: к 70 масс. ч. низкомолекулярного сложного полиэфирполиола (изг. «Petopur») добавляют 15 масс. ч. низкомолекулярного полиэфирполиола №1 и 15 масс. ч низкомолекулярного полиэфирполиола №2 (полиола №1 и №2 изгот. «Sinochem»), 2,0 масс. ч пенорегулятора L 6900 производства фирмы «Momentiv», 0,6 масс. ч катализатора уретанообразования диметилэтаноламин и 0,5 масс. ч катализатора полициклотримеризации 1,3,5 трис (3-диметиламино)пропил)-гексагидро-s-триазина (оба изгот. «Evonik Industries») и 1 масс. ч мономерной добавки глицерина, 1 масс. ч промотора адгезии АР 02 «Momentiv», 10 масс. ч. антипирена трихлорпропилфосфата, а также 2 масс. ч воды. Данную смесь перемешивают с помощью скоростной мешалки (число оборотов, которой составляет 1000-1500 об/мин) в течение 20-30 секунд, затем добавляют 5 мас. ч. вспенивающего агента - смеси пентафторо-бутана и гептафторо-пропана в соотношении 93:7 и снижая число оборотов мешалки до 1000 перемешивают смесь в течение 10-15 секунд. Полученный компонент «А» термостатируют при комнатной температуре в течение часа. Далее для получения ППУ тепловой изоляции в лабораторных условиях смешивают полученный компонент «А» с компонентом «Б. Дозирование компонентов проводят в полиэтиленовый стакан емкостью 250-300 мл. В качестве компонента «Б» используют полимерный дифенилметандиизоцианат, в частности «Ongronat 2100» фирмы «BorshotChem» с содержанием изоцианатных групп 30,0-32,5 масс. %. На 50 масс. ч компонента «А» берут 60,0 масс. ч. компонента «Б». Смешивание проводят в стакане при скорости мешалки 2500-3000 об/мин. Через несколько минут, смешанная композиция превращается в пористый жесткий материал. В течение первых 1 минуты материал характеризуется достаточной липкостью, которая полностью исчезает через 3-7 минут после смешивания.Component "A" of the spraying system is prepared by sequentially mixing the starting components in the following order: to 70 mass. including low molecular weight complex polyether polyol (ex. "Petopur") add 15 wt. including low molecular weight polyether polyol No. 1 and 15 mass. h low molecular weight polyether polyol No. 2 (polyol No. 1 and No. 2 made. "Sinochem"), 2.0 wt. h foam regulator L 6900 production of the company "Momentiv", 0.6 mass. h urethane formation catalyst dimethylethanolamine and 0.5 mass. h polycyclotrimerization catalyst 1,3,5 tris (3-dimethylamino) propyl) -hexahydro-s-triazine (both manufactured by Evonik Industries) and 1 mass. h monomer additives glycerol, 1 mass. h promoter of adhesion AR 02 "Momentiv", 10 mass. including flame retardant trichloropropyl phosphate, as well as 2 mass. h water. This mixture is stirred using a high-speed mixer (speed, which is 1000-1500 rpm) for 20-30 seconds, then add 5 wt. including a blowing agent - a mixture of pentafluoro-butane and heptafluoro-propane in a ratio of 93: 7 and reducing the number of revolutions of the mixer to 1000, mix the mixture for 10-15 seconds. The resulting component "A" is thermostated at room temperature for one hour. Next, to obtain PU foam thermal insulation in laboratory conditions, the obtained component “A” is mixed with component “B. Dosing of components is carried out in a polyethylene glass with a capacity of 250-300 ml. As component “B”, polymer diphenylmethanediisocyanate, in particular, “Ongronat 2100” by BorshotChem, with an isocyanate content of 30.0-32.5 wt. % For 50 mass. h component "A" take 60.0 mass. including component "B". Mixing is carried out in a glass at a stirrer speed of 2500-3000 rpm. After a few minutes, the mixed composition turns into a porous rigid material. During the first 1 minute, the material is characterized by sufficient stickiness, which completely disappears after 3-7 minutes after mixing.
Для получения тепловой изоляции методом напыления в промышленных условиях используются специальные машины, в емкости которых помещаются компоненты «А» и «Б» и смешивание происходит в смесительном пистолете. В частности можно применять оборудование высокого давления для напыления фирм "Binks Manufacturing Co.", Glas-Craft" и "Graco, Inc (США), "Glas-Mate Kunststoffverarbectungsanladen GmbH" (ФРГ), "Energlasampo OY" (Финляндия). Из имеющегося отечественного парка установок для напыления - «Пена-98», с распылительным пистолетом от предприятия «НСТ». Далее пена напыляется на подложку в несколько слоев, остывает и формируется в течение 3-5 часов и далее на пену наносится с помощью той же напылительной машины, либо кистью огнезащитная добавка в количестве 0,1 масс. ч на 60,5-187,2 масс. ч. «А»+«Б».To obtain thermal insulation by spraying in industrial conditions, special machines are used, in the containers of which components “A” and “B” are placed and mixing takes place in a mixing gun. In particular, high-pressure equipment for spraying firms Binks Manufacturing Co., Glas-Craft and Graco, Inc (USA), Glas-Mate Kunststoffverarbectungsanladen GmbH (Germany), Energlasampo OY (Finland) can be used. From the existing domestic fleet of spraying plants - "Foam-98", with a spray gun from the enterprise "NST". Next, the foam is sprayed onto the substrate in several layers, cools and forms within 3-5 hours, and then the foam is applied using the same spraying machine, or with a brush, a fire retardant additive in the amount of 0.1 mass. h to 60.5-187.2 mass. h. "A" + "B".
Полученный жесткий пенополиуретан имеет мелкоячеистую однородную структуру без раковин, с небольшими включениями более крупных ячеек и характеризуется следующими показателями технологической пробы: время старта - 2 секунды, время гелеобразования 11 секунд, время отлипа - 2,5 минуты. ППУ теплоизоляция после формирования структуры имеет кажущаяся плотность 31 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,025 Вт/м2К, число закрытых пор в полимере не менее 90% и адгезионную прочность 0,19 МПа. Время самостоятельного горения у такой пены составляет 0 секунд.The obtained rigid polyurethane foam has a fine-meshed homogeneous structure without shells, with small inclusions of larger cells and is characterized by the following process test parameters: start time - 2 seconds, gelation time 11 seconds, tack-off time - 2.5 minutes. PPU thermal insulation after the formation of the structure has an apparent density of 31 kg / m 3 , the thermal conductivity coefficient is 0.025 W / m 2 K, the number of closed pores in the polymer is not less than 90% and the adhesive strength is 0.19 MPa. The self-burning time of such a foam is 0 seconds.
Примеры получения других составов, представленных в таблицах 1 и 3 аналогичны и отличаются только массовым содержанием исходных веществ, а образующийся при смешивании составов с полиизоцианатным компонентом пенополиуретан характеризуется иными технологическими и физико-механическими свойствами в пределах заявленных соотношений.Examples of the preparation of other compositions shown in tables 1 and 3 are similar and differ only in the mass content of the starting materials, and the polyurethane foam formed by mixing the compositions with the polyisocyanate component is characterized by different technological and physico-mechanical properties within the stated ratios.
Примеры составов 13-18 (таблица 1)и 11-16 (таблица 3) имеют составы за пределами заявляемых соотношений и готовятся аналогично примеру 1.Examples of compositions 13-18 (table 1) and 11-16 (table 3) have compositions outside the claimed ratios and are prepared analogously to example 1.
Выходя за рамки значений заявляемых композиций, наблюдается изменение структуры пены, что хорошо видно из примеров, которые являются за пределами заявляемых композиций. При снижении концентрации катализатора, например (состав 13, табл. 1) технологическая проба имеет высокие значения, как по старту, так и по гелю, идет процесс долгого созревания пены, что отражается на технологическом процессе заливки трубы на производстве, следовательно, на производительности и качестве пены в целом. При снижении концентрации катализаторов в напылительных составах (состав 13, табл. 3) наблюдается стекание пены с вертикальных поверхностей, долгое созревание, остаточная липкость и усадка. Увеличение же концентрации катализатора и сокатализатора приводит к значительному изменению технологической пробы в сторону ее снижения. Это влечет за собой образование раковин и пустот в межтрубном пространстве, трубы не заполняются полностью, нарушается технологичность прочеса (состав 17, табл. 1). Исключение одного из полиолов из общей формулы (состав 15, табл. 1) приводит к увеличению вязкости композиции, плохой текучести и равномерному распределению пены по всей длине трубы, что в дальнейшем сказывается на свойствах. В частности пена становится хрупкой, снижаются физико-механические свойства пенополиуретана. Снижение концентрации антипирена в напылительных композициях (состав 11, табл. 3) приводит к увеличению времени самостоятельного горения, а увеличение изоцианатного компонента (состав 12, табл. 3) приводит к образованию стекловидных пор, увеличению хрупкости пены и нарушению свойств.Going beyond the values of the claimed compositions, there is a change in the structure of the foam, which is clearly seen from examples that are outside the claimed compositions. With a decrease in the concentration of the catalyst, for example (composition 13, table. 1), the technological sample has high values, both on start and on gel, a process of long maturation of the foam is taking place, which affects the technological process of filling the pipe in production, therefore, productivity and the quality of the foam in general. With a decrease in the concentration of catalysts in the deposition compositions (composition 13, table. 3), foam drains off vertical surfaces, long maturation, residual stickiness and shrinkage. An increase in the concentration of catalyst and cocatalyst leads to a significant change in the technological sample in the direction of its decrease. This entails the formation of shells and voids in the annulus, the pipes are not completely filled, the processability of the weave is violated (composition 17, table. 1). The exclusion of one of the polyols from the General formula (composition 15, table. 1) leads to an increase in the viscosity of the composition, poor fluidity and uniform distribution of foam along the entire length of the pipe, which further affects the properties. In particular, the foam becomes brittle, the physical and mechanical properties of polyurethane foam are reduced. A decrease in the concentration of flame retardant in the spray compositions (composition 11, Table 3) leads to an increase in the time of self-combustion, and an increase in the isocyanate component (composition 12, Table 3) leads to the formation of vitreous pores, an increase in the fragility of the foam and a violation of its properties.
Введение глицерина, например, в заявляемые композиции приводит к увеличению числа закрытых пор, которые в свою очередь влияют на свойства пены, снижается процент водопоглощения пены, а в совокупности с применением нового поколения вспенивающих агентов - фреона 365/227, приводит к снижению коэффициента теплопроводности пены в целом. Введение промотора адгезии отвечает за адгезию к металлу (к металлической требе при заливке межтрубного пространства или же, как подложки в напылительных составах), к полиэтилену при запенивании трубы. В связи с отказом от фреона R141b как озоноразрушающего компонента (но влияющего в свою очередь ранее на адгезию) большое внимание уделяется адгезии, особенно при водном вспенивании.The introduction of glycerol, for example, in the claimed composition leads to an increase in the number of closed pores, which in turn affect the properties of the foam, the percentage of foam water absorption decreases, and when combined with the use of a new generation of foaming agents, freon 365/227, it leads to a decrease in the foam thermal conductivity generally. The introduction of the adhesion promoter is responsible for adhesion to metal (to metal requirements when filling the annulus or, like substrates in spraying compositions), to polyethylene when foaming the pipe. In connection with the abandonment of freon R141b as an ozone-depleting component (but which, in turn, affects adhesion earlier), much attention is paid to adhesion, especially with water foaming.
Т.е. приведенные данные в табл. 1, 3, а также их сравнение с данными по прототипу показывают, что заявленным изобретением решены следующие технические задачи:Those. the data in table. 1, 3, as well as their comparison with the data on the prototype show that the claimed invention has solved the following technical problems:
- увеличение временного «коридора» технологической пробы и создании заливочных композиций с временем страта от 20 до 70 секунд;- increase the temporary “corridor” of the technological sample and the creation of casting compositions with a stratum time of 20 to 70 seconds;
- использование нового поколения озоносберегающих вспенивателей, обладающих пожаробезопасными свойствами и снижение его концентрации, а так же снижение концентрации исходных катализаторов и стабилизаторов и состава химических компонентов за счет использования высокой вспенивающей способности агента;- the use of a new generation of ozone-friendly blowing agents with fireproof properties and a decrease in its concentration, as well as a decrease in the concentration of initial catalysts and stabilizers and the composition of chemical components through the use of high foaming ability of the agent;
- увеличение числа закрытых пор в ППУ за счет введения в композицию мономерной добавки;- an increase in the number of closed pores in polyurethane foam due to the introduction of a monomer additive into the composition;
- увеличении адгезионных свойств за счет введения промотора адгезии;- increase in adhesive properties due to the introduction of an adhesion promoter;
- повышение параметров огнестойкости и термостойкости пенополиуретана за счет образования в пене полиизоцианатных структур при использовании смеси бром- и фосфорсодержащих простых и сложных полиэфиров в комбинации с уменьшенным содержанием антипирена, катализатора тримеризации и повышением изоцианатного индекса;- increasing the fire resistance and heat resistance of polyurethane foam due to the formation of polyisocyanate structures in the foam when using a mixture of bromine and phosphorus-containing simple and complex polyesters in combination with a reduced content of flame retardant, a trimerization catalyst and an increase in the isocyanate index;
- снижение концентрации катализаторов за счет использования вторичного сырья, в частности сложного полиэфира (ПЭТ-полиола), полученного путем вторичной переработки ПЭТ крошки, пыли и гранул;- reducing the concentration of catalysts through the use of secondary raw materials, in particular polyester (PET-polyol) obtained by recycling PET crumbs, dust and granules;
- уменьшенное в пять раз количество вспенивающего агента и в дополнении однокомпонентный состав на основе водной дисперсии латекса при изменении (снижении времени старта) технологических параметров и сохранении физико-механических параметров пенополиуретана.- a five-fold decrease in the amount of blowing agent and, in addition, a one-component composition based on an aqueous dispersion of latex when changing (reducing the start time) technological parameters and maintaining the physico-mechanical parameters of polyurethane foam.
Claims (4)
Компонент «А»:
Компонент «Б»:
Component A:
Component B:
Компонент «А»:
Компонент «Б»:
Component A:
Component B:
Компонент «А»:
Компонент «Б»:
Component A:
Component B:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013157793/05A RU2579576C2 (en) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | Composition for producing rigid foamed polyurethanes for heat insulation purposes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013157793/05A RU2579576C2 (en) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | Composition for producing rigid foamed polyurethanes for heat insulation purposes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013157793A RU2013157793A (en) | 2015-07-20 |
RU2579576C2 true RU2579576C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=53611229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013157793/05A RU2579576C2 (en) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | Composition for producing rigid foamed polyurethanes for heat insulation purposes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579576C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798597C2 (en) * | 2018-09-13 | 2023-06-23 | ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи | Polyurethane insulating foam composition containing stabilizer compound |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170158801A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Covestro Llc | Rigid polyurethane foams suitable for wall insulation |
CN117384344B (en) * | 2023-09-18 | 2024-05-28 | 成都博创必成生物技术有限公司 | Anus plug and preparation method thereof, polyurethane porous foam material and preparation method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2280046C2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-07-20 | Сергей Викторович Трефилов | Rigid polyurethane foam manufacture process |
RU2467025C2 (en) * | 2007-01-30 | 2012-11-20 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи | Polyols, initiated with cis- and/or trans-ortho-cyclohexanediamine, and rigid polyurethane foam plastics, manufactured from them |
-
2013
- 2013-12-26 RU RU2013157793/05A patent/RU2579576C2/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2280046C2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-07-20 | Сергей Викторович Трефилов | Rigid polyurethane foam manufacture process |
RU2467025C2 (en) * | 2007-01-30 | 2012-11-20 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи | Polyols, initiated with cis- and/or trans-ortho-cyclohexanediamine, and rigid polyurethane foam plastics, manufactured from them |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798597C2 (en) * | 2018-09-13 | 2023-06-23 | ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи | Polyurethane insulating foam composition containing stabilizer compound |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013157793A (en) | 2015-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9926403B2 (en) | Process for making rigid polyurethane or urethane-modified polyisocyanurate foams | |
CN102585148B (en) | Composition for preparing highly fire-resistant polyisocyanurate foam | |
CN112239531B (en) | Full-water combined polyether, high-flame-retardant LNG polyurethane block foam derived from full-water combined polyether and preparation method of polyurethane block foam | |
CN103694438A (en) | Halogen-free flame-retardant rigid polyurethane foamed plastic and preparation method for same | |
CN103183806B (en) | A kind of High-flame-retardanthard hard polyurethane foam and preparation method thereof | |
CA2583487C (en) | High-temperature rigid polyurethane spray foam for pipe insulation | |
BRPI0620510A2 (en) | rigidly molded polyurethane foam | |
WO2017063255A1 (en) | Biomass-based polyurethane spray foam plastic and method for preparation thereof | |
CN112888720B (en) | Rigid polyurethane foam formulations and foams made therefrom | |
JP2024117806A (en) | Rigid Polyisocyanurate Foam | |
WO2020076539A1 (en) | A rigid polyurethane foam formulation and foam made therefrom | |
CN105461895B (en) | Combined polyether, polyisocyanurate foam and its feedstock composition and preparation method | |
CN104927022A (en) | Halogen-free inherent flame retardant type RPUF (Rigid Polyurethane Foam) and preparation method thereof | |
CN109400839A (en) | A kind of flame retardant combination polyethers, fire-retardant polyisocyanurate foam and preparation method thereof | |
CN110790884A (en) | Combined polyether for block foam, polyurethane raw material composition, polyurethane block foam and preparation method thereof | |
JP2017171760A (en) | Composition for rigid polyurethane foam and manufacturing method of rigid polyurethane foam using the composition | |
RU2579576C2 (en) | Composition for producing rigid foamed polyurethanes for heat insulation purposes | |
CN104725587A (en) | Polyurethane thermal-insulation layer repair agent, applications and use method thereof | |
CN109535688A (en) | A kind of polyurethane foam heat insulation material and preparation method thereof | |
CN108017774B (en) | Flame-retardant combined polyether, rigid polyurethane foam containing flame-retardant combined polyether and preparation method of rigid polyurethane foam | |
CN105111410A (en) | Preparation method for polymeric ceramic material | |
KR100850995B1 (en) | A composition for preparing rigid polyurethane foam and rigid polyurethane foam made therefrom | |
CN115010889A (en) | Hard polyurethane foam slurry, hard polyurethane foam and preparation method thereof | |
CN109400940B (en) | Conjugate polyethers, polyisocyanurate continuous sheets derived therefrom, and methods of making same | |
KR100975091B1 (en) | Polyol composition for hard polyurethane foam and method for producing hard polyurethane foam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160621 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180626 Effective date: 20180626 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20160621 Effective date: 20180629 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180626 Effective date: 20201019 |