RU2629020C2 - Sugar-based polyurethanes, methods of their obtaining and application - Google Patents

Sugar-based polyurethanes, methods of their obtaining and application Download PDF

Info

Publication number
RU2629020C2
RU2629020C2 RU2014107781A RU2014107781A RU2629020C2 RU 2629020 C2 RU2629020 C2 RU 2629020C2 RU 2014107781 A RU2014107781 A RU 2014107781A RU 2014107781 A RU2014107781 A RU 2014107781A RU 2629020 C2 RU2629020 C2 RU 2629020C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyurethane foam
fire
reaction mixture
resistant polyurethane
polyol
Prior art date
Application number
RU2014107781A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014107781A (en
Inventor
Джозеф МУНИ
Томас РАТКЕ
Чарльз ВАЛЕНТАЙН
Дуглас СВЕНСОН
Original Assignee
ИННОВЭЙТИВ УРЕТАН, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ИННОВЭЙТИВ УРЕТАН, ЭлЭлСи filed Critical ИННОВЭЙТИВ УРЕТАН, ЭлЭлСи
Publication of RU2014107781A publication Critical patent/RU2014107781A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2629020C2 publication Critical patent/RU2629020C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/50Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5021Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/5024Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing primary and/or secondary amino groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1833Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof having ether, acetal, or orthoester groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206Polyhydroxy compounds aliphatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225Polyamines
    • C08G18/3246Polyamines heterocyclic, the heteroatom being oxygen or nitrogen in the form of an amino group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3271Hydroxyamines
    • C08G18/3275Hydroxyamines containing two hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/06Organic materials
    • C09K21/12Organic materials containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0008Foam properties flexible
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0025Foam properties rigid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/005< 50kg/m3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0083Foam properties prepared using water as the sole blowing agent

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: fire-resistant polyurethane foam contains two reaction mixtures. The first reaction mixture comprises a polyisocyanate and optionally a surfactant, and the second mixture comprises a natural polyol in which substantially all of the hydroxyl groups are free, a surfactant, an aqueous foaming agent, a catalyst, a flame retardant, and optional additives. The amounts of the first and second reaction mixtures are such that the obtained isocyanate index is from 20 to 50.
EFFECT: the resulting polyurethane foams show a high degree of resistance to fire and have a high index of biomaterial content, and also have a high "green" index according to ASTM standards.
31 cl, 9 dwg, 8 ex

Description

Ссылка на родственные заявкиLink to related applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на выдачу патента США №61/513530, поданной 29 июля 2011 г., и временным патентом США №61/381343, поданным 9 сентября 2010 г., оба документа включены в настоящий документ во всей их полноте.This application claims priority based on provisional application for the grant of US patent No. 61/513530, filed July 29, 2011, and provisional US patent No. 61/381343, filed September 9, 2010, both documents are incorporated into this document in their entirety. .

Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится настоящее изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретения, раскрытые и указанные в настоящем документе, относятся, в целом, к полиуретанам и их производству и, более конкретно, относятся к способам производства полиуретановых пен различных плотностей, в которых используют сахара в качестве источника полиольного компонента.The inventions disclosed and referenced herein relate generally to polyurethanes and their manufacture, and more particularly, to methods for producing polyurethane foams of various densities that use sugars as the source of the polyol component.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

Изделия из полиуретановых пен используют широко в большом спектре коммерческих и промышленных областей применения. Распространенность изделий из полиуретановой пены происходит отчасти вследствие факта того, что физические свойства изделия из полиуретановой пены можно избирательно изменять на основе состава реагентов, которые образуют изделие из полиуретановой пены. Можно разработать состав для получения изделия из полиуретановой пены, которое является мягким, эластичным и с открытыми ячейками, которое можно использовать в таких областях применения, как подушки для сиденья. С другой стороны, можно разработать состав для изделия из полиуретановой пены, которое является жестким, структурным, термостойким и с закрытыми ячейками и которое, таким образом, можно использовать в качестве панели для тепловой изоляции.Products from polyurethane foams are widely used in a wide range of commercial and industrial applications. The prevalence of polyurethane foam products is due in part to the fact that the physical properties of a polyurethane foam product can be selectively changed based on the composition of the reagents that form the polyurethane foam product. You can develop a composition to obtain a product of polyurethane foam, which is soft, elastic and with open cells, which can be used in applications such as seat cushions. On the other hand, it is possible to develop a composition for a product of polyurethane foam, which is rigid, structural, heat-resistant and with closed cells and which, thus, can be used as a panel for thermal insulation.

Наиболее известным способом образования изделий из полиуретановой пены является смешивание и последующая реакция полиола (например, смоляной композиции) с изоцианатом в присутствии вспенивающего средства. Обычно, когда смоляную композицию смешивают с изоцианатом с образованием реакционной смеси в присутствии вспенивающего средства, происходит реакция полимеризации уретана. По мере того, как происходит реакция полимеризации уретана, реакционная смесь сшивается с образованием полиуретана, и газ одновременно образуется и выделяется. Посредством процесса зародышеобразования газ вспенивает реакционную смесь, таким образом образуя пустоты или ячейки в изделии из полиуретановой пены.The best known method of forming products from polyurethane foam is to mix and then react the polyol (e.g., resin composition) with an isocyanate in the presence of a blowing agent. Usually, when the resin composition is mixed with isocyanate to form a reaction mixture in the presence of a blowing agent, a urethane polymerization reaction occurs. As the urethane polymerization reaction takes place, the reaction mixture is crosslinked to form polyurethane, and gas is simultaneously generated and released. Through the nucleation process, the gas foams the reaction mixture, thereby forming voids or cells in the polyurethane foam article.

Смоляная композиция обычно содержит один или несколько полиолов, средство для открытия ячеек, перекрестносшивающее средство, катализатор, средство промотирования адгезии и различные добавки. Вспенивающее средство образует ячейки в изделии из полиуретановой пены, как описано выше. Средство для открытия ячеек помогает открывать ячейки таким образом, что ячейки образуют соединенную сеть, и улучшает стабильность изделия из полиуретановой пены. Перекрестносшивающее средство содействует перекрестному сшиванию реакционной смеси, что приводит к получению изделия из полиуретановой пены. Катализатор регулирует кинетику реакции для улучшения временной диаграммы реакции полимеризации путем приведения в баланс реакции загустевания и вспенивающего средства для образования изделия из полиуретановой пены, являющегося стабильным. Другие добавки, такие как средства промотирования адгезии (например, апротонный растворитель), можно добавлять в состав для облегчения смачивания реакционной смеси и содействия адгезии изделия из полиуретановой пены с подложками, на которых изделие из полиуретановой пены располагается. Например, подложка может представлять собой термопластический корпус или термопластическую прослойку холодильника для пикника. Плотность и жесткость изделия из полиуретановой пены можно регулировать путем изменения химического состава изоцианата, смоляной композиции и/или вспенивающего средства и их количеств. Другие добавки, которые обычно включают в продукт из полиуретановой пены, представляют собой огнестойкие добавки, обычно галогенированные (например, бромированные и хлорированные материалы) и фосфорсодержащие ингибиторные материалы.The resin composition typically contains one or more polyols, a cell opener, a crosslinker, a catalyst, an adhesion promoter, and various additives. Foaming agent forms cells in a polyurethane foam article as described above. The cell opener helps open the cells in such a way that the cells form a connected network and improves the stability of the polyurethane foam product. A crosslinking agent facilitates crosslinking of the reaction mixture, resulting in a polyurethane foam article. The catalyst adjusts the reaction kinetics to improve the timing of the polymerization reaction by balancing the thickening reaction and the foaming agent to form a polyurethane foam article that is stable. Other additives, such as adhesion promoters (e.g., an aprotic solvent), can be added to the composition to facilitate wetting of the reaction mixture and to facilitate adhesion of the polyurethane foam article to the substrates on which the polyurethane foam article is placed. For example, the substrate may be a thermoplastic body or a thermoplastic layer of a picnic refrigerator. The density and stiffness of a polyurethane foam article can be controlled by changing the chemical composition of the isocyanate, resin composition and / or blowing agent and their amounts. Other additives that are typically included in a polyurethane foam product are flame retardants, usually halogenated (e.g. brominated and chlorinated materials) and phosphorus-containing inhibitor materials.

Пенопласты использовали в качестве теплоизоляционных материалов, легких конструкционных материалов и флотационных материалов и для широкого разнообразия других применений из-за их превосходных свойств. До недавнего времени их использование было отчасти ограничено в средах, где существует опасность пожара из-за их существенного вклада в качестве горючего компонента, их участия в быстром распространении пламени и факта того, что они образуют большие количества токсичного дыма при термальном разложении при горении или нагревании до повышенных температур. Это ограничивало коммерческое развитие пенопластов, и крупные суммы денег и много исследовательского времени было потрачено на попытки уменьшения этих проблем.Foams were used as heat insulating materials, light structural materials and flotation materials and for a wide variety of other applications because of their excellent properties. Until recently, their use was partly limited in environments where there is a danger of fire due to their significant contribution as a combustible component, their participation in the rapid spread of flames and the fact that they form large amounts of toxic smoke when decomposed by heat or combustion. to elevated temperatures. This limited the commercial development of polystyrene foam, and large sums of money and a lot of research time was spent trying to reduce these problems.

При нынешнем интересе к сохранению топлива для отопления во многих существующих зданиях устанавливают дополнительную изоляцию, и вновь построенные здания содержат больше изоляции, чем использовалось ранее.With the current interest in preserving heating fuel, many existing buildings install additional insulation, and newly constructed buildings contain more insulation than was previously used.

Ранее использовавшийся общеизвестный тип изоляции из пенопласта для существующих строений представляет собой мочевиноформальдегидные пены, которые образуют пену в месте между внешней стеной и внутренней стеной строения с или без дополнительной изоляции из стекловолокна. Изоляция из стекловолокна отдельно может считаться пористой по природе, поскольку она представляет собой обычно слой мелких стекловолокон, который может способствовать меньшим размерам изоляции путем обеспечения циркуляции воздуха внутри стен. Изоляции из стекловолокна, однако, образуют воздушный барьер между внутренней и внешней стенами строения и, таким образом, образуют, как правило, непроницаемый барьер для циркуляции воздуха, таким образом делая их лучшими изоляционными материалами. К сожалению, мочевиноформальдегидная пена, которую использовали, самопроизвольно разлагается, высвобождая формальдегидные пары в количествах, которые могут быть токсичными. Использование мочевиноформальдегидных пен при конструировании запрещено во многих строительных нормах по этой причине.The previously used well-known type of foam insulation for existing buildings is urea-formaldehyde foam, which forms a foam in the space between the outer wall and the inner wall of the building with or without additional fiberglass insulation. Fiberglass insulation alone can be considered porous in nature, since it is usually a layer of small fiberglass, which can contribute to smaller insulation by providing air circulation inside the walls. Fiberglass insulations, however, form an air barrier between the internal and external walls of the building and thus form, as a rule, an impenetrable barrier to air circulation, thus making them better insulating materials. Unfortunately, the urea-formaldehyde foam that was used spontaneously decomposes, releasing formaldehyde vapors in amounts that can be toxic. The use of urea-formaldehyde foams during construction is prohibited in many building codes for this reason.

Другой тип материала, обычно используемый для изоляции, представляет собой полиуретановую пену. Однако полиуретановая пена привносит существенный вклад в качестве горючего компонента, быстро распространяет пламя и высвобождает токсичные газы, включая диоксид углерода, монооксид углерода и цианид водорода, при горении. Кроме того, обычные изделия из полиуретановой пены получают из полиола на основе нефти. Как невозобновляемое сырье нефть обладает как экологическими, так и финансовыми недостатками. Соответственно, существуют экологические, экономические и коммерческие преимущества, связанные с использованием полиолов на основе возобновляемого сырья, такого как природные масла, для получения так называемых изделий из полиуретановой пены «на основе биоматериалов».Another type of material commonly used for insulation is polyurethane foam. However, polyurethane foam makes a significant contribution as a combustible component, spreads flames quickly and releases toxic gases, including carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen cyanide, when burned. In addition, conventional polyurethane foam products are made from petroleum based polyol. As non-renewable raw materials, oil has both environmental and financial disadvantages. Accordingly, there are environmental, economic and commercial advantages associated with the use of polyols based on renewable raw materials, such as natural oils, for the production of so-called “biomaterial based” polyurethane foam products.

Жесткие полиуретановые пены обычно получают путем реакции органического полиизоцианата с полиолом. Для большинства коммерческих целей реакцию проводят в присутствии пенообразующего средства, поверхностно-активного вещества, катализатора и возможно других ингредиентов. Для снижения стоимости получения таких пен попытки были сделаны относительно использования полисахаридов, таких как крахмал или целлюлоза, в качестве полиольного реагента в их получении. Использование таких альтернативных полиольных материалов было неудовлетворительным до настоящего времени из-за плохих физических свойств получаемых пен, если только они не были модифицированы каким-либо образом или дополнены обычными промышленными полиолами. Например, оксиалкилированный крахмал дает хорошие пены, однако непосредственное оксиалкилирование крахмала приводит к нерегулируемому разложению или распаду крахмала. Когда такие продукты используют при получении пен, пены не обладают однородными химическими или физическими свойствами.Rigid polyurethane foams are usually prepared by reacting an organic polyisocyanate with a polyol. For most commercial purposes, the reaction is carried out in the presence of a foaming agent, a surfactant, a catalyst, and possibly other ingredients. To reduce the cost of producing such foams, attempts have been made regarding the use of polysaccharides, such as starch or cellulose, as a polyol reagent in their preparation. The use of such alternative polyol as one materials has been unsatisfactory to date due to the poor physical properties of the resulting foams, unless they have been modified in any way or supplemented with conventional industrial polyols. For example, oxyalkylated starch gives good foams, however, direct oxyalkylation of starch leads to uncontrolled decomposition or decomposition of starch. When such products are used in the production of foams, foams do not have uniform chemical or physical properties.

Изобретения, раскрытые и указанные в настоящем документе, направлены на полиуретановые пены, в которых используются природные полиолы или полиолы на растительной основе, такие как сахароза, для полиольного компонента в композиции пены, причем полученные пены проявляют высокую степень устойчивости к возгоранию и высокий показатель содержания биоматериалов, показывая, что продукт характеризуется очень высоким «зеленым» показателем согласно стандартам ASTM.The inventions disclosed and referenced herein are directed to polyurethane foams that use natural plant-based polyols or polyols, such as sucrose, for the polyol as one component in the foam composition, the resulting foams exhibiting a high degree of fire resistance and a high biomaterial content , showing that the product is characterized by a very high "green" rate according to ASTM standards.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Описаны огнестойкие полиуретановые пены, а также продукты для их получения с использованием природных полиолов или полиолов на растительной основе в качестве основного полиольного компонента. Согласно одному аспекту раскрытия описаны полиуретановые пены, которые характеризуются высоким «зеленым показателем» и которые проявляют высокую степень устойчивости к возгоранию, причем пены содержат полиол на растительной основе, такой как сахароза, в качестве полиольного компонента, воду в качестве вспенивающего средства и огнестойкую добавку для придания огнестойкости получаемым пенам.Fire-resistant polyurethane foams are described, as well as products for their production using natural polyols or plant-based polyols as the main polyol component. According to one aspect of the disclosure, polyurethane foams are described which are characterized by a high “green rate” and which exhibit a high degree of resistance to fire, the foams containing a plant-based polyol such as sucrose as a polyol as one component, water as a blowing agent and a flame retardant for giving fire resistance to the resulting foams.

Согласно первому варианту осуществления настоящего раскрытия описана главным образом не содержащая углеводороды огнестойкая полиуретановая пена, полученная совместной реакцией первой и второй реакционной смеси, при этом первая и вторая реакционные смеси содержат природный полиол, причем главным образом все гидроксильные группы на полиоле свободны; изоцианат; поверхностно-активное вещество; водное вспенивающее средство; катализатор образования полиуретана и огнестойкую добавку или пластификатор. Согласно некоторым аспектам этого варианта осуществления природный полиол представляет собой сахарозу, инвертный раствор, мелассу или их комбинацию.According to a first embodiment of the present disclosure, a substantially hydrocarbon-free flame retardant polyurethane foam is prepared that is produced by reacting a first and second reaction mixture together, wherein the first and second reaction mixtures contain a natural polyol, with substantially all hydroxyl groups on the polyol being free; isocyanate; surface-active substance; aqueous blowing agent; polyurethane formation catalyst; and a flame retardant or plasticizer. According to some aspects of this embodiment, the natural polyol is sucrose, invert solution, molasses, or a combination thereof.

Согласно дополнительному варианту осуществления настоящего раскрытия описан способ получения огнестойкой полиуретановой пены, причем способ предусматривает (a) смешивание необработанного природного полиола, в котором главным образом все гидроксильные группы свободны, поверхностно-активного вещества, катализатора образования полиуретана и воды с образованием первого водного раствора; (b) добавление в смесь первого водного раствора второго раствора, содержащего полиизоцианат; и (c) обеспечение вспенивания смеси.According to a further embodiment of the present disclosure, a method for producing a flame retardant polyurethane foam is described, the method comprising (a) mixing an untreated natural polyol in which substantially all hydroxyl groups are free, a surfactant, a polyurethane formation catalyst and water to form a first aqueous solution; (b) adding to the mixture of the first aqueous solution a second solution containing a polyisocyanate; and (c) foaming the mixture.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего раскрытия описан способ получения вспененной при помощи воды полиуретановой пены с низкой плотностью, причем способ предусматривает контакт по меньшей мере одного полиизоцианата с по меньшей мере одним природным полиолом, с изоцианатным индексом 10-70, более предпочтительно с индексом от 20 до 50, в присутствии композиции вспенивающего средства, содержащей по меньшей мере 2 масс. % воды, предпочтительно по меньшей мере около 5 масс. % воды, и эффективного количества композиции катализатора, содержащей катализатор загустевания, который является и катализатором вспенивания, при этом пена характеризуется плотностью от 4,8 кг/м3 до 80 кг/м3. Также согласно аспектам этого варианта осуществления природный полиол представляет собой сахарозу, инвертный раствор, мелассу или их комбинацию и дает пену с открытыми ячейками с низкой прочностью на сжатие и хорошим пределом прочности на разрыв.According to another embodiment of the present disclosure, a method for producing low density polyurethane foam foamed with water is described, the method comprising contacting at least one polyisocyanate with at least one natural polyol, with an isocyanate index of 10-70, more preferably with an index of 20 up to 50, in the presence of a foaming agent composition containing at least 2 mass. % water, preferably at least about 5 wt. % water, and an effective amount of a catalyst composition containing a thickening catalyst, which is also a foaming catalyst, wherein the foam is characterized by a density of 4.8 kg / m 3 to 80 kg / m 3 . Also, according to aspects of this embodiment, the natural polyol is sucrose, invert solution, molasses, or a combination thereof, and provides open-cell foam with low compressive strength and good tensile strength.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Следующие чертежи образуют часть настоящего описания и включены, чтобы дополнительно показать некоторые аспекты настоящего изобретения. Настоящее изобретение можно лучше понять, исходя из одного или нескольких из этих чертежей совместно с подробным описанием конкретных вариантов осуществления, представленных в настоящем документе.The following drawings form part of the present description and are included to further show some aspects of the present invention. The present invention can be better understood based on one or more of these drawings, together with a detailed description of the specific embodiments presented herein.

На фиг. 1 показан график типичных данных термопары на основании теста на воспламеняемость ICC-ES АС377 на 16 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 1 is a graph of typical thermocouple data based on the ICC-ES AC377 flammability test of 16 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 2 показан график выделения дыма, связанный с тестом на воспламеняемость на 16 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 2 shows a graph of smoke emission associated with a flammability test of 16 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 3 показан график выделения тепла, связанный с тестом на воспламеняемость на 16 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 3 is a graph of heat generation associated with a flammability test of 16 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 4 показан график теплоты излучения, связанный с тестом на воспламеняемость на 16 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 4 is a graph of heat of radiation associated with a flammability test of 16 kg / m 3 foam obtained in accordance with the present disclosure.

На фиг. 5 показан график типичных данных термопары на основании теста на воспламеняемость ICC-ES АС377 на 8 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 5 is a graph of typical thermocouple data based on the ICC-ES AC377 flammability test of 8 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 6 показан график выделения дыма, связанный с тестом на воспламеняемость на 8 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 6 is a graph of smoke emission associated with a flammability test of 8 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 7 показан график выделения тепла, связанный с тестом на воспламеняемость на 8 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 7 is a graph of heat evolution associated with a flammability test of 8 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 8 показан график теплоты излучения, связанный с тестом на воспламеняемость на 8 кг/м3 пене, полученной согласно настоящему раскрытию.In FIG. 8 is a graph of the heat of radiation associated with a flammability test of 8 kg / m 3 foam obtained according to the present disclosure.

На фиг. 9 показана сравнительная таблица продуктов из пены согласно настоящему раскрытию по сравнению с некоторыми коммерчески доступными продуктами.In FIG. 9 shows a comparative table of foam products according to the present disclosure compared to some commercially available products.

Хотя изобретения, описанные в настоящем документе, подвергают различным модификациям и альтернативным формам, только несколько конкретных вариантов осуществления были показаны в качестве примера в графических материалах и описаны более подробно ниже. Чертежи и подробные описания этих конкретных вариантов осуществления не предназначены для ограничения широты или объема идей изобретения или приложенной формулы изобретения каким-либо образом. Скорее, чертежи и подробно изложенные описания предусмотрены для иллюстрации идей изобретения специалисту в данной области техники и для облегчения такому специалисту получения и использования идей изобретения.Although the inventions described herein undergo various modifications and alternative forms, only a few specific embodiments have been shown by way of example in the graphic materials and described in more detail below. The drawings and detailed descriptions of these specific embodiments are not intended to limit the breadth or scope of the ideas of the invention or the appended claims in any way. Rather, the drawings and detailed descriptions are provided to illustrate the ideas of the invention to a person skilled in the art and to facilitate such a specialist to obtain and use the ideas of the invention.

ОпределенияDefinitions

Следующие определения предусмотрены для помощи специалистам в данной области техники в понимании подробного описания настоящего изобретения.The following definitions are provided to assist those skilled in the art in understanding the detailed description of the present invention.

Выражение «инвертный раствор» или «инвертный сироп» при использовании в настоящем документе относится к таким сиропам на основе сахарозы (например, концентрированный раствор глюкозы и фруктозы), которые получены из гидролиза сахарозы в глюкозу, фруктозу и остаточную сахарозу, и которые характеризуются содержанием сахара в диапазоне от около 50° до около 70° брикс, из которых по меньшей мере 90% представляют собой смесь фруктозы и глюкозы. Эти сиропы получают при помощи гликозидгидролазного фермента инвертазы, или эквивалентного фермента, или подходящей кислоты, которая расщепляет каждую молекулу дисахарида-сахарозы на ее компоненты молекулы мономеров глюкозу и фруктозу; какую-либо. Общая реакция, которая дает «инвертный сироп», показана ниже.The term “invert solution” or “invert syrup” as used herein refers to sucrose-based syrups (eg, concentrated glucose and fructose solution) which are derived from hydrolysis of sucrose into glucose, fructose and residual sucrose, and which are characterized by a sugar content in the range of about 50 ° to about 70 ° brix, of which at least 90% are a mixture of fructose and glucose. These syrups are prepared using the invertase glycoside hydrolase enzyme, or an equivalent enzyme, or a suitable acid that breaks down each sucrose disaccharide molecule into its glucose and fructose monomer molecule components; any. The general reaction that produces “invert syrup” is shown below.

С12Н22О11 (сахароза) + Н2О (вода) = С6Н12О6 (глюкоза) + С6Н12О6 (фруктоза)С 12 Н 22 О 11 (sucrose) + Н 2 О (water) = С 6 Н 12 О 6 (glucose) + С 6 Н 12 О 6 (fructose)

Выражение «сахароза» или «сахар» при использовании в настоящем документе означает, что соединение с общей структурой, показанной ниже, имеет название α-D-глюкопиранозил-(1→2)-β-D-фруктофураноза (дисахарид, состоящий из D-глюкозильного и D-фруктозильного моносахаридных фрагментов и иногда называемый сахарозой) и молекулярную формулу С12Н22О11, а также его соли, гидраты и стереоизомеры (например, D, L или L, D).The term “sucrose” or “sugar” as used herein means that the compound with the general structure shown below is called α-D-glucopyranosyl- (1 → 2) -β-D-fructofuranose (a disaccharide consisting of D- glucosyl and D-fructosyl monosaccharide fragments (sometimes called sucrose) and the molecular formula C 12 H 22 O 11 , as well as its salts, hydrates and stereoisomers (e.g., D, L or L, D).

Figure 00000001
Figure 00000001

Выражение «брикс» или «градусы Брикса» при использовании в настоящем документе (и как представлено символом °Вх) означает относящееся к единице измерения, используемой в пищевой промышленности для измерения приблизительного количества растворенных твердых веществ (сахар), как массовое соотношение сахара к воде в жидкости, обычно выраженное как процент растворенных твердых веществ. Его обычно измеряют при помощи сахариметра, который измеряет относительную плотность жидкости, или при помощи рефрактометра, такого типа, который имеет перекрестие визирных линий. Для примера 25°Вх раствор представляет собой 25% (масса/масса), с 25 граммами сахара на 100 грамм раствора. Или, иначе говоря, имеется 25 грамм сахарозного сахара и 75 грамм воды в 100 граммах раствора.The expression “brix” or “degrees of brix” as used herein (and as represented by the ° Bx symbol) means the unit used in the food industry to measure the approximate amount of dissolved solids (sugar) as the mass ratio of sugar to water in liquids, usually expressed as the percentage of solids dissolved. It is usually measured with a saccharimeter that measures the relative density of a liquid, or with a refractometer of the type that has a crosshair of sight lines. For example, a 25 ° Bx solution is 25% (w / w), with 25 grams of sugar per 100 grams of solution. Or, in other words, there are 25 grams of sucrose sugar and 75 grams of water in 100 grams of solution.

Выражение «прочность на сжатие» при использовании в настоящем документе означает свойство изделий из пены, как определено тестовой процедурой, описанной в ASTM D-3575-77, выраженное в фунтах на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм), или согласно DIN 53577. Выражение «низкая прочность на сжатие» при использовании в настоящем документе относится к полиуретановым пенам, характеризующимся прочностью на сжатие менее чем около 20 при 60% сжатии.The term "compressive strength" as used herein means the property of foam products, as defined by the test procedure described in ASTM D-3575-77, expressed in pounds per square inch (psi), or according to DIN 53577. The expression "low compressive strength" when used herein refers to polyurethane foams characterized by a compressive strength of less than about 20 at 60% compression.

Фразы «огнезащитный», «негорючий», «препятствующий воспламенению» и «огнестойкий» при использовании в настоящем документе означают: (а) наличие способности не поддерживать пламя, огонь и/или горение, или когда пламя или огонь присутствуют, или когда источник тепла или загорания удаляют; и/или (b) быть ингибитором или неспособным гореть (быть огнестойким - не подвергаться фактически никаким изменениям при подвергании действию пламени, огня и/или процесса горения). Негорючая подложка или другой материал может обугливаться и/или плавиться.The phrases “flame retardant”, “non-combustible”, “flame retardant” and “flame retardant” as used herein mean: (a) the ability to not sustain flame, fire and / or combustion, or when a flame or fire is present, or when a heat source or tanning is removed; and / or (b) be an inhibitor or incapable of burning (being flame retardant - do not undergo virtually any changes when exposed to a flame, fire and / or combustion process). A non-combustible substrate or other material may char and / or melt.

Фраза «огнестойкое химическое вещество» и «негорючее вещество» при использовании в настоящем документе означает элемент, химическое соединение, средство или вещество, которое характеризуется способностью снижать или устранять склонность подложки к горению, когда подложку подвергают действию пламени или огня, и которое подходит для использования с одной или несколькими подложками, которые могут быть определены специалистами в данной области техники.The phrase “flame retardant chemical substance” and “non-combustible substance” as used herein means an element, chemical compound, agent or substance that is characterized by the ability to reduce or eliminate the tendency of the substrate to burn when the substrate is exposed to flame or fire, and which is suitable for use with one or more substrates that may be determined by those skilled in the art.

Фраза «распространение пламени» при использовании в настоящем документе означает продвижение фронта пламени, как определено при помощи ASTM Е-84.The phrase "flame propagation" as used herein means the advancement of the flame front as defined by ASTM E-84.

Фраза «скорость распространения пламени» при использовании в настоящем документе означает расстояние, на которое продвинулся фронт пламени за время его продвижения на единицу времени при определенных тестовых или других условиях.The phrase “flame propagation speed” as used herein means the distance that the flame front has advanced during its advancement per unit of time under certain test or other conditions.

Выражение «горючесть» при использовании в настоящем документе означает предел распространения, до которого подложка или материал будет поддерживать горение при определенных тестовых или других условиях.The expression “combustibility” as used herein means the propagation limit to which the substrate or material will sustain combustion under certain test or other conditions.

Выражение «полиуретановая пена» при использовании в настоящем документе обычно относится к пористым продуктам, которые получены путем реакции полиизоцианатов со способными к реакции с изоцианатом водородсодержащими соединениями при помощи пенообразующих средств и, в частности, включает пористые продукты, полученные при помощи воды в качестве реакционно-способного пенообразующего средства (включая реакцию воды с изоцианатными группами, дающую группировки мочевины и диоксид углерода и дающую полимочевинно-уретановые пены).The expression "polyurethane foam" as used herein generally refers to porous products that are obtained by reacting polyisocyanates with hydrogen-containing compounds capable of reacting with isocyanate using foaming agents and, in particular, includes porous products obtained by using water as a reaction a capable foaming agent (including the reaction of water with isocyanate groups, giving urea groups and carbon dioxide and giving polyurea-urethane foams).

При использовании в настоящем документе все предоставленные численные диапазоны призваны точно включать, по меньшей мере, все числа, которые попадают на предельные значения диапазонов.As used herein, all numerical ranges provided are intended to accurately include at least all numbers that fall within the limit ranges.

Обычно диапазоны выражают в настоящем документе в виде от «около» одного конкретного значения и/или до «около» другого конкретного значения. Когда такой диапазон выражают, другой вариант осуществления включает от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Аналогично, когда значения выражены как приблизительные величины путем использования предшествующего «около», будет понятно, что конкретное значение образует другой вариант осуществления. Также будет понятно, что предельные значения каждого интервала являются значимыми как относительно другого предельного значения, так и независимо от другого предельного значения.Typically, ranges are expressed herein from “about” one particular value and / or to “about” another specific value. When such a range is expressed, another embodiment includes from one particular value and / or to another specific value. Similarly, when values are expressed as approximate values by using the preceding “about,” it will be understood that the particular value forms another embodiment. It will also be understood that the limit values of each interval are significant both with respect to another limit value and independently of another limit value.

Выражение «необязательный» или «необязательно» означает, что далее описанное событие или обстоятельство может происходить или может не происходить и что описание включает случаи, где указанное событие или обстоятельство происходит, и случаи, где не происходит. Например, фраза «необязательно замещенный» означает, что упоминаемое соединение может быть или может не быть замещенным и что описание включает как незамещенные соединения, так и соединения, где есть замещение.The expression “optional” or “optional” means that the event or circumstance described below may or may not occur, and that the description includes cases where the event or circumstance occurs and cases where it does not. For example, the phrase “optionally substituted” means that the compound may or may not be substituted and that the description includes both unsubstituted compounds and compounds where there is a substitution.

Выражение «открытая ячейка» или «пена с открытыми ячейками» при использовании в настоящем документе относится к пене, характеризующейся по меньшей мере 20 процентами открытых ячеек, как измерено согласно ASTM D 2856-А.The expression “open cell” or “open cell foam” as used herein refers to a foam having at least 20 percent open cells, as measured according to ASTM D 2856-A.

При использовании в настоящем документе «MDI» относится к метилендифенилдиизоцианату, также называемому дифенилметандиизоцианат, и его изомерам. MDI существует в виде одного из трех изомеров (4,4'-MDI, 2,4'-MDI и 2,2'-MDI) или в виде смеси двух или более из этих изомеров. При использовании в настоящем документе, если иное конкретно не указано, «MDI» может также относиться к и охватывать полимерный MDI (иногда называемый PMDI). Полимерный MDI представляет собой соединение, которое имеет цепь из трех или более бензольных колец, соединенных друг с другом при помощи метиленовых мостиков, с изоцианатной группой, присоединенной к каждому бензольному кольцу. MDI при использовании в настоящем документе может характеризоваться средней функциональностью от около 2,1 до около 3 включительно, с типичной вязкостью около 200 мПа при 25°C.As used herein, “MDI” refers to methylene diphenyldiisocyanate, also called diphenylmethanediisocyanate, and its isomers. MDI exists as one of three isomers (4,4'-MDI, 2,4'-MDI and 2,2'-MDI) or as a mixture of two or more of these isomers. As used herein, unless otherwise specifically indicated, “MDI” may also refer to and encompass polymeric MDI (sometimes called PMDI). Polymer MDI is a compound that has a chain of three or more benzene rings joined together by methylene bridges, with an isocyanate group attached to each benzene ring. MDI, as used herein, can have an average functionality of from about 2.1 to about 3 inclusive, with a typical viscosity of about 200 MPa at 25 ° C.

Выражение «функциональность», «функциональность MDI» или «функциональность изоцианата» при использовании в настоящем документе относится к числу средней изоцианатной функциональности всех изоцианатов, используемых при получении изоцианата, и обычно называется Fn.The expression “functionality”, “MDI functionality” or “isocyanate functionality” as used herein refers to the average isocyanate functionality of all isocyanates used in the preparation of isocyanate, and is commonly referred to as Fn.

Выражение «изоцианатный индекс» или «NCO-индекс» относится к соотношению NCO-групп относительно способных к реакции с изоцианатом атомов водорода, находящихся в составе, данное в процентном отношении:The expression "isocyanate index" or "NCO-index" refers to the ratio of NCO groups relative to capable of reacting with isocyanate hydrogen atoms in the composition, given in percentage terms:

Figure 00000002
Figure 00000002

Другими словами, NCO-индекс выражает количество изоцианата, фактически используемого в составе, относительно количества изоцианата, теоретически требуемого для реакции с количеством способных к реакции с изоцианатом водородов, используемых в составе.In other words, the NCO index expresses the amount of isocyanate actually used in the composition, relative to the amount of isocyanate theoretically required for the reaction with the amount of hydrogen capable of reacting with the isocyanate used in the composition.

При использовании в настоящем документе выражение «толуолдиизоцианат» охватывает все формы и комбинации изомеров этого соединения. Фактически весь толуолдиизоцианат реагирует однофункционально, поскольку пара-изоцианатная группа является более реакционно-способной, чем орто-изоцианатная группа.As used herein, the expression “toluene diisocyanate” encompasses all forms and combinations of isomers of this compound. In fact, the entire toluene diisocyanate reacts in a single-function manner, since the para-isocyanate group is more reactive than the ortho-isocyanate group.

Кроме того, если иное не указано, формула с химическими связями, показанными только в виде сплошных линий, а не в виде клиновидных или пунктирных линий, предполагает каждый возможный изомер, например каждый энантиомер и диастереомер, и смесь изомеров, такую как рацемическая или скалемическая (смеси неравных количеств энантиомеров) смесь.In addition, unless otherwise indicated, a formula with chemical bonds shown only as solid lines, and not as wedge-shaped or dashed lines, implies every possible isomer, for example each enantiomer and diastereomer, and a mixture of isomers such as racemic or scalemic ( mixtures of unequal amounts of enantiomers) mixture.

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention

Чертежи, описанные выше, и изложенное описание конкретных структур и функций ниже не представлены для ограничения объема того, что заявители подразумевали, или объема приложенной формулы изобретения. Скорее, чертежи и изложенное описание предназначены для обучения любого специалиста в данной области техники получению и использованию изобретений, патентная охрана которых осуществляется. Специалисты в данной области техники оценят, что не все признаки коммерческого варианта осуществления изобретений описаны или показаны для ясности и понимания. Специалисты в данной области техники также оценят, что разработка фактического коммерческого варианта осуществления, содержащего аспекты настоящих изобретений, будет требовать ряда внедрений-специальных решений для достижения конечной цели разработчика для коммерческого варианта осуществления. Такие внедрения-специальные решения могут включать и, вероятно помимо прочего, соблюдение связанных с системой, связанных с бизнесом, поддерживаемых правительством и других ограничений, которые могут изменяться конкретным внедрением, местоположением и время от времени. Хотя попытки разработчика могут быть комплексными и трудоемкими в абсолютном значении, такие попытки будут, тем не менее, обычной задачей для специалистов в данной области техники, получающих пользу от этого раскрытия. Должно быть понятно, что изобретения, раскрытые и указанные в настоящем документе, подвергают многочисленным и различным модификациям и альтернативным формам. Наконец, использование выражения в единственном числе не предназначено в качестве ограничивающего число элементов. Также использование относительных выражений, таких как, помимо прочего, «верх», «низ», «лево», «право», «верхний», «нижний», «вниз», «вверх», «боковой» и подобные, используют в изложенном описании для ясности конкретной ссылки для чертежей и не предназначено для ограничения объема изобретения или приложенной формулы изобретения.The drawings described above and the description of specific structures and functions set forth below are not presented to limit the scope of what the applicants intended or the scope of the appended claims. Rather, the drawings and the description set forth are intended to teach any person skilled in the art how to make and use inventions that are patent protected. Those skilled in the art will appreciate that not all features of a commercial embodiment of the invention are described or shown for clarity and understanding. Those skilled in the art will also appreciate that the development of an actual commercial embodiment containing aspects of the present inventions will require a number of implementations-specific solutions to achieve the ultimate goal of the developer for the commercial embodiment. Such implementation-specific solutions may include, and probably, among other things, compliance with system-related, business-related, government-supported and other restrictions that may vary by specific implementation, location, and from time to time. Although developer attempts can be complex and time-consuming in absolute terms, such attempts will nevertheless be a common task for those skilled in the art to benefit from this disclosure. It should be understood that the inventions disclosed and referenced herein undergo numerous and various modifications and alternative forms. Finally, the use of the singular expression is not intended to limit the number of elements. Also, the use of relative expressions, such as, but not limited to, “top”, “bottom”, “left”, “right”, “upper”, “lower”, “down”, “up”, “side” and the like, are used in the foregoing description for clarity of a specific reference to the drawings and is not intended to limit the scope of the invention or the appended claims.

Заявители разработали полиуретановую пену с использованием природных полиолов в качестве основного или единственного полиольного компонента, с разнообразием плотностей пены (например, от 8 кг/м3 до 80 кг/м3), причем пены характеризуются высоким зеленым показателем, как определено путем определения содержания биоматериалов, и/или высокой устойчивость к возгоранию, как определено рядом стандартных тестов, включая распространение пламени и/или выделение дыма.Applicants have developed polyurethane foam using natural polyols as the main or sole polyol as one component, with a variety of foam densities (for example, from 8 kg / m 3 to 80 kg / m 3 ), and the foams are characterized by a high green rate, as determined by determining the content of biomaterials , and / or high resistance to fire, as determined by a number of standard tests, including flame propagation and / or smoke emission.

Пены представляют собой полиуретановые пены, которые включают следующие категории: пена обычного типа, высокоупругая (HR) пена, наполненные пены, включая пены, наполненные измельченной полиуретановой пеной в качестве типа наполнителя, пена с высокой несущей способностью, распыляемые пены, изоляционные пены, упаковочные пены и сетчатая пена, как описано патентах США №№3475525, 3061885 и 5312846, соотвествующие разделы описаний которых включены в настоящий документ ссылкой.Foams are polyurethane foams, which include the following categories: conventional type foam, highly elastic (HR) foam, filled foams, including foams filled with ground polyurethane foam as a type of filler, high load-bearing foam, spray foams, insulating foams, packaging foams and mesh foam, as described by US Pat. Nos. 3,475,525, 3,061,885 and 5,312,846, the relevant sections of the descriptions of which are incorporated herein by reference.

Без ограничения какой-либо теорией, концепция состоит в том, что реакционно-способные группы сшивателя или удлинителя цепи будут связываться более легко с немногочисленными изоцианатными группами в областях, где гидроксильные группы на природных полиолах недоступны, таким образом образуя пену более надежно. Полиуретановую пену настоящего раскрытия получают путем объединения природного полиола, многофункционального изоцианата и негалогенового вспенивающего средства, предпочтительно воды или комбинации воды и другого не содержащего галоген вспенивающего средства, с одним или несколькими из класса пластификаторов и одним или несколькими из класса сшивателей/удлинителей цепи и, необязательно, в присутствии катализаторов, стабилизаторов, эмульгаторов и других вспомогательных веществ и добавок, как требуется в зависимости от целевой плотности закрытых ячеек продукта из полиуретановой пены. Каждый из этих ингредиентов будет рассмотрен ниже.Without being limited by any theory, the concept is that reactive crosslinker or chain extender groups will more readily bind to a few isocyanate groups in areas where hydroxyl groups on natural polyols are not available, thus forming a foam more reliably. The polyurethane foam of the present disclosure is prepared by combining a natural polyol, a multifunctional isocyanate and a non-halogen blowing agent, preferably water or a combination of water and another halogen-free blowing agent, with one or more of a class of plasticizers and one or more of a class of crosslinkers / extenders and, optionally , in the presence of catalysts, stabilizers, emulsifiers and other auxiliary substances and additives, as required depending on the target density spacers of closed cells of a product made of polyurethane foam. Each of these ingredients will be discussed below.

ПолиолыPolyols

Основным сырьевым материалом для получения полиуретановых пен, раскрытых в настоящем документе, является природный полиол, который может представлять собой алифатическое или ароматическое полигидроксисоединение, которое будет реагировать с изоцианатом. Этот полиол может представлять собой простой полиэфирполиол, сложный полиэфирполиол или их комбинации. Простые полиэфирполиолы предпочтительны. Выражение «природный полиол» при использовании в настоящем документе относится к использованию существующих в природе соединений (полиолов из природных источников, которые являются несинтетическими), которые классифицируются как полиолы, включая, помимо прочего, сахарозу, декстрозу, ксилозу, фруктозу, глюкозу, сорбит, мальтозу, эритритол, гексозу, сахарный инвертный раствор, экстракты полиолов сахарной свеклы, мелассу, кукурузную патоку и их комбинации, а также полиолы на основе сахаров, включая маннит, глицерин, моносахариды, дисахариды (например, лактоза), трисахариды (например, мальтотриоза), поли(н-алкилглюкозиды), и другие углеводные олигомеры. Природные полиолы, используемые в композициях настоящего раскрытия, обычно используют в количестве в диапазоне от около 20 pphp (частей на сто частей или масс. %, эквивалентно) до около 70 pphp, и более предпочтительно от около 25 pphp до около 55 pphp включительно, а также в количествах в пределах этого диапазона, таких как около 49 pphp.The primary raw material for producing the polyurethane foams disclosed herein is a natural polyol, which may be an aliphatic or aromatic polyhydroxy compound that will react with an isocyanate. This polyol may be a simple polyether polyol, a complex polyester polyol, or combinations thereof. Polyether polyols are preferred. The term “natural polyol” as used herein refers to the use of naturally occurring compounds (polyols from natural sources that are non-synthetic) that are classified as polyols, including but not limited to sucrose, dextrose, xylose, fructose, glucose, sorbitol, maltose, erythritol, hexose, sugar invert solution, extracts of sugar beet polyols, molasses, corn syrup and combinations thereof, as well as sugar-based polyols, including mannitol, glycerin, monosaccharides, disaccharide (E.g., lactose), trisaccharides (e.g., maltotriose), poly (n-alkyl glucosides), and other carbohydrate oligomers. The natural polyols used in the compositions of the present disclosure are typically used in amounts ranging from about 20 pphp (parts per hundred parts or mass%, equivalent) to about 70 pphp, and more preferably from about 25 pphp to about 55 pphp, inclusive, and also in amounts within this range, such as about 49 pphp.

Любой природный материал, имеющий активные водороды, как определено при помощи способа Церевитинова [как описано Kohlerin, Journal of American Chemical Society, Vol. 49, pp 31-81 (1927)], можно использовать в известной мере и таким образом включать в широкое определение природных полиолов. Для получения пен настоящего раскрытия пригодный природный полиол(ы), в общем, характеризуется среднемассовой молекулярной массой от около 50 до около 4000, функциональностью от около 2 до около 14, и гидроксильным числом, как определено при помощи ASTM обозначения Е-222-67 (способ В), в диапазоне от около 14 до около 1800, предпочтительно от около 50 до около 500 и более предпочтительно от около 100 до около 200.Any natural material having active hydrogens as determined using the Cerevitinov method [as described by Kohlerin, Journal of American Chemical Society, Vol. 49, pp 31-81 (1927)], can be used to a certain extent, and thus be included in the broad definition of natural polyols. To produce the foams of the present disclosure, suitable natural polyol (s) are generally characterized by a weight average molecular weight of from about 50 to about 4000, functionality from about 2 to about 14, and a hydroxyl number, as determined by ASTM designation E-222-67 ( method B), in the range of from about 14 to about 1800, preferably from about 50 to about 500, and more preferably from about 100 to about 200.

Полиолы настоящих полиуретановых композиций могут также представлять собой смесь природных полиолов и других полиольных материалов, которые являются синтетическими. Примеры таких синтетических полиольных материалов включают, помимо прочего, привитые сополимеры полиолов, такие как стиролакрилонитрильные (SAN) полиолы, мочевинные полиолы, ступенчато выращенные сополимеры полиолов, такие как полиолы полиприсоединения полиизоцианатов (PIPA полиолы), т.е. полиолы, полученные реакцией гидразина и толуолдиизоцианата, полиолы с дисперсией полимочевины (PHD полиолы) и полиолы с дисперсией эпоксида.Polyols of the present polyurethane compositions may also be a mixture of natural polyols and other polyol materials that are synthetic. Examples of such synthetic polyol materials include, but are not limited to, grafted copolymers of polyols such as styrene acrylonitrile (SAN) polyols, urea polyols, stepwise grown polyol copolymers such as polyisocyanate polyaddition polyols (PIPA polyols), i.e. polyols obtained by the reaction of hydrazine and toluene diisocyanate, polyurea dispersion polyols (PHD polyols) and epoxide dispersion polyols.

Полиолы, которые можно использовать согласно настоящему изобретению в комбинации с одним или несколькими природными полиолами, включают, помимо прочего, следующие простые полиэфирполиолы: аддукты алкиленоксида с полигидроксиалканами; аддукты алкиленоксида с невосстанавливающими сахарами и производными сахаров; аддукты алкиленоксида с полифенолами и аддукты алкиленоксида с полиаминами и полигидроксиаминами. Алкиленоксиды с двумя-четырьмя атомами углерода обычно используют, причем предпочтительными являются пропиленоксид, этиленоксид и их смеси.Polyols that can be used according to the present invention in combination with one or more natural polyols include, but are not limited to, the following simple polyether polyols: alkylene oxide adducts with polyhydroxyalkanes; alkylene oxide adducts with non-reducing sugars and sugar derivatives; alkylene oxide adducts with polyphenols; and alkylene oxide adducts with polyamines and polyhydroxyamines. Two to four carbon alkylene oxides are commonly used, with propylene oxide, ethylene oxide and mixtures thereof being preferred.

Простой полиэфирполиол обычно характеризуется гидроксильной функциональностью от 2 до 3 и молекулярной массой от 1000 до 6000. Полиол или полиольная смесь должна иметь среднюю гидроксифункциональность по меньшей мере 2. Эквивалентную массу определяют из измеренного гидроксильного числа. Гидроксильное число определяют как число миллиграмм гидроксида калия, требуемое для полного гидролиза полностью ацетилированного производного, полученного из одного грамма полиола. Взаимосвязь между гидроксильным числом и эквивалентной массой определяют при помощи уравнения: ОН = 56100/эквивалентная масса, где ОН равняется гидроксильному числу полиола.A simple polyether polyol is usually characterized by a hydroxyl functionality of 2 to 3 and a molecular weight of 1000 to 6000. The polyol or polyol blend should have an average hydroxy functionality of at least 2. The equivalent mass is determined from the measured hydroxyl number. The hydroxyl number is defined as the number of milligrams of potassium hydroxide required for complete hydrolysis of the fully acetylated derivative obtained from one gram of polyol. The relationship between the hydroxyl number and the equivalent mass is determined using the equation: OH = 56100 / equivalent mass, where OH is equal to the hydroxyl number of the polyol.

Полиолы могут содержать поли(оксипропилен) и поли(оксиэтилен-оксипропилен)триолы. Этиленоксид, если используется, может быть включен любым образом вдоль полимерной цепи. Иными словами, этиленоксид может быть включен или во внутренних блоках, в виде конечных блоков, или может быть произвольно распределен вдоль полиольной цепи.Polyols may contain poly (oxypropylene) and poly (oxyethylene-oxypropylene) triols. Ethylene oxide, if used, can be incorporated in any way along the polymer chain. In other words, ethylene oxide can be included either in the indoor units, in the form of end blocks, or can be arbitrarily distributed along the polyol as one chain.

Часть или весь полиольный компонент можно добавить в форме полимера полиола, в котором реакционно-способные мономеры были полимеризованы в полиоле с образованием стабильной дисперсии твердых частиц полимеров в полиоле.Part or all of the polyol as one component can be added in the form of a polyol polymer in which the reactive monomers are polymerized in the polyol to form a stable dispersion of solid polymer particles in the polyol.

Количество используемого полиола определяют при помощи количества продукта, которое необходимо получить. Такие количества может легко определить специалист в данной области техники.The amount of polyol used is determined by the amount of product to be obtained. Such amounts can easily be determined by a person skilled in the art.

Простые полиэфирполиолы чаще всего используют для получения полиуретановых пен. Простые полиэфирполиолы могут быть получены посредством реакции присоединения алкиленоксидов к таким инициаторам, как сахароза, глицерин, триэтаноламин и подобные. Подходящие алкиленоксиды включают этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид, изобутиленоксид, N-гексилоксид, оксид стирола, триметиленоксид, тетрагидрофуран, эпихлоргидрин и подобные. Пропиленоксид является предпочтительным относительно этиленоксида, поскольку он дает простые полиэфирполиолы со вторичными гидроксильными группами. Типичные примеры простых полиэфирполиолов представляют собой простые полиэфирдиолы, такие как полипропиленгликоль, полиэтиленгликоль и политетраметиленгликоль; простые полиэфиртриолы, такие как триолы глицерина; простые полиэфиртетролы и пентолы, такие как алифатические тетролы аминов и ароматические тетролы аминов; простые полиэфироктолы, такие как октол сахарозы; и другие, такие как сорбит, триметилолпропан и пентаэритритол.Simple polyether polyols are most often used to produce polyurethane foams. Polyether polyols can be prepared by coupling alkylene oxides to initiators such as sucrose, glycerol, triethanolamine and the like. Suitable alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, N-hexyl oxide, styrene oxide, trimethylene oxide, tetrahydrofuran, epichlorohydrin and the like. Propylene oxide is preferred relative to ethylene oxide because it gives polyether polyols with secondary hydroxyl groups. Typical examples of polyether polyols are polyether diols, such as polypropylene glycol, polyethylene glycol and polytetramethylene glycol; polyether triols, such as glycerol triols; polyether tetrols and pentols, such as aliphatic amine tetrols and aromatic amine tetrols; polyether octols, such as sucrose octol; and others, such as sorbitol, trimethylolpropane and pentaerythritol.

Одним предпочтительным классом природных полиолов, используемых в этих составах, являются простые полиэфиртриолы на основе глицерина.One preferred class of natural polyols used in these formulations are glycerol-based polyether triols.

Полиол может представлять собой подходящие сложные полиэфиры, содержащие гидроксильные группы, включая, например, реакционные продукты многоосновных, предпочтительно двухосновных, спиртов с необязательным добавлением трехосновных спиртов и многоосновных, предпочтительно двухосновных, карбоновых кислот. Примеры таких карбоновых кислот и их производных включают димеризованные и тримеризованнные ненасыщенные жирные кислоты, необязательно смешанные с мономерными ненасыщенными жирными кислотами, такими как олеиновая кислота, диметилтерефталат, сложные эфиры терефталевой кислоты и бис-гликоля и полиалкилентерефталат. Подходящие многоатомные спирты включают гликоли, например этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль и высшие полиэтиленгликоли и полиалкиленгликоли.The polyol may be suitable hydroxyl group-containing polyesters, including, for example, reaction products of polybasic, preferably dibasic, alcohols with optional addition of tribasic alcohols and polybasic, preferably dibasic, carboxylic acids. Examples of such carboxylic acids and their derivatives include dimerized and trimerized unsaturated fatty acids, optionally mixed with monomeric unsaturated fatty acids such as oleic acid, dimethyl terephthalate, terephthalic acid esters of bis-glycol and polyalkylene terephthalate. Suitable polyols include glycols, for example ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and higher polyethylene glycols and polyalkylene glycols.

Полиуретановые пены представляют собой наибольший выход для сложных полиэфирполиолов. Типичные примеры сложных полиэфирполиолов, которые можно использовать для получения полиуретановых пен согласно настоящему раскрытию, также включают адипаты этилен- и диэтиленгликоля, адипат бутандиола, адипат политетраметиленгликоля, адипат гександиола и полиолы, полученные из терефталата и его производных, включая, например, диметилтерефталат или продукт расщепления полиэтилентерефталата, при реакции с диолами и триолами.Polyurethane foams represent the highest yield for polyester polyols. Typical examples of polyester polyols that can be used to make polyurethane foams according to the present disclosure also include ethylene and diethylene glycol adipates, butanediol adipate, polytetramethylene glycol adipate, hexanediol adipate and polyols derived from terephthalate and its derivatives, including, for example, dimethyl terephthalate polyethylene terephthalate, in reaction with diols and triols.

Аналогично, соединения природных полиолов, используемые в настоящем изобретении, могут представлять собой любое из обычных соединений, примерами которых являются алифатические сложные полиэфиргликоли, такие как адипат полиэтилена; адипат полибутилена; адипат полипропилена и подобные с увеличенной длиной цепи, полученные путем реакции конденсации алифатического гликоля и двухосновной карбоновой кислоты; полиалкиленэфир гликоли, такие как полипропиленэфир гликоль, тетраметиленэфир гликоль и подобные, полученные путем полимеризации с раскрытием кольца циклических эфиров, таких как этиленоксид, пропиленоксид, тетрагидрофуран и подобные; сложные полиэфиргликоли, полученные путем полимеризации с раскрытием кольца эпсилон-капролактона; диольные соединения, полученные путем превращения конечных групп в полибутадиенах в гидроксигруппы; сополимеры двух или больше видов алкиленоксидов; сополимеры двух или больше видов гликолей и двухосновной карбоновой кислоты; сложные полиэфирполиолы, полученные путем совместной конденсации двухосновной карбоновой кислоты и полиола, такого как ароматические гликоли, длинноцепочечные диолы, глицерин, триметилолпропан и подобные; и простые полиэфирполиолы, полученные путем полимеризации с раскрытием кольца циклических эфиров, таких как этиленоксид, пропиленоксид и тетрагидрофуран, с полиолом, таким как глицерин или триметилолпропан в качестве инициатора.Similarly, the compounds of natural polyols used in the present invention can be any of the usual compounds, examples of which are aliphatic polyester glycols, such as polyethylene adipate; polybutylene adipate; polypropylene adipate and the like with extended chain lengths obtained by the condensation reaction of aliphatic glycol and dibasic carboxylic acid; polyalkylene ether glycols such as polypropylene ether glycol, tetramethylene ether glycol and the like, obtained by ring-opening polymerization of cyclic ethers such as ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran and the like; polyester glycols obtained by ring opening polymerization of epsilon-caprolactone; diol compounds obtained by converting the final groups in polybutadiene to hydroxy groups; copolymers of two or more types of alkylene oxides; copolymers of two or more kinds of glycols and dibasic carboxylic acid; polyester polyols obtained by co-condensing a dibasic carboxylic acid and a polyol such as aromatic glycols, long chain diols, glycerin, trimethylolpropane and the like; and polyether polyols obtained by ring-opening polymerization of cyclic ethers such as ethylene oxide, propylene oxide and tetrahydrofuran, with a polyol such as glycerol or trimethylolpropane as an initiator.

Эти соединения являются только иллюстративными примерами источников полиола, которые можно использовать в связи с настоящим изобретением, и следует понимать, что любой известный источник полиола, который является подходящим при получении полиуретана, можно использовать.These compounds are only illustrative examples of polyol sources that can be used in connection with the present invention, and it should be understood that any known polyol source that is suitable in the preparation of polyurethane can be used.

ИзоцианатыIsocyanates

Другим требуемым ингредиентом композиций, раскрытых в настоящем документе, является один или несколько изоцианатов, таких как мономерные и/или многофункциональные изоцианаты. Дифенилметандиизоцианат (MDI) и толуолдиизоцианат (TDI) представляют собой основной сырьевой материал при получении полиуретановых пен, оба из которых являются мономерными и могут быть использованы в соответствии с композициями и способами настоящего раскрытия. Полиуретановые пены согласно настоящему раскрытию можно также получать реакцией полиолов и полимерного дифенилметандиизоцианата, многофункционального изоцианата.Another desired ingredient in the compositions disclosed herein is one or more isocyanates, such as monomeric and / or multifunctional isocyanates. Diphenylmethanediisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (TDI) are the main raw material for the production of polyurethane foams, both of which are monomeric and can be used in accordance with the compositions and methods of the present disclosure. Polyurethane foams according to the present disclosure can also be obtained by the reaction of polyols and polymer diphenylmethanediisocyanate, a multifunctional isocyanate.

Предпочтительно композиции, описанные в настоящем документе, содержат мономерный MDI компонент, содержащий 2,4'-MDI. Как изложено ранее в настоящем документе, согласно номенклатуре мономерный MDI означает компонент, содержащий изомеры MDI, такие как 2,4'-MDI, 4,4'-MDI или 2,2'-MDI. По сравнению с 4,4'-MDI и 2,2'-MDI 2,4'-MDI представляет собой асимметричную молекулу и обеспечивает две NCO-группы с отличающимися реакционными способностями. Таким образом, без ограничения какой-либо теорией, 2,4'-MDI обычно находится в полиизоцианатной композиции для оптимизации параметров реакции вспенивания эластичного полиуретана, таких как стабильность и время отверждения эластичной полиуретановой пены. 2,4'-MDI находится в мономерном MDI компоненте в количестве больше 10 частей по массе 2,4'-MDI на основе 100 частей по массе мономерного MDI компонента. 2,4'-MDI более типично находится в мономерном MDI компоненте в количестве больше 35, наиболее типично больше 65 частей по массе на основе 100 частей по массе мономерного MDI компонента.Preferably, the compositions described herein comprise a monomeric MDI component containing 2,4'-MDI. As previously described herein, according to the nomenclature, monomeric MDI means a component containing MDI isomers, such as 2,4'-MDI, 4,4'-MDI or 2,2'-MDI. Compared to 4.4'-MDI and 2.2'-MDI, 2,4'-MDI is an asymmetric molecule and provides two NCO groups with different reactivities. Thus, without limitation by any theory, 2,4'-MDI is usually found in the polyisocyanate composition to optimize the parameters of the foaming reaction of elastic polyurethane, such as stability and cure time of elastic polyurethane foam. 2,4'-MDI is present in the monomeric MDI component in an amount of more than 10 parts by weight 2,4'-MDI based on 100 parts by weight of the monomeric MDI component. 2,4'-MDI is more typically found in the monomeric MDI component in an amount of greater than 35, most typically greater than 65 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomeric MDI component.

Мономерный MDI компонент может также содержать 2,2'-MDI и 4,4'-MDI. Предпочтительно, чтобы 2,2'-MDI или не присутствовал вообще в мономерном MDI компоненте, или присутствовал в небольших количествах, т.е. обычно от 0 до 2, более типично от 0,1 до 1,5 частей по массе на основе 100 частей по массе мономерного MDI компонента. 4,4'-MDI обычно находится в мономерном MDI компоненте в количестве от 0 до 65, более типично от 20 до 55 и наиболее типично от 30 до 35 частей по массе на основе 100 частей по массе мономерного MDI компонента.The monomeric MDI component may also contain 2.2'-MDI and 4.4'-MDI. Preferably, 2,2'-MDI is either not present at all in the monomeric MDI component, or is present in small amounts, i.e. typically 0 to 2, more typically 0.1 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomeric MDI component. 4.4'-MDI is usually present in the monomeric MDI component in an amount of from 0 to 65, more typically from 20 to 55, and most typically from 30 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomeric MDI component.

Мономерный MDI компонент обычно находится в полиизоцианатной композиции в количестве от 80 до 100, более типично от 90 до 98 частей по массе на основе 100 частей по массе полиизоцианатной композиции.The monomeric MDI component is usually present in the polyisocyanate composition in an amount of from 80 to 100, more typically from 90 to 98 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyisocyanate composition.

Как указано выше, полиизоцианатная композиция может также необязательно содержать полимерный дифенилметандиизоцианатный (MDI) компонент. Изоцианат, если присутствует в качестве полимерного MDI компонента, обычно находится в полиизоцианатной композиции для обеспечения реакционно-способных групп, т.е. NCO-групп, во время реакции вспенивания эластичного полиуретана, как указано более подробно ниже. Полимерный MDI компонент обычно представляет собой смесь олигомерных дифенилметандиизоцианатов, т.е. смесь MDI и его димера и/или тримера. Полимерный MDI компонент содержит неочищенный MDI с тремя или более бензольными кольцами, включая NCO-группы. Полимерный MDI обычно получают посредством конденсации анилина и формальдегида в присутствии кислотного катализатора, с последующим фосгенированием и дистилляцией полученной смеси полимерных аминов. Полимерный MDI компонент обычно находится в полиизоцианатной композиции в количестве от 1 до 20, более типично от 2 до 10 частей по массе на основе 100 частей по массе полиизоцианатной композиции.As indicated above, the polyisocyanate composition may also optionally contain a polymeric diphenylmethanediisocyanate (MDI) component. An isocyanate, if present as a polymeric MDI component, is usually present in the polyisocyanate composition to provide reactive groups, i.e. NCO groups during the foaming reaction of elastic polyurethane, as described in more detail below. The polymeric MDI component is usually a mixture of oligomeric diphenylmethanediisocyanates, i.e. a mixture of MDI and its dimer and / or trimer. The polymeric MDI component contains crude MDI with three or more benzene rings, including NCO groups. Polymer MDI is usually obtained by condensation of aniline and formaldehyde in the presence of an acid catalyst, followed by phosgenation and distillation of the resulting mixture of polymer amines. The polymeric MDI component is usually present in the polyisocyanate composition in an amount of from 1 to 20, more typically from 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyisocyanate composition.

Согласно настоящему раскрытию композиции настоящего раскрытия предпочтительно получают с изоцианатом, характеризующимся функциональностью в диапазоне от около 2,0 до около 3,0 (включительно) и более предпочтительно от около 2,1 до около 2,8 включительно, включая функциональности 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6 и 2,7, а также промежуточные диапазоны (например, от около 2,3 до около 2,7); и содержанием NCO в диапазоне от около 20,0 до около 40,0 масс. %, предпочтительно от около 28,0 масс. % до около 35,0 масс. % включительно. Типичные подходящие изоцианаты для использования в настоящем документе включают, помимо прочего, Lupranate® М10 и Lupranate® М20, оба полимерные MDI (полиметиленполифенилполиизоцианат) доступны от BASF Corporation (Уайандотт, Мичиган).According to the present disclosure, compositions of the present disclosure are preferably prepared with an isocyanate having a functionality in the range of from about 2.0 to about 3.0 (inclusive) and more preferably from about 2.1 to about 2.8 inclusive, including functionalities 2.2, 2 , 3, 2,4, 2,5, 2,6 and 2,7, as well as intermediate ranges (for example, from about 2.3 to about 2.7); and NCO content in the range from about 20.0 to about 40.0 mass. %, preferably from about 28.0 wt. % to about 35.0 mass. % inclusive. Typical suitable isocyanates for use herein include, but are not limited to, Lupranate® M10 and Lupranate® M20, both polymeric MDI (Polymethylene Polyphenyl Polyisocyanate) are available from BASF Corporation (Wyandotte, MI).

Другие изоцианаты можно использовать в настоящем изобретении, или вместо, или совместно с MDI, TDI и/или полимерным MDI. Такие изоцианатные соединения хорошо известны в данной области техники и их выбирают из, например, алифатических, циклоалифатических и ароматических полиизоцианатов, например, алкилендиизоцианатов и арилдиизоцианатов и их комбинаций. Специалисты в данной области техники знают о свойствах, которые различные изоцианаты могут придать пене.Other isocyanates can be used in the present invention, either instead of, or in conjunction with MDI, TDI and / or polymeric MDI. Such isocyanate compounds are well known in the art and are selected from, for example, aliphatic, cycloaliphatic and aromatic polyisocyanates, for example alkylenediisocyanates and aryl diisocyanates and combinations thereof. Those skilled in the art are aware of the properties that various isocyanates can impart to the foam.

Широкий спектр известных изоцианатных соединений можно использовать согласно настоящему изобретению, включая сложные эфиры изоциановой кислоты. Любые из обычных полиизоцианатов, известных в данной области, можно использовать в настоящем изобретении. Примеры источников изоцианатов, подходящих для использования с составами и способами настоящего изобретения, включают многовалентные изоцианаты, включая диизоцианаты, такие как м-фенилендиизоцианат; п-фенилендиизоцианат; 2,6-трихлорэтилендиизоцианат; нафталин-1,4-диизоцианат; 2,4-трихлорэтилендиизоцианат; дифенилметан-4,4'-диизоцианат (MDI); 3,3'-диметокси-4,4'-бифенилдиизоцианат; пропилен-1,2-диизоцианат; 3,3'-диметилдифенилметан-4,4'-диизоцианат; триметилгексаметилендиизоцианат; ксилолдиизоцианат, включая ксилилен-1,4-диизоцианат; гексаметилендиизоцианат; 4,4'-дифенилпропандиизоцианат; триметилендиизоцианат; бутилен-1,2-диизоцианат; циклогександиизоцианат; циклогексилен-1,2-диизоцианат; циклогексилен-1,4-диизоцианат; изофорондиизоцианат (IPDI), дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат и подобные; вышеуказанный 2,4-толилендиизоцианат (2,4-TDI); 2,6-толилендиизоцианат (2,6-TDI); смеси 2,4-TDI и 2,6-TDI; димер и триммер 2,4-TDI; метаксилилендиизоцианат; 4,4'-бифенилдиизоцианат; дифенилэфир-4,4'-диизоцианат; 3,3'-дитолуол-4,4'-диизоцианат; дианизидиндиизоцианат; 4,4'-дифенилметандиизоцианат; 3,3'-диэтил-4,4'-дифенилметандиизоцианат; 1,5-нафталиндиизоцианат; диизотиоцианаты, такие как п-фенилендиизотиоцианат; ксилол-1,4-диизотиоцианат; этилидиндиизотиоцианат и подобные; триизоцианаты, такие как трифенилметантриизоцианат и подобные, включая 4,4',4''-трифенилметантриизоцианат; толуол-2,4,6-триизоцианат и подобные; тетраизоцианаты, такие как 4,4'-диметилдифенилметан-2,2',5,5'-тетраизоцианат и подобные; изоцианатные преполимеры, такие как аддукт трихлорэтилендиизоцианата с гексантриолом; аддукт гексаметилендиизоцианата с гексантриолом; аддукт трихлорэтилендиизоцианата с гексантриолом; аддукт трихлорэтилендиизоцианата с триметилолпропаном и подобные. Полиизоцианаты можно также использовать в форме их производных, например, реакционных продуктов с фенолами, спиртами, аминами, аммиаком, бисульфитом, HCl и пр., и преполимера с изоцианатом на основе сложного полиэфира на конце и IPDI. Отдельные их примеры представляют собой фенол, крезолы, ксиленол, этанол, метанол, пропанол, изопропанол, аммиак, метиламин, этаноламин, диметиламин, анилин и дифениламин. Продукты присоединения с относительно высокой молекулярной массой, например полиизоцианатов с многоатомными спиртами, такими как этиленгликоль, пропиленгликоль, триметилолалканы или глицерин, также можно использовать.A wide range of known isocyanate compounds can be used according to the present invention, including isocyanic acid esters. Any of the conventional polyisocyanates known in the art can be used in the present invention. Examples of sources of isocyanates suitable for use with the compositions and methods of the present invention include polyvalent isocyanates, including diisocyanates, such as m-phenylenediisocyanate; p-phenylenediisocyanate; 2,6-trichlorethylene diisocyanate; naphthalene-1,4-diisocyanate; 2,4-trichlorethylenediisocyanate; diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI); 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenyldiisocyanate; propylene-1,2-diisocyanate; 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate; trimethylhexamethylene diisocyanate; xylene diisocyanate, including xylylene-1,4-diisocyanate; hexamethylene diisocyanate; 4,4'-diphenylpropanediisocyanate; trimethylenediisocyanate; butylene-1,2-diisocyanate; cyclohexanediisocyanate; cyclohexylene-1,2-diisocyanate; cyclohexylene-1,4-diisocyanate; isophorondiisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate and the like; the above 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI); 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI); mixtures of 2,4-TDI and 2,6-TDI; 2,4-TDI dimer and trimmer; methaxylene diisocyanate; 4,4'-biphenyldiisocyanate; diphenylether-4,4'-diisocyanate; 3,3'-ditoluene-4,4'-diisocyanate; dianisidinediisocyanate; 4,4'-diphenylmethanediisocyanate; 3,3'-diethyl-4,4'-diphenylmethanediisocyanate; 1,5-naphthalenediisocyanate; diisothiocyanates such as p-phenylenediisothiocyanate; xylene-1,4-diisothiocyanate; ethylidene diisothiocyanate and the like; triisocyanates such as triphenylmethane triisocyanate and the like, including 4,4 ', 4' '- triphenylmethane triisocyanate; toluene 2,4,6-triisocyanate and the like; tetraisocyanates such as 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2 ', 5,5'-tetraisocyanate and the like; isocyanate prepolymers, such as the adduct of trichlorethylenediisocyanate with hexanetriol; hexamethylene diisocyanate adduct with hexanetriol; trichlorethylenediisocyanate adduct with hexanetriol; adduct trichlorethylene diisocyanate with trimethylolpropane and the like. Polyisocyanates can also be used in the form of their derivatives, for example, reaction products with phenols, alcohols, amines, ammonia, bisulfite, HCl, etc., and a polyester-based isocyanate-based prepolymer and IPDI. Some examples thereof are phenol, cresols, xylene, ethanol, methanol, propanol, isopropanol, ammonia, methylamine, ethanolamine, dimethylamine, aniline and diphenylamine. Addition products with a relatively high molecular weight, for example polyisocyanates with polyhydric alcohols, such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolalkanes, or glycerol, can also be used.

Эти соединения представляют собой только типичные примеры источников изоцианатов, которые можно использовать совместно с настоящим изобретением, и следует понимать, что любой известный источник изоцианатов, который пригоден для получения полиуретана, можно использовать.These compounds are only typical examples of sources of isocyanates that can be used in conjunction with the present invention, and it should be understood that any known source of isocyanates that is suitable for producing polyurethane can be used.

Органические изоцианаты, пригодные при получении полиуретановой пены согласно настоящему изобретению, представляют собой органические соединения, которые содержат в среднем от около полутора до около шести изоцианатных групп и предпочтительно около двух изоцианатных групп.Organic isocyanates suitable in the preparation of the polyurethane foam of the present invention are organic compounds which contain an average of about one and a half to about six isocyanate groups and preferably about two isocyanate groups.

Количество изоцианата, которое необходимо использовать, зависит от желаемого изоцианатного индекса пены и конечных свойств пены, которую получают. Изоцианатный индекс представляет собой процент присутствующего изоцианата относительно молей способных к реакции с изоцианатом соединений, выраженных в процентах. Если изоцианатный индекс равен 100, тогда существует стехиометрический эквивалент количества изоцианата, необходимого для реакции с полиольным компонентом и другими содержащими активный водород компонентами, т.е. водой, в системе. Если 3 мольных процента избытка изоцианата вводят в пену, тогда изоцианатный индекс равен 103. В общем, как только изоцианатный индекс увеличивается, снижается количество воды и свободных гидроксильных групп, доступных для реакции.The amount of isocyanate to be used depends on the desired isocyanate index of the foam and the final properties of the foam that is obtained. The isocyanate index is the percentage of isocyanate present relative to moles of compounds capable of reacting with the isocyanate, expressed as a percentage. If the isocyanate index is 100, then there is a stoichiometric equivalent of the amount of isocyanate needed to react with the polyol component and other active hydrogen containing components, i.e. water in the system. If 3 molar percent of the excess of isocyanate is introduced into the foam, then the isocyanate index is 103. In general, as soon as the isocyanate index increases, the amount of water and free hydroxyl groups available for the reaction decreases.

Хотя настоящее изобретение можно осуществлять в широком диапазоне индексов, т.е. от около 15 до около 120, предпочтительный диапазон индексов находится от около 20 до около 60 включительно, более предпочтительно от около 20 до около 40 включительно. Например и без ограничения, вспененный продукт с плотностью 8 кг/м3 можно получить согласно настоящему раскрытию, где индекс составляет около 21.Although the present invention can be carried out in a wide range of indices, i.e. from about 15 to about 120, a preferred range of indices is from about 20 to about 60 inclusive, more preferably from about 20 to about 40 inclusive. For example, and without limitation, a foamed product with a density of 8 kg / m 3 can be obtained according to the present disclosure, where the index is about 21.

Вспенивающие средстваFoaming Agents

В дополнение к изоцианату и природному полиолу в производстве полиуретановой пены требуется наличие пенообразующего или вспенивающего средства. Фторуглеродные вспенивающие средства, такие как трихлорфторметан, использовали для получения пен в прошлом; однако будущее фторуглеродных вспенивающих средств зависит от постановлений правительства, и таким образом их использование в коммерческих продуктах подвергалось ограничениям в промышленности. Тепло реакции и иногда внешне подводимое тепло вызывает разложение фторуглеродного соединения, когда оно используется в качестве пенообразующего средства. Метиленхлорид заменил большинство фторуглеродных соединений при получении эластичных пен. Однако становится более желательным удалять все галогенсодержащие соединения из процесса, чтобы удовлетворять нормам в области здравоохранения и нормам по охране окружающей среды. Таким образом, не содержащие галогены вспенивающие средства, как в форме жидкостей, таких как пентан, так и газов, таких как диоксид углерода, можно использовать согласно настоящему раскрытию. Вспенивающие средства четвертого поколения, обычно называемые ряд AFA, которые могут быть как в жидких, так и газообразных составах, и содержат молекулы AFA, такие как 245FA (1,1,1,3,3-пентафторпропан, доступный как ENOVATE® 3000 от Honeywell International, Inc.) и 134А (1,1,1,2-тетрафторэтан, доступный как FORANE® 134а от Arkema, Inc.), могут также необязательно быть включены в составы настоящего раскрытия в случае необходимости.In addition to the isocyanate and natural polyol, the production of polyurethane foam requires the use of a foaming or foaming agent. Fluorocarbon blowing agents, such as trichlorofluoromethane, have been used to make foams in the past; however, the future of fluorocarbon blowing agents depends on government regulations, and thus their use in commercial products has been subject to industrial restrictions. The heat of reaction and sometimes externally supplied heat causes decomposition of the fluorocarbon compound when it is used as a foaming agent. Methylene chloride has replaced most fluorocarbon compounds in the production of elastic foams. However, it is becoming more desirable to remove all halogen-containing compounds from the process in order to comply with health and environmental standards. Thus, halogen-free blowing agents, both in the form of liquids, such as pentane, and gases, such as carbon dioxide, can be used according to the present disclosure. Fourth-generation blowing agents, commonly called the AFA series, which can be in either liquid or gaseous formulations, and contain AFA molecules such as 245FA (1,1,1,3,3-pentafluoropropane available as Honeywell's ENOVATE® 3000 International, Inc.) and 134A (1,1,1,2-tetrafluoroethane, available as FORANE® 134a from Arkema, Inc.) may also optionally be included in the present disclosure if necessary.

Обычным пенообразующим или вспенивающим средством и предпочтительным вспенивающим средством для процесса настоящего раскрытия является вода. Часто воду и необязательное вспомогательное вспенивающее средство можно использовать вместе, хотя это необязательно для осуществления настоящего изобретения, поскольку воду отдельно можно использовать в качестве вспенивающего средства. Без ограничения какой-либо конкретной теорией, считают, что вода, добавленная в реакцию изоцианата и природного полиола, реагирует с изоцианатом с образованием нестабильной карбаминовой кислоты, которая разлагается на соответствующий амин и диоксид углерода. Амин затем реагирует с другой изоцианатной группой с образованием симметричной дизамещенной мочевины. Любой водород дизамещенной мочевины может реагировать также с другим изоцианатом с образованием биурета, который обеспечивает дополнительное разветвление или поперечное сшивание полимера. Реакции изоцианата с водой и полиолом являются экзотермическими.A common blowing or blowing agent and a preferred blowing agent for the process of the present disclosure is water. Often, water and an optional auxiliary blowing agent can be used together, although this is not necessary for the practice of the present invention, since water alone can be used as a blowing agent. Without being limited by any particular theory, it is believed that water added to the reaction of an isocyanate and a natural polyol reacts with an isocyanate to form unstable carbamic acid, which decomposes into the corresponding amine and carbon dioxide. The amine then reacts with another isocyanate group to form a symmetrical disubstituted urea. Any hydrogen of disubstituted urea can also react with another isocyanate to form a biuret, which provides additional branching or cross-linking of the polymer. The reactions of isocyanate with water and polyol are exothermic.

Как указано выше, вода предпочтительно является единственным вспенивающим средством, используемым в соответствии с настоящим раскрытием, для получения диоксида углерода путем реакции с изоцианатом. Воду можно использовать в количестве в диапазоне от около 0,1 до около 60 частей на сто частей (pphp) природного полиола по массе (pphp), предпочтительно от около 2 до около 50 pphp, более предпочтительно от около 3 до около 30 pphp, а также в количествах между этими диапазонами, таких как от около 3,5 pphp до около 6 pphp, например, около 4,5 pphp. При индексах пены ниже 100 стехиометрический избыток воды продувается посредством испарения, охлаждает пену и не принимает участие в реакции с получением диоксида углерода.As indicated above, water is preferably the only blowing agent used in accordance with the present disclosure to produce carbon dioxide by reaction with an isocyanate. Water can be used in an amount in the range of about 0.1 to about 60 parts per hundred parts (pphp) of the natural polyol by weight (pphp), preferably about 2 to about 50 pphp, more preferably about 3 to about 30 pphp, and also in amounts between these ranges, such as from about 3.5 pphp to about 6 pphp, for example, about 4.5 pphp. At foam indices below 100, a stoichiometric excess of water is purged by evaporation, cools the foam and does not take part in the reaction to produce carbon dioxide.

Другие вспенивающие средства, которые обычно используют в данной области техники, можно использовать в настоящем документе совместно с водным вспенивающим средством, но из-за использования настоящего состава большие количества таких средств не являются больше необходимыми, и во многих случаях никаких не требуются вообще. Фторуглеродные соединения, такие как трихлорфторметан, использовали, поскольку они легко вспениваются при нагревании, и они не реагируют с полиолом и изоцианатом. Фторуглеродные соединения продолжают использовать при получении некоторых жестких пен; однако метиленхлорид заменил большинство фторуглеродных соединений при получении эластичных пен. Хотя целью настоящего изобретения является получение мягких ПУ пен с использованием воды в качестве первичного вспенивающего средства, инертные физические вспенивающие средства, такие как трихлорфторметан, метиленхлорид, метилхлороформ или ацетон, несмотря на это можно включать. Хотя количество инертного вспенивающего материала может находиться в диапазоне от около 0 до около 30 pphp, коммерчески пригодные пены можно, в общем, получать, используя от около 0 до около 8 pphp, обычно от около 0 до около 5 pphp, более типично от около 1 до около 3 pphp.Other blowing agents that are commonly used in the art can be used herein with an aqueous blowing agent, but due to the use of the present composition, large quantities of such agents are no longer necessary, and in many cases are not required at all. Fluorocarbon compounds, such as trichlorofluoromethane, have been used since they foam easily when heated, and they do not react with the polyol and isocyanate. Fluorocarbon compounds continue to be used in the preparation of certain rigid foams; however, methylene chloride has replaced most fluorocarbon compounds in the preparation of elastic foams. Although it is an object of the present invention to provide soft PU foams using water as the primary blowing agent, inert physical blowing agents such as trichlorofluoromethane, methylene chloride, methyl chloroform or acetone can nevertheless be included. Although the amount of inert blowing material can range from about 0 to about 30 pphp, commercially suitable foams can generally be prepared using from about 0 to about 8 pphp, usually from about 0 to about 5 pphp, more typically from about 1 up to about 3 pphp.

Желательно заменять насколько это возможно галогенсодержащее пенообразующее средство на негалогеновое пенообразующее средство, например воду, диоксид углерода, муравьиную кислоту, бикарбонаты и подобное, и предпочтительно согласно настоящему раскрытию использовать только негалогеновое пенообразующее средство.It is desirable to replace as much as possible a halogen-containing foaming agent with a non-halogen foaming agent, for example water, carbon dioxide, formic acid, bicarbonates and the like, and it is preferable to use only a non-halogen foaming agent according to the present disclosure.

Когда, как это предпочтительно в настоящем изобретении, воду предусматривают в качестве пенообразующего средства, реакция вода/изоцианат дает диоксид углерода, который вспенивается с обеспечением набухания или вспенивания полиуретана, который получают. Одной из основных проблем, сопровождающих замену озоноразрушающего фторуглеродного соединения в качестве вспенивающего средства в эластичных полиуретановых пенах на воду, является увеличенная жесткость получаемых пен. Это вероятно происходит вследствие бидентатных мочевинных групп, введенных в результате реакции воды-изоцианата. При помощи эластичных пен на основе MDI или TDI эту проблему можно решить, поскольку их выбирают из-за их мягкости и эластичности, а повышенная жесткость делает пены менее желательными. Один способ, как обнаружено согласно настоящему изобретению, для получения более мягких вспененных водой пен представляет собой использование пластификаторов, некоторые из которых также являются огнестойкими добавками.When, as is preferable in the present invention, water is provided as a foaming agent, the water / isocyanate reaction gives carbon dioxide, which foams to allow swelling or foaming of the polyurethane that is produced. One of the main problems accompanying the replacement of the ozone-depleting fluorocarbon compound as a foaming agent in elastic polyurethane foams with water is the increased stiffness of the resulting foams. This is likely due to bidentate urea groups introduced as a result of the water-isocyanate reaction. Using MDI or TDI-based elastic foams, this problem can be solved because they are chosen because of their softness and elasticity, and increased rigidity makes foams less desirable. One method, as found according to the present invention, for producing softer foamed water foams is the use of plasticizers, some of which are also flame retardant additives.

ПластификаторыPlasticizers

Использование воды в качестве пенообразующего (или вспенивающего) средства в эластичных полиуретановых пенах увеличивает жесткость полученных пен. Мягкую, эластичную, пластифицированную вспененную водой композицию полиуретановой пены можно получить реакцией природного полиола и MDI или эквивалентного изоцианата путем добавления пластификатора, выбранного из группы, состоящей из бензоатов, фенолов, фталатов, фосфатов или фосфорсодержащих соединений или классифицированных как огнестойкие добавки, а также их смесей или комбинаций, в реакционную смесь. Обычные типы пластификаторов, используемых в настоящем изобретении, описаны в патенте США №5624968, соответствующее раскрытие которого включено в настоящий документ ссылкой.The use of water as a foaming (or foaming) agent in flexible polyurethane foams increases the rigidity of the resulting foams. A soft, flexible, plasticized water-foamed polyurethane foam composition can be prepared by reacting a natural polyol and MDI or equivalent isocyanate by adding a plasticizer selected from the group consisting of benzoates, phenols, phthalates, phosphates or phosphorus compounds or classified as flame retardants, and mixtures thereof or combinations in the reaction mixture. Typical types of plasticizers used in the present invention are described in US Pat. No. 5,624,968, the corresponding disclosure of which is incorporated herein by reference.

Композиции полиуретановых пен настоящего раскрытия могут содержать один или несколько пластификаторов, выбранных из группы фталатных пластификаторов, фосфатных или фосфорсодержащих пластификаторов и бензоатных пластификаторов, для реакционных соединений. Эти пластификаторы можно добавить для получения более мягкой, более эластичной полиуретановой пены, которая, что еще более важно, проявляет хорошие несущие свойства без значительной потери других требуемых прочностных свойств.The polyurethane foam compositions of the present disclosure may contain one or more plasticizers selected from the group of phthalate plasticizers, phosphate or phosphorus-containing plasticizers and benzoate plasticizers, for reaction compounds. These plasticizers can be added to obtain a softer, more flexible polyurethane foam, which, more importantly, exhibits good load-bearing properties without significant loss of other required strength properties.

Эффективный уровень пластификаторов очень широк. Обычно, годные полиуретановые пены, полученные согласно способам настоящего раскрытия, будут включать пластификатор и/или огнестойкие соединения в количестве в диапазоне от около 0,1 до около 40 pphp включительно. Хотя этот диапазон предпочтителен, признают, что меньше пластификатора и/или огнестойкой добавки можно добавить и что это сниженное количество пластификатора будет обеспечивать некоторый смягчающий эффект для композиции, и большие количества пластификатора могут быть желательными в некоторых композициях. Обычно количество составляет от около 0,5 pphp до около 35 pphp, предпочтительно от около 1 pphp до около 30 pphp, более предпочтительно от около 1,5 pphp до около 25 pphp включительно, а также количества или диапазоны в пределах этих диапазонов, например около 24 pphp или от около 6 pphp до около 12 pphp. Такие количества могут представлять собой чистые твердые или жидкие соединения, или пластификатор может быть растворенным в подходящем растворе или жидкости в концентрациях в диапазоне от около 2 молярной до около 40 молярной, более предпочтительно от около 5 молярной до около 15 молярной включительно, а также концентрациях в пределах этих диапазонов, таких как около 7 молярная или около 12 молярная.The effective level of plasticizers is very wide. Typically, suitable polyurethane foams obtained according to the methods of the present disclosure will include plasticizer and / or flame retardant compounds in an amount in the range of from about 0.1 to about 40 pphp inclusive. Although this range is preferred, it is recognized that less plasticizer and / or flame retardant can be added and that this reduced amount of plasticizer will provide some emollient effect for the composition, and large amounts of plasticizer may be desirable in some compositions. Typically, the amount is from about 0.5 pphp to about 35 pphp, preferably from about 1 pphp to about 30 pphp, more preferably from about 1.5 pphp to about 25 pphp, inclusive, as well as amounts or ranges within these ranges, for example about 24 pphp or from about 6 pphp to about 12 pphp. Such amounts may be pure solid or liquid compounds, or the plasticizer may be dissolved in a suitable solution or liquid in concentrations ranging from about 2 molar to about 40 molar, more preferably from about 5 molar to about 15 molar inclusive, as well as concentrations in within these ranges, such as about 7 molar or about 12 molar.

Пластификаторы, пригодные в настоящем изобретении, включают фталатные пластификаторы, такие как, например, алкиларилфталаты или алкилбензилфталаты, включая бутилбензилфталат, алкилбензилфталат, предпочтительно в которых алкильная группа имеет углеродную цепь от семи до девяти атомов углерода, бензилфталат Texanol™ (который представляет собой 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолмонобутиратбензилфталат), алкилфенилфталат, симметричные и несимметричные диалкилфталаты, включая диизононилфталат, диизодецилфталат, диоктилфталат, ди-н-бутилфталат, диоктилфталат, дигексилфталат, дигептилфталат, бутилоктилфталат, линейный диалкилфталат, в котором алкильные группы независимо представляют собой углеродные цепи, имеющие от семи до одинадцати атомов углерода, и бутилциклогексилфталат; фосфатные пластификаторы, такие как трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат, трис-(альфа-хлорэтил)фосфат (ТСЕР), трис-(2,3-дихлор-1-пропил)фосфат, YOKE-V6 (тетракис-(2-хлорэтил)дихлоризопентилдифосфат) и подобные; фосфатные сложноэфирные пластификаторы, такие как, например, 2-этилгексилдифенилфосфат, изодецилдифенилфосфат, смешанный додецил- и тетрадецилдифенилфосфат, триоктилфосфат, трибутилфосфат, бутилфенилдифенилфосфат и изопропилированный трифенилфосфат; и бензоатные пластификаторы, такие как, например, бензоат Texanol™ (который представляет собой 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолмонобутирата бензоат), бензоат гликоля, дибензоат пропиленгликоля, дибензоат дипропиленгликоля и дибензоаты трипропиленгликоля.Plasticizers useful in the present invention include phthalate plasticizers, such as, for example, alkyl aryl phthalates or alkyl benzyl phthalates, including butyl benzyl phthalate, alkyl benzyl phthalate, preferably in which the alkyl group has a carbon chain of seven to nine carbon atoms, Texanol ™ benzyl phthalate (which is 2.2 , 4-trimethyl-1,3-pentanediol monobutyrate benzyl phthalate), alkyl phenyl phthalate, symmetric and asymmetric dialkyl phthalates, including diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, dioctyl phthalate, di-n-butyl phthalate, di octyl phthalate, dihexyl phthalate, diheptyl phthalate, butyl octyl phthalate, linear dialkyl phthalate, in which the alkyl groups independently are carbon chains having from seven to eleven carbon atoms, and butyl cyclohexyl phthalate; phosphate plasticizers such as tris- (2-chloro-1-methylethyl) phosphate, tris- (alpha-chloroethyl) phosphate (TCEP), tris- (2,3-dichloro-1-propyl) phosphate, YOKE-V6 (tetrakis - (2-chloroethyl) dichloroisopentyl diphosphate) and the like; phosphate ester plasticizers, such as, for example, 2-ethylhexyl diphenyl phosphate, isodecyl diphenyl phosphate, mixed dodecyl and tetradecyl diphenyl phosphate, trioctyl phosphate, tributyl phosphate, butyl phenyl diphenyl phosphate and isopropyl triple; and benzoate plasticizers, such as, for example, Texanol ™ benzoate (which is 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monobutyrate benzoate), glycol benzoate, propylene glycol dibenzoate, dipropylene glycol dibenzoate and tripropylene glycol dibenzoates.

Предпочтительные пластификаторы согласно выбранным вариантам осуществления представляют собой фталатные и фосфатные или фосфорсодержащие пластификаторы, такие как алкильные, арильные или алкилзамещенные арилфосфаты. Более предпочтительно пластификаторы представляют собой фосфорсодержащие пластификаторы, при этом наиболее предпочтительным пластификатором является ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат, также известный как ТСРР), который также является огнестойким. Другие фосфаты или фосфонаты можно также использовать в качестве огнестойких добавок согласно настоящему раскрытию.Preferred plasticizers according to selected embodiments are phthalate and phosphate or phosphorus-containing plasticizers, such as alkyl, aryl or alkyl substituted aryl phosphates. More preferably, the plasticizers are phosphorus-containing plasticizers, with TMP (Tris (2-chloro-1-methylethyl) phosphate, also known as TCRP), which is also flame retardant, being the most preferred plasticizer. Other phosphates or phosphonates may also be used as flame retardants according to the present disclosure.

Другие пластификаторы, которые можно использовать согласно настоящему раскрытию, включают этоксилированные алифатические одноатомные или многоатомные спирты, алкил- или алкилфенолоксилалкилаты и алкилфенолы. Водорастворимые сложные эфиры этоксилированных С836алифатических одноатомных или многоатомных спиртов с алифатическими кислотами и алифатическими димерными кислотами можно использовать согласно настоящему изобретению. Такие этоксилированные сложные эфиры имеют гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) в диапазоне от 10 до 20.Other plasticizers that can be used according to the present disclosure include ethoxylated aliphatic monohydric or polyhydric alcohols, alkyl or alkyl phenol oxyl alkylates and alkyl phenols. Water-soluble esters of ethoxylated C 8 -C 36 aliphatic monohydric or polyhydric alcohols with aliphatic acids and aliphatic dimeric acids can be used according to the present invention. Such ethoxylated esters have a hydrophilic-lipophilic balance (HLB) in the range of 10 to 20.

Пригодные этоксилированные алифатические кислоты имеют от около 5 до около 20 моль добавленного этиленоксида на моль кислоты. Примеры включают этоксилированные олеиновые кислоты, этоксилированную стеариновую кислоту и этоксилированную пальмитиновую кислоту. Пригодные этоксилированные димерные кислоты представляют собой олеиновую димерную кислоту и стеариновую димерную кислоту. Алифатические кислоты могут быть или разветвленными, или неразветвленными и могут содержать от около 8 до около 36 атомов углерода. Пригодные алифатические кислоты включают азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, додекандионовую кислоту, каприловую кислоту, каприновую кислоту, лауриновую кислоту, олеиновую кислоту, стеариновую кислоту, пальмитиновую кислоту и подобное. Особенно пригодными для целей получения водорастворимых сложных эфиров настоящего изобретения являются алифатические, предпочтительно насыщенные и неразветвленные одно- и двухосновные карбоновые кислоты, содержащие от около 8 до 18 атомов углерода.Suitable ethoxylated aliphatic acids have from about 5 to about 20 moles of added ethylene oxide per mole of acid. Examples include ethoxylated oleic acids, ethoxylated stearic acid and ethoxylated palmitic acid. Suitable ethoxylated dimeric acids are oleic dimeric acid and stearic dimeric acid. Aliphatic acids may be either branched or unbranched and may contain from about 8 to about 36 carbon atoms. Suitable aliphatic acids include azelaic acid, sebacic acid, dodecandionic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, oleic acid, stearic acid, palmitic acid and the like. Particularly suitable for the purpose of preparing the water-soluble esters of the present invention are aliphatic, preferably saturated and unbranched monobasic and dibasic carboxylic acids containing from about 8 to 18 carbon atoms.

Согласно другим аспектам настоящего раскрытия пластификатор может представлять собой алкил- или алкилфенолоксилалкилат или подобное соединение, которое можно также классифицировать как неионное поверхностно-активное вещество. Такие предпочтительные пластификаторы включают, помимо прочего, оксилалкилаты спиртов, алкилфенолоксилалкилаты, неионные сложные эфиры, такие как сложные эфиры сорбитана и алкоксиоаты сложных эфиров сорбитана. Примеры подходящих соединений включают, помимо прочего, алкоксилаты касторового масла, алкоксилаты жирных кислот, алкоксилаты лаурилового спирта, нонилфенолалкоксилаты, октилфенолалкоксилаты, алкоксилаты тридецилового спирта, такие как нонилфенолэтоксилат РОЕ-10, нонилфенолэтоксилат РОЕ-100, нонилфенолэтоксилат РОЕ-12, октилфенолэтоксилат РОЕ-12, этоксилат тридецилового спирта РОЕ-12, нонилфенолэтоксилат РОЕ-14, нонилфенолэтоксилат РОЕ-15, этоксилат тридецилового спирта РОЕ-18, нонилфенолэтоксилат РОЕ-20, этоксилат олеилового спирта РОЕ-20, этоксилат стеариновой кислоты РОЕ-20, этоксилат тридецилового спирта РОЕ-3, нонилфенолэтоксилат РОЕ-30, октилфенолэтоксилат РОЕ-30, нонилфенолэтоксилат РОЕ-34, нонилфенолэтоксилат РОЕ-4, этоксилат касторового масла РОЕ-40, нонилфенолэтоксилат РОЕ-40, октилфенолэтоксилат РОЕ-40, нонилфенолэтоксилат РОЕ-50, этоксилат тридецилового спирта РОЕ-50, нонилфенолэтоксилат РОЕ-6, этоксилат тридецилового спирта РОЕ-6, нонилфенолэтоксилат РОЕ-8, октилфенолэтоксилат РОЕ-9, маннид моноолеат, сорбитан изостеарат, сорбитан лаурат, сорбитан моноизостеарат, сорбитан монолаурат, сорбитан моноолеат, сорбитан монопальмитат, сорбитан моностеарат, сорбитан олеат, сорбитан пальмитат, сорбитан секвиолеат, сорбитан стеарат, сорбитан триолеат, сорбитан тристеарат, этоксилат сорбитана моноизостеарата РОЕ-20, этоксилат сорбитана монолаурата РОЕ-20, этоксилат сорбитана моноолеата РОЕ-20, этоксилат сорбитана монопальмитата РОЕ-20, этоксилат сорбитана моностеарата РОЕ-20, этоксилат сорбитана триолеата РОЕ-20, этоксилат сорбитана тристеарата РОЕ-20, этоксилат сорбитана тетраолеата РОЕ-30, этоксилат сорбитана тетраолеата РОЕ-40, этоксилат сорбитана гексастеарата РОЕ-6, этоксилат сорбитана моностеарата РОЕ-6, этоксилат сорбитана тетраолеата РОЕ-6 и/или этоксилат сорбитана тетрастеарата РОЕ-60. Предпочтительные пластификаторы этого класса включают оксиалкилаты спиртов, такие как РОЕ-23 лауриловый спирт и алкил фенол этоксилаты, такие как РОЕ (20) нонилфенилэфир. Другие подходящие пластификаторы представляют собой сложные эфиры, такие как моноолеат сорбитана.According to other aspects of the present disclosure, the plasticizer may be an alkyl or alkyl phenol oxylalkylate or the like, which may also be classified as a nonionic surfactant. Such preferred plasticizers include, but are not limited to, alcohol alkylalkylates, alkylphenoloxylalkylates, nonionic esters such as sorbitan esters and sorbitan ester alkoxioates. Examples of suitable compounds include, but are not limited to, castor oil alkoxylates, fatty acid alkoxylates, lauryl alcohol alkoxylates, nonylphenol alkoxylates, tridecyl alcohol alkoxylates such as POE-10-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethylated-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethyl-ethoxylates. POE-12 tridecyl alcohol ethoxylate, POE-14 nonyl phenol ethoxylate, POE-15 nonyl phenol ethoxylate, POE-18 non-phenol ethoxylate, POE-20 non-phenol ethoxylate, POE-20 oleyl alcohol ethoxylate stearic acid oxylate POE-20, tridecyl alcohol ethoxylate POE-3, nonyl phenol ethoxylate POE-30, non-phenol ethoxylate POE-34, nonyl phenol ethoxylate POE-4, non-phenol ethoxylate 40-ethanolate 40 , nonyl phenol ethoxylate POE-50, ethylene acetate tridecyl alcohol POE-50, nonyl phenol ethoxylate POE-6, ethoxylate tridecyl alcohol POE-6, nonyl phenol ethoxylate POE-8, octyl phenol ethoxylate ROE-9, sorbitan, mono-ethanol, sorbitan monolaurate, sorbitan monooleate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan oleate, sorbitan palmitate, sorbitan sequioleate, sorbitan stearate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, sorbitan ethoxylate sorbitan monoisostearate POEOEO-20 ethanol, ethanol POOEO-20 ethanol, ethanol POEO-20 ethanol, ethanol POEO-20 ethanol, ethanol POEO-20, ethanol POE-20 sorbitan monopalmitate ethoxylate, POE-20 monostearate sorbitan ethoxylate, POE-20 trioleate sorbitan ethoxylate, POE-20 sorbitan ethoxylate, POE-30 sorbitan ethoxylate, POE-30 sorbitan ethoxylate, tetraolea sorbitan ethoxylate and POE-40 sorbitan hexastearate ethoxylate, POE-6 ethoxylate, sorbitan monostearate, POE-6 ethoxylate, sorbitan tetraoleate, POE-6 and / or sorbitan tetrastearate ethoxylate, POE-60. Preferred plasticizers of this class include alcohol hydroxyalkylates such as POE-23 lauryl alcohol and alkyl phenol ethoxylates such as POE (20) nonylphenyl ether. Other suitable plasticizers are esters, such as sorbitan monooleate.

Дополнительный тип пластификатора, который можно использовать в составах настоящего раскрытия, включает алкилфенолы, предпочтительно нетоксичные алкилфенолы, включая, помимо прочего, нонилфенол, додецилфенол, ди-вторамилфенол и подобные, а также их комбинации.An additional type of plasticizer that can be used in the compositions of the present disclosure includes alkyl phenols, preferably non-toxic alkyl phenols, including, but not limited to, nonylphenol, dodecylphenol, divoramylphenol and the like, as well as combinations thereof.

Сшиватель/удлинитель цепиStapler / extension cord

Заявители обнаружили, что в зависимости от состава пены на основе природного полиола, было возможно преодолеть недостатки физических свойств вспененных водой ПУ пен, которые содержат пластификаторы, такие как фталаты, бензоаты и фосфатные сложные эфиры, и в то же время помочь избежать опасно высоких количеств выделившегося тепла, путем введения необязательного удлинителя цепи/сшивателя в состав пены с низкими индексами.Applicants have found that, depending on the composition of the foam based on a natural polyol, it was possible to overcome the physical deficiencies of water-foamed PU foams that contain plasticizers such as phthalates, benzoates and phosphate esters, while at the same time helping to avoid dangerously high amounts of released heat by introducing an optional chain extender / crosslinker into the low index foam.

В настоящем изобретении вводят один или несколько специальных сшивателей/удлинителей цепи в состав пены. При использовании в настоящем документе выражение «сшиватель» означает включающее как соединения, общеизвестные как сшиватели, так и соединения, общеизвестные как удлинители цепи или просто удлинители. Сшиватели представляют собой соединения, которые содержат две или более способных к реакции с изоцианатом групп, таких как гидроксильные группы, первичные амины и вторичные амины.In the present invention, one or more special crosslinkers / chain extenders are incorporated into the foam. As used herein, the term “crosslinker” means including compounds generally known as crosslinkers, as well as compounds commonly known as chain extenders or simply extenders. Crosslinkers are compounds that contain two or more isocyanate-capable groups, such as hydroxyl groups, primary amines and secondary amines.

Когда сшиватели используют в составах согласно настоящему раскрытию, образованные ПУ пены могут проявлять улучшенную стабильность пены и/или прочность на разрыв, обычно без обесцвечивания пены. Типичные сшиватели/удлинители цепи, подходящие для использования в композициях и процессах настоящего раскрытия, включают, помимо прочего, амины, включая полиамины; многоатомные спирты; полиоксиалкиленполиолы и многоатомные ароматические соединения, отдельно или в комбинации.When crosslinkers are used in the compositions of the present disclosure, the formed PU foams can exhibit improved foam stability and / or tensile strength, usually without discoloration of the foam. Typical crosslinkers / chain extenders suitable for use in the compositions and processes of the present disclosure include, but are not limited to, amines, including polyamines; polyhydric alcohols; polyoxyalkylene polyols and polyhydric aromatic compounds, alone or in combination.

Полиамины, 4,4'-метилен-бис-(3-хлор-2,6-диэтиланилин) (MCDEA), в 0,5 pphp и полиалкинеоксид с амином на конце, такой как JEFFAMINE™ Т-403 (Huntsman Co.), можно использовать в качестве необязательно вводимых сшивателей/удлинителей цепи согласно настоящему раскрытию, а также алканоламины, такие как диэтаноламин (DEOA), триэтаноламин. Другие подходящие амины включают диэтаноламин, триизопропаноламин, диизопропаноламин, трет-бутилтолилендиамин, триаминонан, диэтилтолилендиамин и хлордиаминобензол.Polyamines, 4,4'-methylene-bis- (3-chloro-2,6-diethylaniline) (MCDEA), at 0.5 pphp and polyalkine oxide with an amine at the end, such as JEFFAMINE ™ T-403 (Huntsman Co.) can be used as optionally introduced crosslinkers / chain extenders according to the present disclosure, as well as alkanolamines such as diethanolamine (DEOA), triethanolamine. Other suitable amines include diethanolamine, triisopropanolamine, diisopropanolamine, tert-butyltolylenediamine, triaminonan, diethyltolylenediamine and chlordiaminobenzene.

Многоатомные спирты также можно использовать, включая, помимо прочего, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, моно-, ди- и триэтиленгликоли, 1,2,4-бутантриол, дипропиленгликоль, глицерин, триметилолпропан, пентаэритритол, 2,5-диметил-1,2,6-гексантриол и глицерин.Polyols can also be used, including, but not limited to, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, mono-, di- and triethylene glycols, 1,2,4-butanetriol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, 2,5 dimethyl-1,2,6-hexanetriol and glycerol.

Полиоксиалкиленполиолы можно также использовать, подходящие примеры включают VORANOL™ 800 (Dow), QUADROL™ (BASF) тетрагидроксипропилэтилендиамин, HUNTSMAN WL-440™, этоксилированный триметилолпропан PEL-RIG™ 9145 и пропоксилированный метилглюкозид, PEL-RIG™ 9350ML. Другие подходящие соединения включают VORANOL™ 370, VORANOL™ 230-660, VORANOL™ 220-530, VORANOL™ 230-238, VORANOL™ 520, VORANOL™ 391 (Dow), ARCOL™ E-746, ARCOL™ LG-650, ARCOL™ LHT-240 (Arco), PEG™ 200, PEG™ 400, PEG™ 1000, PLURACOL™ POLYOL 735 и PLURACOL™ PEP450 (BASF), POP-производное пентаэритритола, можно также использовать в настоящем документе. Предпочтительные полиоксиалкиленполиолы находятся в группе, где гидроксильное число составляет менее чем около 200, и среднее число гидроксильных групп находится в диапазоне от 3 до 8.Polyoxyalkylene polyols can also be used; suitable examples include VORANOL ™ 800 (Dow), QUADROL ™ (BASF) tetrahydroxypropylethylenediamine, HUNTSMAN WL-440 ™, ethoxylated trimethylolpropane PEL-RIG ™ 9145 and propoxylated methyl glucoside, PEL-RIG ™ 9350. Other suitable compounds include VORANOL ™ 370, VORANOL ™ 230-660, VORANOL ™ 220-530, VORANOL ™ 230-238, VORANOL ™ 520, VORANOL ™ 391 (Dow), ARCOL ™ E-746, ARCOL ™ LG-650, ARCOL ™ LHT-240 (Arco), PEG ™ 200, PEG ™ 400, PEG ™ 1000, PLURACOL ™ POLYOL 735 and PLURACOL ™ PEP450 (BASF), a POP derivative of pentaerythritol, can also be used herein. Preferred polyoxyalkylene polyols are in the group where the hydroxyl number is less than about 200, and the average number of hydroxyl groups is in the range of 3 to 8.

Несколько многоатомных ароматических соединений, включая резорцин (1,3-дигидроксибензол), катехин, гидрохинон, флороглюцин и пирогаллол, можно также использовать в случае необходимости.Several polyatomic aromatic compounds, including resorcinol (1,3-dihydroxybenzene), catechin, hydroquinone, phloroglucinol and pyrogallol, can also be used if necessary.

Сшивающее/удлиняющее средство должно составлять от около 0,1 до около 10 pphp и предпочтительно от около 0,2 до около 5 pphp. Признают, что меньшие количества сшивающих/удлиняющих соединений будут обеспечивать некоторое преимущество, и что большие количества также обычно эффективны. Конкретные диапазоны предпочтительны с точки зрения экономических, а также задач свойств пен.The crosslinking / extension agent should be from about 0.1 to about 10 pphp and preferably from about 0.2 to about 5 pphp. It is recognized that smaller amounts of crosslinking / extension compounds will provide some advantage, and that larger amounts are also usually effective. Specific ranges are preferred in terms of economic as well as performance problems of foams.

Эффективность конкретной комбинации сшивателя/удлинителя и пластификатора будет зависеть от многих факторов, включая изоцианатный индекс, количество воды и других ингредиентов.The effectiveness of a particular combination of crosslinker / extender and plasticizer will depend on many factors, including the isocyanate index, the amount of water and other ingredients.

ДобавкиAdditives

В дополнение к полиолу, воде, изоцианату, пластификатору и сшивателю в составах плит из эластичных ПУ пен обычно используют катализаторы. Обычно включают катализатор-третичный амин для реакции вспенивания и загуститель, такой как сополимер полиэтиленоксида или соединение олова(II), для реакции загустевания.In addition to polyol, water, isocyanate, a plasticizer, and a crosslinker, catalysts are usually used in flexible PU foam board formulations. Typically, a tertiary amine catalyst for a foaming reaction and a thickening agent such as a polyethylene oxide copolymer or a tin (II) compound for a thickening reaction are included.

Другие материалы можно необязательно добавлять в полиуретан во время получения для уменьшения проблем во время получения или для обеспечения желаемых свойств продукта из полиуретана. Среди добавок находятся катализаторы, такие как амины и соли металлов; регуляторы ячеистости или поверхностно-активные вещества, такие как силиконы (например, SILSTAB 2760 или Dabco® DC5604 (сополимер силикона и гликоля, доступный от Air Products and Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания)), для помощи в полном смешивании ингредиентов и для регулирования роста ячеек и образования ячеек в пене, включая диоксид кремния, в частности в количествах в диапазоне от около 1 части на 100 частей до около 10 частей на 100 частей, в частности от около 1,5 частей на 100 частей до около 5 частей на 100 частей включительно; наполнители, включая измельченный ПУ, карбонат кальция, сульфат бария и подобное; красители; УФ-стабилизаторы; огнестойкие добавки; бактериостаты; средства открытия ячеек и антистатические добавки. Также желательно включать стабилизаторы и антиоксиданты, такие как светостабилизаторы на основе затрудненных аминов и бензотриазолы.Other materials may optionally be added to the polyurethane during production to reduce problems during production or to provide the desired properties of the polyurethane product. Among the additives are catalysts such as amines and metal salts; cellularity regulators or surfactants such as silicones (e.g., SILSTAB 2760 or Dabco® DC5604 (a silicone-glycol copolymer available from Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA)) to help completely blend the ingredients and for regulating cell growth and cell formation in the foam, including silicon dioxide, in particular in amounts ranging from about 1 part per 100 parts to about 10 parts per 100 parts, in particular from about 1.5 parts per 100 parts to about 5 parts per 100 parts inclusive; fillers, including ground PU, calcium carbonate, barium sulfate and the like; dyes; UV stabilizers; flame retardant additives; bacteriostats; cell opening aids and antistatic additives. It is also desirable to include stabilizers and antioxidants, such as hindered amine light stabilizers and benzotriazoles.

Поверхностно-активное вещество/средства для открытия ячеекSurfactant / Cell Opener

Поверхностно-активное вещество, обычно сополимер простого полиэфира/полисилоксана, может быть необязательно включен и работать как эмульгатор, зародышеобразователь и стабилизатор пены.A surfactant, typically a polyester / polysiloxane copolymer, may optionally be included and act as an emulsifier, nucleating agent and foam stabilizer.

Подходящие поверхностно-активные средства (также известные как поверхностно-активные вещества) для блочных применений включают «гидролизуемые» блок-сополимеры полисилоксана-полиоксиалкилена. Другим пригодным классом поверхностно-активных средств для пен являются «негидролизуемые» блок-сополимеры полисилоксана-полиоксиалкилена.Suitable surfactants (also known as surfactants) for block applications include "hydrolyzable" polysiloxane-polyoxyalkylene block copolymers. Another suitable class of foam surfactants is the “non-hydrolyzable” polysiloxane-polyoxyalkylene block copolymers.

Средство для открытия ячеек, такое как одноатомный спирт или полиол полиэтиленоксида с эквивалентной массой больше чем около 200 с количеством функциональных гидроксильный групп две или больше, можно включить. Например, одно средство для открытия ячеек представляет собой аддукт полиэтиленоксида и глицерина с молекулярной массой около 990 г/моль, с эквивалентной массой около 330. Средство для открытия ячеек должно составлять от около 0,001 до около 20 pphp.A means for opening cells, such as a monohydric alcohol or polyethylene oxide polyol with an equivalent weight of more than about 200 with an amount of two or more hydroxyl functional groups, can be included. For example, one means for opening cells is an adduct of polyethylene oxide and glycerin with a molecular weight of about 990 g / mol, with an equivalent weight of about 330. The means for opening cells should be from about 0.001 to about 20 pphp.

КатализаторыCatalysts

Катализаторы, которые можно использовать при получении полиуретановых пен на основе природных полиолов настоящего раскрытия, могут представлять собой любой подходящий катализатор, известный в данной области техники и подходящий для использования в производстве полиуретановых пен, например, металлорганические катализаторы для полиуретана, используемые для активации реакции источника изоцианата с полиолом. Катализатор может представлять собой амин, металлорганическое соединение, органической кислоты соль металла, третичный фосфин, соединение щелочного металла, радикалообразующие средства и подобный катализатор, используемый при образовании полиуретанов.The catalysts that can be used to produce polyurethane foams based on the natural polyols of the present disclosure can be any suitable catalyst known in the art and suitable for use in the manufacture of polyurethane foams, for example, organometallic polyurethane catalysts used to activate the reaction of an isocyanate source with polyol. The catalyst may be an amine, an organometallic compound, an organic acid, a metal salt, tertiary phosphine, an alkali metal compound, radical forming agents, and a similar catalyst used in the formation of polyurethanes.

Амины, которые можно использовать в качестве катализатора в настоящем изобретении, включают, например, и помимо прочего, триалкиламины, такие как триэтиленамин; N,N,N',N'-тетраметил-1,3-бутандиамин; аминоспирты, такие как диметилэтаноламин; сложноэфирные амины, такие как этоксиламин, этоксилдиамин, бис-(диэтилэтаноламин)адипат, 1,3,5-трис-(3-диметиламинопропил)-1,3,5-триазин, бис-(3-диметиламинопропил)метиламин и бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир; триэтилендиамин; производные циклогексиламина, такие как N,N-диметилциклогексиламин; производное морфолина, такое как N-метилморфолин; производные пиперазина, такие как N,N'-диэтил-2-метилпиперазин, N,N'-бис-(2-гидроксипропил)-2-метилпиперазин, бис(2,2'-диметиламиноэтиловый) эфир; амидины, такие как 1,8-диазабициклоундец-7-ен (DBU), и их комбинации.Amines that can be used as a catalyst in the present invention include, for example, and, without limitation, trialkylamines, such as triethyleneamine; N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-butanediamine; amino alcohols such as dimethylethanolamine; ester amines such as ethoxylamine, ethoxyldiamine, bis- (diethylethanolamine) adipate, 1,3,5-tris- (3-dimethylaminopropyl) -1,3,5-triazine, bis- (3-dimethylaminopropyl) methylamine and bis (2 dimethylaminoethyl) ether; triethylenediamine; cyclohexylamine derivatives such as N, N-dimethylcyclohexylamine; a morpholine derivative such as N-methylmorpholine; piperazine derivatives such as N, N'-diethyl-2-methylpiperazine, N, N'-bis- (2-hydroxypropyl) -2-methylpiperazine, bis (2,2'-dimethylaminoethyl) ether; amidines such as 1,8-diazabicycloundec-7-ene (DBU), and combinations thereof.

Катализаторы, подходящие для использования согласно способам и композициям настоящего раскрытия, могут также представлять собой соединения щелочных металлов и солей щелочных металлов, включая ацетат калия, октоат калия и подобные соединения щелочных металлов и солей щелочных металлов. Аналогично, соли щелочных металлов органических карбоновых кислот (карбоксилаты щелочных металлов), алкоголяты металлов, феноляты металлов, гидроксиды металлов и/или четвертичные аммониевые соли можно использовать согласно идеям настоящего документа.Catalysts suitable for use in the methods and compositions of the present disclosure may also be alkali metal compounds and alkali metal salts, including potassium acetate, potassium octoate and similar alkali metal compounds and alkali metal salts. Similarly, alkali metal salts of organic carboxylic acids (alkali metal carboxylates), metal alkoxides, metal phenolates, metal hydroxides and / or quaternary ammonium salts can be used according to the teachings of this document.

Металлы металлорганических соединений включают, например, олово, свинец, висмут, кадмий, кобальт, алюминий, калий, хром и цинк, и могут также использоваться в качестве катализаторов в некоторых аспектах настоящего раскрытия. Среди них, обычные варианты осуществления органооловянных соединений представляют собой дибутилолова дилаурат и дибутилолова бис(2-этилгексаноат) и подобные. Касательно различных солей органических кислот с металлами, они представляют собой, например, соли органической кислоты олеиновой кислоты, нафтойной кислоты, капроновой кислоты, каприловой кислоты, и многих других органических кислот с оловом, свинцом, висмутом, кадмием, кобальтом, алюминием, калием, хромом и цинком.Organometallic metals include, for example, tin, lead, bismuth, cadmium, cobalt, aluminum, potassium, chromium and zinc, and can also be used as catalysts in some aspects of the present disclosure. Among them, common embodiments of organotin compounds are dibutyltin dilaurate and dibutyltin bis (2-ethylhexanoate) and the like. Regarding the various salts of organic acids with metals, they are, for example, salts of the organic acid oleic acid, naphthoic acid, caproic acid, caprylic acid, and many other organic acids with tin, lead, bismuth, cadmium, cobalt, aluminum, potassium, chromium and zinc.

Примеры солей органических кислот олова, подходящие для использования в настоящем документе, представляют собой олеат олова, 2-этилкапроат олова, нафтоат олова, октилат олова и подобные. Примеры третичных фосфинов, подходящих для использования в качестве катализаторов согласно настоящему раскрытию, включают триалкилфосфин, диалкилбензилфосфин и подобные, помимо прочего. Примеры соединений щелочных металлов включают гидроксиды щелочных металлов или соли жирных кислот.Examples of salts of organic tin acids suitable for use herein are tin oleate, tin 2-ethylcaproate, tin naphthoate, tin octylate and the like. Examples of tertiary phosphines suitable for use as catalysts of the present disclosure include trialkylphosphine, dialkylbenzylphosphine and the like, among others. Examples of alkali metal compounds include alkali metal hydroxides or fatty acid salts.

В качестве типичного радикалообразующего средства встречаются, например, бензоилпероксид, лауроилпероксид, азобисизобутиронитрил и подобные, которые подходят для использования согласно настоящему документу.As a typical radical-forming agent, there are, for example, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, azobisisobutyronitrile and the like, which are suitable for use according to this document.

Эти катализаторы можно использовать отдельно или в комбинации друг с другом в соответствующих случаях. Например, согласно выбранным аспектам настоящего раскрытия может быть более эффективно использовать амин вместе с металлорганическим соединением или солью металла и органической кислоты.These catalysts can be used alone or in combination with each other, as appropriate. For example, according to selected aspects of the present disclosure, it may be more efficient to use an amine together with an organometallic compound or a metal salt of an organic acid.

Подходящие катализаторы включают, помимо прочего, соли диалкилолова и карбоновой кислоты, соли олова и органических кислот, триэтилендиамин, бис(2,2'-диметиламиноэтиловый) эфир, бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир и подобные соединения, которые хорошо известны в данной области техники. Типичный подходящий катализатор для вспенивающего средства, подходящий для использования согласно настоящему документу, представляет собой катализатор Dabco® BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, доступный от Air Products and Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания).Suitable catalysts include, but are not limited to, dialkyl tin and carboxylic acid salts, tin salts and organic acids, triethylenediamine, bis (2,2'-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-dimethylaminoethyl) ether and the like, which are well known in the art . A typical suitable blowing agent catalyst suitable for use herein is the Dabco® BL-19 catalyst (bis (2-dimethylaminoethyl) ether available from Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA).

Катализаторы должны находится в количестве в диапазоне от около 0,0001 до около 5 массовых процентов (масс. %) включительно, реакционной смеси в общем в случае необходимости и в зависимости от конечной плотности продукта из пены, получаемого в реакционном процессе. Типично количества катализатора вспенивания для использования в данных композициях включают от около 1 масс. % до около 4,5 масс. % и от около 2 масс. % до около 4 масс. % включительно.The catalysts should be in an amount in the range of from about 0.0001 to about 5 weight percent (mass%), inclusive, of the reaction mixture in general, if necessary, and depending on the final density of the product from the foam obtained in the reaction process. Typically, amounts of a foaming catalyst for use in these compositions include from about 1 mass. % to about 4.5 wt. % and from about 2 mass. % to about 4 mass. % inclusive.

ЭмульгаторыEmulsifiers

Эмульгаторы может быть важным добавлять в содержащие природный полиол полиуретаны согласно настоящему раскрытию, такие как эмульгатор TERGITOL™ NP-9 и ВМ-400 (BASF, Уайандотт, Мичиган) и подобные, а также эмульгаторы, такие как лецитин, включая соевый лецитин, во множестве концентраций в диапазоне от около 0,5% (объем/объем) до около 10% (объем/объем), с целью предотвращения преждевременного выхода любого природного полиола из раствора. Другие композиции, которые могут быть включены с тем, чтобы предотвратить преждевременное выкристаллизовывание природных полиолов, таких как сахароза, из раствора, включают инвертный раствор (например, 6-10% инвертный раствор), водорастворимые белки, такие как альбумин; и природные сложные эфиры сахара, такие как моноолеат сорбитана и монолаурат сорбитана.Emulsifiers may be important to add to natural polyol-containing polyurethanes according to the present disclosure, such as TERGITOL ™ NP-9 and BM-400 emulsifier (BASF, Wyandotte, MI) and the like, as well as emulsifiers such as lecithin, including soya lecithin, in a variety of concentrations ranging from about 0.5% (volume / volume) to about 10% (volume / volume), in order to prevent premature exit of any natural polyol from the solution. Other compositions that may be included in order to prevent premature crystallization of natural polyols, such as sucrose, from solution, include an invert solution (eg, 6-10% invert solution), water-soluble proteins, such as albumin; and natural sugar esters such as sorbitan monooleate and sorbitan monolaurate.

Наполнители/модификаторыFillers / Modifiers

Стабилизирующие твердое вещество полимеры и другие добавки, включая огнестойкие добавки, красители, подкрашивающие вещества и антистатические добавки, которые общеизвестны в данной области техники, можно использовать с составами полиуретановых пен на основе сахаров согласно настоящему изобретению. Типичные добавки, перечисленные в патенте США №4950694, являются иллюстративными и включены в настоящий документ ссылкой.Solid stabilizing polymers and other additives, including flame retardants, colorants, tinting agents and antistatic additives that are well known in the art, can be used with the sugar polyurethane foam formulations of the present invention. Typical additives listed in US patent No. 4950694 are illustrative and are incorporated herein by reference.

Другие наполнители и добавки, такие как сложные эфиры алифатических полигидроксисоединений и ненасыщенных карбоновых кислот, можно также использовать, если необходимо или желательно. Неограничивающие примеры включают акрилаты, такие как диакрилат этиленгликоля; диакрилат триэтиленгликоля; диакрилат тетраметиленгликоля; триакрилат триметилолпропана; триакрилат триметилолэтана; диакрилат пентаэритритола; триакрилат пентаэритритола; тетраакрилат пентаэритритола; тетраакрилат дипентаэритритола; пентаакрилат дипентаэритритола; гексаакрилат дипентаэритритола; октаакрилат трипентаэритритола; диакрилат глицерина; метакрилаты, такие как диметакрилат триэтиленгликоля; диметакрилат тетраметиленгликоля; триметакрилат триметилолпропана; триметакрилат триметилолэтана; диметакрилат пентаэритритола; триметакрилат пентаэритритола; тетраметакрилат пентаэритритола; диметакрилат дипентаэритритола; триметакрилат дипентаэритритола; тетраметакрилат дипентаэритритола; октаметакрилат трипентаэритритола; диметакрилат этиленгликоля; диметакрилат 1,4-бутандиола; тетраметакрилат сорбита и подобные; итаконаты, такие как диитаконат этиленгликоля; диитаконат пропиленгликоля; диитаконат 1,2-бутандиола; диитаконат тетраметиленгликоля; трииитаконат пентаэритритола и подобные; кротонаты, такие как дикротонат этиленгликоля; дикротонат диэтиленгликоля; тетракротонат пентаэритритола и подобные; и малеаты, такие как дималеат этиленгликоля; дималеат триэтиленгликоля; дималеат пентаэритритола и подобные.Other excipients and additives, such as esters of aliphatic polyhydroxy compounds and unsaturated carboxylic acids, can also be used if necessary or desired. Non-limiting examples include acrylates, such as ethylene glycol diacrylate; triethylene glycol diacrylate; tetramethylene glycol diacrylate; trimethylolpropane triacrylate; trimethylol ethane triacrylate; pentaerythritol diacrylate; pentaerythritol triacrylate; pentaerythritol tetraacrylate; dipentaerythritol tetraacrylate; dipentaerythritol pentaacrylate; dipentaerythritol hexaacrylate; tryptaerythritol octaacrylate; glycerol diacrylate; methacrylates such as triethylene glycol dimethacrylate; tetramethylene glycol dimethacrylate; trimethylolpropane trimethacrylate; trimethylol ethane trimethacrylate; pentaerythritol dimethacrylate; pentaerythritol trimethacrylate; pentaerythritol tetramethacrylate; dipentaerythritol dimethacrylate; dipentaerythritol trimethacrylate; dipentaerythritol tetramethacrylate; tryptaerythritol octamethacrylate; ethylene glycol dimethacrylate; 1,4-butanediol dimethacrylate; sorbitol tetramethacrylate and the like; itaconates, such as ethylene glycol diitaconate; propylene glycol diitaconate; 1,2-butanediol diitaconate; tetramethylene glycol diitaconate; pentaerythritol triiitaconate and the like; crotonates, such as ethylene glycol dicrotonate; diethylene glycol dicrotonate; pentaerythritol tetracrotonate and the like; and maleates, such as ethylene glycol dimaleate; triethylene glycol dimaleate; pentaerythritol dimaleate and the like.

Согласно выбранным вариантам осуществления настоящего раскрытия может быть особенно преимущественным добавлять необязательный антиоксидант, такой как затрудненный фенольный полимер, т.е. IRGANOX™ 1010 (Ciba-Geigy), органический фосфит или оба, в композицию полиуретановой пены. Такие антиоксиданты могут выступать в качестве замедлителя любого обесцвечивания, связанного с высокими температурами при производстве продуктов из пены. Стабилизаторы, такие как тетрабутилгексаметилендиамин, можно также необязательно и успешно добавлять.According to selected embodiments of the present disclosure, it may be especially advantageous to add an optional antioxidant, such as a hindered phenolic polymer, i.e. IRGANOX ™ 1010 (Ciba-Geigy), an organic phosphite or both, in a polyurethane foam composition. Such antioxidants can act as a moderator of any discoloration associated with high temperatures in the manufacture of foam products. Stabilizers, such as tetrabutylhexamethylenediamine, can also optionally and successfully be added.

Дополнительные добавки, которые можно необязательно включать в составы настоящего изобретения, особенно в качестве компонента части В, включают глицерин или производные глицерина и аналоги, и глицин или производные глицина, такие как этоксилированный и пропоксилированный глицин, отдельно или в комбинации с одним или несколькими высокомолекулярными (более 1000) полиолами, такими как Pluracol® 593 (BASF, Уайандотт, Мичиган). Начальные результаты показали, что использование глицерина или подобных соединений обеспечивает повышение стабильности продуктов из пены. При включении в состав количество глицерина или производных глицерина находится в диапазоне от около 1 части на 100 частей до около 20 частей на 100 частей или альтернативно от около 2 частей на 100 частей до около 10 частей на 100 частей включительно.Additional additives that may optionally be included in the compositions of the present invention, especially as part B component, include glycerol or glycerol derivatives and analogs, and glycine or glycine derivatives, such as ethoxylated and propoxylated glycine, alone or in combination with one or more high molecular weight ( more than 1000) polyols such as Pluracol® 593 (BASF, Wyandotte, MI). Initial results showed that the use of glycerol or similar compounds provides increased stability of foam products. When included in the composition, the amount of glycerol or glycerol derivatives ranges from about 1 part per 100 parts to about 20 parts per 100 parts, or alternatively from about 2 parts per 100 parts to about 10 parts per 100 parts inclusive.

Свойства пеныFoam properties

Продукты из полиуретановой пены, рассматриваемые в настоящем документе, состоят из одного или нескольких природных полиолов, таких как сахароза, инвертные растворы сахара, или других природных полиолов, как описано выше; одного или нескольких органических изоцианатов; вспенивающих средств, в частности воды; одного или нескольких пластификаторов или огнестойких добавок; одного или нескольких поверхностно-активных веществ и необязательно катализаторов и/или эмульгаторов, а также других стандартных ингредиентов, известных специалистам в данной области техники, включенных в случае необходимости в зависимости от конечного использования продукта из полиуретановой пены.The polyurethane foam products described herein are composed of one or more natural polyols, such as sucrose, invert sugar solutions, or other natural polyols, as described above; one or more organic isocyanates; blowing agents, in particular water; one or more plasticizers or flame retardants; one or more surfactants and optionally catalysts and / or emulsifiers, as well as other standard ingredients known to those skilled in the art, included, if necessary, depending on the end use of the polyurethane foam product.

Данные воздушного потока обеспечивают численную меру количества воздуха, проходящего через кусок пены стандартного размера при стандартных давлении и температуре воздуха. Это дает меру относительной открытости или закрытости данного куска пены. Пены с большими воздушными потоками являются более открытыми, и наоборот пены с более низкими воздушными потоками рассматриваются как более закрытые или плотные. Воздушные потоки раскрытых в настоящем документе пен являются относительно высокими и указывают на пену с открытыми ячейками хорошего качества. Огнестойкие пены будут, по определению, характеризоваться более низкими воздушными потоками. Предпочтительный воздушный поток для оптимального развития физических свойств находится в диапазоне около 57-170 л/мин при 12,7 мм ртутного столба в соответствии с тестом ASTM 283.Airflow data provides a numerical measure of the amount of air passing through a piece of foam of standard size at standard pressure and air temperature. This provides a measure of the relative openness or closure of a given piece of foam. Foams with large air currents are more open, and conversely, foams with lower air flow are considered more closed or dense. The airflows of the foams disclosed herein are relatively high and indicate good quality open cell foam. Fire-resistant foams will, by definition, be characterized by lower air flows. The preferred air flow for optimal development of physical properties is in the range of about 57-170 L / min at 12.7 mmHg in accordance with ASTM 283.

Композиции полиуретановой пены настоящего раскрытия можно получить такими, которые характеризуются явно закрытыми ячейками, плотностью ядра в диапазоне от около 4,8 кг/м3 до около 80 кг/м3 включительно, включая около 8 кг/м3, около 16 кг/м3, около 32 кг/м3, около 48 кг/м3 и около 64 кг/м3. Обычно изоляцию низкой плотности характеризуют как такую изоляцию из пенопласта, которая проявляет диапазон в соответствии с АС377 от около 8 кг/м3 до около 22 кг/м3, как определено при помощи стандарта ASTM D-1622.The polyurethane foam compositions of the present disclosure can be obtained by those characterized by clearly closed cells, core densities ranging from about 4.8 kg / m 3 to about 80 kg / m 3 inclusive, including about 8 kg / m 3 , about 16 kg / m 3 , about 32 kg / m 3 , about 48 kg / m 3 and about 64 kg / m 3 . Typically, low density insulation is characterized as such a foam insulation that exhibits a range in accordance with AC377 of from about 8 kg / m 3 to about 22 kg / m 3 , as determined using ASTM D-1622.

Полиуретановые пены настоящего раскрытия проявляют ряд других желательных свойств, включая «зеленый» показатель, как определено посредством значения на основе содержания биоматериалов, соответствующие характеристики сжигания на отрытом воздухе и соответствующие особенности промышленных пен, а также желаемую плотность ядра, предел прочности на разрыв, размерную стабильность и значения содержания закрытых ячеек. Тестирование продуктов из пены, полученных согласно настоящему раскрытию, проводили согласно ICC-ES АС377, распространение пламени определяли при помощи стандарта ASTM Е-84, выделение дыма определяли при помощи стандарта ASTM Е-84 и определение значения содержания биоматериалов получали согласно стандарту ASTM D6866-11.The polyurethane foams of the present disclosure exhibit a number of other desirable properties, including a “green” index, as determined by a value based on the content of biomaterials, the corresponding outdoor combustion characteristics and the corresponding features of industrial foams, as well as the desired core density, tensile strength, dimensional stability and content values of closed cells. Testing of foam products obtained according to the present disclosure was carried out according to ICC-ES AC377, flame propagation was determined using ASTM E-84 standard, smoke emission was determined using ASTM E-84 standard, and biomaterial content was determined according to ASTM D6866-11 .

Полиуретановые пены настоящего раскрытия подходят для использования в ряде применений в диапазоне от изоляции (такой как вбрызгиваемая изоляция) до распыляемой пены для конструкционных панелей, спреев для помещений и подобного. Например, полиуретановую пену низкой плотности с плотностью ядра в диапазоне от 16 кг/м3 до 48 кг/м3 можно использовать в охлаждающих устройствах, конструкционных теплоизоляционных панелях (SIP), теплоизоляционных панелях, камерных холодильниках, холодильных устройствах, кузовах авторефрижераторов, водонагревателях, пене для спа, теплоизоляционных стеновых панелях, испарителях, кровельных панелях, замене листов из производного полиизоциануровой кислоты и упаковочной пене. Полиуретановую пену настоящего раскрытия с плотностью ядра в диапазоне от 16 кг/м3 до 80 кг/м3 можно использовать в упаковочной пене один к одному, распыляемой на месте упаковке, предварительно изготовленных упаковочных плитах или хозяйственно-бытовой пене. Полиуретановую пену настоящего раскрытия с плотностью ядра в диапазоне от 6,4 кг/м3 до 80 кг/м3 можно использовать в производстве матрацев, чехлов для матрацев, упаковки, игрушек, фурнитуры, офисных кресел, автомобильных кресел, пены для салона автомобиля, оснований ковров, профильной пены, индикаторной пены, предварительно изготовленной пены, подушек, формованной пены низкой плотности. Полиуретановую пену настоящего раскрытия с плотностью ядра в диапазоне от 24 кг/м3 до 48 кг/м3 можно использовать в производстве формованных сидений, формованной фурнитуры, искусственного дерева, рамок для картин, внешних панелей для домов, игрушек, сидений для унитаза, медицинских устройств и подобного. Конструкционную пену низкой плотности, такую полиуретановую пену настоящего раскрытия с плотностью ядра в диапазоне от 24 кг/м3 до 48 кг/м3, можно использовать при производстве дверей, гаражных дверей, автомобильных панелей, автомобильной звукоизоляции, потолков салонов автомобилей, пены для заполнения блоков и вкладышей в обувь. Продукты из полиуретана, полученные согласно настоящему раскрытию, можно также использовать для получения вещей, таких как клеи низкой плотности, которые используют в ремесленном производстве для выделки.The polyurethane foams of the present disclosure are suitable for use in a variety of applications ranging from insulation (such as spray insulation) to spray foam for structural panels, indoor sprays and the like. For instance, a polyurethane foam of low density core densities ranging from 16 kg / m3 to 48 kg / m 3 can be used in cooling devices, structural insulation panels (SIP), thermal insulating panels, walk-in coolers, refrigeration devices bodies refrigerated, water heaters, foam for spa, heat-insulating wall panels, evaporators, roofing panels, replacement of sheets of a derivative of polyisocyanuric acid and packaging foam. The polyurethane foam of the present disclosure with a core density in the range of 16 kg / m 3 to 80 kg / m 3 can be used in one-to-one packaging foam sprayed on-site packaging, prefabricated packaging boards or household foam. Polyurethane foam of the present disclosure with a core density in the range from 6.4 kg / m 3 to 80 kg / m 3 can be used in the manufacture of mattresses, mattress covers, packaging, toys, accessories, office chairs, car seats, foam for the passenger compartment, carpet bases, profile foam, indicator foam, pre-made foam, pillows, molded low-density foam. Polyurethane foam of the present disclosure with a core density in the range from 24 kg / m 3 to 48 kg / m 3 can be used in the manufacture of molded seats, molded fittings, artificial wood, picture frames, exterior panels for houses, toys, toilet seats, medical devices and the like. Low density structural foam, such a polyurethane foam of the present disclosure with a core density in the range of 24 kg / m 3 to 48 kg / m 3 , can be used in the manufacture of doors, garage doors, automobile panels, car sound insulation, car interior ceilings, foam for filling blocks and inserts in shoes. Polyurethane products obtained according to the present disclosure can also be used to make things, such as low density adhesives, which are used in the artisan industry for dressing.

Следующие примеры включены для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Будет оценено специалистами в данной области техники, что техники, раскрытые в следующих примерах, представляют техники, раскрытые изобретателем(ями) для хорошей работы при осуществлении на практике изобретения, и таким образом могут рассматриваться как содержащие предпочтительные способы его осуществления. Однако, в свете настоящего раскрытия специалисты в данной области техники оценят, что много изменений можно сделать в конкретных вариантах осуществления, которые раскрыты, и тем не менее получить подобный или аналогичный результат без отклонения от объема настоящего изобретения.The following examples are included to illustrate preferred embodiments of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that the techniques disclosed in the following examples represent the techniques disclosed by the inventor (s) for good work in practicing the invention, and thus can be considered as containing preferred methods for practicing it. However, in the light of the present disclosure, those skilled in the art will appreciate that many changes can be made to the specific embodiments that are disclosed, and yet obtain a similar or similar result without departing from the scope of the present invention.

ПримерыExamples

Согласно настоящему предпочтительному общему способу получения пен согласно настоящему изобретению две отдельные смеси сначала получают и затем смешивают вместе, обычно при помощи промышленного стандартного оборудования для нанесения, такого как оборудование для получения пен, которое смешивает часть А и часть B в соотношении по объему 1:1 (А:В). Будет понятно, что оборудование для получения пен, которое смешивает часть А и часть B в более высоких соотношениях (по объему) также можно использовать, таком как в соотношениях 1,25:1 (А:В), 1,5:1 (А:В) или 2,0:1 (А:В) по объему. Первая смесь содержит, по меньшей мере, изоцианат. Вторая смесь содержит природный полиол, пластификатор/огнестойкую добавку, катализатор(ы) и воду в качестве вспенивающего средства. Сиропы или растворы природного полиола, такие как растворы сахарозы, коммерчески доступны, содержат различные количества воды, до около 90% по массе сахарозы и содержатся в диапазоне от около 45% до около 90% в части из смолы. Эти сиропы/растворы можно использовать с добавлением или без добавления дополнительной воды. Альтернативно и в равной степени допустимо, что сухой природный полиол может быть поглощен выбранным количеством воды.According to a presently preferred general method for producing foams according to the present invention, two separate mixtures are first obtained and then mixed together, usually using industrial standard application equipment, such as foam equipment, which mixes part A and part B in a 1: 1 volume ratio (A: B). It will be understood that equipment for producing foams that mixes part A and part B in higher ratios (by volume) can also be used, such as in the ratios 1.25: 1 (A: B), 1.5: 1 (A : B) or 2.0: 1 (A: B) by volume. The first mixture contains at least isocyanate. The second mixture contains a natural polyol, a plasticizer / flame retardant, catalyst (s) and water as a blowing agent. Syrups or solutions of a natural polyol, such as sucrose solutions, are commercially available, contain various amounts of water, up to about 90% by weight of sucrose, and are in the range of about 45% to about 90%, in part, of the resin. These syrups / solutions can be used with or without additional water. Alternatively and equally, it is conceivable that the dry, natural polyol can be absorbed in a selected amount of water.

Конечная пенообразующая смесь настоящего изобретения будет обычно содержать от около 5 до 60% полиизоцианата, 0,05-1,0% поверхностно-активного вещества, 5-30% воды, 30-90% природного полиола (сухого или в растворе), такого как сахароза, 0,5-2,5% катализатора, все на основе массы относительно общей массы. Как указано выше, могут быть дополнительные компоненты-добавки в композиции смеси, такие как огнестойкие добавки, подкрашивающие вещества, пигменты и подобное. Если присутствуют, количество огнестойких добавок в процентах на основе массы находится в диапазоне от около 5 масс. % до около 30% по массе.The final foaming mixture of the present invention will typically contain from about 5 to 60% polyisocyanate, 0.05-1.0% surfactant, 5-30% water, 30-90% natural polyol (dry or in solution), such as sucrose, 0.5-2.5% catalyst, all based on weight relative to total weight. As indicated above, there may be additional additive components in the composition of the mixture, such as flame retardants, tinting agents, pigments and the like. If present, the percentage of flame retardant additives based on the weight is in the range of about 5 masses. % to about 30% by weight.

Желаемые количества каждого компонента в конечной смеси можно получить путем смешивания первой смеси со второй смесью в соотношении первой ко второй от около 0,75:1 до 2:1 по массе, если смеси содержат следующие компоненты в частях по массе на основе всей массы каждой смеси.The desired amounts of each component in the final mixture can be obtained by mixing the first mixture with the second mixture in a first to second ratio of about 0.75: 1 to 2: 1 by weight, if the mixtures contain the following components in parts by weight based on the total weight of each mixture .

Пример 1: Получение 16 кг/м3 полиуретановой пеныExample 1: Obtaining 16 kg / m 3 polyurethane foam

Первая смесь, или часть В, представляет собой часть из смолы. Сахароза (89%, 67,5 брикс), природный полиол (предоставленный Imperial Sugar Co., Шугар-Ленд, Техас) смешивают с приблизительно 5% по массе воды и получают раствор. Поверхностно-активное вещество (1,75% Dabco DC5604) затем добавляют в сахарозную смесь при перемешивании. Катализаторы, такие как аминные катализаторы BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир; доступный от Air Products), 3%, и Polycat 31 (4%; аминный катализатор с низким уровнем выбросов, разработанный для вспененного водой, с открытыми ячейками SPF низкой плотности, доступный от Air Products) затем добавляют при перемешивании, за которыми следует эмульгатор (NP-9) и сшиватель цепи (DEOA LF (диэтаноламин 85% и 15% воды); доступный от Air Products). Необязательные ингредиенты, такие как D-400, сополимер полиэтиленоксида с 1,6-диаминами, добавленный в качестве средства загустевания, можно также добавить в этот момент.The first mixture, or part B, is a resin part. Sucrose (89%, 67.5 brix), a natural polyol (provided by Imperial Sugar Co., Sugar Land, Texas) is mixed with approximately 5% by weight of water to form a solution. The surfactant (1.75% Dabco DC5604) is then added to the sucrose mixture with stirring. Catalysts such as BL-19 amine catalysts (bis (2-dimethylaminoethyl) ether; available from Air Products), 3%, and Polycat 31 (4%; low emission amine catalyst designed for open-cell foamed water SPF the low density available from Air Products) is then added with stirring, followed by an emulsifier (NP-9) and a chain crosslinker (DEOA LF (diethanolamine 85% and 15% water); available from Air Products). Optional ingredients such as D-400, a polyethylene oxide copolymer of 1,6-diamines added as a thickening agent can also be added at this point.

Вторая смесь, или часть А, представляет собой часть из изоцианата. Перемешанную смесь подходящего изоцианата, такого как MDI или модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) с функциональностью приблизительно 2,3-3,0 (например, Lupranate® М-10 или Lupranate® М-20 [полимерный MDI с функциональностью приблизительно 2,7], оба доступны от BASF) (приблизительно 70 частей) и пластификатор, ТСРР [(трис(хлоризопропил)фосфат] в концентрации приблизительно 30 частей для доведения до общих 100% (доступный от ICL-IP под названием Fyrol PCF) перемешивали вместе.The second mixture, or part A, is a part of isocyanate. A mixed mixture of a suitable isocyanate, such as MDI or a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) with a functionality of about 2.3-3.0 (eg, Lupranate® M-10 or Lupranate® M-20 [polymer MDI with a functionality of approximately 2.7], both available from BASF) (approximately 70 parts) and plasticizer, TCP ([Tris (chlorisopropyl) phosphate] at a concentration of approximately 30 parts to bring to a total of 100% (available from ICL-IP called Fyrol PCF) was mixed together.

Смоляной состав, или часть В, затем приводят в реакцию с частью А в соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая 16 кг/м3 распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности.The resin composition, or part B, is then reacted with part A in a ratio of 1 to 1 using foam spray equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C to obtain 16 kg / m 3 sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry.

Продукционную пену затем тестировали согласно протоколам тестирования ASTM, и она показывала тестовые данные по АСС 377, как показано на фигурах 1-4, показывая, что 16 кг/м3 распыляемую пену можно устанавливать при номинальной толщине до 25,4 см и оставлять незащищенной на чердаках и в подполах. Продукт также показывал среднее содержание сухого вещества на основе биоматериалов, как определено при помощи способа В ASTM-D6866-11, около 25%; среднюю насыпную плотность (как определено при помощи ASTM D-1622-98) 16,3 кг/м3; средний предел прочности на разрыв (как определено при помощи ASTM D1623) 22,95 кПа; распространение пламени (как определено при помощи ASTM Е-84) 15 при толщине напыления 10,2 см и значение выделения дыма (как определено при помощи ASTM Е-84) 400 при толщине напыления 10,2 см.Production foam was then tested according to ASTM testing protocols, and it showed ACC 377 test data as shown in Figures 1-4, showing that 16 kg / m 3 spray foam can be set at a nominal thickness of up to 25.4 cm and left unprotected on attics and underground. The product also showed an average dry matter content based on biomaterials, as determined using method B of ASTM-D6866-11, about 25%; average bulk density (as determined using ASTM D-1622-98) 16.3 kg / m 3 ; average tensile strength (as determined using ASTM D1623) 22.95 kPa; flame spread (as determined using ASTM E-84) 15 at a spray thickness of 10.2 cm and smoke emission value (as determined using ASTM E-84) 400 at a spray thickness of 10.2 cm.

Пример 2: Получение 8 кг/м3 полиуретановой пеныExample 2: Obtaining 8 kg / m 3 polyurethane foam

Первая смесь, или часть В, представляет собой часть из смолы. Сахароза (57 частей, 67,5 брикс), природный полиол (предоставленный Imperial Sugar), или в виде раствора, или в виде инверного раствора, смешивают с около 5% по массе воды и получают начальный раствор сахарозы. Поверхностно-активное вещество (1,75% Dabco® DC5604) затем добавляют в сахарозную смесь при перемешивании. Пластификатор/огнестойкую добавку ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат; 27 частей) затем добавляют при перемешивании. Катализаторы, такие как аминные катализаторы BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир; доступный от Air Products), 3%, и Polycat 31 (4%; аминный катализатор с низким уровнем выбросов, разработанный для вспененного водой, с открытыми ячейками SPF низкой плотности, доступный от Air Products) затем добавляют при перемешивании, за которыми следует эмульгатор (NP-9, ЕМ-400 или подобный) и сшиватель цепи (DEOA LF (диэтаноламин 85% и 15% воды, около 3%; доступный от Air Products). Необязательные ингредиенты, такие как D-400, сополимер полиэтиленоксида с 1,6-диаминами, добавленный в качестве средства загустевания, можно также добавить в этот момент.The first mixture, or part B, is a resin part. Sucrose (57 parts, 67.5 brix), a natural polyol (provided by Imperial Sugar), either as a solution or as an invert solution, is mixed with about 5% by weight of water and an initial sucrose solution is obtained. The surfactant (1.75% Dabco® DC5604) is then added to the sucrose mixture with stirring. The TMPP plasticizer / flame retardant (tris (2-chloro-1-methylethyl) phosphate; 27 parts) is then added with stirring. Catalysts such as BL-19 amine catalysts (bis (2-dimethylaminoethyl) ether; available from Air Products), 3%, and Polycat 31 (4%; low emission amine catalyst designed for open-cell foamed water SPF the low density available from Air Products) is then added with stirring, followed by an emulsifier (NP-9, EM-400 or the like) and a chain crosslinker (DEOA LF (diethanolamine 85% and 15% water, about 3%; available from Air Products). Optional ingredients such as D-400, 1,6-diamine polyethylene oxide copolymer added as a medium va thickening, may also be added at this point.

Вторая смесь, или часть А, представляет собой часть из изоцианата и представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) с функциональностью приблизительно 2,3 (Lupranate М-10, доступный от BASF) (от 70 до 100 частей) в воде или подходящем растворителе или жидкости.The second mixture, or part A, is a part of isocyanate and is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) with a functionality of approximately 2.3 (Lupranate M-10, available from BASF) (70 to 100 parts) in water or a suitable solvent or liquid .

Смоляной состав, или часть В, затем приводят в реакцию с частью А в соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая 8 кг/м3 распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности.The resin composition, or part B, is then reacted with part A in a ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C to obtain 8 kg / m 3 sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry.

Пример 3: Получение модифицированной 8 кг/м3 полиуретановой пеныExample 3: Obtaining a modified 8 kg / m 3 polyurethane foam

Смоляной состав части В: жидкая сахароза от Imperial Sugar Company (55 частей от всей массы, 67,5 Брикс), 5 частей воды, 1,5 части поверхностно-активного вещества Dabco® DC5604 (доступное от Air Products and Chemicals), 24 части подходящего пластификатора/огнестойкой добавки, такой как ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат), 3 части BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, доступный от Air Products) в качестве катализатора вспенивания, 0 частей Polycat® 31 от Air Products (аминный катализатор с низким уровнем выбросов, разработанный для вспененного водой, с открытыми ячейками SPF низкой плотности), 0,5 частей диэтаноламина (DEOA), низкомолекулярного каталитического удлинителя цепи, 7,5 частей 9,5 молярного нонилфенольного пластификатора и 4 части 1,3-пропандиола, низкомолекулярного удлинителя цепи. Все ингредиенты части В смешивали вместе и получали способом, подобным описанному в примере 2.Part B resin composition: liquid sucrose from the Imperial Sugar Company (55 parts by weight, 67.5 Brix), 5 parts water, 1.5 parts Dabco® DC5604 surfactant (available from Air Products and Chemicals), 24 parts a suitable plasticizer / flame retardant such as TMSP (tris (2-chloro-1-methylethyl) phosphate), 3 parts BL-19 (bis (2-dimethylaminoethyl) ether available from Air Products) as a foaming catalyst, 0 parts Polycat® 31 from Air Products (low emission amine catalyst designed for low-density SPF open-cell), 0.5 h diethanolamine (DEOA), a low molecular weight catalytic chain extender, 7.5 parts of a 9.5 molar nonylphenol plasticizer and 4 parts of 1,3-propanediol, a low molecular weight chain extender. All the ingredients of Part B were mixed together and prepared in a manner similar to that described in Example 2.

Компонент части А представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) (100 частей), в частности Lupranate® М-10 с функциональностью приблизительно 2,3 или Lupranate® М-20 с функциональностью приблизительно 2,7 (оба доступны от BASF).Part A component is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) (100 parts), in particular Lupranate® M-10 with a functionality of approximately 2.3 or Lupranate® M-20 with a functionality of approximately 2.7 (both available from BASF).

Композицию части В приводили в контакт с частью А в массовом соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая плотностью 8 кг/м3, распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности, которая прошла принятые в качестве промышленного стандарта тесты огнестойкости и изоляционные свойства. Уменьшение катализатора реакции (удаление Polycat® 31) и добавление 1,3-пропандиола эффективно увеличивало время загустевания на приблизительно 2 секунды и улучшало характеристики текучести полимеризующейся пены, приводя к улучшенной адгезии облицовочных плит и адгезии между слоями конечного продукта по сравнению с примером №2 выше.The composition of part B was brought into contact with part A in a weight ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C, obtaining a density of 8 kg / m 3 , a sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry, which passed the fire resistance tests and insulation properties accepted as an industry standard. The reduction of the reaction catalyst (removal of Polycat® 31) and the addition of 1,3-propanediol effectively increased the thickening time by approximately 2 seconds and improved the flow characteristics of the polymerizable foam, leading to improved adhesion of the tiles and the adhesion between the layers of the final product compared to example No. 2 above .

Пример 4: Получение модифицированной 8 кг/м3 полиуретановой пены из сахарозы с использованием высокомолекулярного пластификатора и сниженной загрузкой катализатораExample 4: Obtaining a modified 8 kg / m 3 polyurethane foam from sucrose using a high molecular weight plasticizer and a reduced catalyst load

Смоляной состав части В: жидкая сахароза от Imperial Sugar Company (55 частей от всей массы, 67,5 Брикс), 5 частей воды, 1,5 части поверхностно-активного вещества Dabco® DC5604 (доступное от Air Products and Chemicals), 24 части пластификатора/огнестойкой добавки ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат), 3 части Dabco® BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, доступный от Air Products & Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания) в качестве катализатора вспенивания, 0 частей Polycat® 31 от Air Products (аминный катализатор с низким уровнем выбросов, разработанный для вспененного водой, с открытыми ячейками SPF низкой плотности), 0,5 частей диэтаноламина (DEOA), низкомолекулярного каталитического удлинителя цепи, 7,5 частей 12 молярного нонилфенольного пластификатора и 4 части 1,3-пропандиола, низкомолекулярного удлинителя цепи. Все ингредиенты части В смешивали вместе и получали способом, подобным описанному в примере 2.Part B resin composition: liquid sucrose from the Imperial Sugar Company (55 parts by weight, 67.5 Brix), 5 parts water, 1.5 parts Dabco® DC5604 surfactant (available from Air Products and Chemicals), 24 parts TMPP plasticizer / flame retardant (tris (2-chloro-1-methylethyl) phosphate), 3 parts Dabco® BL-19 (bis (2-dimethylaminoethyl) ether, available from Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA) as a foaming catalyst, 0 parts Polycat® 31 from Air Products (low emission amine catalyst designed for foamed water with low SPF open cells density), 0.5 parts of diethanolamine (DEOA), a low molecular weight catalytic chain extender, 7.5 parts of a 12 molar nonylphenol plasticizer and 4 parts of 1,3-propanediol, a low molecular weight chain extender. All the ingredients of Part B were mixed together and prepared in a manner similar to that described in Example 2.

Компонент части А представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) (100 частей), в частности Lupranate® М-10 с функциональностью приблизительно 2,3 или Lupranate® М-20 с функциональностью приблизительно 2,7 (оба доступны от BASF).Part A component is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) (100 parts), in particular Lupranate® M-10 with a functionality of approximately 2.3 or Lupranate® M-20 with a functionality of approximately 2.7 (both available from BASF).

Композицию части В приводили в контакт с частью А в массовом соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая плотностью 8 кг/м3, распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности, которая прошла принятые в качестве промышленного стандарта тесты огнестойкости и изоляционные свойства. Уменьшение катализатора реакции (удаление Polycat® 31) и добавление высокомолекулярного пластификатора (12 молярного нонилфенола) эффективно увеличивало время загустевания на приблизительно 5 секунд и улучшало характеристики текучести и клейкость полимеризующейся пены, приводя к улучшенной адгезии облицовочных плит и адгезии между слоями конечного продукта по сравнению с примером №3 выше.The composition of part B was brought into contact with part A in a weight ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C, obtaining a density of 8 kg / m 3 , a sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry, which passed the fire resistance tests and insulation properties accepted as an industry standard. Reducing the reaction catalyst (removing Polycat® 31) and adding high molecular weight plasticizer (12 molar nonylphenol) effectively increased the thickening time by approximately 5 seconds and improved the flow and tack properties of the polymerizable foam, resulting in improved adhesion of the tiles and adhesion between the layers of the final product compared to Example 3 above.

Пример 5: Получение модифицированной 8 кг/м3 полиуретановой пены из сахарозы с использованием эмульгатора/пластификатораExample 5: Obtaining a modified 8 kg / m 3 polyurethane foam from sucrose using an emulsifier / plasticizer

Смоляной состав части В: жидкая сахароза от Imperial Sugar Company (58,5 частей от всей массы, 67,5 Брикс), 5 частей воды, 1,0 часть поверхностно-активного вещества Dabco® DC5604 (доступное от Air Products & Chemicals, Inc.), 27,5 частей пластификатора/огнестойкой добавки ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат), 3,5 частей Polycat® 31 (аминный катализатор с низким уровнем выбросов, разработанный для вспененного водой, с открытыми ячейками SPF низкой плотности, доступный от Air Products & Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания), 2,5 части Polycat®-140 и 1,0 часть Polycat®-141 катализаторов вспенивания, 1,0 часть поверхностно-активного вещества Dabco® 5350, 6,0 частей эмульгатора ВМ-400 (BASF Corp., Уайандотт, Мичиган) и 0,5 частей диэтаноламина (DEOA), низкомолекулярного каталитического удлинителя цепи. Все ингредиенты части В смешивали вместе и получали способом, подобным описанному в примере 2.Part B resin composition: liquid sucrose from the Imperial Sugar Company (58.5 parts by weight, 67.5 Brix), 5 parts water, 1.0 part Dabco® DC5604 surfactant (available from Air Products & Chemicals, Inc .), 27.5 parts of a plasticizer / flame retardant TMSP (Tris (2-chloro-1-methylethyl) phosphate), 3.5 parts of Polycat® 31 (low emission amine catalyst designed for open-cell foamed water) Low Density SPF, available from Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA), 2.5 parts Polycat®-140 and 1.0 part Polycat®-141 foaming catalysts, 1.0 part surface stno active agent Dabco® 5350, 6.0 parts of emulsifier VM-400 (BASF Corp., Wyandotte, Michigan) and 0.5 parts of diethanolamine (DEOA), low molecular weight chain extender catalyst. All the ingredients of Part B were mixed together and prepared in a manner similar to that described in Example 2.

Компонент части А представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) (100 частей), в частности Lupranate® М-10 с функциональностью приблизительно 2,3 или Lupranate® М-20 с функциональностью приблизительно 2,7 (оба доступны от BASF).Part A component is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) (100 parts), in particular Lupranate® M-10 with a functionality of approximately 2.3 or Lupranate® M-20 with a functionality of approximately 2.7 (both available from BASF).

Композицию части В приводили в контакт с частью А в массовом соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая плотностью 8 кг/м3, распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности, которая прошла принятые в качестве промышленного стандарта тесты огнестойкости и изоляционные свойства. Добавление ВМ-400 от BASF эффективно эмульгировало смолу части В, давая более однородную смесь. ВМ-400 также работал в качестве пластификатора в процессе образования пены, улучшая характеристики текучести и клейкость полимеризующейся пены, таким образом улучшая адгезию облицовочных плит и адгезии между слоями конечного продукта по сравнению с примером №4 выше.The composition of part B was brought into contact with part A in a weight ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C, obtaining a density of 8 kg / m 3 , a sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry, which passed the fire resistance tests and insulation properties accepted as an industry standard. The addition of BASF BM-400 effectively emulsified the resin of Part B to give a more uniform mixture. VM-400 also worked as a plasticizer in the process of foam formation, improving the flow characteristics and adhesiveness of the polymerizable foam, thereby improving the adhesion of the tiles and the adhesion between the layers of the final product compared to example No. 4 above.

Пример 6: Получение 8 кг/м3 полиуретановой пены из инвертного раствора сахара (глюкоза и фруктоза)Example 6: Obtaining 8 kg / m 3 polyurethane foam from an invert solution of sugar (glucose and fructose)

Смоляной состав части В: жидкий инвертный раствор от Imperial Sugar Company (глюкоза и фруктоза, 55 частей от общей массы, 72 Брикс), 5 частей воды, 1,5 части поверхностно-активного вещества Dabco® DC5604, 25 частей пластификатора/огнестойкой добавки ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат), 3 части Dabco® BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, доступный от Air Products & Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания) в качестве катализатора вспенивания, 0,5 частей диэтаноламина (DEOA), низкомолекулярного каталитического удлинителя цепи, 7,5 частей 12 молярного нонилфенольного пластификатора и 2,7 частей эмульгатора ВМ-400 от BASF объединяли. Все ингредиенты части В смешивали вместе и получали способом, подобным описанному в примере 2.Part B resin composition: Imperial Sugar Company liquid invert solution (glucose and fructose, 55 parts by weight, 72 Brix), 5 parts of water, 1.5 parts of Dabco® DC5604 surfactant, 25 parts of TMPP plasticizer / flame retardant (tris- (2-chloro-1-methylethyl) phosphate), 3 parts of Dabco® BL-19 (bis (2-dimethylaminoethyl) ether, available from Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA) as a foaming catalyst, 0.5 parts of diethanolamine (DEOA), a low molecular weight catalytic chain extender, 7.5 parts of 12 molar nonylphenol plasticizer and 2.7 parts of the emulsifier BM-400 from BASF were combined. All the ingredients of Part B were mixed together and prepared in a manner similar to that described in Example 2.

Компонент части А представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) (100 частей), в частности Lupranate® М-10 с функциональностью приблизительно 2,3 или Lupranate® М-20 с функциональностью приблизительно 2,7 (оба доступны от BASF).Part A component is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) (100 parts), in particular Lupranate® M-10 with a functionality of approximately 2.3 or Lupranate® M-20 with a functionality of approximately 2.7 (both available from BASF).

Композицию части В приводили в контакт с частью А в массовом соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая плотностью 8 кг/м3, распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности, которая прошла принятые в качестве промышленного стандарта тесты огнестойкости и изоляционные свойства.The composition of part B was brought into contact with part A in a weight ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C, obtaining a density of 8 kg / m 3 , a sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry, which passed the fire resistance tests and insulation properties accepted as an industry standard.

Пример 7: Получение 8 кг/м3 полиуретановой пены из мелассы сахарного тростникаExample 7: Obtaining 8 kg / m 3 polyurethane foam from molasses of sugarcane

Смоляной состав части В: мелассу тростника от Imperial Sugar Company (55 частей от общей массы, 82 Брикс), 5 частей воды, 1,3 части поверхностно-активного вещества Dabco® DC5604, 25 частей пластификатора/огнестойкой добавки ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат), 3 части Dabco® BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, доступный от Air Products & Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания) в качестве катализатора вспенивания, 0,5 частей диэтаноламина (DEOA), низкомолекулярного каталитического удлинителя цепи, 7,5 частей 12 молярного нонилфенольного пластификатора и 2,7 частей эмульгатора ВМ-400 от BASF объединяли. Все ингредиенты части В смешивали вместе и получали способом, подобным описанному в примере 2.Part B resin composition: Reed molasses from Imperial Sugar Company (55 parts by weight, 82 Brix), 5 parts water, 1.3 parts Dabco® DC5604 surfactant, 25 parts TMP plasticizer / flame retardant (Tris- (2 -chloro-1-methylethyl) phosphate), 3 parts of Dabco® BL-19 (bis (2-dimethylaminoethyl) ether, available from Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA) as a foaming catalyst, 0.5 parts of diethanolamine (DEOA), a low molecular weight catalytic chain extender, 7.5 parts 12 molar nonylphenol plasticizer and 2.7 parts emulsifier BM-400 o BASF pooled. All the ingredients of Part B were mixed together and prepared in a manner similar to that described in Example 2.

Компонент части А представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) (100 частей), в частности Lupranate® М-10 с функциональностью приблизительно 2,3 или Lupranate® М-20 с функциональностью приблизительно 2,7 (оба доступны от BASF).Part A component is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) (100 parts), in particular Lupranate® M-10 with a functionality of approximately 2.3 or Lupranate® M-20 with a functionality of approximately 2.7 (both available from BASF).

Композицию части В приводили в контакт с частью А в массовом соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая плотностью 8 кг/м3, распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности, которая прошла принятые в качестве промышленного стандарта тесты огнестойкости и изоляционные свойства.The composition of part B was brought into contact with part A in a weight ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C, obtaining a density of 8 kg / m 3 , a sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry, which passed the fire resistance tests and insulation properties accepted as an industry standard.

Пример 8: Получение 8 кг/м3 полиуретановой пены из кукурузной патокиExample 8: Obtaining 8 kg / m 3 polyurethane foam from corn syrup

Смоляной состав части В: кукурузную патоку от Archer Daniels Midland Corporation (ADM) (55 частей от всей массы, 75 Брикс), 5 частей воды, 1,3 части поверхностно-активного вещества Dabco® DC5604, 25 частей пластификатора/огнестойкой добавки ТМСР (трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфат), 3 части Dabco® BL-19 (бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, доступный от Air Products & Chemicals, Inc., Аллентаун, Пенсильвания) в качестве катализатора вспенивания, 0,5 частей диэтаноламина (DEOA), низкомолекулярного каталитического удлинителя цепи, 7,5 частей 12 молярного нонилфенольного пластификатора и 2,7 частей эмульгатора ВМ-400 от BASF объединяли, так что общее число ингредиентов добавлено до 100 частей по массе. Все ингредиенты части В смешивали вместе и получали способом, подобным описанному в примере 2.Part B resin composition: corn syrup from Archer Daniels Midland Corporation (ADM) (55 parts by weight, 75 Brix), 5 parts water, 1.3 parts Dabco® DC5604 surfactant, 25 parts plasticizer / flame retardant TMP ( tris- (2-chloro-1-methylethyl) phosphate), 3 parts Dabco® BL-19 (bis (2-dimethylaminoethyl) ether, available from Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA) as a foaming catalyst, 0 , 5 parts of diethanolamine (DEOA), a low molecular weight catalytic chain extender, 7.5 parts of 12 molar nonylphenol plasticizer and 2.7 parts of emulsifier and a VM-400 from BASF combined so that the total number of ingredients added to 100 parts by weight. All the ingredients of Part B were mixed together and prepared in a manner similar to that described in Example 2.

Компонент части А представляет собой модифицированный MDI (метилендифенилдиизоцианат) (100 частей), в частности Lupranate® М-10 с функциональностью приблизительно 2,3 или Lupranate® М-20 с функциональностью приблизительно 2,7 (оба доступны от BASF).Part A component is a modified MDI (methylene diphenyl diisocyanate) (100 parts), in particular Lupranate® M-10 with a functionality of approximately 2.3 or Lupranate® M-20 with a functionality of approximately 2.7 (both available from BASF).

Композицию части В приводили в контакт с частью А в массовом соотношении 1 к 1 при помощи оборудования для распыления пены, работающего при температурах от 38°С до свыше 54°С, получая плотностью 8 кг/м3, распыляемую полиуретановую пену, подходящую для использования в изоляционных применениях для домов и промышленности, которая прошла принятые в качестве промышленного стандарта тесты огнестойкости и изоляционные свойства.The composition of part B was brought into contact with part A in a weight ratio of 1 to 1 using foam spraying equipment operating at temperatures from 38 ° C to over 54 ° C, obtaining a density of 8 kg / m 3 , a sprayable polyurethane foam suitable for use in insulating applications for homes and industry, which passed the fire resistance tests and insulation properties accepted as an industry standard.

Другие и дополнительные варианты осуществления, в которых используются один или несколько аспектов настоящего изобретения, описанных выше, могут быть изменены без отклонения от идеи изобретения заявителей. Например, полиуретановые пены могут также содержать добавление красителей или подкрашивающих веществ, для целей различения компаний во время использования, в случае необходимости, при условии, что красители или подкрашивающие вещества не ингибируют образование пены. Также различные способы и варианты осуществления производственного процесса можно включить совместно друг с другом для получения вариантов раскрытых способов и вариантов осуществления. Рассмотрение элементов в единственном числе может включать элементы во множественном числе и наоборот.Other and further embodiments in which one or more of the aspects of the present invention described above are used can be changed without departing from the inventors ’inventive concept. For example, polyurethane foams may also contain the addition of dyes or tinting agents, to distinguish between companies during use, if necessary, provided that dyes or tinting agents do not inhibit the formation of foam. Also, various methods and embodiments of the manufacturing process can be included in conjunction with each other to obtain options for the disclosed methods and embodiments. Examining singular elements may include plural elements and vice versa.

Порядок стадий может происходить в различных последовательностях, если иное конкретно не ограничено. Различные стадии, описанные в настоящем документе, можно объединять с другими стадиями, объединять с указанными стадиями и/или разделять на несколько стадий. Аналогично, элементы были описаны функционально и могут быть реализованы в виде отдельных компонентов или могут быть объединены в компонентах, обладающих множеством функций.The order of the stages may occur in different sequences, unless otherwise specifically limited. The various steps described herein can be combined with other steps, combined with said steps, and / or divided into several steps. Similarly, the elements have been described functionally and can be implemented as separate components or can be combined in components with many functions.

Изобретения были описаны в контексте предпочтительных и других вариантов осуществления, и не все варианты осуществления настоящего изобретения были описаны. Очевидные модификации и изменения описанных вариантов осуществления доступны для специалистов в данной области техники. Раскрытые и нераскрытые варианты осуществления не предназначены для ограничения или сокращения объема или применимости изобретения, задуманного заявителями, а скорее в соответствии с патентным законом заявители намереваются полностью защитить все такие модификации и улучшения, которые попадают в объем или серию эквивалентов следующей формулы изобретения.The inventions have been described in the context of preferred and other embodiments, and not all embodiments of the present invention have been described. Obvious modifications and changes to the described embodiments are available to those skilled in the art. The disclosed and undisclosed embodiments are not intended to limit or reduce the scope or applicability of the invention conceived by the applicants, but rather, in accordance with patent law, applicants intend to fully protect all such modifications and improvements that fall within the scope or series of equivalents of the following claims.

Claims (44)

1. Огнестойкая полиуретановая пена, содержащая реакционный продукт:1. Fire-resistant polyurethane foam containing a reaction product: первой реакционной смеси, состоящей из полиизоцианата и необязательно поверхностно-активного вещества, иa first reaction mixture consisting of a polyisocyanate and optionally a surfactant, and второй реакционной смеси, состоящей из:a second reaction mixture consisting of: природного полиола, в котором по существу все гидроксильные группы на полиоле свободны;a natural polyol in which essentially all hydroxyl groups on the polyol are free; поверхностно-активного вещества;surfactant; водного вспенивающего средства иaqueous blowing agent and катализатора образования полиуретана;polyurethane formation catalyst; огнестойкой добавки; иflame retardant additives; and необязательно любого или любой комбинации пластфикатора, эмульгатора, бактериостата, простого полиэфирполиола, не содержащего галоген вспенивающего средства, наполнителя, красителя или подкрашивающего вещества, глицерина, удлинителя цепи/перекрестносшивающего средства, антиоксиданта, антистатической добавки и/или средства открытия ячеек;optionally any or any combination of plasticizer, emulsifier, bacteriostat, polyether polyol, halogen-free blowing agent, filler, colorant or tinting agent, glycerin, chain extender / crosslinker, antioxidant, antistatic agent and / or cell opener; причем первая реакционная смесь и вторая реакционная смесь применяются в таких количествах, чтобы получить изоцианатный индекс от 20 до 50.moreover, the first reaction mixture and the second reaction mixture are used in such quantities as to obtain an isocyanate index of from 20 to 50. 2. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что природный полиол выбран из группы, состоящей из сахарозы, фруктозы, глюкозы, ксилозы, кукурузной патоки, декстрозы и мелассы.2. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the natural polyol is selected from the group consisting of sucrose, fructose, glucose, xylose, corn syrup, dextrose and molasses. 3. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что вторая реакционная смесь дополнительно содержит пластификатор.3. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the second reaction mixture further comprises a plasticizer. 4. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что огнестойкая добавка представляет собой фосфатное соединение.4. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the flame-retardant additive is a phosphate compound. 5. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что вторая реакционная смесь дополнительно содержит эмульгатор.5. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the second reaction mixture further comprises an emulsifier. 6. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, характеризующаяся плотностью в диапазоне от около 8 кг/м3 до около 80 кг/м3 и демонстрирующая процентное значение содержания современного углерода (рМС) в диапазоне от около 10% до около 50%, определяемое согласно ASTM-D6866-11.6. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized by a density in the range from about 8 kg / m 3 to about 80 kg / m 3 and showing a percentage of the content of modern carbon (rMS) in the range from about 10% to about 50%, determined according to ASTM-D6866-11. 7. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что вторая реакционная смесь по существу не содержит углеводороды.7. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the second reaction mixture essentially does not contain hydrocarbons. 8. Способ получения огнестойкой полиуретановой пены, включающий:8. A method of obtaining a flame retardant polyurethane foam, including: a) смешивание природного полиола, в котором по существу все гидроксильные группы свободны, поверхностно-активного вещества, катализатора образования полиуретана, огнестойкой добавки и воды с образованием первого водного раствора, причем необязательно первый водный раствор дополнительно содержит любой или любую комбинацию пластфикатора, эмульгатора, бактериостата, простого полиэфирполиола, не содержащего галоген вспенивающего средства, наполнителя, красителя или подкрашивающего вещества, глицерина, удлинителя цепи/перекрестносшивающего средства, антиоксиданта, антистатической добавки и/или средства открытия ячеек;a) mixing a natural polyol in which essentially all hydroxyl groups are free, of a surfactant, a polyurethane formation catalyst, a flame retardant, and water to form a first aqueous solution, optionally the first aqueous solution further comprises any or any combination of plasticizer, emulsifier, bacteriostat , polyether polyol, halogen-free blowing agent, filler, colorant or tint, glycerin, chain extender / crosslinker conductive agents, antioxidant, antistatic agent and / or a means of opening cells; b) приведение в контакт первого водного раствора со вторым раствором, состоящим из полиизоцианата и необязательно поверхностно-активного вещества; иb) contacting the first aqueous solution with a second solution consisting of a polyisocyanate and optionally a surfactant; and c) обеспечение вспенивания смеси;c) providing foaming of the mixture; причем первый водный раствор и второй раствор применяются в таких количествах, чтобы обеспечить изоцианатный индекс от 20 до 50.moreover, the first aqueous solution and the second solution are used in such quantities as to provide an isocyanate index of from 20 to 50. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что не содержащее галоген вспенивающее средство добавляют в первый водный раствор.9. The method according to p. 8, characterized in that the halogen-free blowing agent is added to the first aqueous solution. 10. Способ по п. 8, дополнительно включающий добавление эмульгатора в первый водный раствор.10. The method of claim 8, further comprising adding an emulsifier to the first aqueous solution. 11. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, соответствующая или превосходящая условия, установленные согласно спецификации ICC-ES АС377.11. The fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, meeting or exceeding the conditions established in accordance with the specification ICC-ES AC377. 12. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, обладающая плотностью в диапазоне от около 8 кг/м3 до около 16 кг/м3.12. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, having a density in the range from about 8 kg / m 3 to about 16 kg / m 3 . 13. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, обладающая плотностью около 8 кг/м3.13. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, having a density of about 8 kg / m 3 . 14. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что вторая реакционная смесь содержит от около 5 масс. % до около 30 масс. % огнестойкой добавки в пересчете на массу огнестойкой полиуретановой пены.14. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the second reaction mixture contains from about 5 mass. % to about 30 mass. % flame retardant additives, calculated on the weight of the flame retardant polyurethane foam. 15. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что огнестойкая добавка выбрана из трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфата (ТМСР), трис-(альфа-хлорэтил)фосфата (ТСЕР), трис-(2,3-дихлор-1-пропил)фосфата и тетракис-(2-хлорэтил)дихлоризопентилдифосфата (YOKE-V6).15. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the flame-retardant additive is selected from tris- (2-chloro-1-methylethyl) phosphate (TMP), tris (alpha-chloroethyl) phosphate (TCEP), tris- (2 , 3-dichloro-1-propyl) phosphate and tetrakis- (2-chloroethyl) dichloroisopentyl diphosphate (YOKE-V6). 16. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что вторая реакционная смесь содержит от 20 масс. % до около 70 масс. % природного полиола.16. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the second reaction mixture contains from 20 mass. % to about 70 mass. % natural polyol. 17. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение первой реакционной смеси ко второй реакционной смеси составляет от около 0,75:1 до 2:1 по массе.17. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the ratio of the first reaction mixture to the second reaction mixture is from about 0.75: 1 to 2: 1 by weight. 18. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что вторая реакционная смесь дополнительно содержит глицерин или стабилизатор на основе глицерина.18. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the second reaction mixture further comprises glycerin or a glycerol-based stabilizer. 19. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, отличающаяся тем, что катализатор образования полиуретана присутствует в объединенной первой реакционной смеси и второй реакционной смеси в количестве от около 0,0001 масс. % до около 5 масс. %.19. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, characterized in that the catalyst for the formation of polyurethane is present in the combined first reaction mixture and the second reaction mixture in an amount of from about 0.0001 mass. % to about 5 mass. % 20. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 3, отличающаяся тем, что пластификатор выбран из группы, состоящей из фталатных пластификаторов, фосфатных или фосфорсодержащих пластификаторов и бензоатных пластификаторов.20. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 3, characterized in that the plasticizer is selected from the group consisting of phthalate plasticizers, phosphate or phosphorus-containing plasticizers and benzoate plasticizers. 21. Огнестойкая полиуретановая пена по п. 1, обладающая плотностью от 4,8 кг/м3 до 80 кг/м3.21. Fire-resistant polyurethane foam according to claim 1, having a density of 4.8 kg / m 3 to 80 kg / m 3 . 22. Способ по п. 8, отличающийся тем, что природный полиол выбран из группы, состоящей из сахарозы, фруктозы, глюкозы, ксилозы, кукурузной патоки, декстрозы и мелассы.22. The method according to p. 8, characterized in that the natural polyol is selected from the group consisting of sucrose, fructose, glucose, xylose, corn syrup, dextrose and molasses. 23. Способ по п. 8, отличающийся тем, что получаемая огнестойкая полиуретановая пена соответствует или превосходит условия, установленные согласно спецификации ICC-ES АС377.23. The method according to p. 8, characterized in that the obtained flame retardant polyurethane foam meets or exceeds the conditions established according to the specification ICC-ES AC377. 24. Способ по п. 8, отличающийся тем, что пена обладает плотностью в диапазоне от около 8 кг/м3 до около 16 кг/м3.24. The method according to p. 8, characterized in that the foam has a density in the range from about 8 kg / m 3 to about 16 kg / m 3 . 25. Способ по п. 8, отличающийся тем, что пена обладает плотностью в диапазоне от около 8 кг/м3 до около 80 кг/м3 и демонстрирует процентное значение содержания современного углерода (рМС) в диапазоне от около 10% до около 50%, определяемое согласно ASTM-D6866-11.25. The method according to p. 8, characterized in that the foam has a density in the range from about 8 kg / m 3 to about 80 kg / m 3 and shows a percentage of modern carbon (rMS) in the range from about 10% to about 50 % determined according to ASTM-D6866-11. 26. Способ по п. 8, отличающийся тем, что первый водный раствор содержит от около 5 масс. % до около 30 масс. % огнестойкой добавки в пересчете на массу огнестойкой полиуретановой пены.26. The method according to p. 8, characterized in that the first aqueous solution contains from about 5 mass. % to about 30 mass. % flame retardant additives, calculated on the weight of the flame retardant polyurethane foam. 27. Способ по п. 8, отличающийся тем, что огнестойкая добавка выбрана из трис-(2-хлор-1-метилэтил)фосфата (ТМСР), трис-(альфа-хлорэтил)фосфата (ТСЕР), трис-(2,3-дихлор-1-пропил)фосфата и тетракис-(2-хлорэтил)дихлоризопентилдифосфата (YOKE-V6).27. The method according to p. 8, characterized in that the flame retardant is selected from tris- (2-chloro-1-methylethyl) phosphate (TMPP), tris- (alpha-chloroethyl) phosphate (TCEP), tris- (2,3 -dichloro-1-propyl) phosphate and tetrakis- (2-chloroethyl) dichloroisopentyl diphosphate (YOKE-V6). 28. Способ по п. 8, отличающийся тем, что первый водный раствор содержит от 20 масс. % до приблизительно 70 масс. % природного полиола.28. The method according to p. 8, characterized in that the first aqueous solution contains from 20 mass. % to about 70 mass. % natural polyol. 29. Способ по п. 8, отличающийся тем, что соотношение первого водного раствора ко второму раствору составляет от около 0,75:1 до 2:1 по массе.29. The method according to p. 8, characterized in that the ratio of the first aqueous solution to the second solution is from about 0.75: 1 to 2: 1 by weight. 30. Способ по п. 8, отличающийся тем, что катализатор образования полиуретана присутствует в объединенном первом водном растворе и втором растворе в количестве от около 0,0001 масс. % до около 5 масс. %.30. The method according to p. 8, characterized in that the polyurethane formation catalyst is present in the combined first aqueous solution and the second solution in an amount of from about 0.0001 mass. % to about 5 mass. % 31. Способ по п. 8, отличающийся тем, что пена обладает плотностью от 4,8 кг/м3 до 80 кг/м3.31. The method according to p. 8, characterized in that the foam has a density of from 4.8 kg / m 3 to 80 kg / m 3 .
RU2014107781A 2012-07-30 2012-07-30 Sugar-based polyurethanes, methods of their obtaining and application RU2629020C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2012/048885 WO2014021827A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Sugar-based polyurethanes, methods for their preparation, and methods of use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014107781A RU2014107781A (en) 2016-09-20
RU2629020C2 true RU2629020C2 (en) 2017-08-24

Family

ID=50028346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014107781A RU2629020C2 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Sugar-based polyurethanes, methods of their obtaining and application

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN103974990A (en)
RU (1) RU2629020C2 (en)
WO (1) WO2014021827A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9725555B2 (en) 2010-09-09 2017-08-08 Innovative Urethane, Llc Sugar-based polyurethanes, methods for their preparation, and methods of use thereof
US9676896B2 (en) 2010-09-09 2017-06-13 Innovative Urethane, Llc Sugar-based polyurethanes, methods for their preparation, and methods of use thereof
US10323116B2 (en) 2013-03-15 2019-06-18 Imperial Sugar Company Polyurethanes, polyurethane foams and methods for their manufacture
US10611897B2 (en) 2017-11-07 2020-04-07 International Business Machines Corporation Arabitol and xylitol based flame retardants
CN110396212A (en) * 2018-04-25 2019-11-01 北京市建筑工程研究院有限责任公司 A kind of hard polyurethane foams auxiliary blowing agent
CN112497413A (en) * 2020-11-29 2021-03-16 千年舟新材科技集团股份有限公司 Foaming material, ultralow-density flame-retardant oriented strand board and preparation method
CN114940739B (en) * 2022-06-08 2023-07-11 万华化学集团股份有限公司 High-heat-resistance and easily-soluble TPU and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400475A (en) * 1981-12-08 1983-08-23 Patrick James Crehan Polyurethane foams and processes for preparation
US20040082712A1 (en) * 1996-09-30 2004-04-29 Blount David H. Flame retardant urea-bio based urethane compositions
RU2343165C1 (en) * 2007-08-29 2009-01-10 Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" Composition for obtaining rigid foampolyurethanes for heat-insulating purpose
EP2196493A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-16 Air Products And Chemicals, Inc. Catalyst composition for water blown, low density, rigid polyurethane foam
RU2419637C2 (en) * 2005-04-13 2011-05-27 Байер МатириальСайенс ЛЛСИ Foamed polyurethane and method of producing foamed polyurethane

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3061885A (en) 1959-09-08 1962-11-06 Goodyear Tire & Rubber Treatment of polyurethane foams
US3475525A (en) 1966-09-22 1969-10-28 Timothy V Peters Process of reticulating polyurethane foams
US4530777A (en) * 1981-12-08 1985-07-23 Crehan & Fricke Polyurethane foams and processes for preparation
US4511688A (en) * 1984-02-29 1985-04-16 The Dow Chemical Company Flame retardant for use in rigid polyurethane foams
US4950694A (en) 1989-06-29 1990-08-21 Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. Preparation of polyurethane foams without using inert blowing agents
US5250579A (en) 1992-09-28 1993-10-05 The Dow Chemical Company Cellular polymer containing perforated cell windows and a process for the preparation thereof
US5457139A (en) 1993-07-26 1995-10-10 Monsanto Company Flexible water-blown polyurethane foams
AU2001247599A1 (en) * 2000-03-20 2001-10-03 Kt Holdings, Llc Polyurethane foams
EP1162222A2 (en) * 2000-06-08 2001-12-12 Smithers-Oasis Company Biodegradable foams based on renewable resources
US20040157945A1 (en) * 2002-12-30 2004-08-12 Barber Thomas Allan Rigid urethane foams
US7160930B2 (en) * 2004-07-14 2007-01-09 Baysystems North America Llc Water blown polyurethane spray foam system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400475A (en) * 1981-12-08 1983-08-23 Patrick James Crehan Polyurethane foams and processes for preparation
US20040082712A1 (en) * 1996-09-30 2004-04-29 Blount David H. Flame retardant urea-bio based urethane compositions
RU2419637C2 (en) * 2005-04-13 2011-05-27 Байер МатириальСайенс ЛЛСИ Foamed polyurethane and method of producing foamed polyurethane
RU2343165C1 (en) * 2007-08-29 2009-01-10 Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" Composition for obtaining rigid foampolyurethanes for heat-insulating purpose
EP2196493A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-16 Air Products And Chemicals, Inc. Catalyst composition for water blown, low density, rigid polyurethane foam

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014107781A (en) 2016-09-20
WO2014021827A1 (en) 2014-02-06
CN103974990A (en) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10047187B2 (en) Sugar-based polyurethanes, methods for their preparation, and methods of use thereof
US10323116B2 (en) Polyurethanes, polyurethane foams and methods for their manufacture
US9725555B2 (en) Sugar-based polyurethanes, methods for their preparation, and methods of use thereof
RU2629020C2 (en) Sugar-based polyurethanes, methods of their obtaining and application
US11149105B2 (en) Amine catalysts for polyurethane foams
EP3036288B1 (en) Rigid foam and associated article and method
CN103221446B (en) Flame resistant flexible polyurethane foam
JP4580133B2 (en) Method for producing rigid and flexible polyurethane foams containing flame retardants
US10131758B2 (en) Polyurethane foam-forming compositions, methods of making low density foams using such compositions, and foams formed therefrom
EP2970561B1 (en) Flame retardant polyurethane foam and method for producing same
US11053340B2 (en) HCFO-containing isocyanate-reactive compositions, related foam-forming compositions and PUR-PIR foams
JPH0364311A (en) Manufacture of polyurethane foam without using inert foaming agent
EP3152242A1 (en) Heat and flame resistant polyurethane foam
US20190100661A1 (en) Fire resistant foam composition and method
AU2012386487B2 (en) Sugar-based polyurethanes, methods for their preparation, and methods of use thereof
DE102004050937A1 (en) Preparation of polyurethane rigid foam material, useful for heat insulation e.g. of coolers, comprises reacting polyisocyanate with compounds with reactive hydrogen atoms with isocyanate group in presence of propellants

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190731