RU2816656C1 - Способ получения пеноматериалов - Google Patents
Способ получения пеноматериалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816656C1 RU2816656C1 RU2023100832A RU2023100832A RU2816656C1 RU 2816656 C1 RU2816656 C1 RU 2816656C1 RU 2023100832 A RU2023100832 A RU 2023100832A RU 2023100832 A RU2023100832 A RU 2023100832A RU 2816656 C1 RU2816656 C1 RU 2816656C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reagent
- isocyanate
- mixture
- molecular weight
- hydroxyl
- Prior art date
Links
- 239000006261 foam material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 16
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 4
- SKDZTLAOGNSLJF-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;2-(2-hydroxyethoxy)ethanol Chemical compound CCOC(N)=O.OCCOCCO SKDZTLAOGNSLJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 7
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 4
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- ZNXHWPFMNPRKQA-UHFFFAOYSA-N N=C=O.N=C=O.N=C=O.C(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1 Chemical compound N=C=O.N=C=O.N=C=O.C(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1 ZNXHWPFMNPRKQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области технологий изготовления пеноматериалов и может быть использовано при изготовлении пенопластов на основе полимерных композиций.
Способ получения пеноматериалов заключается в получении смеси из первого реагента на основе смеси гидроксилсодержащих веществ и технологических вспомогательных добавок и второго реагент на основе раствора олигомерного изоцианата в низкомолекулярном изоцианате. Смесь гидроксилсодержащих веществ представляет собой смесь Лапрола 805Б и Лапрамола 294. Второй реагент дополнительно включает изоцианат с более высокой молекулярной массой, чем у низкомолекулярного изоцианата, и представляет собой диэтиленгликольуретан. Все компоненты берут из расчета равенства суммарного паспортного количества изоцианатных групп компонентов второго реагента суммарному паспортному количеству гидроксильных групп первого реагента. Затем, смешивают первый реагент с охлажденным вторым реагентом и формуют при вспенивании и отверждают в ограничительной форме. Причем, процесс проводят при температуре, не превышающей температуру деструкции всех взаимодействующих компонентов. Предложенное изобретение позволяет повысить механическую прочность готового материала за счет повышения ударной вязкости. 4 табл., 1 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технологий изготовления пеноматериалов и может быть использовано при изготовлении пенопластов на основе полимерных композиций.
Из уровня техники известен способ получения высокопрочных и термостойких пенопластов (патент РФ №2772385, МПК C08J 9/10, публ. 17.01.2020 г.), согласно которому осуществляют смешение органической смолы с твердой эпоксидной смесью (высокомолекулярной эпоксидно-диановой смолой с молекулярной массой 1600, 3500 и 5000 и с содержанием эпоксидных групп 6%, 3% или 1% соответственно с газообразующим агентом (2,2-азобисизобутиронитрила).
К недостаткам аналога относится то, что получаемый высокопрочный и термостойкий пенопласт с использованием известного способа обладает сравнительно невысокой механической прочностью и ударной вязкостью.
Известен в качестве прототипа из патента РФ №2604841, МПК C08J 9/14, публ. 10.12.2016 г. способ получения термостойких пенопластов из полиизоцианатов и полиэпоксидов путем взаимодействия органического полиизоцианата с, по меньшей мере, одним, имеющим по меньшей мере 2 эпоксидные группы, органическим соединением в таком количестве, которое соответствует эквивалентному отношению изоцианатных групп к эпоксидным группам, равном от 1,2:1 и до 500:1, в присутствии вспомогательных веществ и добавок.
К недостаткам прототипа относится то, что получаемый термостойкий пенопласт с использованием известного способа также обладает сравнительно невысокой механической прочностью и ударной вязкостью.
Актуальность решаемой проблемы основана на имеющихся в данной области трудностях получения пеноматериалов, характеризующихся высокими физико-механическими прочностью и ударной вязкостью одновременно, поскольку, заливочные полиуретаны отечественных марок, например ППУ-307, ПУ-101, ЭТ-1, представляющие собой жесткие материалы с замкнутой мелкоячеистой структурой, обладают сравнительно невысокими показателями ударной вязкости, за счет использования низкомолекулярного изоцианата, что приводит к появлению хрупких звеньев в готовом материале, следствием чего является значительное охрупчивание и потеря работоспособности пеноматериалов при хранении и эксплуатации.
Задачей авторов изобретения является разработка эффективного способа получения пеноматериалов, характеризующихся повышенной ударной вязкостью.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа заключается в обеспечении повышения механической прочности готового материала за счет повышения ударной вязкости.
Указанные задача и технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа, включающего приготовление смеси из первого реагента на основе гидроксилсодержащего вещества и технологических вспомогательных добавок для формирования и отверждения пенистой структуры пеноматериала и второго реагента на основе раствора олигомерного изоцианата в простом низкомолекулярном изоцианате, с последующим отверждением и нагревом формуемой композиции, согласно предлагаемому способу в качестве второго реагента используют смесь на основе раствора олигомерного изоцианата в простом низкомолекулярном изоцианате с дополнительным введением в раствор изоцианатов простого высокомолекулярного изоцианата при нагреве до получения однородного раствора с последующим его охлаждением до температуры не ниже температуры фазового перехода, все компоненты берут из расчета равенства суммарного паспортного количества изоцианатных групп компонентов второго реагента суммарному паспортному количеству гидроксильных групп первого реагента с последующим смешением первого реагента и охлажденного второго реагента и последующим формованием при вспенивании и отверждении в ограничительной форме композиции, пеноматериала при температуре не превышающей температуру деструкции всех взаимодействующих компонентов.
Заявляемый способ поясняется следующим образом.
Изготовление готового материала, обладающего повышенной ударной вязкостью, как это показали экспериментальные исследования, возможно при замене низкомолекулярного дифенилметандиизоцианата на диэтиленгликольуретан, обладающего более высокой молекулярной массой, при сохранении высоких показателей механической прочности.
Процесс получения пеноматериала по заявляемому способу заключается в следующем. Первоначально готовят смесь из первого реагента на основе гидроксилсодержащего вещества и технологических вспомогательных добавок для формирования и отверждения пенистой структуры пеноматериала. В качестве второго реагента используют смесь на основе раствора олигомерного изоцианата в простом низкомолекулярном изоцианате с дополнительным введением в раствор изоцианатов простого высокомолекулярного изоцианата.
Второй реагент готовят при нагревании до получения однородного раствора с последующим его охлаждением до температуры не ниже температуры фазового перехода. Все компоненты берут из расчета равенства суммарного паспортного количества изоцианатных групп компонентов второго реагента суммарному паспортному количеству гидроксильных групп первого реагента с последующим смешением первого реагента и охлажденного второго реагента. Смешение первого и второго реагента ведут после охлаждения смеси второго реагента. После смешения композицию помещают в ограничительную форму и проводят формование при вспенивании и отверждении в ограничительной форме композиции пеноматериала при температуре, не превышающей температуру деструкции всех взаимодействующих компонентов.
Такой порядок введения во взаимодействие первого и второю реагента способствует получению готового материала - пеноматериала с заданным уровнем физико-механических свойств, приведенных в таблице 1.
Таким образом, при использовании предлагаемого способа обеспечивается более высокий по сравнению с прототипом результат - обеспечение повышения механической прочности готового материала за счет повышения ударной вязкости не менее, чем на 50%.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующим примером конкретного исполнения.
Пример 1. В лабораторных условиях заявляемый способ реализован следующим образом.
В таблице 2 приведена рецептура модифицированного пенополиуретана.
Получение модифицированного пенополиуретана
1. Подготовка реакционных смесей
Подготовка первой смеси осуществляется смешением навесок компонентов: Лапрол 805Б, Лапрамол 294, пенорегулятор КЭП-2А согласно таблице 2 до однородной массы;
Для приготовления второй смеси в навеску полиизоцианата (полиизоцианат представляет собой раствора олигомерного изоцианата в простом низкомолекулярном изоцианате - дифенилметандиизоцианате) вводится расплавленный ДГУ, смесь выдерживается на глицериновой бане при периодическом перемешивании при температуре от 70°С до 100°С в течение (45-50) минут до получения однородной прозрачной композиции. Полученная смесь 2 охлаждается до температуры (25-27)°С.
2. Приготовление пенополиуретановой композиции
Приготовление пенополиуретановой композиции осуществляется путем смешения первой и второй смеси на электромешалке со скоростью 1500 об мин в течение 30-40 секунд.
3. Заполнение композицией ограничительной формы
Предварительно разогретая до температуры (45-50)°С ограничительная форма устанавливается на весы. Расчетное количество полученной композиции вливается в ограничительную форму. Ограничительная форма закрывается. Форма помешается на отверждение в термошкаф, нагретый до 60°С.
Дренажные отверстия перекрываются при появлении в них пенополиуретановой композиции.
4. Отверждение пенополиуретана
Режим отверждения пенополиуретана приведен в таблице 3.
Подъем температуры осуществляется со скоростью (20-25)°С в час. После отверждения пенопласта форма разбирается и из нее извлекается заготовка. Определяется кажущаяся плотность пеноматериала. Затем из заготовки вырезаются образцы для определения ударной вязкости.
Как показали проведенные экспериментальные исследования, предлагаемый способ обеспечивает получение пеноматериала с повышенными физико-механическими свойствами (таблица 4).
Claims (1)
- Способ получения пеноматериалов, включающий приготовление смеси из первого реагента на основе смеси гидроксилсодержащих веществ и технологических вспомогательных добавок для формования и отверждения пенистой структуры пеноматериала и второго реагента на основе раствора олигомерного изоцианата в низкомолекулярном изоцианате, представляющем собой дифенилметандиизоцианат с последующим отверждением и нагревом формуемой композиции, отличающийся тем, что смесь гидроксилсодержащих веществ представляет собой смесь Лапрола 805Б и Лапрамола 294, второй реагент дополнительно включает изоцианат с более высокой молекулярной массой, чем у низкомолекулярного изоцианата, и представляет собой диэтиленгликольуретан, при этом второй реагент нагревают до получения однородного раствора с последующим его охлаждением до температуры, не ниже температуры фазового перехода второго реагента, причем, все компоненты берут из расчета равенства суммарного паспортного количества изоцианатных групп компонентов второго реагента суммарному паспортному количеству гидроксильных групп первого реагента, с последующим смешением первого реагента с охлажденным вторым реагентом и формованием при вспенивании и отверждении в ограничительной форме композиции пеноматериала при температуре, не превышающей температуру деструкции всех взаимодействующих компонентов.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816656C1 true RU2816656C1 (ru) | 2024-04-02 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2129127C1 (ru) * | 1994-03-01 | 1999-04-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ВНИИЭФ Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Способ получения пенополиуретана |
| WO2014004187A1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | Prc-Desoto International, Inc. | Coating compositions with an isocyanate-functional prepolymer derived from a tricyclodecane polyol, methods for their use, and related coated substrates |
| RU2772385C2 (ru) * | 2020-07-17 | 2022-05-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Способ получения высокопрочных и термостойких пенопластов |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2129127C1 (ru) * | 1994-03-01 | 1999-04-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ВНИИЭФ Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Способ получения пенополиуретана |
| WO2014004187A1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | Prc-Desoto International, Inc. | Coating compositions with an isocyanate-functional prepolymer derived from a tricyclodecane polyol, methods for their use, and related coated substrates |
| RU2772385C2 (ru) * | 2020-07-17 | 2022-05-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Способ получения высокопрочных и термостойких пенопластов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rashmi et al. | Development of water‐blown bio‐based thermoplastic polyurethane foams using bio‐derived chain extender | |
| US3214411A (en) | Polyester urethanes made with diphenylmethane diisocyanate which are processable by thermoplastic techniques | |
| CN109983050B (zh) | 聚氨酯硬质泡沫材料、其制备方法及其用途 | |
| CN1900132A (zh) | 高强度硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法 | |
| CN109654156A (zh) | 弹跳限位器及其生产方法 | |
| CN106632985A (zh) | 一种聚氨酯泡沫材料及其制备方法和用途 | |
| KR20140048295A (ko) | 탄닌―기반 포말 물질을 제조하기 위한 조성물, 이로부터 수득가능한 포말 물질, 및 이의 제조 공정 | |
| CN111647123B (zh) | 一种聚氨酯硬泡泡沫及其制备方法 | |
| RU2816656C1 (ru) | Способ получения пеноматериалов | |
| US4119594A (en) | Catalyzed one-shot system for molding thermoset polyurethanes | |
| CN101503503B (zh) | 聚醚型聚氨酯鞋用仿木耐硫化材料的制备方法 | |
| US6716384B2 (en) | Process for the rotational molding of polyurethane articles | |
| US3784487A (en) | Process for making a foam from a composition comprising bituminous masses,a novolac,and hexamethylenetetramine | |
| KR20190009748A (ko) | 폴리우레탄 발포체 및 그를 포함하는 폴리우레탄 복합체 | |
| US20070069412A1 (en) | Method for providing a high strength foam structure | |
| US3632707A (en) | Molded flexible polyurethane foam | |
| US2888413A (en) | Preparation of flexible elastomeric cellular polyurethane materials | |
| KR100303258B1 (ko) | 연질폴리우레탄발포체조성물 | |
| CN106674480A (zh) | Ndi改性mdi基聚氨酯微孔弹性体的制备方法 | |
| Cimavilla-Román et al. | Dynamic Mechanical Analysis during polyurethane foaming: Relationship between modulus build-up and reaction kinetics | |
| KR102199981B1 (ko) | 친환경 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 폴리우레탄 폼의 제조 방법 | |
| RU2355713C1 (ru) | Способ получения наполненных пенополиуретанов | |
| RU2169741C2 (ru) | Способ получения пористого теплоизоляционного материала | |
| SU298620A1 (ru) | Способ получения пенопласта | |
| KR101408965B1 (ko) | 유연성이 보강된 페놀 발포폼의 제조방법 |