Патент на изобретение №2343165
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКИХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к химии жестких пенополиуретанов, применяемых в качестве теплоизоляционных материалов и может быть использовано в различных областях промышленности. Композиция включает оксипропилированную сахарозу, оксипропилированный глицерин, оксипропилированный этилендиамин, вспенивающий агент-воду, катализатор – диметилэтаноламин, пеностабилизатор – поверхностно-активное вещество на основе оксиалкиленметилсилоксановых блоксополимеров, полиизоцианат, дополнительно содержит полиэфир, представляющий собой смесь полиолов и имеющий гидроксильное число в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкость по вискозиметру ВЗ-246 при температуре 20°С, равную 60 с, и антипиреновую добавку – три-(
Изобретение относится к химии жестких пенополиуретанов, применяемых в качестве теплоизоляционных материалов, и может быть использовано в различных областях промышленности. Жесткие пенополиуретаны заливочного типа находят широкое применение в качестве теплоизоляционного материала. Примеры таких применений включают теплоизоляцию трубопроводов различного назначения и резервуаров в промышленных установках, изоляцию холодильников и использование в качестве наружной теплоизоляции и герметизации зданий и сооружений в строительной промышленности. Известна композиция для получения жесткого пенополиуретана по патенту RU 2010808, МПК C08G 18/18 от 18.03.92 г. на изобретение «Композиция для получения жесткого пенополиуретана», предназначенного для теплоизоляции в различных областях промышленности. Композиция включает следующие компоненты, мас.ч.:
Данная вспененная система имеет низкие плотность и время старта, неоптимальное с позиции обеспечения текучести реакционной массы, необходимой для получения теплоизоляции труб тепловых сетей диаметром до 1020 мм и длиной до 12 м. Кроме того, в состав композиции включены в качестве вспенивающих добавок вредные с экологической точки зрения галогенированные углеводороды (хладоны), вызывающие эффект истощения озонового слоя Земли. Известна композиция для получения жесткого пенополиуретана мелкоячеистой закрытопористой структуры по патенту RU 2128676, МПК C08G 18/16, 18/30, C08L 75/04 от 10.04.1999 г. на изобретение «Композиция для получения жесткого пенополиуретана» следующего состава (мас.ч.):
Несмотря на высокий уровень огнестойкости за счет присутствия антипирена, получаемый жесткий пенопласт обладает невысоким уровнем прочностных характеристик. Наиболее близким к заявляемой композиции по составу и технической сущности является состав жесткого пенополиуретана, представленный в патенте RU 2144545, МПК C08G 18/16, C08G 18/48 от 20.01.2000 г. на изобретение «Способ получения жесткого пенополиуретана», предназначенный для изоляции тепло-, газо- и нефтепроводов, холодильных установок и различных строительных объектов. Вспененный материал содержит следующие компоненты, мас.ч.:
Для данного жесткого пенополиуретана характерны высокая теплостойкость до 220°С и высокое время старта (32-47 с), позволяющие изготавливать теплоизоляцию труб тепловых сетей, имеющих большие диаметры и длины. Недостатками известного пенопласта являются недостаточная прочность на сжатие, низкая плотность и высокое водопоглощение, а также использование в качестве вспенивающего агента озоноразрушающего соединения – хладон 141В. Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание экологически безопасной огнестойкой композиции для получения жесткого пенополиуретана теплоизоляционного назначения, обладающего улучшенными прочностными характеристиками (предел прочности на сжатие), высокой плотностью и низким водопоглощением при сохранении оптимального для формирования равномерной структуры изделия времени старта. Решение указанной выше задачи достигается за счет того, что композиция для получения жесткого пенополиуретана теплоизоляционного назначения, включающая полиэфирполиолы: оксипропилированную сахарозу, оксипропилированный глицерин, оксипропилированный этилендиамин, воду, катализатор, пеностабилизатор, полиизоцианат, содержит в качестве катализатора диметилэтаноламин, в качестве пеностабилизатора – поверхностно-активное вещество на основе оксиалкиленметилсилоксановых блоксополимеров, кроме того, композиция дополнительно содержит полиэфир, представляющий собой смесь полиолов и имеющий гидроксильное число в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкость по вискозиметру ВЗ-246 при температуре 20°С, равную 60 с, и антипиреновую добавку – три-(
В составе заявляемой композиции для получения жестких пенополиуретанов используются несколько полиэфирполиолов, отличающихся содержанием гидроксильных групп и значениями по вязкости. Это следующие коммерческие продукты: – оксипропилированный этилендиамин – продукт взаимодействия окиси пропилена с водным раствором этилендиамина, обладающий гидроксильным числом в пределах 729-800 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 50°С в пределах 1500-2000 мПа·с – Лапромол 294 (ТУ 226-010-10488057-94); – оксипропилированный глицерин – простой полиэфир молекулярной массой 370±20, получаемый щелочной полимеризацией окиси пропилена и глицерина с последующей фосфатно-сорбентной очисткой, обладающий гидроксильным числом 480 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 400-500 мПа·с – Лапрол 373 (ТУ 2226-017-10488057-94); – оксипропилированная сахароза: сахарозный полиэфир, представляющий собой продукт оксипропилирования смеси сахарозы и воды в присутствии щелочного катализатора и обладающий гидроксильным числом в пределах 400-450 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 2000-3000 мПа·с – Полиур А-01 (ТУ 2226-478-05763441-2005) или простой полиэфир, получаемый щелочной полимеризацией окиси пропилена на сахарозной стартовой системе с последующей очисткой, обладающий гидроксильным числом в пределах 465-515 мг КОН/г и динамической вязкостью при температуре 25°С в пределах 7500-11500 мПа·с – Лапрол ЭС-564 (ТУ 2226-019-10488057-94); – полиэфир, представляющий собой смесь полиолов и имеющий гидроксильное число в пределах 329-461 мг КОН/г и вязкость по вискозиметру ВЗ-246 при температуре 20°С, равную 60 с, – Полиур АЗ-20 марки А (ТУ 2226-151-04691277-96). Для придания получаемым жестким пенополиуретанам теплоизоляционного назначения огнестойких свойств в состав композиции по предлагаемому изобретению вводится антипирен (огнегасящая добавка) – трис-( Для стабилизации ячеистой структуры в процессе вспенивания используется в заявляемой композиции пеностабилизатор – поверхностно-активное вещество на основе оксиалкиленметилсилоксановых блоксополимеров – Пента 483 (ТУ 2483-026-40245042-2004). Использование воды в качестве химического порообразователя (вспенивателя) является наиболее подходящим компонентом, обеспечивающим процесс образования полиуретановой пены. Вода (любого ГОСТа) взаимодействует с изоцианатными группами в соответствии с реакцией между NCO и Н2О, в результате которой высвобождается диоксид углерода, вызывающий вспенивание. Для обеспечения оптимальных характеристик процесса вспенивания (время старта) в состав композиции по предлагаемому изобретению вводится диметилэтаноламин (ТУ 6-02-1086-91), получаемый оксиэтилированием вторичного амина. В качестве полиизоцианата используется наиболее подходящий ароматический полиизоцианат по ТУ 113-03-38-106 – полимерный 4,4′-дифенилметандиизоцианат (МДИ) или импортные аналоги марок Миллионат MR 200, Супрасек 5005, Лупранат М 20S, Десмодур 44V20L, а также смеси МДИ с ди-, три-, тетра- и более высокими изоцианатами, применяемые в производстве жестких пенополиуретанов в качестве основного компонента Б. Для получения жесткого пенополиуретана необходимо иметь смесь из каталитической (активаторной) смеси, полиолового (А) и полиизоцианатного (Б) компонентов. Полиоловую композицию получают путем смешения Лапромола 294, Полиура А-01 или Лапрола ЭС-564, Лапрола 373, Полиура АЗ-20 и антипирена в реакторе при атмосферном давлении без использования обогрева в течение 30 минут. Изготовление активаторной композиции происходит при смешении всех активных добавок (катализатора, вспенивателя, пеностабилизатора) также в реакторе при атмосферном давлении без использования обогрева в течение 30 минут. Каталитическую смесь вводят в компонент А при непосредственном использовании, а затем компоненты А и Б перемешиваются с образованием в итоге вспененного материала. Заявляемые пределы соотношений между компонентами композиции определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения получения жесткого пенополиуретанового изделия теплоизоляционного назначения, обладающего превосходными эксплуатационными характеристиками. Техническая сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеприведенными экспериментальными данными. В табл.1 приведены рецептуры заявляемой и взятой за прототип композиции, а в табл.2 – характеристики жестких пенополиуретанов, полученных на основе заявляемых смесей, в сравнении с прототипом. Для сравнения аналогичные испытания проводились для композиции по прототипу. Из табл.1 и 2 видно, что по показателям «плотность», «водопоглощение» и «предел прочности на сжатие» заявляемая композиция превосходит известный состав, т.е. предлагаемое изобретение решает поставленную задачу. Таким образом, заявляемая экологически безопасная огнестойкая композиция позволяет получить высокие прочностные показатели конечного жесткого пенопласта и необходимый согласно требованиям к теплоизоляционным материалам (ГОСТ 30732-2001) уровень плотности, водопоглощения при сохранении оптимального времени старта, достаточного для формирования вспененного изделия с равномерной плотностью в объеме и хорошей внешней поверхностью.
Формула изобретения
Композиция для получения жесткого пенополиуретана теплоизоляционного назначения, включающая полиэфирполиолы: оксипропилированную сахарозу, оксипропилированный глицерин, оксипропилированный этилендиамин, вспенивающий агент – воду, катализатор, пеностабилизатор, полиизоцианат, отличающаяся тем, что в качестве катализатора содержит диметилэтаноламин, в качестве пеностабилизатора – поверхностно-активное вещество на основе оксиалкиленметилсилоксановых блоксополимеров, кроме того, композиция дополнительно содержит полиэфир, представляющий из себя смесь полиолов и имеющий гидроксильное число в пределах 329-462 мг КОН/г и вязкость по вискозиметру ВЗ-246 при температуре 20°С, равную 60 с, и антипиреновую добавку – три-(
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-хлорэтил)фосфат. Полученный пенополиуретан обладает улучшенными прочностными характеристиками, высокой плотностью и низким водопоглощением при сохранении оптимального для формирования равномерной структуры изделия времени старта. 2 табл.