способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов и пенополиуретанов

Классы МПК:C08G18/77 содержащие кроме атомов азота и кислорода или серы, входящих в изоцианатные или изотиоцианатные группы, другие гетероатомы
C08K13/02 органические и неорганические компоненты
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Центр промышленных технологий" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-05-16
публикация патента:

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к технологии переработки полиуретанов и пенополиуретанов. Описывается способ получения универсального металлокомплексного модификатора для полиуретанов растворением галогенида металла в растворителе, отличающийся тем, что растворяют галогенид металла переменной валентности устойчивой степени окисления, например хлорид марганца (II) тетрагидрат, в N,N-диметилэтаноламине и способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактаме при мольном соотношении галогенид металла : диметилэтаноламин: способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактам 1:5:5-20. Модифицирующая добавка вводится в лапрольную составляющую. Полиуретаны, полученные с использованием модифицирующей добавки, проявляют повышенные физико-механические свойства, такие как разрушающее напряжение при растяжении, жесткость при 40% деформации и коэффициент комфорта. 6 табл.

Формула изобретения

Способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов и пенополиуретанов растворением галогенида металла в растворителе, отличающийся тем, что используют галогенид металла переменной валентности устойчивой степени окисления, а в качестве растворителя используют N,N-диметилэтаноламин и расплав способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактама при мольном соотношении галогенид металла: N,N-диметилэтаноламин: способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактам, равном 1:5:5-20.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к получению полиуретанов и пенополиуретанов для автомобильной и мебельной промышленности.

Известна модифицирующая добавка для полиуретанов, которую получают путем растворения галогенид металла - хлорида двухвалентной меди - в растворителе, в качестве растворителя используют N,Nспособ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -диэтилгидроксиламин при мольном соотношении хлорида двухвалентной меди и растворителя 1:1, причем модифицирующую добавку берут в количестве 2,5-3% от массы полиуретана, патент RU 2028318, кл. С 08 G 18/77, 18/22, 79/00, 1995.

Недостатком известной модифицирующей добавки является то, что полученная модифицирующая добавка используется в большом количестве, составляющем 2,5-3%, что значительно снижает термомеханические свойства полиуретанов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения модифицирующей добавки для полиуретанов путем растворения галогенид металла переменной валентности в этаноламине при мольном соотношении галогенид металла : этаноламин, равном 1:5-10, причем модифицирующую добавку берут в количестве 0,05-1,5%, см. патент RU 2193572, кл. С08G 18/77, 18/83, 2000.

Задачей данного изобретения является получение модифицирующей добавки для пенополиуретанов, которая позволяет повысить физико-механические свойства, такие как разрушающее напряжение при растяжении, жесткость при 40% деформации, коэффициент комфорта.

Техническая задача решается способом получения модифицирующей добавки для пенополиуретанов путем растворения галогенида марганца в диметилэтаноламине и способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактаме при мольном соотношении галогенид металла : диметилэтаноламин : способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактам, равном 1:5:5-20.

Решение технической задачи позволяет повысить физико-механические свойства, такие как разрушающее напряжение при растяжении, жесткость при 40% деформации, коэффициент комфорта, на 20%.

Характеристика веществ, используемых при получении модифицирующей добавки для пенополиуретанов, приведена в таблице 1.

Модифицирующую добавку, полученную по заявленному способу, можно вводить как в жесткие и эластичные формованные пенополиуретаны, так и эластичные пенополиуретаны (поролон).

Пример 1. Модифицирующую добавку получают следующим образом: берут 0,05 г хлорида марганца (II) тетрагидрат и растворяют в N,N-диметилэтаноламине. Мольное соотношение хлорид марганца (II) тетрагидрат : N,N-диметилэтаноламин составляет 1:5. Затем вводят при температуре 70°С способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактам таким образом, что мольное соотношение галогенид металла : диметилэтаноламин : способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактам составляет 1:5:5-20. Хлорид марганца (II) тетрагидрат составляет 0,01-0,05% от массы пенополиуретановой системы. Модифицирующую добавку вводят в лапрольную составляющую (компонент «А») при температуре 40°С и перемешивании 3000 об/мин. Рецептура приведена в таблице 2.

Пример 2. Способ осуществляется аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что модифицирующую добавку вводят в лапрол 5003.

Пример 3. Способ получения модифицирующей добавки аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что модифицирующую добавку вводят в компонент «Specflex NF 374 Polyol» фирмы «Dow».

Пример 4. Способ получения модифицирующей добавки аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что модифицирующую добавку вводят в лапрол 504 при температуре 40°С и перемешивании 3000 об/мин. Модифицированный таким образом лапрол 373 используют для получения жестких пен плотностью 30 кг/м3. Рецептура приведена в таблице 3.

Пример 5. Способ получения модифицирующей добавки аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что модифицирующую добавку вводят в полиэтиленбутеленгликольадипинат (ПЭБА). Хлорид хлорида марганца (II) тетрагидрат берут в количестве 0,025% от массы полиуретана. Полиэфир разогревают до 80°С, смесь перемешивают при вакуумировании и той же температуре в течение 40 минут. Для получения полиуретана, в данном случае термоэластопласта, в качестве исходного берут форполимер, полученный взаимодействием ПЭБА и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении полиэфир к изоцианату 1:3. Модифицированный форполимер вакуумируют в течение 10-15 минут при той же температуре, после чего вводят удлинитель цепи 1,4-бутандиол в расчете 1,02 моль. Реакционную массу перемешивают в течение 1-2 минут и заливают в форму. Формы помещают в термошкаф при температуре 90-100°С в течение 24 часов.

Таким образом, модифицирующая добавка может быть использована для различных по структуре и составу полиуретанов. Испытания проводились после двухнедельной выдержки образцов в нормальных условиях в соответствии с ГОСТ 15873, кажущую плотность - ГОСТ 409, разрушающее напряжение - ГОСТ 15873, жесткость при сжатии - ГОСТ 6-55-45, твердость по Шору - 263, эластичность по отскоку - ГОСТ 6950. Результаты физико-механических испытаний образцов пенополиуретанов, полученных по заявляемому способу и способу прототипу, представлены в таблице 4-6.

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, с использованием модифицирующей добавки, получаемой по заявляемому способу, свидетельствуют о повышении физико-механических свойств, таких как разрушающее напряжение при растяжении, жесткость при 40% деформации и коэффициент комфорта, на 20%.

Таблица 1
Наименование химического веществаФизико-химические характеристики
Хлорид марганца (II) тетрагидратКристаллическое вещество розового цвета, ММ=197,9, Тдег=108°С. ГОСТ 4879.
способ получения универсальной модифицирующей добавки для полиуретанов   и пенополиуретанов, патент № 2325406 -капролактамБесцветные кристаллы, Т пл=68-70°С. ГОСТ 7850.
N,N-диметилэтаноламинЖидкость светло-желтого цвета, ММ=89,137, d25=0,887, Т кип=139°С. ГОСТ 6-02-1086.

Таблица 2
Рецептура для эластичного формованного пенополиуретана
КомпонентКоличество, мас.%.
Лапрол 5003 100
Вода3,5
DEoA 100%0,6
DC 25251,2
Polycat-150,25
NE10700,6
NE2100,7
MDIIndex 80-105
Примечание: В рецептуре использованы катализаторы фирмы «Air Products».

Таблица 3
Рецептура для жесткого пенополиуретана
КомпонентКоличество, мас.%.
Лапрол 37380
Лапрол 50420
Вода3,5
Tegoamin DMCHA1
Tegostab В 84601.5
MDI (NCO-31%)141
Примечание: В рецептуре использованы катализаторы фирмы «Air Products».

Таблица 4
ПоказателиЕдиницы измерения Эластичный формованный пенополиуретан (таблица 2) Эластичный формованный пенополиуретан фирмы «Dow» Specflex NF 374 Polyol
Без модификатораС модификатором (0,025 мас.%)Без модификатора С модификатором (0,025 мас.%)
Количество изоцианата (полиол - 100)Вес.ч. 565656 56
Кажущаяся плотность кг/м345 454848
Прочность при растяжении кПа130155 160182
Относительное удлинение%110 105110 105
Упругость (отскок шара) %6363 6363
Остаточная деформация при сжатии 50%% 5,95,35,6 5,0
Жесткость при 40% деформации кПа5,4 6,06,06,5
SAG-факторусл. ед. 3,24,1 3,84,5

Таблица 5
ПоказателиЕдиницы измерении Жесткий пенополиуретан (таблица 3)
Без модификатора С модификатором (0,025 мас.%)
Кажущаяся плотностькг/м3 3636
Доля закрытых ячеек%90 99
Разрушающее напряжение кПа0,19 0,25

Таблица 6
ПоказателиЕдиницы измерения Сегментированный полиуретан
ПБА + 3МДИ + 2БДПБА + 3МДИ + 2БД + 0,025% MnCl2
Разрушающее напряжение при 100% МПа8,110,8
Разрушающее напряжение при 200% МПа11,013,5
Разрушающее напряжение при 300% МПа15,618,7
Разрушающее напряжение МПа31,345,2
Относительное удлинение %516500
Твердость по Шоруусл. ед.8693
Эластичность по отскоку %46,044,0

Класс C08G18/77 содержащие кроме атомов азота и кислорода или серы, входящих в изоцианатные или изотиоцианатные группы, другие гетероатомы

макромер с изоцианатной концевой группой и композиция на его основе для использования в качестве клея или уплотнителя для внутреннего применения -  патент 2516850 (20.05.2014)
фотополимерная композиция и ее применение для изготовления голографических сред -  патент 2515991 (20.05.2014)
полиуретановая композиция для изготовления голографических сред, ее применение, способ записи голограмм и ненасыщенные уретаны -  патент 2515977 (20.05.2014)
связывание полимера с металлом и пригодыне для этого соединения и композиции -  патент 2513018 (20.04.2014)
покровное средство с высокой стойкостью к царапанью и устойчивостью к атмосферным воздействиям -  патент 2502769 (27.12.2013)
способ получения материала для покрытий -  патент 2468042 (27.11.2012)
покровные средства с высокой стойкостью к царапанью и устойчивостью к атмосферным воздействиям -  патент 2467028 (20.11.2012)
покровные средства с высокой стойкостью к царапанью и устойчивостью к атмосферным воздействиям -  патент 2467027 (20.11.2012)
покровные средства с высокой стойкостью к царапанью и устойчивостью к атмосферным воздействиям -  патент 2467026 (20.11.2012)
блокированные диметилпиразолом смеси изоцианатов -  патент 2292359 (27.01.2007)

Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты

Наверх