|
Производство пенополиуретанов
впервые было организовано в 1941 г. [24]; с тех пор оно неуклонно развивается
и совершенствуется. В настоящее время пенополиуретаны заняли ведущее место
среди нолпмерных теплоизоляционных материалов. Это объясняется простотой их
изготовления, возможностью изготовления на месте производства работ, хорошими
физико-механическими и теплоизоляционными свойствами. Кроме того, можно
варьировать свойства конечного продукта из пенополиуретана путем изменения
количественного и качественного состава сырьевой композиции при его
производстве. Используя различное сырье и регулируя степень сшивания, можно
получить пенопласты от жестких до эластичных, с открытыми и закрытыми порами
в широком диапазоне объемных весов и прочностных показателей. Используя
соответствующее сырье или вводя различные добавки, можно также регулировать
горючесть материала, т. е. получать трудновоспламеняе- мые или даже
трудносгораемые пенопласты.
СЫРЬЕ
Пенополиуретаны получают беспрессовым методом в результате
взаимодействия диизоцианатов с полиэфирами в присутствии соответствующих
катализаторов, воды, эмульгаторов и других добавок.
Диизоцианаты. Выбор диизоцианата для получения
пенополиуретана обусловливается его реакционной способностью, температурой
его плавления, доступностью и стоимостью, токсичностью [42].
В технологии получения пенополиуретанов обычно используют
смеси 2,4- и 2,6-изомеров толуиленднизопн- анатов с отношением 65/35 и 80/20,
которые получают при нитровании толуола.
Значительное применение для производства пенополиуретанов-
нашли замещенные диизоцианаты, которые получаются при взаимодействии 1 моля
гликоля не менее чем с 2 молями 2,4-толуилендиизоцианата.
При получении эластичных полиуретанов используют полиэфиры
линейного или слаборазветвлепного строения, а для жестких—разветвленного.
Линейные полиэфиры получают поликонденсацией дикарбоновых кислот с
диэтиленгликолем, а слаборазветвленные—на основе дикарбонатовых кислот,
диэтиленгликотя и триола. В качестве дикарбоновых кислот обычно применяют
адшппкжую кислоту, реже себацнповую и янтарную. В качестве триола
используются глицерин, триме- тилпропан, гексатриол.
При получении эластичных пенополиуретанов также используют
простые полиэфиры различного молекулярного веса (от 750 до 6000), получаемые
из окиси алкнле- нов (окись этилена, окись пропилена, тетрагидрофура- па и
др.) и гликолей: например, для получения пенополиуретана марки П.ПУ-ЭМ-1
используется полиэфир, получаемый на основе тетрагидрофурана и окиси
пропилена.
Для получения жестких пенополиуретанов используют разветвленные
полиэфиры, получаемые поликоиден- сацпен дикарбоновых кислот с триоламн нлг
-месью грполоп п дполон. Обычно в качестве карбоминых кислот применяют смеси
кислот (например, адпппповой п фталевой; адипнновой и себацпновон и др.). В
37 приведены основные свойства полиэфира П-3 (ТУ 2-110- 68), получаемого
полнконденсацпей глицерина с аднпи- повой н себацииовоп кислотами и
представляющего собой густую однородную жидкость без механических включений.
Широко применяются для получения жестких пенопластов п
простые полиэфиры. Они представляют собой вязкие жидкости от бесцветных до
темно-желтых, нетоксичные, их вязкость находится в пределах 100—600 спз по
Гепплеру при 75°С; содержание ОН-групп 6—10% Например, для получения
пенопласта марки ППУ-304 применяется полиэфир 1HII 500 (лапрол, ГУ В-77-67).
имеющий вязкость 140- 200 спз\ содержание ОН-групп 6—8%, кислотность — не
более 0,01% НС1; содержание воды — до 0,25%. Для получения пенопластов ППУ-
305 применяется полиэфир ППК-800— полиоксппропн- ленполиол (ТУ В-108-67).
Катализаторы. Пенополиуретаны образуются в присутствии
катализаторов, благодаря которым появляется возможность согласовывать'реакции
образования полиуретана, его вспенивания и отверждения.. В качестве
катализаторов можно применять различные вещества третичные амины, щелочи,
соли жирных и органических кислот, феноляты иатрня, соединения олова и др.
Наибольшее промышленное применение нашли в настоящее время третичные амины.
Триэтиламин N(C2H5)3 (ГОСТ 9966—62) — бесцветная жидкость
с температурой кипения 89,4°С и резким аминным запахом, легковоспламеняющаяся
(температура вспышки 12°С). Токсичен. Предельно допустимая концентрация 0,01
мг/л.
Триэтаноламин N(CH2—СН2ОН)з (СТУ 12-10126-61) — вязкая
жидкость со слабым аммиачным запахом. Температура плавления 21,2°С, кипения
360°С. Удельны» вес 1,12 г/см3. Токсичен. Горит. Температура вспышки 179,4°С.
Диметилбензиламин C6H5CH2N(СНз)2 (ВТУ 35-XII- 775-65) —
подвижная бесцветная или светло-коричневая нерастворимая в воде жидкость с
ароматическим запахом. Температура кипения 183°С. Горит, температура вспышки
паров 58°С. Токсичен. Предельно допустимая концентрация 0,0005 г/м3.
В качестве эмульгаторов при получении пенополиуретанов
применяют сульфожирные спирты и кислоты, неи- оногенные эмульгаторы,
кремнийорганические жидкости и их смеси. В качестве эмульгаторов техническое
применение получили следующие вещества.
Они представляют собой продукты обработки моно- п
дналкнлфенолов окисью этилена; коричневые мылооб- разпые продукты, хорошо
растворимы в воде, малотоксичны. Удельный вес 1,05 г/см3. Горят. Температура
вспышки 7 ГС
Эмульгатор ВНИИЖ (СТУ 36-217-63) представляет собой вязкую
прозрачную жидкость, растворимую в воде и спирте. Его получают из
рафинированных масел (подсолнечного н хлопкового) или гидрожира и полпгли-
церпна; он горюч п малотокспчсн.
Эмульгатор Si — прозрачная кремнийоргапическая жидкость,
растворимая в воде. Нетоксичен. Производится фирмой «Басйр» (ФРГ).
Прочие добапкн. В состав рецептуры для получения пенополиуретанов
могут входить дистиллированная вода, газообразователя, регуляторы пористости,
аптипире- ны, красители. В качестве газообразователей сбычпо применяют
фреон-11 пли фреон-113 (см. 3). Для регулирования пористости применяют
ализариновое масло — желтую или коричневую жидкость, хорош:) растворимую в
воде. Для этих же целей применяют парафиновое или силиконовое масло. В
качестве анти- пиренов применяют трехокись сурьмы, поливиннлхлорид,
трихлорэтилфосфат, винифос и другие вещества.
Трехокись сурьмы Sb203 (ЦМТУ 3242-52) представляет собой
светлый порошок с содержанием основного вещества не менее 97%.
Трихлорэтилфосфат OP(OC2H4Cl)s (МРТУ 6-08-47-
67)—прозрачная жидкость с удельным весом 1,44 г/см3. Винифос представляет
собой р, Р' -дихлорэтнловый эфир вннилфосфиновой кислоты.
|