PL165773B1 - Sposób wytwarzania polimerów typu poliuretanów - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania polimerów typu poliuretanów, w którym związki zawierające aktywne atomy wodoru amiduje się przez przyłączenie do nich kwasu izocyjanowego a następnie otrzymane związki amidowe kondensuje się z aldehydem w środowisku kwaśnym o pH nie wyższym niż 10, znamienny tym, że mieszaniny reakcyjnej wprowadza się dodatkowo co najmniej jeden związek kwasowy zawierający co najmniej jedną grupę kwasową zawierającą więcej niż jeden atom tlenu, korzystnie grupę sulfonową oraz co najmniej jeden, aktywny wobec aldehydu, nie związany z atomem tlenu, atom wodoru.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania polimerów typu poliuretanów, szybko i egzotermicznie utwardzających się przez polikondensację i służących do otrzymywania tworzyw piankowych.

Z polskiego opisu patentowego nr 134 618 znany jest sposób wytwarzania polimerów segmentowych typu poliuretanów przez polikondensację z formaldehydem oligomerycznych wielokarbaminianów, ewentualnie wobec innych monomerów kondensacyjnych takich jak mocznik, fenol, melamina lub ich pochodne. Utwardzanie znanych dotychczas układów przebiega jednak w ciągu dziesiątków minut w podwyższonej temperaturze i w związku z tym trudno jest otrzymać tworzywa piankowe. Ponadto nie zawsze oligomeryczne wielokarbaminiany mieszają się z wodnymi roztworami żywic kondensacyjnych.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że szybko utwardzające się, również w temperaturze pokojowej, polimery typu poliuretanów otrzymuje się przez amidowanie związków zawierających aktywne atomy wodoru, przyłączając do nich kwas izocyjanowy a następnie kondensując otrzymane związki amidowe z aldehydem w środowisku kwaśnym o pH nie wyższym niż 10 a do mieszaniny reakcyjnej wprowadza się dodatkowo co najmniej jeden związek kwasowy zawierający co najmniej jedną grupę kwasową, zawierającą więcej niż jeden atom tlenu, korzystnie grupę sulfonową oraz co najmniej jeden aktywny wobec aldehydu, nie związany z atomem tlenu atom wodoru. Związek taki zakwasza mieszaninę reakcyjną, przyspieszając reakcję i zwiększając jej egzotermiczność a jednocześnie wbudowując się w skład polimeru. Związek kwasowy polepsza jednocześnie mieszalność składników mieszanki, reagując z nimi poprzez grupy hydroksymetylowe i zmniejszając hydrofobowość składnika hydrofobowego a hydrofilowość składnika hydrofilowego. W ten sposób wprowadzenie do mieszaniny reakcyjnej reaktywnego składnika kwasowego polepsza mieszalność i ułatwia homogenizację nie mieszających się ze sobą składników mieszaniny oraz zwiększa jednorodność polimeru.

Szybki przebieg reakcji polikondensacji wobec związku kwasowego skraca czas utwardzania mieszanki nawet poniżej jednej minuty i czyni możliwym odparowanie nisko wrzącego poroforu fizycznego, spienienie polimeru i utwardzenie go w postaci elastycznej pianki lub tworzywa piankowego. Według wynalazku związek kwasowy stosuje się w ilości od 1 do 40% wagowych w stosunku do całej mieszaniny substratów, 1% wagowy związku kwasowego w stosunku do sumy składników mieszaniny jest ilością minimalną zaś 40% wagowych związku kwasowego jest ilością maksymalną, zapewniającą jeszcze mieszaninę dostateczną szybkość utwardzania, powyżej której utwardzanie przebiega już zbyt szybko. Korzystnym związkiem kwasowym jest kwas fenolosulfonowy, tani i łatwy do otrzymania. Przydatny jest również kwas

165 773 fenolodisulfonowy, powstający nieraz podczas syntezy kwasu fenolosulfonowego. Do mieszaniny reakcyjnej wprowadza się korzystnie porofa i/lub środek powierzchniowo czynny i intensywnie się miesza.

Sposób wykonania wynalazku przedstawiono bliżej w poniższych przykładach jego wykonania.

Przykład I. 114g trikarbaminianu oligooksypropylenowego o masie cząsteczkowej 1140 / 0,1 mola/, 18g mocznika /0,3 mola/, 18g formaldehydu /0,6 mola/ w postaci 49,2g 36,6% formaliny, 0,66 krzemoorganicznego środka powierzchniowo czynnego SC-246 i 15g pentanu wymieszano intensywnie w temperaturze pokojowej przy szybkości obrotów mieszadła 1800 na minutę. Następnie, nadal intensywnie mieszając, wprowadzono do mieszaniny 71,5g 73% roztworu godnego kwasu fenolosulfonowego /0,3 mola/, zhomogenizowano i usunięto mieszadło. Mieszanka spieniła się w ciągu 30 sekund a temperatura jej wzrosła do 38°C. Otrzymano półfałszywe tworzywo piankowe o gęstości 0,25g/cm³i wytrzymałości na zgniatanie o 10% 67 kPa.

Przykład Π. 114g trikarbaminianu oligooksypropylenowego o masie cząsteczkowej 1140/0,1 mola/, 24g/0,4 mola/ mocznika, 24g CH20/0,8 mola/ w postaci 65,6g 36,6% formaliny 0,66g krzemoorganicznego środka powierzchniowo czynnego SC-246 i 15g pentanu intensywnie mieszano w temperaturze 35°C. Następnie nadal intensywnie mieszając wprowadzono do mieszaniny 95,3g 73% roztworu wodnego kwasu fenolosulfonowego /0,4 mola/, zhomogenizowano i usunięto mieszadło. Mieszanka spieniła się w ciągu 40 sekund a jej temperatura wzrosła do 50°C. Otrzymano tworzywo piankowe o właściwościach zbliżonych do właściwości tworzywa otrzymanego według przykładu I.

Przykład III. Oznaczono wpływ różnych parametrów otrzymywania na własności tworzywa piankowego, przy następującym podstawowym składzie mieszanki: 113g trikarbaminianu oligooksypropylenowego o masie cząsteczkowej 1130, 72g 71,2% roztworu wodnego mieszaniny kwasu fenolosulfonowego, i fenolodisulfonowego, 30g mocznika, 29g CHCb 0,75g środka powierzchniowo czynnego SC-246. Postępowano jak w przykładzie I i II, otrzymując elastyczne tworzywo piankowe. Zmieniając ilość środka powierzchniowo czynnego w granicach od 2,2 do 13% wagowych stwierdzono, że największy wzrost pianki uzyskuje się przy użyciu 0,66% SC-246. Zmieniając ilość CFCb w granicach od 10 do 60g stwierdzono, że największy stopień spienienia uzyskuje się przy użyciu 29g CFCb, gdyż reakcja utwardzania jest zbyt mało egzotermiczna aby odparowało więcej freonu. W miarę zwiększania ilości mocznika w granicach 30 - 90g otrzymywano coraz bardziej sztywne tworzywa piankowe. Przy użyciu 90g mocznika tworzywo piankowe było kruche. Zmiany zawartości mieszaniny kwasu fenolosulfonowego i fenolodisulfonowego w granicach 34,8 - 79,6g wykazały, że 52,2g jest ilością optymalną. Przy użyciu mniejszej ilości kwasów pianka zbyt wcześnie opada zaś przy użyciu ilości większej pianka żeluje tak wcześnie, że nie zdąża urosnąć.

165 773

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1(00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania polimerów typu poliuretanów, w którym związki zawierające aktywne atomy wodoru amiduje się przez przyłączenie do nich kwasu izocyjanowego a następnie otrzymane związki amidowe kondensuje się z aldehydem w środowisku kwaśnym o pH nie wyższym niż 10, znamienny tym, że mieszaniny reakcyjnej wprowadza się dodatkowo co najmniej jeden związek kwasowy zawierający co najmniej jedną grupę kwasową zawierającą więcej niż jeden atom tlenu, korzystnie grupę sulfonową oraz co najmniej jeden, aktywny wobec aldehydu, nie związany z atomem tlenu, atom wodoru.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że związek kwasowy stosuje się w ilości od 1 do 40% wagowych w stosunku do całej ilości substratów w mieszaninie reakcyjnej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do mieszaniny reakcyjnej wprowadza się porofor i/lub środek powierzchniowo czynny oraz intensywnie miesza.