PL238655B1 - Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych - Google Patents
Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych Download PDFInfo
- Publication number
- PL238655B1 PL238655B1 PL425744A PL42574418A PL238655B1 PL 238655 B1 PL238655 B1 PL 238655B1 PL 425744 A PL425744 A PL 425744A PL 42574418 A PL42574418 A PL 42574418A PL 238655 B1 PL238655 B1 PL 238655B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- weight
- composition
- polyol
- mechanical properties
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 12
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 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 abstract description 5
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 9
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N antipyrene Natural products C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 abstract description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 17
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 17
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- -1 chalk Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000230402 Steatornis caripensis Species 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- KVMPUXDNESXNOH-UHFFFAOYSA-N tris(1-chloropropan-2-yl) phosphate Chemical compound ClCC(C)OP(=O)(OC(C)CCl)OC(C)CCl KVMPUXDNESXNOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja przeznaczona na sztywną piankę poliuretanową o polepszonych właściwościach mechanicznych, na bazie poliolu, zawierająca oprócz poliolu, 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, epoksydowany olej roślinny, antypiren, katalizator oraz napełniacz w postaci piór ptasich.
Description
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych, przeznaczonej zwłaszcza na materiały izolacyjne.
Współcześnie poliuretany (PU) są jednymi z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych. Wszechstronne właściwości aplikacyjne poliuretanów wynikają przede wszystkim z szerokiej bazy surowcowej umożliwiającej otrzymywanie poliuretanów o ściśle zaprojektowanych właściwościach.
Spośród licznych grup materiałów wytwarzanych z poliuretanów, takich jak włókna, elastomery czy kleje, największym zainteresowaniem cieszą się produkty poliuretanowe o strukturze porowatej. Pianki poliuretanowe, stanowią około 90% ogólnej produkcji wyrobów poliuretanowych. Pianki otrzymywane są, podobnie jak pozostałe produkty poliuretanowe, w reakcji polioli z di- lub triizocyjanianem, przy czym wytworzenie pianki wymaga dodatkowo użycia środka spieniającego, nadającego wyrobom strukturę komórkową. Sztywne pianki poliuretanowe, charakteryzujące się strukturą zamknięto-komórkową, odznaczają się doskonałymi właściwościami izolacyjnymi i znajdują zastosowanie głównie w przemyśle budowlanym jako materiał izolacyjny budynków, rur oraz różnego rodzaju zbiorników, zabezpieczający te elementy przed utratą zimna i ciepła.
Do niedawna produkcja poliuretanów opierała się wyłącznie na zastosowaniu polioli pochodzenia petrochemicznego. Nieustannie wzrastające ceny surowców kopalnianych oraz wizja ich wyczerpania, spowodowały intensywne poszukiwania nowych surowców do wytwarzania poliuretanów, które byłyby korzystne pod względem ekologicznym i pozwoliłyby zagospodarować surowce pochodzenia naturalnego. Z tego względu, w ostatnim czasie obserwuje się intensywny rozwój badań nad pozyskaniem polioli z surowców tanich i biodegradowalnych, takich jak oleje roślinne, które zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju stanowią dobrą alternatywę dla obecnie stosowanych polioli, pozyskiwanych głównie z ropy naftowej i węgla.
Oleje roślinne znajdujące zastosowanie w syntezie poliuretanów to związki będące estrami glicerolu oraz nienasyconych kwasów tłuszczowych i ponieważ większość z nich nie posiada w swej strukturze grup funkcyjnych zdolnych do reakcji z ugrupowaniami izocyjanianowymi, a tym samym możliwości tworzenia wiązań uretanowych, muszą być poddane modyfikacji. -Pomimo korzystnych aspektów ekologicznych wynikających z zastosowania produktów modyfikacji olejów naturalnych w syntezie poliuretanów, poliuretany otrzymane z ich udziałem charakteryzują się słabymi właściwościami mechanicznymi. Z tego względu prowadzone są intensywne badania mające na celu poprawę właściwości mechanicznych i użytkowych poliuretanów otrzymywanych z udziałem produktów modyfikacji olejów naturalnych. Coraz większą uwagę skupia się na zastosowaniu w tym celu różnego rodzaju napełniaczy matrycy polimerowej.
Znane są kompozycje na sztywną piankę poliuretanową, zawierające poliol, 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, antypiren, katalizator oraz napełniacz, przy czym jako napełniacz zawierają celulozę, ligninę, mączkę drzewną, a także substancje nieorganiczne typu sadza, kreda, nanorurki, węglowe oraz oligosilseskwioksany.
Z publikacji w czasopiśmie FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2014,22, 1(103), s. 119-128 są znane kompozycje przeznaczone do wytwarzania pianek poliuretanowych elastycznych, w których jako napełniacz i jednocześnie środek zmniejszający palność stosuje się rozdrobnione i wysuszone pióra ptasie.
W czasopiśmie Advanced Materials Research Vols. 183-185 (2011) 1581-1585 ujawniono sztywne pianki poliuretanowe, w których do wytworzenia pianek oprócz poliolu petrochemicznego zastosowano epoksydowany olej sojowy.
Kompozycja przeznaczona na sztywną piankę poliuretanową o polepszonych właściwościach mechanicznych, na bazie poliolu, zawierająca oprócz poliolu, 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, antypiren, katalizator, napełniacz, a nadto epoksydowany olej sojowy, według wynalazku jako napełniacz zawiera pióra ptasie rozdrobnione i wysuszone do stałej masy w temperaturze 70°C, przy czym na 100 części wagowych poliolu kompozycja zawiera 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 10 części wagowych epoksydowanego oleju sojowego, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowe katalizatora oraz 0,1-1,5 części wagowych napełniacza.
Pióra ptasie charakteryzują się wytrzymałością porównywalną z wytrzymałością włókien poliamidowych, a włókna powstałe z ptasich piór, o znacząco mniejszej średnicy w porównaniu do włókien roślinnych, charakteryzują się niską gęstością, a co za tym idzie dobrymi właściwościami izolacyjnymi,
PL 238 655 B1 zarówno termicznymi jak i akustycznymi. Produkty wytworzone z kompozycji według wynalazku charakteryzują się, w porównaniu z produktami wytworzonymi z dotychczas znanych kompozycji na sztywną piankę poliuretanową zawierających pióra ptasie jako napełniacze, lepszymi właściwościami mechanicznymi - lepszą wytrzymałością na ściskanie przy 10% odkształceniu, dużą gęstością pozorną oraz dobrymi właściwościami izolacyjnymi. Dodatkowo charakteryzują się niższą temperaturą oraz krótkim czasem ich syntezy. Nadto rozwiązanie według wynalazku umożliwia wykorzystanie produktu odpadowego jakim są ptasie pióra.
Wyroby wytworzone z kompozycji według wynalazku, mogą znaleźć zastosowanie jako materiały izolacyjne w przemyśle budowlanym, motoryzacyjnym, elektronicznym oraz elektrochemicznym.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek przedstawiający wykres ilustrujący właściwości mechaniczne kompozycji poliuretanowych wytworzonych w przykładach tj. wytrzymałość na ściskanie przy 10% odkształceniu (σιο).
P r z y k ł a d I
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
komponent A - mieszanina poliolu z fosforanem tris(2-chloro-1-metyletylowym) oraz N,N-dimetylocykloheksyloaminą, o nazwie handlowej Izopianol 40/30W/PIR,
| zawierająca poliolu fosforanu tris(2-chloro-1-metyletylowego) (antypirenu) N,N-dimetylocykloheksyloaminy (katalizatora) komponent B - polimeryczny diizocyjanian difenylometanu o nazwie handlowej Purocyn B epoksydowany olej sojowy pióra ptasie rozdrobnione i wysuszone do stałej masy w temperaturze 70°C w czasie 72 godzin | - 100 części, - 14 części, - 0,2 części, - 120 części, - 10 części, - 0,1 części. |
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono czasy przetwórcze (czas startu, czas wzrostu, czas żelowania), temperaturę procesu syntezy (Tmax) oraz wyznaczono wytrzymałość na ściskanie przy 10% odkształceniu (σ10) i gęstość pozorną (pp) otrzymanej pianki.
Równocześnie dla celów porównawczych przygotowano kompozycję do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej, o składzie w częściach wagowych:
| komponent A zawierający poliolu fosforanu tris(2-chloro-1-metyletylowego) N,N-dimetylocykloheksyloaminy komponent B epoksydowany olej sojowy | - 100 części, - 14 części, - 0,2 części, - 120 części, - 10 części. |
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono czasy przetwórcze (czas startu, czas wzrostu, czas żelowania), temperaturę procesu syntezy (Tmax) oraz wyznaczono wytrzymałość na ściskanie przy 10% odkształceniu (σ10) i gęstość pozorną (pp) otrzymanej pianki,
P r z y k ł a d II
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych:
| komponent A zawierający poliolu fosforanu tris(2-chloro-1-metyletylowego) (antypirenu) N,N-dimetylocykloheksyloaminy (katalizatora) komponent B epoksydowany olej sojowy pióra ptasie przygotowane jak w przykładzie I | - 100 części, - 14 części, - 0,2 części, - 120 części, - 10 części, - 0,5 części. |
Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono czasy przetwórcze (czas startu, czas wzrostu, czas żelowania), temperaturę procesu syntezy (Tmax) oraz wyznaczono wytrzymałość na ściskanie przy 10% odkształceniu (σ10) i gęstość pozorną (pp) otrzymanej pianki.
PL 238 655 Β1
Przykład III
Przygotowano kompozycję o składzie w częściach wagowych: komponent A zawierający poliolu fosforanu tris(2-chloro-1-metyletylowego) (antypirenu)
Ν,Ν-dimetylocykloheksyloaminy (katalizatora) komponent B epoksydowany olej sojowy pióra ptasie przygotowane jak w przykładzie I
Dalej postępowano jak w przykładzie II.
- 100 części, - 14 części, - 0,2 części, - 120 części, - 10 części, - 1,5 części.
W poniższej tabeli przedstawiono wyniki badań czasów przetwórczych (czas startu, czas, wzrostu, czas żelowania), maksymalnej temperatury procesu (Tmax), gęstości pozornej (pp) oraz wytrzymałości na ściskanie przy 10% odkształceniu (σ-ιο) kompozycji poliuretanowych otrzymanych w przykładach I-III.
Tabela
| Nr przykładu | Czasy syntezy | Pp [kg/m3| | Tmax |°CJ | σιο |kPa| | ||
| Czas startu (s| | Czas wzrostu |s] | Czas żelowania |s] | ||||
| I - kompozycja referencyjna | 67 | 487 | 350 | 37 | 146 | 160 |
| I | 65 | 480 | 495 | 39 | 137 | 180 |
| [I | 62 | 506 | 365 | 41 | 134 | 220 |
| III | 56 | 516 | 360 | 42 | 128 | 170 |
Zastrzeżenie patentowe
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Kompozycja przeznaczona na sztywną piankę poliuretanową o polepszonych właściwościach mechanicznych, na bazie poliolu, zawierająca oprócz poliolu, 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, antypiren, katalizator, napełniacz, a nadto epoksydowany olej sojowy, znamienna tym, że jako napełniacz zawiera pióra ptasie rozdrobnione i wysuszone do stałej masy w temperaturze 70°C, przy czym kompozycja zawiera na 100 części wagowych poliolu 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 10 części wagowych epoksydowanego oleju sojowego, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowe katalizatora oraz 0,1-1,5 części wagowych napełniacza.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425744A PL238655B1 (pl) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425744A PL238655B1 (pl) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL425744A1 PL425744A1 (pl) | 2019-12-02 |
| PL238655B1 true PL238655B1 (pl) | 2021-09-20 |
Family
ID=68655025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL425744A PL238655B1 (pl) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238655B1 (pl) |
-
2018
- 2018-05-28 PL PL425744A patent/PL238655B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL425744A1 (pl) | 2019-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Da Silva et al. | Polyurethane foams based on modified tung oil and reinforced with rice husk ash I: Synthesis and physical chemical characterization | |
| Bernardini et al. | Flexible polyurethane foams green production employing lignin or oxypropylated lignin | |
| JP5814270B2 (ja) | 軟質ポリウレタンフォーム及びその製造法 | |
| Kosmela et al. | The study on application of biopolyols obtained by cellulose biomass liquefaction performed with crude glycerol for the synthesis of rigid polyurethane foams | |
| JP6676404B2 (ja) | セルロースナノファイバーの製造方法、並びにセルロースナノファイバー含有樹脂もしくは樹脂前駆体の製造方法 | |
| Mizera et al. | Polyurethane elastomers from polyols based on soybean oil with a different molar ratio | |
| Prociak et al. | Porous polyurethane plastics synthetized using bio-polyols from renewable raw materials | |
| Prociak et al. | Biobased polyurethane foams modified with natural fillers | |
| Cui et al. | Synthesis and properties of polyurethane wood adhesives derived from crude glycerol-based polyols | |
| Rastegarfar et al. | Characterization of polyurethane foams prepared from liquefied sawdust by crude glycerol and polyethylene glycol | |
| JP7395657B2 (ja) | 発泡イソシアネート系ポリマー | |
| Araújo et al. | Effects of biopitch on the properties of flexible polyurethane foams | |
| Gosz et al. | The Influence of Substitution of a Phosphorus-Containing Polyol with the Bio-polyol on the Properties of Bio-based PUR/PIR Foams | |
| Fidan et al. | Bio-based rigid polyurethane foam prepared from apricot stone shell-based polyol for thermal insulation application–Part 2: Morphological, mechanical, and thermal properties | |
| PL238655B1 (pl) | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych | |
| Zieleniewska et al. | The structure and properties of viscoelastic polyurethane foams with FyrolTM and keratin fibers | |
| JP2013151664A (ja) | ポリウレタン樹脂製造用ポリオール成分、ポリウレタン樹脂およびその成形品 | |
| Lye et al. | An overview of R&D in palm oil-based polyols and polyurethanes in MPOB | |
| Kormin et al. | Preparation of polyurethane foams using liquefied oil palm mesocarp fibre (OPMF) and renewable monomer from waste cooking oil | |
| Zeltins et al. | Crude tall oil as raw material for rigid polyurethane foams with low water absorption | |
| Cruz-Lopes et al. | Production of polyurethane foams from bark wastes | |
| Himabindu et al. | Karanja oil polyol and rigid polyurethane biofoams for thermal insulation | |
| PL242404B1 (pl) | Sposób wytwarzania wielofunkcyjnych polieteroli | |
| PL243807B1 (pl) | Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o właściwościach antybakteryjnych i jednocześnie o dobrych właściwościach mechanicznych | |
| JP2005281374A (ja) | リグノセルロース由来ポリオール及びその製造方法並びにポリウレタン発泡体 |