PL242379B1 - Composition for producing a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties - Google Patents

Composition for producing a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties Download PDF

Info

Publication number
PL242379B1
PL242379B1 PL437725A PL43772521A PL242379B1 PL 242379 B1 PL242379 B1 PL 242379B1 PL 437725 A PL437725 A PL 437725A PL 43772521 A PL43772521 A PL 43772521A PL 242379 B1 PL242379 B1 PL 242379B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
weight
polyol
composition
rigid polyurethane
Prior art date
Application number
PL437725A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL437725A1 (en
Inventor
Sylwia Członka
Karolina Miedzińska
Anna Strąkowska
Krzysztof Strzelec
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL437725A priority Critical patent/PL242379B1/en
Publication of PL437725A1 publication Critical patent/PL437725A1/en
Publication of PL242379B1 publication Critical patent/PL242379B1/en

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o poprawionych właściwościach mechanicznych, na bazie poliolu, która zawiera oprócz poliolu 4,4'-diizocyjanian difenylometanu, katalizator, napełniacz pochodzenia roślinnego w postaci zmielonych pestek śliwki, a nadto zawiera środek powierzchniowo-czynny, wodę oraz mieszaninę pentanu i cyklopentanu o stosunku wagowym składników 1:1.The subject of the application is a composition for the production of a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties, based on a polyol, which contains, apart from the polyol, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, a catalyst, a filler of plant origin in the form of ground plum seeds, and also contains a surfactant, water and a 1:1 mixture of pentane and cyclopentane by weight.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o poprawionych właściwościach mechanicznych, przeznaczonej do wykorzystania głównie w budownictwie, przy produkcji materiałów izolacyjnych.The subject of the invention is a composition for the production of rigid polyurethane foam with improved mechanical properties, intended for use mainly in the construction industry, in the production of insulating materials.

W ostatnich latach prowadzone są intensywne poszukiwania nowych rozwiązań, których celem byłaby poprawa właściwości termicznych, mechanicznych i aplikacyjnych otrzymywanych sztywnych pianek poliuretanowych, w tym między innymi poprawa wytrzymałości na ściskanie. Coraz większą uwagę skupia się na wykorzystaniu różnego rodzaju napełniaczy kompozycji na te pianki. Nadto w związku ze stale rosnącymi wymaganiami środowiskowymi i Zasadami Zrównoważonego Rozwoju korzystnym rozwiązaniem w przypadku sztywnych pianek poliuretanowych okazało się zastosowanie napełniaczy pochodzenia naturalnego. Wśród korzystnych cech napełniaczy pochodzenia naturalnego wymienia się małą gęstość, dużą wytrzymałość mechaniczną i zdolność do pełnienia funkcji wzmacniającej. Wśród korzystnych cech napełniaczy pochodzenia naturalnego można wymienić także ich ogólnodostępność, stosunkowo niski koszt, ale też małą gęstość i dużą sztywność, która może wpływać na poprawę właściwości mechanicznych otrzymywanych kompozytów. Zastosowanie napełniaczy pochodzenia roślinnego przy produkcji materiałów polimerowych rozwiązuje także problem przechowywania i zagospodarowania naturalnych odpadów.In recent years, intensive searches for new solutions have been conducted, the aim of which would be to improve the thermal, mechanical and application properties of the obtained rigid polyurethane foams, including, inter alia, the improvement of compressive strength. More and more attention is focused on the use of various types of composition fillers for these foams. In addition, due to the ever-increasing environmental requirements and the Principles of Sustainable Development, the use of natural fillers turned out to be a beneficial solution in the case of rigid polyurethane foams. The advantageous features of natural fillers include low density, high mechanical strength and the ability to perform a reinforcing function. Among the advantageous features of fillers of natural origin, one can also mention their general availability, relatively low cost, but also low density and high stiffness, which can improve the mechanical properties of the obtained composites. The use of plant-derived fillers in the production of polymeric materials also solves the problem of storing and managing natural waste.

Z czasopisma Polymer Testing 68 (2018) wiadomo, że kompozycja na sztywne pianki poliuretanowe modyfikowana dodatkiem białka ziemniaczanego jako napełniacza umożliwia otrzymanie pianek charakteryzujących się większą gęstością pozorną, lepszymi właściwościami mechanicznymi oraz ograniczoną nasiąkliwością.It is known from the journal Polymer Testing 68 (2018) that the composition for rigid polyurethane foams modified with the addition of potato protein as a filler makes it possible to obtain foams characterized by higher apparent density, better mechanical properties and limited water absorption.

Modyfikacja kompozycji na sztywne pianki poliuretanowe, polegająca na dodaniu do niej odpadowej keratyny pochodzącej z procesu garbowania skóry, umożliwia otrzymanie pianek porowatych, o dobrych właściwościach mechanicznych i termoizolacyjnych (czasopismo Polymer Testing 69 (2018) 225-237.Modification of the composition into rigid polyurethane foams, consisting in adding waste keratin from the leather tanning process, enables obtaining porous foams with good mechanical and thermal insulation properties (Polymer Testing 69 (2018) 225-237.

Z opisu zgłoszenia patentowego P.434333 jest znana kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o dobrych właściwościach mechanicznych, zawierająca na 100 części wagowych poliolu 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowe katalizatora oraz jako napełniacz pochodzenia roślinnego silanizowane paździerze konopne, stosowane w ilości 0,1-1,5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu.From the description of patent application P.434333, there is known a composition for the production of rigid polyurethane foam with good mechanical properties, containing 120 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 14 parts by weight of flame retardant, 0.2 parts by weight of catalyst per 100 parts by weight of polyol, and as filler of plant origin silanized hemp shives, used in the amount of 0.1-1.5 parts by weight per 100 parts by weight of polyol.

W opisie zgłoszenia patentowego P. 434335 ujawniono kompozycję do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o polepszonych właściwościach mechanicznych i termicznych, na bazie poliolu pochodzenia petrochemicznego i biopoliolu otrzymanego w drodze upłynniania łupin orzecha włoskiego, zawierająca na 100 części wagowych poliolu 120 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 14 części wagowych antypirenu, 0,2 części wagowych katalizatora oraz jako napełniacz pochodzenia roślinnego silanizowane łupiny orzecha włoskiego w ilości 0,1-1,5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu, zaś biopoliolu zawiera 10-20 części wagowych na 100 części wagowych poliolu.In the description of the patent application P. 434335 a composition for the production of a rigid polyurethane foam with improved mechanical and thermal properties is disclosed, based on a petrochemical polyol and a biopolyol obtained by liquefaction of walnut shells, containing 120 parts by weight of 4,4'- diphenylmethane diisocyanate, 14 parts by weight of flame retardant, 0.2 parts by weight of catalyst, and as a filler of plant origin, silanized walnut shells in the amount of 0.1-1.5 parts by weight per 100 parts by weight of polyol, and biopolyol contains 10-20 parts by weight per 100 parts by weight of polyol.

Z opisu zgłoszenia patentowego P. 437334 jest znana kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności, na bazie poliolu, zawierająca na 100 części wagowych poliolu 160 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 6,8 części wagowych katalizatorów tj. oktanianu potasu 6 części wagowych oraz octanu potasu rozpuszczonego w poliglikolu 0,8 części wagowych, 2 części wagowe zmodyfikowanego napełniacza pochodzenia roślinnego, a nadto 2,5 części wagowych środka powierzchniowo-czynnego, 0,5 części wagowych wody, 11 części wagowych mieszaniny pentanu i cyklopentanu o stosunku wagowym składników 1 : 1.From the description of the patent application P. 437334 there is known a composition for the production of a rigid polyurethane foam of reduced flammability, based on polyol, containing per 100 parts by weight of polyol, 160 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 6.8 parts by weight of catalysts, i.e. potassium octoate 6 parts by weight and potassium acetate dissolved in polyglycol, 0.8 parts by weight, 2 parts by weight of a modified filler of plant origin, plus 2.5 parts by weight of a surfactant, 0.5 parts by weight of water, 11 parts by weight of a mixture of pentane and cyclopentane with 1:1 weight ratio of ingredients.

Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji na sztywną piankę poliuretanową o poprawionych właściwościach mechanicznych, w której jako napełniacz wykorzystuje się odpadowy surowiec roślinny.The aim of the invention is to develop a composition for a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties, in which waste plant material is used as a filler.

Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o poprawionych właściwościach mechanicznych, na bazie poliolu, zawierająca oprócz poliolu 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, katalizator, napełniacz pochodzenia roślinnego, według wynalazku na 100 części wagowych poliolu zawiera 160 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 6,8 części wagowych katalizatorów, w tym oktanianu potasu 6 części wagowych oraz octanu potasu rozpuszczonego w poliglikolu 0,8 części wagowych. Jako napełniacz pochodzenia roślinnego zawiera pestki śliwki zmielone na cząstki o rozmiarach 1,5-6,5 μm, w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu, a nadto zawiera na 100 części wagowych poliolu 2,5 części wagowych środka powierzchniowo-czynnego, 0,5 części wagowych wody, 11 części wagowych mieszaniny pentanu i cyklopentanu o stosunku wagowym składników 1 : 1.Composition for the production of rigid polyurethane foam with improved mechanical properties, based on polyol, containing, in addition to the polyol, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, a catalyst, a filler of plant origin, according to the invention, per 100 parts by weight of the polyol, it contains 160 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate 6.8 parts by weight of catalysts, including potassium octoate 6 parts by weight and potassium acetate dissolved in polyglycol 0.8 parts by weight. As a filler of plant origin, it contains plum seeds ground into particles of 1.5-6.5 μm, in the amount of 1-5 parts by weight per 100 parts by weight of polyol, and also contains 2.5 parts by weight of surfactant per 100 parts by weight of polyol. active ingredient, 0.5 parts by weight of water, 11 parts by weight of a mixture of pentane and cyclopentane in a 1:1 ratio by weight.

Sztywna pianka poliuretanowa otrzymana z kompozycji według wynalazku, w porównaniu z niemodyfikowanymi sztywnymi piankami poliuretanowymi, wykazuje poprawione właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie w kierunku równoległym i prostopadłym do kierunku wzrostu pianki). Oznacza to, że z kompozycji według wynalazku otrzymuje się sztywną piankę poliuretanową zdolną do przenoszenia większych obciążeń mechanicznych niż obciążenia przenoszone przez pianki niemodyfikowane, co jest pożądaną cechą przy zastosowaniu pianki jako materiału izolacyjnego w budownictwie.The rigid polyurethane foam obtained from the composition according to the invention, compared to unmodified rigid polyurethane foams, has improved mechanical properties (compressive strength in the direction parallel and perpendicular to the direction of foam growth). This means that the composition according to the invention results in a rigid polyurethane foam capable of carrying higher mechanical loads than those carried by unmodified foams, which is a desirable feature when using the foam as an insulating material in construction.

Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek przedstawiający wykres ilustrujący wytrzymałości na ściskanie równoległe i prostopadłe do kierunku wzrostu pianki, pianek otrzymanych w przykładach I-III. Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.The subject of the invention is illustrated by the following examples with reference to the drawing showing the graph illustrating the compressive strengths parallel and perpendicular to the direction of foam growth of the foams obtained in examples I-III. Parts in the examples are parts by weight.

Przykład IExample I

Przygotowano kompozycję o składzie:A composition was prepared with the following composition:

poliol o nazwie handlowej STEPANPOL PS-2352 - komponent A polyol with the trade name STEPANPOL PS-2352 - component A - - 100 części 100 parts polimeryczny 4,4’-diizocyjanian difenylometanu o nazwie handlowej Purocyn B - komponent B polymeric 4,4'-diphenylmethane diisocyanate with the trade name Purocyn B - component B - - 160 części 160 parts katalizator - oktanian potasu, o nazwie handlowej Kosmos 75 katalizator - octan potasu rozpuszczony w poliglikolu, catalyst - potassium octanoate, trade name Kosmos 75 catalyst - potassium acetate dissolved in polyglycol, - - 6 części 6 parts o nazwie handlowej Kosmos 33 silikonowy środek powierzchniowo-czynny o nazwie handlowej with the trade name Kosmos 33 commercial silicone surfactant - - 0,8 części 0.8 parts Tegostab B8513 Takistab B8513 - - 2,5 części 2.5 parts Woda Water - - 0,5 części 0.5 parts mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1 : 1 a mixture of pentane and cyclopentane with a 1:1 ratio by weight - - 11 części 11 parts pestki śliwki zmielone na cząstki o rozmiarach 1,5-6,5 μm plum pits ground into particles of 1.5-6.5 μm - - 1 część. 1 part.

Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników. Dla otrzymanej pianki określono wytrzymałość na ściskanie równoległe i prostopadłe do kierunku wzrostu pianki.Rigid polyurethane foam was prepared from this composition by mixing its components. For the obtained foam, the compressive strength parallel and perpendicular to the direction of foam growth was determined.

Równocześnie dla celów porównawczych przygotowano kompozycję referencyjną do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o składzie w częściach wagowych:At the same time, for comparative purposes, a reference composition was prepared for the production of rigid polyurethane foam with the composition in parts by weight:

poliol o nazwie handlowej komponent A - 100 części, komponent B - 160 części, katalizator Kosmos 75 - 6 części, katalizator Kosmos 33 - 0,8 części, silikonowy środek powierzchniowo-czynny Tegostab B8513 - 2,5 części, woda - 0,5 części, mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1 : 1 - 11 części.polyol with trade name component A - 100 parts, component B - 160 parts, Kosmos 75 catalyst - 6 parts, Kosmos 33 catalyst - 0.8 parts, Takistab B8513 silicone surfactant - 2.5 parts, water - 0.5 parts, a mixture of pentane and cyclopentane with a component weight ratio of 1:1 - 11 parts.

Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników i dla otrzymanej pianki określono także wytrzymałość na ściskanie równoległe i prostopadłe do kierunku wzrostu pianki.A rigid polyurethane foam was prepared from this composition by mixing its components, and the resulting foam was also determined to have a compressive strength parallel and perpendicular to the direction of foam growth.

Przykład IIExample II

Przygotowano kompozycję o składzie:A composition was prepared with the following composition:

komponent A component A - - 100 części, 100 parts, komponent B B component - - 160 części, 160 parts, katalizator Kosmos 75 Cosmos 75 catalyst - - 6 części, 6 parts, katalizator Kosmos 33 Cosmos 33 catalyst - - 0,8 części, 0.8 parts, silikonowy środek powierzchniowo-czynny Tegostab B8513 Takistab B8513 silicone surfactant - - 2,5 części, 2.5 parts, woda water - - 0,5 części, 0.5 parts, mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1 : 1 a mixture of pentane and cyclopentane with a 1:1 ratio by weight - - 11 części, 11 parts, pestki śliwki zmielone na cząstki o rozmiarach 1,5-6,5 μm plum pits ground into particles of 1.5-6.5 μm - - 2 części. 2 parts.

Z kompozycji tej wytworzono sztywną piankę poliuretanową przez zmieszanie jej składników i dla otrzymanej pianki określono wytrzymałość na ściskanie równoległe i prostopadłe do kierunku wzrostu pianki.A rigid polyurethane foam was prepared from this composition by mixing its components, and the compressive strength parallel and perpendicular to the direction of foam growth was determined for the resulting foam.

PL 242379 BIPL 242379 B.I

Przykład IIIExample III

Przygotowano kompozycję o składzie:A composition was prepared with the following composition:

komponent A component A 100 części, 100 parts, komponent B B component 160 części, 160 parts, katalizator Kosmos 75 Cosmos 75 catalyst 6 części, 6 parts, katalizator Kosmos 33 Cosmos 33 catalyst 0,8 części, 0.8 parts, silikonowy środek powierzchniowo-czynny Tegostab B8513 Takistab B8513 silicone surfactant 2,5 części, 2.5 parts, woda water 0,5 części, 0.5 parts, mieszanina pentanu z cyklopentanem o stosunku wagowym składników 1 :1 a mixture of pentane and cyclopentane with a 1:1 weight ratio of the components _ _ 11 części, 11 parts, pestki śliwki zmielone na cząstki o rozmiarach 1,5-6,5 pm plum pits ground to particles of 1.5-6.5 pm 5 części. 5 parts.

Dalej postępowano jak w przykładzie II.The procedure was continued as in Example II.

W poniższej tablicy przedstawiono wyniki badania wytrzymałości na ściskanie równoległe i prostopadłe do kierunku wzrostu pianek poliuretanowych wytworzonych z kompozycji otrzymanych w przykładach I-III.The table below shows the results of testing the compressive strength parallel and perpendicular to the direction of growth of polyurethane foams made from the compositions obtained in Examples 1-3.

Tablica.Board.

Nr przykładu Example No Wytrzymałość na ściskanie równoległe do kierunku wzrostu pianki [kPa] Compressive strength parallel to the direction of foam growth [kPa] Wytrzymałość na ściskanie prostopadłe do kierunku wzrostu pianki [kPa] Compressive strength perpendicular to the direction of foam growth [kPa] Kompozycja referencyjna (bez napełniać za) Reference composition (without refill behind) 242 242 131 131 I AND 261 261 151 151 II II 255 255 142 142 III III 247 247 139 139

Zastrzeżenie patentowePatent Disclaimer

Claims (1)

1. Kompozycja do wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o poprawionych właściwościach mechanicznych, na bazie poliolu, zawierająca oprócz poliolu 4,4’-diizocyjanian difenylometanu, katalizator, napełniacz pochodzenia roślinnego, znamienna tym, że na 100 części wagowych poliolu zawiera 160 części wagowych 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, 6,8 części wagowych katalizatorów, w tym oktanianu potasu 6 części wagowych oraz octanu potasu rozpuszczonego w poliglikolu 0,8 części wagowych, jako napełniacz pochodzenia roślinnego zawiera pestki śliwki zmielone na cząstki o rozmiarach 1,5-6,5 pm, w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych poliolu, a nadto zawiera na 100 części wagowych poliolu 2,5 części wagowych środka powierzchniowo-czynnego, 0,5 części wagowych wody, 11 części wagowych mieszaniny pentanu i cyklopentanu o stosunku wagowym składników 1:1.1. A composition for the production of a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties, based on a polyol, containing, in addition to the polyol, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, a catalyst, a filler of plant origin, characterized in that per 100 parts by weight of the polyol it contains 160 parts by weight of 4,4 - diphenylmethane diisocyanate, 6.8 parts by weight of catalysts, including potassium octoate 6 parts by weight and potassium acetate dissolved in polyglycol 0.8 parts by weight, as a filler of plant origin, contains plum stones ground into particles of 1.5-6.5 pm, in an amount of 1-5 parts by weight per 100 parts by weight of polyol, and additionally contains, per 100 parts by weight of polyol, 2.5 parts by weight of surfactant, 0.5 parts by weight of water, 11 parts by weight of a mixture of pentane and cyclopentane with a weight ratio of ingredients 1:1.
PL437725A 2021-04-28 2021-04-28 Composition for producing a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties PL242379B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437725A PL242379B1 (en) 2021-04-28 2021-04-28 Composition for producing a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437725A PL242379B1 (en) 2021-04-28 2021-04-28 Composition for producing a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL437725A1 PL437725A1 (en) 2022-10-31
PL242379B1 true PL242379B1 (en) 2023-02-13

Family

ID=83852907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL437725A PL242379B1 (en) 2021-04-28 2021-04-28 Composition for producing a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242379B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL437725A1 (en) 2022-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kuranchie et al. The effect of natural fibre reinforcement on polyurethane composite foams–a review
Pizzi Tannin-based biofoams-A review
Gu et al. Preparation and characterization of sustainable polyurethane foams from soybean oils
CA2899959C (en) Composition for manufacturing an elastic tannin based foam material, and process thereof
DSouza et al. Recent developments in biobased foams and foam composites for construction applications
KR101958007B1 (en) Composition for manufacturing a tannin-based foam material, foam material obtainable from it, and manufacturing process thereof
US20050182228A1 (en) Plastic material
Prociak et al. Influence of isocyanate index on selected properties of flexible polyurethane foams modified with various bio-components
Mikulich et al. Strength and mechanical characteristics of modified polyurethane foams
Akdogan et al. Sustainable rigid polyurethane foam composites based on used palm oil and turkey feather fiber: structural, morphological, thermal, insulation and mechanical properties
PL244630B1 (en) Composition for producing rigid polyurethane foam with reduced flammability
Ismail et al. Investigating the potential of dihydroxystearic acid as feedstock for rigid polyurethane foam
Ali et al. The mechanical properties of medium density rigid polyurethane biofoam
Soberi et al. Influence of filler content and mixing time on the properties and morphology of kenaf/polyurethane foam composites
PL246718B1 (en) Composition for the production of rigid polyurethane foam with improved mechanical properties
PL234693B1 (en) Application of raspberry stones as a filler for production of the polyurethane foam biocomposites
Siddiqui et al. Wool fiber–reinforced polymer composites
Chris-Okafor Investigation of the Effects of Hybrid Agro Waste-Fillers on the Properties of Flexible Polyurethane Foams for Nursery Farming Applications
RU2336283C2 (en) Method of production of fire resistant filled polyurethane
PL242404B1 (en) Method of producing multifunctional polyetherols
RU2822104C1 (en) Foamed polyurethane
Basso et al. New closed-and open-cell, aldehyde-free protein foams
PL243711B1 (en) Composition for producing rigid flame-retardant polyurethane foam
Sanda et al. Utilization of Neem Seed Oil as Surfactant in the Production of Flexible and Rigid Polyurethane Foam
PL242746B1 (en) Composition for the production of rigid polyurethane foam with reduced flammability