PL248190B1 - Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra - Google Patents

Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra

Info

Publication number
PL248190B1
PL248190B1 PL447699A PL44769924A PL248190B1 PL 248190 B1 PL248190 B1 PL 248190B1 PL 447699 A PL447699 A PL 447699A PL 44769924 A PL44769924 A PL 44769924A PL 248190 B1 PL248190 B1 PL 248190B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
biopolyol
foam
mixture
mixed
Prior art date
Application number
PL447699A
Other languages
English (en)
Other versions
PL447699A1 (pl
Inventor
Elżbieta Malewska
Maria Kurańska
Aleksander Prociak
Tomasz Prociak
Jolanta Pulit-Prociak
Marcin BANACH
Marcin Banach
Original Assignee
Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki
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 Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki filed Critical Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki
Priority to PL447699A priority Critical patent/PL248190B1/pl
Publication of PL447699A1 publication Critical patent/PL447699A1/pl
Publication of PL248190B1 publication Critical patent/PL248190B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/36—Hydroxylated esters of higher fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0025—Foam properties rigid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra, który obejmuje przygotowanie przedmieszki poliolowej z biopoliolu z nanocząstkami srebra, katalizatorów, żelowania i aminowego, środka powierzchniowo czynnego, otwieracza komórek, antypirenu i wody, przy czym biopoliol otrzymuje się dwuetapowo w wyniku katalitycznej transestryfikacji oleju roślinnego, gdzie czynnikiem transestryfikującym jest glikol dietylenowy DEG. Tak otrzymaną przedmieszkę poliolową miesza się z komponentem izocyjanianowym, wylewa do formy i sezonuje po wyrośnięciu, nie krócej niż 24 godziny.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej - PUR zawierającej w swojej strukturze nanocząstki srebra, do zastosowania jako materiał izolacyjny w miejscach narażonych na rozwój pleśni i grzybów.
Rodzina PUR obejmuje tworzywa termoplastyczne, tworzywa termoutwardzalne i jedno- lub dwuskładnikowe kompozycje utwardzalne. PUR znajdują szerokie zastosowanie w różnorodnych gałęziach nauki i przemysłu. Są stosowane w postaci klejów, powłok, uszczelnień, elastomerów i pianek. Odgrywają znaczącą rolę w przemysłach: odzieżowym, tapicerskim, samochodowym, budowlanym, lotniczym, opakowaniowym i in. PUR w swojej strukturze chemicznej zawierają wiązania uretanowe (-NH-(C=O)-O-). Wiązania te powstają w wyniku reakcji grup hydroksylowych (-OH) poliolu z grupami izocyjanowymi (-NCO) obecnymi w izocyjanianach.
Większość materiałów PUR jest otrzymywana z produktów petrochemicznych, które są nieodnawialne i są przyczyną problemów środowiskowych. W związku z tym, a także coraz większym naciskiem na zagadnienia związane z utylizacją odpadów i wyczerpywaniem się zasobów nieodnawialnych, dużym zainteresowaniem cieszy się rozwój i produkcja polioli pochodzących ze źródeł naturalnych i surowców wtórnych. W nowoczesnych rozwiązaniach dotyczących wytwarzania pianek poliuretanowych oprócz polioli petrochemicznych stosuje się również biopoliole otrzymywane z surowców odnawialnych. Wśród takich surowców często używane są oleje roślinne. W Europie najczęściej stosuje się oleje rzepakowy i słonecznikowy, w Ameryce olej sojowy, a w Azji olej palmowy.
W systemach PUR biopoliole nie są jedynym komponentem wytwarzanych z surowców odnawialnych. Stosowane są również napełniacze roślinne. Ponadto surowce odnawialne mogą być używane w procesach wytwarzania innych dodatków istotnych z punktu widzenia zastosowania pianek PUR. Pianki PUR zawierające w swojej strukturze nanocząstki metaliczne stanowią zaawansowany materiał łączący właściwości pianek PUR z antydrobnoustrojowym działaniem nanocząstek. Działanie antymikrobiologiczne jest szczególnie korzystne, gdy pianki PUR stosowane są w środowisku sprzyjającym rozwojowi mikroorganizmów. Pianki PUR z wbudowanymi nanocząstkami metalicznymi mogą znaleźć zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, szczególnie takich, w których działanie przeciwdrobnoustrojowe jest szczególnie pożądane. Tego rodzaju produkty mogą być szczególnie przydatne np. w branży medycznej, gdzie mogą być stosowane jako wypełnienia materacy, poduszek, podłokietników i w celu wypełnienia innych przedmiotów użytkowych.
Szczególnie w czasie pocovidowym, poszukuje się nowych rozwiązań zabezpieczających przed rozwojem i rozprzestrzenianiem się patogennych organizmów, a wytworzenie pianek PUR z udziałem surowców odnawialnych, które dodatkowo zawierają biobójcze nanocząstki metaliczne otrzymywane przy udziale surowca roślinnego szczególnie mocno wpisuje się w trend proekologicznych technologii.
Z opisu patentowego US9783676B2 znana jest antybakteryjna pianka PUR, którą otrzymuje się poprzez dodanie do składnika poliolowego, konwencjonalnego poliestrolu lub polieterolu, srebra rozpuszczonego najkorzystniej w wodzie. Według wynalazku środek kompleksujący stosuje się w celu rozpuszczenia przeciwdrobnoustrojowego związku metalu w zastosowanym rozpuszczalniku. Przykładowe środki kompleksujące obejmują związki aminowe, wodorotlenek amonu, jak również kombinacje tych związków, chociaż korzystnym środkiem kompleksującym jest amoniak. Z opatentowanej kompozycji otrzymuje się elastyczne pianki poliuretanowe o gęstości ok. 80 kg/m3 przeznaczone do zastosowania jako opatrunki na rany.
W opisie patentowym JP6534273B2 przedstawiono sposób wytwarzania antybakteryjnej elastycznej pianki PUR obejmujący reakcję surowca zawierającego poliol, izocyjanianu organicznego, katalizatora, środka spieniającego i środka przeciwbakteryjnego. Środek antybakteryjny jest wybrany z grupy związków srebra, szczególnie soli srebra. Środek antybakteryjny wprowadza się do mieszaniny reakcyjnej poprzez zmieszanie go z poliolem lub środkiem spieniającym. Pianki PUR przeznaczone są do wytwarzania gąbek kuchennych, kąpielowych oraz materacy.
Autorzy opisu patentowego ES2472116A1 przedstawili sposób wytwarzania pianki PUR o właściwościach antybakteryjnych, który obejmuje przygotowanie zawiesiny nanosrebra poprzez rozpuszczenie środka stabilizującego w roztworze czynnika redukującego, przygotowanie roztworu prekursora srebra i wymieszanie obu roztworów, a następnie dodanie otrzymanej dyspersji do układu poliolowego i połączenie go z układem poliizocyjanianu. Całość miesza się, a następnie wlewa do formy w celu utwardzenia pianki. Autorzy podają, iż otrzymany materiał może znaleźć zastosowanie w medycynie, farmacji, kosmetyce, przemyśle tekstylnym i innych sektorach, w których stosuje się elastyczne pianki PUR. Wytworzone wg wynalazku pianki miały gęstość 50-55 kg/m3.
W opisie patentowym US20110200674A1 podano sposób wytwarzania przeciwdrobnoustrojowej otwartokomórkowej pianki. W celu nadania jej właściwości antymikrobiologicznych, nanocząstki srebra są zawieszane w matrycy piankowej. Matryca piankowa może być wykonana z polieteropoliuretanu, poliestropoliuretanu, poliwęglanu, termoplastycznej olefiny, termoplastycznego elastomeru i termoplastycznego PUR. Nanocząstki srebra mogą mieć średnią wielkość od około 5 do 100 nanometrów. Nanocząstki srebra można włączyć do matrycy piankowej w stężeniu od około 0,01% wagowego do około 0,20% wagowego. Sposób wytwarzania pianki antybakteryjnej obejmuje: mieszanie nanocząstek srebra w komponentach, łączenie składników w celu utworzenia matrycy piankowej, zawieszając w ten sposób nanocząstki srebra w matrycy piankowej. Wytworzono pianki otwarto- lub zamkniętokomórkowe o gęstości ok. 22 kg/m3.
Autorzy opisu patentowego KR100674643B1 podają sposób wytwarzania gąbki z elastycznej pianki PUR zawierającej nanocząstki srebra. Sposób wytwarzania według wynalazku polega na wytwarzaniu pianki PUR zawierającej wiele utworzonych w niej pęcherzyków poprzez dodanie środka spieniającego. Korzystnie jest zmieszać nanokoloidalny roztwór srebra z wodą, a otrzymaną zawiesinę traktować jako czynnik spieniający. Autorzy podają, iż sposób wytwarzania według wynalazku jest nie tylko prosty i ekonomiczny, ale umożliwia także trwałe wprowadzenie nanocząstek srebra do gąbki, dzięki czemu działanie antybakteryjne może utrzymywać się przez długi czas.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej o właściwościach antydrobnoustrojowych ze składników odnawialnych.
Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra obejmujący przygotowanie przedmieszki poliolowej z biopoliolu, katalizatorów, żelowania i aminowego, środka powierzchniowo czynnego, otwieracza komórek, antypirenu i wody, przy czym biopoliol otrzymuje się w wyniku katalitycznej transestryfikacji oleju roślinnego, gdzie czynnikiem transestryfikującym jest glikol dietylenowy DEG, a tak otrzymaną przedmieszkę poliolową miesza się z komponentem izocyjanianowym, wylewa do formy i sezonuje, charakteryzuje się tym, że biopoliol otrzymuje się dwuetapowo. W pierwszym etapie sporządza się macerat z owoców wiśni, korzystnie suszonych, w DEG, przy stosunku masowo-objętościowym suchej masy owoców do objętości rozpuszczalnika, glikolu dietylenowego od 1:5 do 1:20, a macerację prowadzi się w temp. od 20 do 90°C przez 0,5 do 8 h, po czym oddziela się stałą pozostałość od maceratu, który miesza się w stosunku objętościowym 9:1 z roztworem AgNO3 w DEG o stężeniu od 5,15 x 10-4 mol/l do 5,15 x 10-3 mol/l, przy temperaturze mieszaniny od 20 do 80°C, następnie, nie przerywając mieszania, roztworem NaOH w DEG o stężeniu od 0,01 do 1 mol/l ustala się pH w zakresie od 7 do 12 i nie zmieniając warunków prowadzi się reakcję redukcji srebra do uzyskania zmiany koloru roztworu na ciemnobrązowy. W drugim etapie, tak otrzymaną, zawiesinę nanosrebra w DEG o stężeniu od 50 do 500 mg/kg i olej z pestek wiśni ogrzewa się, do temperatury od 130 do 220°C mieszając z prędkością od 300 do 600 obr/min, w obecności katalizatora, korzystnie octanu cynku. Stosunek molowy oleju do zawiesiny nanosrebra w DEG, czynnika transestryfikującego, wynosi 1:3. Katalizator dodaje się w ilości od 0,1 do 0,8% w stosunku do masy oleju i nie zmieniając temperatury prowadzi się reakcję transestryfikacji przez 1 do 4 h, po czym przerywa się ogrzewanie, a mieszaninę reakcyjną pozostawia ciągle mieszając do uzyskania temperatury pokojowej. W celu przygotowania przedmieszki poliolowej, na każde 100 g otrzymanego biopoliolu z nanocząstkami srebra, dodaje się od 0,05 do 0,6 g katalizatora żelowania, korzystnie dilaurynianu dibutylocyny, od 1,1 do 6 g katalizatora aminowego, korzystnie mieszaniny Bis[3-(dimetyloimino)propylo]aminy w ilości od 0,1 do 1 g oraz dimetyloaminopropylodipropanoloaminy w ilości od 1 do 5 g, od 0,1 do 1 g otwieracza komórek, korzystnie kopolimer niesiloksanowy na bazie polibutadienu, od 1 do 10 g środka powierzchniowo czynnego, korzystnie modyfikowany kopolimer polieteropolidimetylosiloksanowy, od 10 do 50 g antypirenu, korzystnie fosforan 1-chloro-2-propylu - TCPP i od 5 do 30 g wody, które miesza się do uzyskania jednorodnej masy. Do tak przygotowanej przedmieszki poliolowej dodaje się komponent izocyjanianowy, korzystnie polimeryczny diizocyjanian 4,4-difenylometanu, z zachowaniem indeksu izocyjanianowego od 0,8 do 3,0. Indeks izocyjanianowy to stosunek ilości zastosowanego w procesie spieniania izocyjanianu do ilości teoretycznej, obliczonej według receptury w odniesieniu do wszystkich surowców zawierających grupy reaktywne względem grup izocyjanianowych. Całość miesza się przez 3 do 10 sekund z prędkością od 1000 do 5000 obr/min, wylewa do formy i po wyrośnięciu sezonuje, korzystnie nie krócej niż 24 godziny.
Korzystnie roztwór AgNOs w DEG sporządza się w temperaturze od 20 do 90°C.
Korzystnie roztwór NaOH w DEG sporządza się w temperaturze od 20 do 90°C.
Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku uzyskano, ze składników odnawialnych, sztywną piankę poliuretanową z nanocząstkami srebra, wykazującą właściwości antydrobnoustrojowe.
Wynalazek został przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.
W przykładach użyto:
- katalizator żelowania - Kosmos 19,
- katalizator aminowy - Polycat 15,
- katalizator aminowy - PC Cat NP10,
- otwieracz komórek - Ortegol 500,
- środek powierzchniowo czynny - Tegostab B8870,
- antypiren fosforan 1-chloro-2-propylu - TCPP.
Przykład 1
W naczyniu szklanym umieszczono 10 g suszonych owoców wiśni o wymiarach 5 x 5 mm oraz 50 ml glikolu dietylenowego. Całość mieszano w łaźni wodnej umieszczonej na mieszadle magnetycznym przez 8 godzin w temperaturze 20°C. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymaną mieszaninę rozdzielono metodą filtracji grawitacyjnej. Stałą pozostałość odrzucono, a otrzymany filtrat pozostawiono do dalszych etapów procesu. Sporządzono roztwór azotanu srebra w glikolu dietylenowym o stężeniu 5,15 x 10-3 mol/l oraz roztwór wodorotlenku sodu w glikolu dietylenowym o stężeniu 0,1 mol/l. Obydwa roztwory sporządzano poprzez rozpuszczenie substancji w rozpuszczalniku w temperaturze 60°C. Następnie do 270 g roztworu azotanu srebra w DEG wprowadzono 30 g naparu z wiśni w DEG i całość mieszano na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej z szybkością 270 obr/min. Za pomocą roztworu wodorotlenku sodu w DEG ustalono pH mieszaniny reakcyjnej na poziomie 10 i mieszano przez kolejne 20 min. Zmiana zabarwienia mieszaniny z przezroczystej na ciemnobrązową świadczyła o uformowaniu się nanocząstek srebra. Stężenie nanocząstek srebra wynosiło 500 mg/kg, a rozmiar wynosił 100 nm.
Następnie w kolbie szklanej umieszczono 50 ml oleju z pestek wiśni, 18,7 g zawiesiny nanosrebra w DEG (co stanowiło 100% ilości czynnika transestryfikującego) oraz 0,075 g (0,15%) octanu cynku jako katalizatora. Całość ogrzewano do temperatury 175°C mieszając z prędkością 500 obr/min. Po dwóch godzinach przerwano ogrzewanie, a mieszaninę poreakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej cały czas mieszając.
Tak otrzymany biopoliol w ilości 100 g zmieszano z 0,2 g katalizatora żelowania Kosmos 19, 0,5 g katalizatora aminowego Polycat 15, 3,0 g katalizatora aminowego PC Cat NP10, 0,5 g otwieracza komórek Ortegol 500, 5 g środka powierzchniowo czynnego Tegostab B8870, 15 g wody oraz 40 g antypirenu TCPP. Całość mieszano przez 30 s do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Do tak przygotowanej przedmieszki dodawano 325,0 g polimeryczny diizocyjanian 4,4'-difenylometanu - PMDI i mieszano z użyciem mieszadła mechanicznego przez 5 s, a następnie wylano do formy, w której następował wzrost pianki. Piankę sezonowano przez 24 h, po czym poddano analizie właściwości użytkowych. Otrzymano piankę o zawartości komórek zamkniętych 22,1% i gęstości 15,8 kg/m3. Pianka taka charakteryzowała się współczynnikiem przewodzenia ciepła 35,8 mW/m-K i wytrzymałością na ściskanie 51,5 kPa.
Właściwości biopoliolu otrzymanego zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 1.
Właściwości pianki otrzymanej zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 2.
Przykład 2
W naczyniu szklanym umieszczono 2,5 g suszonych owoców wiśni o wymiarach 5 x 5 mm oraz 50 ml glikolu dietylenowego. Całość mieszano w łaźni wodnej umieszczonej na mieszadle magnetycznym przez 0,5 godziny w temperaturze 90°C. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymaną mieszaninę rozdzielono metodą filtracji grawitacyjnej. Stałą pozostałość odrzucono, a otrzymany filtrat pozostawiono do dalszych etapów procesu. Sporządzono roztwór azotanu srebra w glikolu dietylenowym o stężeniu 5,15 x 10-3 mol/l oraz roztwór wodorotlenku sodu w glikolu dietylenowym o stężeniu 0,1 mol/l. Obydwa roztwory sporządzano poprzez rozpuszczenie substancji w rozpuszczalniku w temperaturze 60°C. Następnie do 270 g roztworu azotanu srebra w DEG wprowadzono 30 g naparu z wiśni w DEG i całość mieszano na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej z szybkością 270 obr/min. Za pomocą roztworu wodorotlenku sodu w DEG ustalono pH mieszaniny reakcyjnej na pozio mie 10 i mieszano przez kolejne 20 min. Zmiana zabarwienia mieszaniny z przezroczystej na ciemnobrązową świadczyła o uformowaniu się nanocząstek srebra. Stężenie nanocząstek srebra wynosiło 500 mg/kg, a rozmiar wynosił 100 nm.
Następnie w kolbie szklanej umieszczono 50 ml oleju z pestek wiśni, 18,7 g zawiesiny nanosrebra w DEG powstałej po zmieszaniu 9,35 g uprzednio otrzymanej zawiesiny o stężeniu nanocząstek srebra 500 mg/kg (co stanowiło 50% ilości czynnika transestryfikującego) i 9,35 g czystego DEG (co stanowiło 50% czynnika transestryfikującego) oraz 0,150 g (0,30%) octanu cynku jako katalizatora. Całość ogrzewano do temperatury 175°C mieszając z prędkością 500 obr/min. Po dwóch godzinach przerwano ogrzewanie, a mieszaninę poreakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej cały czas mieszając.
Tak otrzymany biopoliol w ilości 100 g zmieszano z 0,2 g katalizatora żelowania Kosmos 19, 0,5 g katalizatora aminowego Polycat 15, 3,0 g katalizatora aminowego PC Cat NP10, 0,5 g otwieracza komórek Ortegol 500, 5 g środka powierzchniowo czynnego Tegostab B8870, 15 g wody oraz 40 g antypirenu TCPP. Całość mieszano przez 30 s do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Do tak przygotowanej przedmieszki dodawano 322,6 g PMDI i mieszano z zastosowaniem mieszadła mechanicznego przez 5 s, a następnie wylano do formy, w której następował wzrost pianki. Piankę sezonowano przez 24 h, po czym poddano analizie właściwości użytkowych. Otrzymano piankę o zawartości komórek zamkniętych 42,7% i gęstości 16,3 kg/m3. Pianka taka charakteryzowała się współczynnikiem przewodzenia ciepła 35,5 mW/m^K i wytrzymałością na ściskanie 59,9 kPa.
Właściwości biopoliolu otrzymanego zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 1.
Właściwości pianki otrzymanej zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 2.
Przykład 3
W naczyniu szklanym umieszczono 5 g suszonych owoców wiśni o wymiarach 5 x 5 mm oraz 50 ml glikolu dietylenowego. Całość mieszano w łaźni wodnej umieszczonej na mieszadle magnetycznym przez 3 godziny w temperaturze 80°C. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymaną mieszaninę rozdzielono metodą filtracji grawitacyjnej. Stałą pozostałość odrzucono, a otrzymany filtrat pozostawiono do dalszych etapów procesu. Sporządzono roztwór azotanu srebra w glikolu dietylenowym o stężeniu 5,15 x 10-3 mol/l oraz roztwór wodorotlenku sodu w glikolu dietylenowym o stężeniu 0,1 mol/l. Obydwa roztwory sporządzano poprzez rozpuszczenie substancji w rozpuszczalniku w temperaturze 60°C. Następnie do 270 g roztworu azotanu srebra w DEG wprowadzono 30 g naparu z wiśni w DEG i całość mieszano na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej z szybkością 270 obr/min. Za pomocą roztworu wodorotlenku sodu w DEG ustalono pH mieszaniny reakcyjnej na poziomie 10 i mieszano przez kolejne 20 min. Zmiana zabarwienia mieszaniny z przezroczystej na ciemnobrązową świadczyła o uformowaniu się nanocząstek srebra. Stężenie nanocząstek srebra wynosiło 500 mg/kg, a rozmiar 10 wynosił 100 nm.
Następnie w kolbie szklanej umieszczono 50 ml oleju z pestek wiśni, 18,7 g zawiesiny nanosrebra w DEG (co stanowiło 100% ilości czynnika transestryfikującego), oraz 0,150 g (0,30%) octanu cynku jako katalizatora. Całość ogrzewano do temperatury 150°C mieszając z prędkością 600 obr/min. Po dwóch godzinach przerwano ogrzewanie, a mieszaninę poreakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej cały czas mieszając.
Tak otrzymany biopoliol w ilości 100 g zmieszano z 0,2 g katalizatora żelowania Kosmos 19, 0,5 g katalizatora aminowego Polycat 15, 3,0 g katalizatora aminowego PC Cat NP10, 0,5 g otwieracza komórek Ortegol 500, 5 g środka powierzchniowo czynnego Tegostab B8870, 15 g wody oraz 40 g antypirenu TCPP. Całość mieszano przez 30 s do uzyskanie jednorodnej mieszaniny. Do tak przygotowanej przedmieszki dodawano 320,5 g PMDI i mieszano z zastosowaniem mieszadła mechanicznego przez 5 s, a następnie wylano do formy, w której następował wzrost pianki. Piankę sezonowano przez 24 h, po czym poddano analizie właściwości użytkowych. Otrzymano piankę o zawartości komórek zamkniętych 0,0% i gęstości 17,8 kg/m3. Pianka taka charakteryzowała się współczynnikiem przewodzenia ciepła 36,7 mW/m^K i wytrzymałością na ściskanie 44,2 kPa.
Właściwości biopoliolu otrzymanego zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 1.
Właściwości pianki otrzymanej zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 2.
Przykład 4
W naczyniu szklanym umieszczono 5 g suszonych owoców wiśni o wymiarach 5 x 5 mm oraz 50 ml glikolu dietylenowego. Całość mieszano w łaźni wodnej umieszczonej na mieszadle magnetycznym przez 3 godziny w temperaturze 80°C. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymaną mie szaninę rozdzielono metodą filtracji grawitacyjnej. Stałą pozostałość odrzucono, a otrzymany filtrat pozostawiono do dalszych etapów procesu. Sporządzono roztwór azotanu srebra w glikolu dietylenowym o stężeniu 5,15 x 10-3 mol/l oraz roztwór wodorotlenku sodu w glikolu dietylenowym o stężeniu 0,01 mol/l. Obydwa roztwory sporządzano poprzez rozpuszczenie substancji w rozpuszczalniku w temperaturze 60°C. Następnie do 270 g roztworu azotanu srebra w DEG wprowadzono 30 g naparu z wiśni w DEG i całość mieszano na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej z szybkością 270 obr/min. Za pomocą roztworu wodorotlenku sodu w DEG ustalono pH mieszaniny reakcyjnej na poziomie 7 i mieszano przez kolejne 20 min. Zmiana zabarwienia mieszaniny z przezroczystej na ciemnobrązową świadczyła o uformowaniu się nanocząstek srebra. Stężenie nanocząstek srebra wynosiło 500 mg/kg, a rozmiar wynosił 100 nm.
Następnie w kolbie szklanej umieszczono 50 ml oleju z pestek wiśni, 18,7 g zawiesiny nanosrebra w DEG, powstałej po zmieszaniu 9,35 g uprzednio otrzymanej zawiesiny o stężeniu nanocząstek srebra 500 mg/kg (co stanowiło 50% ilości czynnika transestryfikującego) i 9,35 g czystego DEG (co stanowiło 50% czynnika transestryfikującego) oraz 0,225 g (0,45%) octanu cynku jako katalizatora. Całość ogrzewano do temperatury 150°C mieszając z prędkością 300 obr/min. Po jednej godzinie przerwano ogrzewanie, a mieszaninę poreakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej cały czas mieszając.
Tak otrzymany biopoliol w ilości 100 g zmieszano z 0,2 g katalizatora żelowania Kosmos 19, 0,5 g katalizatora aminowego Polycat 15, 3,0 g katalizatora aminowego PC Cat NP10, 0,5 g otwieracza komórek Ortegol 500, 5 g środka powierzchniowo czynnego Tegostab B8870, 15 g wody oraz 40 g antypirenu TCPP. Całość mieszano przez 30 s do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Do tak przygotowanej przedmieszki dodawano 322,3 g PMDI i mieszano z zastosowaniem mieszadła mechanicznego przez 5 s, a następnie wylano do formy, w której następował wzrost pianki. Piankę sezonowano przez 24 h, po czym poddano analizie właściwości użytkowych. Otrzymano piankę o zawartości komórek zamkniętych 3,1% i gęstości 16,3 kg/m3. Pianka taka charakteryzowała się współczynnikiem przewodzenia ciepła 36,6 mW/m^K i wytrzymałością na ściskanie 43,7 kPa.
Właściwości biopoliolu otrzymanego zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 1.
Właściwości pianki otrzymanej zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 2.
Przykład 5
W naczyniu szklanym umieszczono 5 g suszonych owoców wiśni o wymiarach 5 x 5 mm oraz 50 ml glikolu dietylenowego. Całość mieszano w łaźni wodnej umieszczonej na mieszadle magnetycznym przez 3 godziny w temperaturze 80°C. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymaną mieszaninę rozdzielono metodą filtracji grawitacyjnej. Stałą pozostałość odrzucono, a otrzymany filtrat pozostawiono do dalszych etapów procesu. Sporządzono roztwór azotanu srebra w glikolu dietylenowym o stężeniu 5,15 x 10-3 mol/l oraz roztwór wodorotlenku sodu w glikolu dietylenowym o stężeniu 1 mol/l. Obydwa roztwory sporządzano poprzez rozpuszczenie substancji w rozpuszczalniku w temperaturze 60°C. Następnie do 270 g roztworu azotanu srebra w DEG wprowadzono 30 g naparu z wiśni w DEG i całość mieszano na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej z szybkością 270 obr/min. Za pomocą roztworu wodorotlenku sodu w DEG ustalono pH mieszaniny reakcyjnej na poziomie 12 i mieszano przez kolejne 20 min. Zmiana zabarwienia mieszaniny z przezroczystej na ciemnobrązową świadczyła o uformowaniu się nanocząstek srebra. Stężenie nanocząstek srebra wynosiło 500 mg/kg, a rozmiar 10 wynosił 100 nm.
Następnie w kolbie szklanej umieszczono 50 ml oleju z pestek wiśni, 18,7 g zawiesiny nanosrebra w DEG (co stanowiło 100% ilości czynnika transestryfikującego) oraz 0,225 g (0,45%) octanu cynku jako katalizatora. Całość ogrzewano do temperatury 200°C mieszając z prędkością 400 obr/min. Po dwóch godzinach przerwano ogrzewanie, a mieszaninę poreakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej cały czas mieszając.
Tak otrzymany biopoliol w ilości 100 g zmieszano z 0,2 g katalizatora żelowania Kosmos 19, 0,5 g katalizatora aminowego Polycat 15, 3,0 g katalizatora aminowego PC Cat NP10, 0,5 g otwieracza komórek Ortegol 500, 5 g środka powierzchniowo czynnego Tegostab B8870, 15 g wody oraz 40 g antypirenu TCPP. Całość mieszano przez 30 s do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Do tak przygotowanej przedmieszki dodawano 318,9 g PMDI i mieszano mechanicznie przez 5 s, a następnie wylano do formy, w której następował wzrost pianki. Piankę sezonowano przez 24 h, po czym poddano analizie właściwości użytkowych. Otrzymano piankę o zawartości komórek zamkniętych 56,3% i gęstości 18,0 kg/m3. Pianka taka charakteryzowała się współczynnikiem przewodzenia ciepła 35,4 mW/mrK i wytrzymałością na ściskanie 64,5 kPa.
PL 248190 Β1
Właściwości biopoliolu otrzymanego zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 1.
Właściwości pianki otrzymanej zgodnie z przykładem przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 1. Właściwości biopolioli otrzymanych wg przykładów.
Lepkość, mPa-s LOH, mgKOH/g LK, mgKOH/g %h2o, wt.% %Ag, ppm
Biopoliol przykład 1 63 282±4 0.810.0 0.2410.00 136,1
Biopoliol przykład 2 61 273±9 0.910.1 0.1310.01 68,05
Biopoliol przykład 3 82 265±9 1.410.0 0.0710.00 136,1
Biopoliol przykład 4 70 272±1 1.310.0 0.1710.01 68,05
Biopoliol przykład 5 58 259±10 0.810.0 0.3010.01 136,1
Tabela 2. Właściwości materiałów piankowych otrzymanych wg przykładów.
Gęstość pozorna kg/m3 Zawartość komórek zamkniętych % Współczynnik przewodzenia ciepła mW/m-K Wytrzymałość na ściskanie, kPa Prostopadły kierunek Wytrzymałość na ściskanie, kPa Równoległy kierunek %Ag, ppm
Pianka przykład 1 15.76 22.111.3 35.7610.54 34.614.1 51.5+1.9 27,8
Pianka przykład 2 16.33 42.7+4.5 35.4910.76 38.414.1 59.9+0.9 14,0
Pianka przykład 3 17.83 0.010.0 36.7411.46 21.910.5 44.2+11.6 28,1
Pianka przykład 4 16.28 3.115.4 36.6010.17 28.016.7 43.711.4 14,0
Pianka przykład 5 18.05 56.315.1 35.4411.07 44.614.0 64.5+3.9 28,2

Claims (12)

1. Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra obejmujący przygotowanie przedmieszki poliolowej z biopoliolu, katalizatorów, żelowania i aminowego, środka powierzchniowo czynnego, otwieracza komórek, antypirenu i wody, przy czym biopoliol otrzymuje się w wyniku katalitycznej transestryfikacji oleju roślinnego, gdzie czynnikiem transestryfikującym jest glikol dietylenowy DEG, a tak otrzymaną przedmieszkę poliolową miesza się z komponentem izocyjanianowym, wylewa do formy i sezonuje, znamienny tym, że biopoliol otrzymuje się dwuetapowo, gdzie w pierwszym etapie sporządza się macerat z owoców wiśni w DEG, przy stosunku masowo-objętościowym suchej masy owoców do objętości DEG od 1:5 do 1:20, a macerację prowadzi się w temp, od 20 do 90°C przez 0,5 do 8 h, po czym oddziela się stałą pozostałość od maceratu, który miesza się w stosunku objętościowym 9:1 z roztworem AgNOs w DEG o stężeniu od 5,15 χ 10-4 mol/l do 5,15 χ 10-3 mol/l przy temperaturze mieszaniny od 20 do 80°C, następnie, nie przerywając mieszania, roztworem NaOH w DEG o stężeniu od 0,01 do 1 mol/l ustala się pH w zakresie od 7 do 12 i nie zmieniając warunków prowadzi się reakcję do uzyskania zmiany koloru roztworu na ciemnobrązowy, po czym w drugim etapie, zawiesinę nanosrebra w DEG o stężeniu od 50 do 500 mg/kg i olej z pestek wiśni ogrzewa się, do temperatury od 130 do 220°C mieszając z prędkością od 300 do 600 obr/min, w obecności katalizatora, przy czym stosunek molowy oleju do zawiesiny nanosrebra w DEG wynosi 1:3, a katalizator dodaje się w ilości od 0,1 do 0,8% w stosunku do masy oleju i nie zmieniając temperatury prowadzi się reakcję transestryfikacji przez 1 do 4 h, po czym przerywa się ogrzewanie, a mieszaninę reakcyjną pozostawia się ciągle mieszając do uzyskania temperatury pokojowej, następnie w celu przygotowania przedmieszki poliolowej, na każde 100 g otrzymanego biopoliolu z nanocząstkami srebra, dodaje się od 0,05 do 0,6 g katalizatora żelowania, od 1,1 do 6 g katalizatora aminowego, od 0,1 do 1 g otwieracza komórek, od 1 do 10 g środka powierzchniowo czynnego, od 10 do 50 g antypirenu i od 5 do 30 g wody, które miesza się do uzyskania jednorodnej masy, do tak przygotowanej przedmieszki poliolowej dodaje się komponent izocyjanianowy z zachowaniem indeksu izocyjanianowego od 0,8 do 3,0, całość miesza się przez 3 do 10 sekund z prędkością od 1000 do 5000 obr/min, wylewa do formy i po wyrośnięciu sezonuje.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się suszone owoce wiśni.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór AgNOs w DEG sporządza się w temperaturze od 20 do 90°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór NaOH w DEG sporządza się w temperaturze od 20 do 90°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator reakcji transestryfikacji stosuje się octan cynku.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator żelowania stosuje się dilaurynian dibutylocyny.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator aminowy stosuje się mieszaninę Bis[3-(dimetyloimino)propylo]aminy w ilości od 0,1 do 1 g oraz dimetyloaminopropylodipropanoloaminy w ilości od 1 do 5 g.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako otwieracz komórek stosuje się kopolimer niesiloksanowy na bazie polibutadienu.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek powierzchniowo czynny stosuje się modyfikowany kopolimer polieteropolidimetylosiloksanowy.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako antypiren stosuje się fosforan 1-chloro-2-propylu - TCPP.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako komponent izocyjanianowy stosuje się polimeryczny diizocyjanian 4,4'-difenylometanu.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że piankę po wyrośnięciu sezonuje się nie krócej niż 24 godziny.
PL447699A 2024-02-05 2024-02-05 Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra PL248190B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447699A PL248190B1 (pl) 2024-02-05 2024-02-05 Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447699A PL248190B1 (pl) 2024-02-05 2024-02-05 Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL447699A1 PL447699A1 (pl) 2024-12-02
PL248190B1 true PL248190B1 (pl) 2025-11-03

Family

ID=93706884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL447699A PL248190B1 (pl) 2024-02-05 2024-02-05 Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL248190B1 (pl)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL223068B1 (pl) * 2013-04-26 2016-10-31 At Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób wytwarzania elastycznej, proekologicznej pianki poliuretanowej
PL230174B1 (pl) * 2015-10-06 2018-09-28 Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki Sposób otrzymywania pianki poliuretanowej zawierającej nanocząstki metali

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL223068B1 (pl) * 2013-04-26 2016-10-31 At Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób wytwarzania elastycznej, proekologicznej pianki poliuretanowej
PL230174B1 (pl) * 2015-10-06 2018-09-28 Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki Sposób otrzymywania pianki poliuretanowej zawierającej nanocząstki metali

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. MALEWSKA I INNI: "Materials 2022, 15, 7807, DOI: 10.3390/ma15217807", „IMPACT OF VARIOUS CATALYSTS ON TRANSESTERIFICATION OF USED COOKING OIL AND FOAMING PROCESSES OF POLYURETHANE SYSTEMS" *
E. MALEWSKA I INNI: "Materials 2024, 17, 158, DOI: 10.3390/ma17010158, 28.12.2023r", „APPLICATION OF MODIFIED SEED OILS OF SELECTED FRUITS IN THE SYNTHESIS OF POLYURETHANE THERMAL INSULATING MATERIALS" *

Also Published As

Publication number Publication date
PL447699A1 (pl) 2024-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7684672B2 (ja) バイオベース親水性ポリウレタンプレポリマー及びこれから作製される発泡体
JP5586586B2 (ja) ポリシルセスキオキサン気泡開放剤を含有するポリウレタンフォーム形成組成物
JP3048244B2 (ja) 高分子発泡体の製法及び難燃性組成物
CN101842405B (zh) 使用铋盐催化粘弹性泡沫体
EP0465041A1 (en) Fire retardant compositions
CN105143299A (zh) 阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法
KR20150017359A (ko) 리그닌을 포함하는 분산물의 형태를 갖는 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도
JP2022185056A (ja) ポリウレタン系フォーム用の乳化剤
CN114981330B (zh) 异氰酸酯反应性组合物
US4008185A (en) Process for preparing rapid-setting polyurethanes
US9090735B2 (en) Liquid isocyanate composition
CA2764268C (en) Materials comprising a matrix and process for preparing them
PL248190B1 (pl) Sposób wytwarzania sztywnej pianki poliuretanowej z nanocząstkami srebra
US20130004770A1 (en) Materials comprising a matrix and process for preparing them
EP2734584B1 (en) Enhanced thermoset resins containing pre-treated natural origin cellulosic fillers
KR100892236B1 (ko) 폴리우레탄 제조용 금속염 촉매 조성물의 제조 방법
EP2245081B1 (en) Elastomeric materials having a high hardblock content and process for preparing them
PL234693B1 (pl) Zastosowanie pestek malin jako napełniacza do wytwarzania biokompozytów pianek poliuretanowych
GB2232676A (en) Polyurethane compositions exhibiting reduced smoke density and method of preparing same
CN112795176A (zh) 具备抗菌功能发泡型材的制备工艺
PL248189B1 (pl) Sposób wytwarzania biopoliolu z nanocząstkami srebra
EP2800767B1 (en) Melamine-polyol dispersions and uses thereof in manufacturing polyurethane
WO2018177990A1 (en) Method for preparing high resilience and soft polyurethane foam
US20250109236A1 (en) Thermally conductive polyurethane foams, methods of making the same, and articles comprising the same
CN111303380A (zh) 一种可释放二氧化碳聚脲多元醇的制备方法和应用