ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЬТАНОВ

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].

Наиболее широко применяемые диизоцианаты по ак­тивности можно расположить в следующем порядке: 1,5-нафтилендиизоцнанат > 2,4-толуилендиизоцианат> >смесь 2,4 2,П-толуилендни кщпанатоп^гешммети-
лендиизоцианат [42]. Наибольшее распространение для получения пенополиуретанов нашли толуилеидиизоциа - наты, так как иафтилендиизоцнапат имеет высокую температуру плавления (129°С) и чрезвычайно большую активность, а гексаметилендиизоцианат имеет недоста­точную активность.

Из толуилендиизоциаиатов наиболее активным яшы- ется изомер 2,4, так как изоцианатиая группа, находя­щаяся в пара-положении, обладает высокой реакииоп-

ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЬТАНОВ

NCO

Пой способностью:

2,4-толуилендиизоцианат (продукт 102Т) (ТУ В-73- 66) представляет собой светлую жидкость с температу­рой плавления 19,5—21,5°С и кипения 246—247°С; удель­ный вес— 1,22 г[см*. Жидкость горючая, температура вспышки 110°С, воспламенения — 130°С. Обладает ярко выраженными токсичными свойствами.

Сн3

2,6-толуилендиизоцианат OCN-A-NCO обладает плохой

Активностью: обе изоцианатные группы, находящиеся п орто-положении, обладают малой реакционной способ­ностью.

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.

ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЬТАНОВ

Замещенные диизоцианаты выпускаются промышлен­ностью в виде смесей ДУДЭГ и ДУДЭГ-2.

161

ДУД5)Г (ТУ В-79-66) представляет собой раствор

Г, НирпГп,141 II Д., Ппдри шоп 1'. Л.

Продукта взаимодействия днэтил ей гликоля и 2,4-толун - лепдппюцпаната (продукта 102Т) при избытке послед­него. Раствор содержит 65 мольных процента продукта I02T и 35 мольных процента 4,4-дпурстапдпэтилспглп - кольдитолунлен-2,2-пзоциаиата. По внешнему виду — вязкая жидкость от светло-желтого до темно-коричнево­го цвета; при хранении кристаллизуется. Содержит 28— 31 % NCO групп.

ДУДЭГ-2 (ТУ В-71-06) —расгвор уретапа, получен­ного взаимодействием днэтнлепгликоля со смесью толу- илендиизоцианатов 2,6- и 2,4-изомеров с отношением 65/35 при избытке нзоциаиатов. По внешнему виду — вязкая жидкость (400—3000 спз при 25°С) от светло - желтого до оранжевого цвета. Содержит 28—31% NCO групп

Указанные смеси гокснчны. Большое применение по­лучает полиизоцианат, обладающий малой токсичностью (СТУ 12-10286-63),—смесь 4,4-дчнзсцнаиатднфепнлмета - па и полнизоцианата, темная вязкая жидкость с харак­терным запахом. Предельно допустимая концентрация— 1—5,11 мг/м3. Технический полиизоцианат содержит 50—70% основного вещества и 50—30% высших иолн - нзоциаиатов, а также в небольших количествах раство­римые в хлорбензоле смолистые побочные продукты. Он выпускается трех марок: А, Б и В и должен удовлетво­рять требованиям, приведенным в табл. 36.

ТАБЛИЦА 36. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЛИИЗОЦИАНАТА

Показатель

Марка

А

Б

В

Содержание изоцианатных групп в

%, не менее.............................................

Содержание хлора в %, не более: свободного... . .

Общего......................................................

Вязкость по ВЗ-4 (емкость 100 мл, 0=4 мм, h =4 мм) в мин

2- - Г»

28,5

J

2

Г>—14

50%-нын раствор в в хлорбензо­ле, не бо­лее 1

Полиэфиры. Для получения пенополиуретанов обыч­но применяют простые и сложные полиэфиры с конце­выми гидрокгпльпимп группами малым кислотным чи-

Слом (<5). Применение кислых полиэфиров менее целе­сообразно, так как при этом затрудняется регулирова­ние объемного веса пенрпласта. Кроме того, реакцион­ная способность гидроксильных групп по отношению к пзоцианатным значительно выше, чем у карбоксильных [42].

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 адпппповую кислоту, реже себацнповую и янтарную. В качестве триола используются глицерин, трнме - тилпропан, гексатриол. Свойства линейного полиэфира П-2100, полученного на основе адипиновой кислоты и диэтилснгликоля, и слаборазветвленного П-2200, полу­ченного на основе диэтиленгликоля, адипиновой кисло­ты и глицерина, приведены в табл. 37.

163

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.

Т л б л И Ц а 37. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЛИЭФИРОВ

Показатель

Марка

П-2100

П-2200

П-з

Вязкость по Гепплеру при

75°С в спз....................................

600—900

925—1075

850—1150

Содержание гидроксильных

Групп в % ..........................................................

1,1-1,4

1,7—2

13,5—15,5

Кислотное число в мг

КОН/г, не более....

3

2

I

Содержание воды в %, не

Более............................... . .

0,15

0,2

0,7

Для получения жестких пенополиуретанов использу­ют разветвленные полиэфиры, получаемые полнкоиден - сацпей дикарбоновых кислот с триоламн нлг - месыо грполов и цпо.'ЮВ. Обычно в качестве карбон. ни, i ки

Lj* Uupo6i. cn И. Л. Лпдрннпоц I' А
лот применяют смеси кислот (например, адиппповой п фталевой; адипнновоп и себацпновой и др.). В табл. 37 приведены основные свойства полиэфира П-3 (ТУ 2-110- 68), получаемого поллконденсацней глицерина с аднпи - повон и себацииовоп кислотами и представляющего со­бой густую однородную жидкость без механических включении.

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 600 (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).

Для снижения горючести полиэфиров их модифици­руют, например, хлоралем:

Таким образом, получают полиэфир ППТ-500М; степень модификации — 30%.

Для получения самозатухающнх пенополиуретанов в качестве полиэфирного сырья применяют фосполполы — фосфорсодержащие олнгомеры (табл. 38).

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 натрия, соединения олова и др. Нал - большее промышленное применение нашли в настоящее время третичные амины. Начинают широко применять­ся соединения олова (олеат и октоат олова, соли днбу-

I нлолоиа п др.) п смешанные к a im. mi торы, состоящие

II I < >>> КПК IIIIII •> 1ПИ.1 II I U flft • I

ТАБЛИЦА 38. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФОСПОЛИОЛОВ

Оксипропнлиро - D. imiuil фосполи - ол-11 (ТУ В-77 6!0

Окон эт н л н ров а н пый фоснолиол (ТУ БУ-"Я-Г.7)

Показатель

Вязкая темно - коричневая мас­са

Вязкая масса, от темно-корнч - невого до тем­но-желтого цве­та

Внешним вид

Кислотное число в мг КОН/г, не

Более....................................................

1000

1600

Вязкость по Гепплеру при 75°С в

Спз, не более. Содержание в %:

OII-групп

TOC o "1-3" h z летучих, не более. . .

Фосфора, не менее. .

1.5

10

Хлора, не более. . . .

Триэтиламин N(C2H5)3 (ГОСТ 9966—62) — бесцвет­ная жидкость с температурой кипения 89,4°С п 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. Удельный 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, неп- оногенные эмульгаторы, кремнийорганические жидкости и их смеси. В качестве эмульгаторов техническое приме­нение получили следующие вещества.

К

Эмульгаторы ОП-7 и ОП-Ю (ГОСТ 8433—57) пред­ставляют собой смеси полиэтиленгликолевых эфнров моно - и диалкилфенолов общей формулы:

С6н3-0(сн cH?0;n H

Где R— алькмльный радикал, содержащий 8—'10 атомов углерода; /?,—R или Н; /1 = 6-^-7 (ОП-7) и 10-=- 12 (ОП 10).

Они представляют собой продукты обработки моно - п диалкнлфенолов окисью этилена; коричневые мылооб- разные 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 и хлопкового) или гпдрожира п полпгли - церпиа; он горюч п малотокснчеп.

Эмульгатор Si — прозрачная кремнийоргапическая жидкость, растворимая в воде. Нетоксичен. Производит­ся фирмой «Баейр» (ФРГ).

Прочие добавки. В состав рецептуры для получения пенополиуретанов могут входить дистиллированная во­да, газообразователи, регуляторы пористости, антипире - ны, красители. В качестве газообразователен обычно применяют фреон-11 шш фреон-113 (см. табл. 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 анти­пиренов применяют трехокись сурьмы, поливинилхлорнд, 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.

ТАБЛИЦА 39 ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОРГАНИЧЕСКИХ J<PACHTEJ1EFI

Краситель

Цвет пенопласта

Добавка кра­сителя в %

( Нигрозин

1 Черный анилиновый Ы Метилвнолст Фталоциановын голубой Малахитовая зелень Желтый светопрозрачный 23 Родамин 6Ж Мстнлрот

Анилиновым кремовый 2С

В гех случаях когда требуется получить окрашенный пенопласт, можно применять органические красители. Красители в тонкодисперсном виде вводятся в поли­эфирную часть композиции (табл. 39).

ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Три самых популярных утеплителя для стен

Утепление — важный элемент строительства дома. Оно выполняется с помощью специальных материалов — утеплителей. Если правильно всё сделать, то зимой в комнатах будет гораздо теплее, а в знойные летние дни …

Универсальный утеплитель-экстрол 40

На сегодняшний день одним из эффективных методов утепления ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий, является использование уникального теплоизоляционного материала, название которому «Экстрол 40».

Технология утепления наружных стен

Каждый дом служит для нас барьером от проникновения внутрь дождя, снега, ветра, солнца. Внутри мы хотим быть защищены от любой непогоды. Комфорт и уют требуются для каждого из нас. Этого …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.