PL233222B1

PL233222B1 - Sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych

Info

Publication number: PL233222B1
Application number: PL422947A
Authority: PL
Inventors: Joanna Liszkowska; Bogusław Czupryński; Joanna Paciorek-Sadowska; Marcin Borowicz
Original assignee: Univ Kazimierza Wielkiego W Bydgoszczy; Uniwersytet Kazimierza Wielkiego W Bydgoszczy
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PL422947A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowopoliizocyjanurowych, polegający na reakcji polimerycznego 4,4'-diizocyjanianodifenylometanu z poliolem (Rokopol RF-551), z poliolem - pochodną hydroksyalkilową kwasu cytrynowego przy udziale 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym, 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dietylenowym, koplimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego, fosforanu tri(2-chloro-1-metylowoetylowego), oraz napełniacza. Sposób charakteryzuje się tym, że powyższą reakcję prowadzi się dodając do receptury kawę mieloną w ilości od 5% mas. (13,5 g) do 25% mas. (67,5 g), najkorzystniej 25% mas. (79,3 g) w stosunku do sumy mas polioli i poliizocyjanianu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania modyfikowanych sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych zwłaszcza metodą jednostopniową.

Wśród materiałów dostępnych na rynku, sztywne pianki poliuretanowe charakteryzują się najlepszymi właściwościami termoizolacyjnymi. Jednak pod wpływem promieniowania słonecznego ulegają utlenieniu. Antyutleniacze stosuje się w celu zahamowania starzenia się polimeru przez temperaturę, światło i wilgoć [Kudła S., Technologiczne aspekty oddziaływania przeciwutleniaczy fenolowych z nadtlenkiem dikumylu w procesach sieciowania poliolefin, Polimery 2005, 50(1), pp. 43-47]. Dodatkami powszechnie stosowanymi w technologiach są przeciwutleniacze fenolowe zawierające siarkę zapewniające odporność wyrobu na degradację termooksydacyjną. Stosuje się również nadtlenki, których produkty rozkładu są inicjatorami procesu sieciowania polimeru. W wyniku tego procesu polimer traci cechy termoplastu i dzięki temu może być użytkowany w wyższej temperaturze niż materiał wyjściowy. Podczas przetwórstwa poliolefin zawierających niektóre przeciwutleniacze fenolowe poj awia się niepożądane zabarwienie [Pośniak M. (red.), Zagrożenia chemiczne w wybranych procesach technologicznych, Wydawnictwo CIOP, Warszawa 1999, pp. 71-88. ISBN 83-87354-53-8]. Antyutleniacze procesowe powinny mieć dużą aktywność w wysokich temperaturach i stosunkowo krótkich czasach, typowych dla procesów przetwórczych, podczas gdy dla antyutleniaczy funkcjonalnych (stabilizatorów właściwości) wymagania są najczęściej odwrotne, co wiąże się z niższymi temperaturami i dłuższymi czasami eksploatacji. Jako antyutleniacze procesowe do poliolefin często stosuje się np. 2,6-ditert-butylo-p-krezol (BHT) i fosforyntris(nonylofenyIowy) (TNPP), a jako antyutleniacze funkcjonalne zalecane są np. propionian 3-(3,5-ditert-butylo-4-hydroksyfenylo)oktadecylowy i cyjanuran 1,3,5-tri(3,5-ditert-butylo-4-hydroksybenzylowy) w mieszaninie synergicznej z DLTDP i DSTDP. W grupie antyutleniaczy zapobiegających starzeniu należy wymienić witaminę E, stosowaną w ostatnich latach do produkcji rozdmuchiwanych folii przeznaczonych na opakowania żywności, która jest bardzo wydajna i pozwala zachować smak produktów, eliminując aldehydy powstające w wyniku starzenia polietylenu.

Materiał poliuretanowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera antyutleniacz w postaci kawy mielonej oraz poliol otrzymany z kwasu cytrynowego i glikolu. Kawa jest antyutleniaczem zawierającym m.in. kofeinę. Kofeina (łac. Coffeinum), znana również jako teina (gdy źródłem jest herbata), guaranina (gdy pochodzi z guarany), mateina (gdy pochodzi z yerba mate) jest to organiczny związek chemiczny, alkaloid purynowy znajdujący się w surowcach roślinnych. Może również być otrzymywana syntetycznie. Została odkryta (wyizolowana w czystej postaci) przez niemieckiego chemika Friedricha Ferdinanda Rungego w 1819 roku [Frischknecht P. M., Urmer-Dufek J., Baumann T. W., Purine formation in buds and developing leaflets of Coffea arabica: expression of an optimal defence strategy? Phytochemistry. 25 (3), pp. 613-6 (1986). Journal of the Phytochemical Society of Europe and the Phytochemical Society of North America, doi:10.1016/0031-9422(86)88009-8; Emsley J., (1998), Galeria cząsteczek, Wydawnictwo Prószyński i Spółka, Warszawa; Gulioska H., Kuśmierczyk K., (2012), Po prostu Chemia, wydawnictwo WSiP Warszawa; Balentine D. A., Harbowy M. E. and Graham H. N., Tea: the Plant and its Manufacture. Chemistry and Consumption of the Beverage, 1998.].

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych w reakcji polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu z poliolem będącym produktem oksypropylenowania sorbitolu o Loh = 420 mg KOH/g, poliolem hydroksyalkilowym będącym produktem kwasu cytrynowego i butano-1,4-diolu z 0,1% zawartością katalizatora (Tyzor TPT, tytanian tetraizopropylu) o LOH = 572 mg KOH/g przy udziale 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym, 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dietylenowym, kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego, fosforanu tri(2-chloro-1-metylowoetylowego), oraz napełniacza, charakteryzujący się tym, że reakcję prowadzi się dodając jako napełniacz do przedmieszki poliuretanowej kawę mieloną, w ilości od 5% mas. do 15% mas. najkorzystniej 15% mas. w stosunku do sumy mas polioli i poliizocyjanianu.

Zaletą sposobu według wynalazku jest sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuratanowo-poliizocyjanurowych wzbogaconych tańszym poliolem hydroksyalkilowym oraz kawą. Pianki charakteryzują się obniżoną palnością według ASTM D3014-73 oraz PN-EN ISO 4589-2:2006, zmniejszoną kruchością według ASTM C-421-61 w stosunku do pianki odniesienia, bez dodatku hydroksyalkilowej pochodnej kwasu cytrynowego i napełniacza w postaci kawy.

PL 233 222 B1

Przedmiot wynalazku przedstawiony został na przykładach wykonania:

P r z y k ł a d 1 (w częściach masowych). Przedmieszkę sporządzoną z 66,8 g (1R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 14,7 g (0,3R) hydroksyalkilowej pochodnej kwasu cytrynowego i butano-1,4-diolu o Loh = 572 mg KOH/g; 5,4 kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 8,0 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym;

2,9 g 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dietylenowym; 3,13 g (0,7R) wody destylowanej; 47,6 g fosforanu tri(2-chloro-1-metylowoetylowego) i 15,9 g kawy mielonej miesza się z 250,7 g polimerycznym 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości pozornej 48,5 kg/m³ (DIN 53420, ISO 845:1988); kruchości 3,7% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 135,7 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, chłonności wody 7,53% (DIN 53433), indeksie tlenowym 23,6% (PN-EN ISO 4589-2:2006), retencji 72,0% (ASTM D3014-73).

P r z y k ł a d 2 (w częściach masowych). Przedmieszkę sporządzoną z 66,8 g (1R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 14,7 g (0,3R) hydroksyalkilowej pochodnej kwasu cytrynowego i butano-1,4-diolu o Loh = 572 mg KOH/g; 5,4 kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 8,0 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym;

2,9 g 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dietylenowym; 3,13 g (0,7R) wody destylowanej; 47,6 g fosforanu tri(2-chloro-1-metylowoetylowego) i 39,8 g kawy mielonej miesza się z 250,7 g polimerycznym 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości pozornej 49,3 kg/m³ (DIN 53420, ISO 845:1988), kruchości 7,5% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 162,1 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, chłonności wody 38,7% (DIN 53433), indeksie tlenowym 23,5% (PN-EN ISO 4589-2:2006), retencji 85,6% (ASTM D3014-73).

P r z y k ł a d 3 (w częściach masowych). Przedmieszkę sporządzoną z 66,8 g (1R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 14,7 g (0,3R) hydroksyalkilowej pochodnej kwasu cytrynowego i butano-1,4-diolu o Loh = 572 mg KOH/g; 5,4 kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 8,0 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym;

2,9 g 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dietylenowym; 3,13 g (0,7R) wody destylowanej 47,6 g fosforanu tri(2-chloro-1-metylowoetylowego) i 49,6 g kawy mielonej miesza się z 250,7 g polimerycznym 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości pozornej 54,5 kg/m³ (DIN 53420, ISO 845:1988); kruchości 10,2% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 153,7 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, chłonności wody 41,0% (DIN 53433), indeksie tlenowym 23,4% (PN-EN ISO 4589-2:2006), retencji 84,1% (ASTM D3014-73).

Claims

Zastrzeżenie patentowe

1. Sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych w reakcji polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu z poliolem będącym produktem oksypropylenowania sorbitolu o Loh = 420 mg KOH/g, z poliolem hydroksylowym będącym produktem kwasu cytrynowego i butano-1,4-diolu, przy udziale 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym, 33-procentowego roztworu trietylenodiaminy w glikolu dietylenowym, kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego, fosforanu tri(2-chloro-1-metylowoetylowego), oraz napełniacza, znamienny tym, że reakcję prowadzi się dodając jako napełniacz do przedmieszki poliuretanowej kawę mieloną, w ilości od 5% mas. do 15% mas., najkorzystniej 15% mas. w stosunku do sumy mas polioli i poliizocyjanianu.