RU2163608C2 - Catalyst for hydroxyl-containing component and hydroxyl-containing component composition for production of elastic polyurethane foam - Google Patents

Abstract

FIELD: polymer materials. SUBSTANCE: catalyst containing dimethylethanolamine (0.2-0.4 wt. %) additionally contains 0.3-2.0 wt.% of aromatic Schiff compound of formula I:

Description

Изобретение относится к химии полиуретанов и касается состава гидроксилсодержащего компонента для изготовления эластичного пенополиуретана (ППУ) и может быть использовано в мебельной и автомобильной отраслях промышленности. The invention relates to the chemistry of polyurethanes and the composition of the hydroxyl-containing component for the manufacture of flexible polyurethane foam (PUF) and can be used in the furniture and automotive industries.

Известен состав гидроксилсодержащего компонента для получения эластичного ППУ, содержащий простой полиэфирполиол с ММ 2900-6100, катализатор, кремнийорганический пенорегулятор, вспенивающий агент. В качестве катализатора используют четыреххлористое олово SnCl₄ или смесь SnCl₄ и дибутилдилаурат олова, или смесь SnCl₄ и октоат олова [SU 1647006 C1, 07.05.91, C 08 G 18/22]. Однако данный состав требует повышенных температур (~80^oC) при получении ППУ.The known composition of the hydroxyl-containing component to obtain an elastic foam, containing a simple polyether polyol with MM 2900-6100, a catalyst, an organosilicon foam regulator, a blowing agent. As a catalyst, tin tetrachloride SnCl ₄ or a mixture of SnCl ₄ and tin dibutyl dilaurate or a mixture of SnCl ₄ and tin octoate are used [SU 1647006 C1, 07.05.91, C 08 G 18/22]. However, this composition requires elevated temperatures (~ 80 ^o C) upon receipt of the PUF.

Известен состав гидроксилсодержащего компонента для получения эластичного ППУ, содержащий простой полиэфир, аминный катализатор, воду, кремнийорганический пенорегулятор, оксиалкилированный этилендиамин. В качестве аминного катализатора используют смесь 1,4-диазобицикло-2,2,2-октана (ДАБКО), 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенола и диметилэтаноламина [RU 2059665, C1 10.05.96, C 08 G 18/18]. Недостатком данного состава является использование в качестве катализатора ДАБКО, являющегося высокотоксичным соединением [ТУ 6-09-4234-77] и требующего перед введением в рецептуру предварительного растворения в воде. The known composition of the hydroxyl-containing component to obtain an elastic foam, containing a simple polyester, amine catalyst, water, organosilicon foam regulator, hydroxyalkylated ethylenediamine. As the amine catalyst, a mixture of 1,4-diazobicyclo-2,2,2-octane (DABCO), 2,6-ditretbutyl-4-dimethylaminomethylphenol and dimethylethanolamine is used [RU 2059665, C1 10.05.96, C 08 G 18/18] . The disadvantage of this composition is the use of DABCO as a catalyst, which is a highly toxic compound [TU 6-09-4234-77] and requiring prior dissolution in water before introduction into the formulation.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав гидроксилсодержащего компонента для получения эластичного ППУ, включающий полиоксиалкиленглицерин с ММ 4500-6000, азотсодержащий катализатор, кремнийорганический пенорегулятор, N,N,N',N'- тетрагидроксипропиленэтилендиамин, талловое масло и воду. В качестве азотсодержащего катализатора используют смесь, состоящую из ДАБКО, триэтиламина и диметилэтаноламина, а в качестве пенорегулятора - продукт 133-76 [RU 1752742 C1, 07.08.92, C 08 G 18/18]. Недостатками этого состава являются:
- повышенная активность ДАБКО, требующая применения высокоточного оборудования (недостаток или избыток ДАБКО приводит к ухудшению свойств готового ППУ);
- необходимость перед введением в рецептуру предварительной операции растворения ДАБКО в воде, т.к. ДАБКО - твердое вещество;
- использование в качестве сокатализатора токсичного и легковоспламеняющегося триэтиламина;
- недостаточная технологичность: при выемке из формы у ППУ изделий нарушается гладкость поверхности.Closest to the invention, the technical essence is the composition of the hydroxyl-containing component for producing elastic foam, including polyoxyalkylene glycerol with MM 4500-6000, a nitrogen-containing catalyst, an organosilicon foam regulator, N, N, N ', N'-tetrahydroxypropylene ethylenediamine, tall oil and water. A mixture consisting of DABCO, triethylamine and dimethylethanolamine is used as a nitrogen-containing catalyst, and product 133-76 [RU 1752742 C1, 08.08.92, C 08 G 18/18] is used as a foam regulator. The disadvantages of this composition are:
- increased activity of DABCO requiring the use of high-precision equipment (a deficiency or excess of DABCO leads to a deterioration in the properties of the finished foam)
- the need before introducing into the recipe a preliminary operation of dissolving DABCO in water, because DABCO - solid;
- the use as a cocatalyst of toxic and flammable triethylamine;
- lack of manufacturability: when removed from the mold at the PUF products, the smoothness of the surface is impaired.

Технической задачей изобретения является улучшение технологии получения гидроксилсодержащего компонента. An object of the invention is to improve the technology for the production of hydroxyl-containing component.

Задача решается катализатором для гидроксилсодержащего компонента, содержащим диметилэтаноламин и дополнительно ароматическое основание Шиффа (АОШ) формулы

где R - C₂H₄, C₃H₆, C₄H₈, C₅H₁₀, C₆H₁₂,
при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч.:
Диметилэтаноламин - 0,2-0,4
АОШ - 0,3-2,0
и составом гидроксилсодержащего компонента для получения эластичного ППУ, содержащим простой олигоэфир с ММ 4500-6000, азотсодержащий катализатор на основе диметилэтаноламина, N,N,N',N'-тетрагидроксипропиленэтилендиамин, кремнийсодержащий пеностабилизатор и воду, в качестве катализатора содержит смесь диметилэтаноламина с АОШ, а в качестве кремнийсодержащего пеностабилизатора полисилоксан-полиоксиалкилен-блок-сополимеры при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч.:
Простой олигоэфир с ММ 4500-6000 - 100
Катализатор - 0,5-2,4
N,N,N',N'-Tетрагидроксипропиленэтилендиамин - 0,5-5,0
Полисилоксан-полиоксиалкилен-блок-сополимер - 0,005-4,0
Вода - 3,0-4,2
В соответствии с изобретением используют следующие вещества:
- диметилэтаноламин (ТУ 6-01-106-77);
- свойства и получение АОШ описаны в [АОШ, P 97113904 C1, 24.07.98];
- простой олигоэфир, представляющий собой олигоэфиры окиси пропилена и окиси этилена с ММ 4500-6000. Примерами простых олигоэфиров являются Лапрол 4503 (ТУ 6-05-221-743-84), Лапрол 5003-2Б-10 (ТУ 6-05-1513-75), Лапрол 5003-2-15 (ТУ 6-55-62-93), Лапрол 6003-2Б-18 (ТУ 6-05-221-880-86);
- N, N,N',N'-тетрагидроксипропиленэтилендиамин, торговая марка Лапрамол 294 (ТУ 2226-010-10488057-94);
- полисилоксан-полиоксиалкилен-блок-сополимер - это водорастворимые кремнийсодержащие пеностабилизаторы марки КЭП-2А (ТУ 6-02-813-73);
- Tegostab В 4113, Tegostab В 4690, Tegostab EP-K-11, Tegostab 8701, фирма Голдшмидт, ФРГ [Проспект фирмы TH. Goldschmidt AG. Polyurethan-Additive. Kaltschaum];
- вода (ГОСТ 6-709-72).The problem is solved by a catalyst for a hydroxyl-containing component containing dimethylethanolamine and additionally an aromatic Schiff base (AOSH) of the formula

where R is C ₂ H ₄ , C ₃ H ₆ , C ₄ H ₈ , C ₅ H ₁₀ , C ₆ H ₁₂ ,
in the following ratio of ingredients, wt. hours:
Dimethylethanolamine - 0.2-0.4
AOSH - 0.3-2.0
and the composition of the hydroxyl-containing component to obtain an elastic foam, containing a simple oligoester with MM 4500-6000, a nitrogen-containing catalyst based on dimethylethanolamine, N, N, N ', N'-tetrahydroxypropylethylenediamine, a silicon-containing foam stabilizer and water, contains as a catalyst a mixture of dimethylethane and as a silicon-containing foam stabilizer polysiloxane-polyoxyalkylene-block copolymers in the following ratio of ingredients, wt. hours:
Simple oligoester with MM 4500-6000 - 100
The catalyst is 0.5-2.4
N, N, N ', N'-Tetrahydroxypropylene ethylenediamine - 0.5-5.0
Polysiloxane-polyoxyalkylene-block copolymer - 0.005-4.0
Water - 3.0-4.2
In accordance with the invention, the following substances are used:
- dimethylethanolamine (TU 6-01-106-77);
- the properties and preparation of AOSH are described in [AOSH, P 97113904 C1, 07.24.98];
- simple oligoester representing oligoesters of propylene oxide and ethylene oxide with MM 4500-6000. Examples of simple oligoesters are Laprol 4503 (TU 6-05-221-743-84), Laprol 5003-2B-10 (TU 6-05-1513-75), Laprol 5003-2-15 (TU 6-55-62- 93), Laprol 6003-2B-18 (TU 6-05-221-880-86);
- N, N, N ', N'-tetrahydroxypropylene ethylenediamine, trademark Lapramol 294 (TU 2226-010-10488057-94);
- polysiloxane-polyoxyalkylene-block copolymer is a water-soluble silicon-containing foam stabilizers brand KEP-2A (TU 6-02-813-73);
- Tegostab B 4113, Tegostab B 4690, Tegostab EP-K-11, Tegostab 8701, Goldschmidt, Germany [Prospectus from TH. Goldschmidt AG. Polyurethan-Additive. Kaltschaum];
- water (GOST 6-709-72).

Примеры конкретного исполнения. Examples of specific performance.

Пример 1 (по прототипу, мас. ч. соответствует г). Example 1 (prototype, wt.h. corresponds to g).

В реактор загружают простой олигоэфир марки Лапрол 5003-2-15 - 100 г, раствор ДАБКО в воде (ДАБКО 0,3 г, вода 3,7 г), диметилэтаноламин - 0,32 г, триэтиламин - 0,11 г, Лапрамол 294 - 1,44 г, талловое масло - 0,21 г, пеностабилизатор продукт 133-76 - 0,43 г. Смесь тщательно перемешивают. Laprol 5003-2-15 brand oligoester - 100 g, a solution of DABCO in water (DABCO 0.3 g, water 3.7 g), dimethylethanolamine 0.32 g, triethylamine 0.11 g, Lapramol 294 are loaded into the reactor - 1.44 g, tall oil - 0.21 g, antifoam product 133-76 - 0.43 g. The mixture is thoroughly mixed.

Пример 2 (по изобретению, мас. ч. соответствует г). Example 2 (according to the invention, parts by weight corresponds to g).

В реактор загружают простой олигоэфир марки Лапрол 5003-2Б-10 - 100 г, катализаторы диметилэтаноламин - 0,2, АОШ - 0,3, Лапрамол 294 - 0,5 г, пеностабилизатор продукт КЭП-2А - 0.005 г и воду - 3,0 г. Смесь тщательно перемешивают. 100 g of Laprol 5003-2B-10 oligoester is added to the reactor, dimethylethanolamine catalysts 0.2, AOSH 0.3, Lapramol 294 0.5 g, foam stabilizer KEP-2A product 0.005 g and water 3. 0 g. The mixture is thoroughly mixed.

В таблице 1 приведены состав гидроксилсодержащих компонентов и характеристика внешнего вида ППУ. Состав гидроксилсодержащего компонента по примеру 1 соответствует прототипу, а состав по примерам 2-6 - заявляемому объекту. ППУ изделие получали смешением гидроксилсодержащего компонента с толуилендиизоцианатом (смесь 2,4- и 2,6-изомеров) при массовом соотношении 2:1. Table 1 shows the composition of the hydroxyl-containing components and the characteristic appearance of PPU. The composition of the hydroxyl-containing component according to example 1 corresponds to the prototype, and the composition according to examples 2-6 to the claimed object. A PUF product was obtained by mixing a hydroxyl-containing component with toluene diisocyanate (a mixture of 2,4- and 2,6-isomers) in a mass ratio of 2: 1.

Как видно из данных таблицы, ППУ изделия, полученные на основе предлагаемого состава гидроксилсодержащего компонента характеризуются гладкой бездефектной поверхностью, а заявляемый состав гидроксилсодержащего компонента обеспечивает улучшение технологии за счет:
- исключения из состава ДАБКО, требующего применения высокоточного оборудования и дополнительной операции растворения ДАБКО;
- исключения высокотоксичного и легковоспламеняющегося сокатализатора ТЭА.As can be seen from the table, the PUF products obtained on the basis of the proposed composition of the hydroxyl-containing component are characterized by a smooth defect-free surface, and the claimed composition of the hydroxyl-containing component provides an improvement in technology due to:
- exceptions from the composition of DABCO requiring the use of high-precision equipment and the additional dissolution of DABCO;
- the exclusion of highly toxic and flammable TEA cocatalyst.

Claims (1)

1. Катализатор для гидроксилсодержащего компонента, содержащий смесь азотсодержащих соединений, включающую диметилэтаноламин, отличающийся тем, что в качестве смеси азотсодержащих соединений он содержит смесь диметилэтаноламина с ароматическим основанием Шиффа формулы I

где R - С₂Н₄, С₃Н₆, C₄Н₈, C₅Н₁₀, C₆Н₁₂,
при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Диметилэтаноламин - 0,2 - 0,4
Ароматическое основание Шиффа - 0,3 - 2,0
2. Состав гидроксилсодержащего компонента для получения эластичного пенополиуретана, содержащий простой олигоэфир с ММ 4500 - 6000, азотсодержащий катализатор, включающий диметилэтаноламин, N,N,N',N'-тетрагидроксипропиленэтилендиамин, кремнийсодержащий пеностабилизатор и воду, отличающийся тем, что в качестве катализатора содержит смесь диметилэтаноламина с ароматическим основанием Шиффа формулы I, а в качестве кремнийсодержащего пеностабилизатора полисилоксан-полиоксиалкилен-блок-сополимер при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Простой олигоэфир с ММ 4500 - 6000 - 100
Смесь диметилэтаноламина с ароматическим основанием Шиффа - 0,5 - 2,4
N,N,N',N'-Тетрагидроксипропиленэтилендиамин - 0,5 - 5,0
Полисилоксан-полиоксиалкилен-блок-сополимер - 0,005 - 4,0
Вода - 3,0 - 4,21. The catalyst for the hydroxyl-containing component containing a mixture of nitrogen-containing compounds, including dimethylethanolamine, characterized in that as a mixture of nitrogen-containing compounds, it contains a mixture of dimethylethanolamine with a Schiff aromatic base of formula I

where R is C ₂ H ₄ , C ₃ H ₆ , C ₄ H ₈ , C ₅ H ₁₀ , C ₆ H ₁₂ ,
in the following ratio of ingredients, parts by weight:
Dimethylethanolamine - 0.2 - 0.4
Aromatic Schiff base - 0.3 - 2.0
2. The composition of the hydroxyl-containing component to obtain an elastic polyurethane foam containing a simple oligoester with MM 4500-6000, a nitrogen-containing catalyst, including dimethylethanolamine, N, N, N ', N'-tetrahydroxypropylethylenediamine, a silicon-containing foam stabilizer and water, characterized in that it contains a mixture of dimethylethanolamine with a Schiff aromatic base of the formula I, and as a silicon-containing defoaming agent polysiloxane-polyoxyalkylene-block copolymer in the following ratio of ingredients, parts by weight:
Simple oligoester with MM 4500 - 6000 - 100
A mixture of dimethylethanolamine with an aromatic Schiff base - 0.5 - 2.4
N, N, N ', N'-Tetrahydroxypropylene ethylenediamine - 0.5 - 5.0
Polysiloxane-polyoxyalkylene-block copolymer - 0.005 - 4.0
Water - 3.0 - 4.2

Images