×
23.02.2020
220.018.04a8

Состав для огнестойкого пенополиуретана

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002714917
Дата охранного документа
21.02.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Настоящее изобретение относится к составу для огнестойкого пенополиуретана, применяемого в качестве теплоизоляционного материала для утеплителя жилых зданий и сооружений, а также для изготовления декоративных элементов внутренней отделки зданий. Указанный состав содержит 11,0-13,5 мас.% полиэфирполиола, 31,0-36,2 мас.% полиизоционата, 0,9-1,3 мас.% аминного активатора - триэтаноламина, 12,5-15,0 мас.% расширенного графита, воду, 10,0-15,0 мас.% фосфата меламина, 12,0-15,0 мас.% модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка и/или борат цинка и/или оксид цинка, 8,6-10,5 мас.% дистиллированного талового масла, 2,0-2,7 мас.% катализатора уретанообразования - 30% ацетат калия в этиленгликоле, 0,9-1,4 мас.% пенорегулятора - Пента 483. Указанный состав позволяет получать пенополиуретаны с высокой огнестойкостью, с сохранением теплоизоляционных свойств, с повышенными показателями прочности и низкими значениями водопоглощения. 2 табл., 7 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к составу для огнестойкого пенополиуретана, который может применяться в качестве теплоизоляционного материала для утеплителя жилых зданий и сооружений и для изготовления декоративных элементов внутренней отделки зданий.

Известно, что пенополиуретаны (ППУ), не содержащие антипиренов, хорошо горят. Для снижения горючести пенополиуретанов используют обычно метод введения антипиренов - огнезащитных добавок. Как правило, это хлор, бром, ароматические соединения, содержащие дополнительно фосфатные группы. (RU 2006121970; RU 2010143318; RU 2350629; US 2011/0237144; US 2008/0200573; WO 2008/106334; US 2011/0218260). Использование современных высокоэффективных галогенсодержащих антипиреновых систем (гексабромциклододекан, тетрабромбисфенол А, триоксид сурьмы, декабромдифенилоксид, хлорированные парафины), как показала практика, приводит к существенному загрязнению окружающей среды. Безгалогеновые решения (фосфорсодержащие и азотсодержащие антипирены, инертные наполнители), уступая по некоторым показателям огнестойкости, имеют значительные преимущества по пожаробезопасным и экологическим характеристикам. Для огнезащиты ППУ в России в настоящее время широко используется трихлорэтилфосфат (ТХЭФ). Он эффективно снижает горючесть полимера, но его использование приводит к образованию канцерогенных соединений при горении [Патент US 5420167, МКИ6 C08G 18/06. Т. Fishbach, C.J. Reichel Flame resistant rigid polyurethane foams containing phosphorus and a halogen. Заявл. 04.11.94. Опубл. 30.05.95.; Дементьев А.Г., Дроздова Т.Ю., Болдузев А.И. Влияние старения на горючесть эластичного ППУ с трихлорэтилфосфатом // Пластмассы. - 1987. - №2. - с. 50-51]. К тому же при исследовании длительного старения образцов, содержащих ТХЭФ, обнаружен процесс деструкции и улетучивания огнегасящей добавки [Дядченко А.И., Копылов В.В., Воротилова B.C. и др. Пути уменьшения дымообразования и выделения токсичных газов при горении полимерных материалов // Пласт. массы, 1980, №10. С. 49-52].

Вступление в силу Федерального закона № ФЗ-123 о повышении требований к пожаробезопасности, а также введение ГОСТ Р 53293-2009, ужесточает требования к негорючести и нетоксичности изделий. Поэтому для производства пенополиуретановых изделий, применяемых в жилых домах и при утеплении сооружений, в которых будут находиться люди, необходимо использовать негорючие материалы с хорошими теплоизоляционными свойствами, которые содержат нетоксичные антипирены.

Известен невоспламеняемый эластичный пенополиуретан на основе полиэфирполиола, полиизоцианата, активатора, ускорителя, сшивающего агента, пенографита, содержащего ингибитор дыма, отвержденный и денатурированный казеин. RU 2040530, МПК C08G 18/08, опубл. 1995.07.25.

Однако он имеет недостаточную огнестойкость, приводящую зачастую к самовозгоранию.

Известен огнестойкий пенополиуретан, содержащий в составе расширенный графит в смеси с меламином или его производными, а также мочевиной, тиомочевиной и изоциануровой кислотой JP02-215857, 28.08.1990 г.

Недостатком известного состава является многокомпонентность, что приводит к его удорожанию.

Известен огнестойкий пенополиуретан, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, расширенный графит, цианурат меламина, аминный активатор, стабилизатор, фосфатный антипирен - трихлорэтилфосфат, модифицирующую добавку - многоатомные спирты и вспениватель - воду. RU 2268899, МПК C08G 18/08, C08G 18/48, опубл. 2006.01.27.

Недостатком полученного состава являются: недостаточная огнестойкость и низкие физико-механические характеристики, необходимые для подобных материалов, вследствие введения в полиуретановую систему значительных количеств наполнителей.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату, является состав огнестойкого пенополиуретана, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, аминный активатор, расширенный графит, вспениватель - вода, антипирен - цианурат меламина, модифицирующая добавка - фосфогипс, глицерин. RU 2336283, МПК C08G 18/08, C08G 18/48, опубл. 20.10.2008.

Недостатком данного изобретения является высокое содержание открытых пор в ППУ и, соответственно, большие значения водопоглощения.

Задача, решаемая изобретением - создание состава для огнестойкого пенополиуретана, с высокой огнестойкостью, с сохранением теплоизоляционных свойств, с повышенными показателями прочности и низкими значениями водопоглощения, расширяющего арсенал средств данного назначения.

Технический результат - повышение огнестойкости и прочности, снижение водопоглощения.

Технический результат достигается тем, что состав для огнестойкого пенополиуретана, включающий полиэфирполиол, полиизоционат, аминный активатор, расширенный графит, вспениватель - воду, антипирен на основе меламина, модифицирующую добавку, согласно изобретению, он дополнительно содержит дистиллированное таловое масло, катализатор уретанообразования - 30% ацетат калия в этиленгликоле, пенорегулятор - Пента 483, а в качестве антипирена на основе меламина содержит фосфат меламина, в качестве аминного активатора - триэтаноламин, в качестве модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка и/или борат цинка и/или оксид цинка, при следующем соотношение исходных компонентов, мас. %:

Талловое масло 8,6-10,5
Полиэфирполиол 11,0-13,5
Полиизоционат 31,0-36,2
Триэтаноламин 0,9-1,3
Расширенный графит 12,5-15,0
Катализатор уретанообразования 2,0-2,7
Пенорегулятор 0,9-1,4
Модифицирующие добавки 12,0-15,0
Фосфат меламина 10,0-15,0
Вода Остальное

Отличием заявляемого изобретения от известного является то, что в составе наряду с расширенным графитом используют фосфат меламина в сочетании с модифицирующими добавками. При воздействии температуры более 200°С фосфат меламина превращается в пирофосфат меламина с выделением воды. При температуре более 260°С пирофосфат меламина превращается в полифосфаты меламина с выделением воды и поглощением тепла. Таким образом на начальных стадиях температурного воздействия на ППУ фосфат меламина выделяет воду, охлаждая поверхность ППУ, а при достижении температуры около 350°С разлается с выделением аммиака и фосфорной кислоты, способствующей карбонизации ППУ.

Так как полиэфирный компонент очень вязкий и твердые частицы модифицирующих добавок трудно распределяются в высоковязкой среде, то в состав вводят дистиллированное таловое масло, в котором эти добавки предварительно диспергируются, что способствует улучшению технологичности состава для получения ППУ. Сочетание антиперенов таких как расширенный графит, фосфата меламина и модифицирующие добавки с остальными компонентами состава способствуют увеличению прочности, снижению водопоглощения, повышения огнестойкости ППУ, полученного из заявляемого состава.

Состав получают следующим образом: для приготовления состава для огнестойкого пенополиуретана готовят компонент А. Для этого модифицирующие добавки гидроксид карбоната цинка или оксид цинка или бората цинка диспергируют в дистиллированном таловом масле, добавляют расширенный графит, фосфат меламина. Затем в полученную смесь добавляют полиэфирполиол, триэтаноламин, пенорегулятор Пента 483, катализатор - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле. После тщательного перемешивания компонент А для изготовления ППУ готов к использованию. Для получения ППУ приготовленный компонент А смешивают с полиизоцианатом (компонент Б) и производят интенсивное перемешивание компонентов в течение 20 сек, затем смесь заливают в формы и выдерживают в течение 15 минут до полного отверждения.

Для получения ППУ использовали: дистиллированное талловое масло (ТУ 13-00281074-26-95); полиэфирполиол - сложный полиэфир марки Химтраст СП 81/3 на основе вторичного полиэтилентерефталата (гидроксильное число - 240-270 мг KОН/г, кислотное число - 1,0-2,5 мг КОН/г, содержание воды - 0,05-0,1%, динамическая вязкость при 25°С - 2500-35000 мПа⋅с); полиизоцианат - Wannate РМ-200 (смесь 4,4/-дифенилметандиизоцианата с изомерами и гомологами (содержание NCO групп - 32%, вязкость при 25°С - 200 мПа⋅с); катализатор уретанобразования - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле; поверхностно-активное вещество (пенорегулятор) - Пента - 483 (ТУ 2483-026-40245042); аминный активатор - триэтаноламин (ТУ 2423-168-00203335-2007); борат цинка Firebrake ZB соответствует ТУ 214649-186-10968286-2004 (Марка А); гидроксид карбонат цинка ТУ 2144-030-50284764-2008; оксид цинка ГОСТ 10262-73; антипирен - фосфат меламина марки JLS-MP (монофосфат меламина) - меламиновая соль фосфорной кислоты; расширенный графит - МЕТОРАС EG 350-50(80).

Способ получения пенополиуретанов иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (Контрольный образец - без антипиренов). Для получения компонента А в смеситель, снабженный мешалкой, загружают дистиллированное талловое масло, полиэфирполиол-сложный полиэфир марки Химтраст СП 81/3, добавляют пенорегулятор Пента 483, триэтаноламин, катализатор уретанобразования - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле, воду, в количествах, соответствующих составу (контрольный образец) таблицы 1. Смесь перемешивают в течение 3 мин. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 2 (Образец без применения модифицирующих добавок). Для получения компонента А используют состав 1, табл.1. В смеситель, снабженный мешалкой, загружают дистиллированное талловое масло, расширенный графит, фосфата меламина, Смесь перемешивают в диссольвере при комнатной температуре в течение 5 мин. Затем загружают полиэфирполиол-сложный полиэфир марки Химтраст СП 81/3 добавляют пенгорегулятор Пента 483, триэтаноламин 13 г, катализатор уретанобразования - 30% раствор ацетата калия в этиленгликоле, воду. Смесь перемешивают в течение 3 мин. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 3. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 2, табл.1, с применением модифицирующей добавки - оксид цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 4. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 3, табл. 1, с применением модифицирующей добавки - борат цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 5. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 4, табл.1, с применением модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 6. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 5, табл.1, с применением модифицирующей добавки - гидроксид карбонат цинка и борат цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Пример 7. Получение ППУ проводят аналогично примеру 2. Для получения компонента А используют состав 6, табл.1, с применением модифицирующей добавки - оксида цинка и бората цинка. Полученную однородную массу смешивают с компонентом Б - полиизоцианатом в течение 20 сек и заливают в формы. Полученная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру. Физико-технические показатели приведены в таблице 2.

Физико-механические свойства, полученного ППУ определяли по следующим ГОСТам: кажущуюся плотность материала оценивали по ГОСТ EN 1602-2011; разрушающее напряжение при сжатии определяли по ГОСТ EN 1605-2011; объемную долю закрытых пор по ОСТ6-05-484-85; температуру размягчения по Вика определяли по ГОСТ 15088-83; коэффициент теплопроводности материала определяли по ГОСТ 70-76; влагопоглощение материала определяли по ГОСТ EN 12087-2011; температуру дымовых газов и степень повреждения по массе определяли по ГОСТ 30244-94. Свойства ППУ приведены в таблице 2.

Как видно из табл.2 введение модифицирующей добавки в состав для ППУ повышает плотность, температуру размягчения ППУ. Введение добавок цинка в композицию для ППУ не оказывает влияние на объемную долю закрытых пор, повышает прочностные свойства ППУ, снижает температуру дымовых газов и степень повреждения ППУ. В отличие от контрольного образца, образцы по примерам с первого по пятый не горели при испытании на горючесть. Заметное снижение горючести ППУ проявляется при совместном введении карбоната и бората цинка, расширяющего графита и фосфата меламина в компонент А пенополиуретанового состава.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить огнестойкий пенополиуретан с улучшенными характеристиками по плотности до 60 кг/м3, прочности до 0,52 МПа при 10% деформации, степени повреждении образца при горении до 10% при содержании в качестве антипирена расширяющего графита, фосфата меламина, и модифицирующих добавок.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-24 из 24.
18.01.2019
№219.016.b109

Способ получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата

Изобретение относится к способу получения четвертичных аммониевых соединений и может быть применено в химической промышленности. Предложен способ получения метил дицианоацетата общей формулы включающий взаимодействие тетрацианоэтилена с третичными аминами в метаноле при комнатной температуре в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677273
Дата охранного документа: 16.01.2019
09.05.2019
№219.017.49ad

Способ получения сложных эфиров таллового масла для изготовления жестких пенополиуретанов (варианты)

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров таллового масла, которые могут найти применение для получения жёстких пенополиуретанов. По первому варианту способ получения сложных эфиров таллового масла для получения жёстких пенополиуретанов, включает этерификацию таллового масла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687070
Дата охранного документа: 07.05.2019
02.10.2019
№219.017.d014

Способ получения метил 3-ацил-4-циано-5-(дицианометилен)-2-гидрокси-2,5-дигидро-1h-пиррол-2-карбоксилатов

Изобретение относится к способу получения метил 3-ацил-4-циано-5-(дицианометилен)-2-гидрокси-2,5-дигидро-1H-пиррол-2-карбоксилатов общей формулы (А) где R=2-фурил (А1), 2-тиофенил (А2), 3,4-(МеО)-СН (A3), 3-NO-CH (А4), 4-Br-СН (А5), стирил (А6). Способ включает добавление к суспензии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700928
Дата охранного документа: 24.09.2019
21.04.2023
№223.018.5038

Способ получения n,n-диметил-4-бифениламина и его производных

Изобретение относится к способу получения N,N-диметил-4-бифениламина и его производных общей формулы (R)Ph-Ph(R)-N(CH), где R - H, n-СООСН, R - H, o-СН. Способ заключается во взаимодействии N,N-диметиламинофенилдиазениларила общей формулы (R)Ph-N=N-Ph(R)-N(CH), где R - Н, n-СООСН, R - Н, o-СН,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794095
Дата охранного документа: 11.04.2023
+ добавить свой РИД