NO116819B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO116819B NO116819B NO15026463A NO15026463A NO116819B NO 116819 B NO116819 B NO 116819B NO 15026463 A NO15026463 A NO 15026463A NO 15026463 A NO15026463 A NO 15026463A NO 116819 B NO116819 B NO 116819B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mixture
- volatile
- phosgenation
- diisocyanate
- product
- Prior art date
Links
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 85
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 82
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 29
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 29
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 24
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 24
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 22
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 22
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 21
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 21
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 18
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 16
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 5
- 238000000199 molecular distillation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- RBBOWEDMXHTEPA-UHFFFAOYSA-N hexane;toluene Chemical compound CCCCCC.CC1=CC=CC=C1 RBBOWEDMXHTEPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 56
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 40
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N tolylenediamine group Chemical group CC1=C(C=C(C=C1)N)N VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 19
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 17
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 description 15
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 15
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 14
- -1 amine hydrochloride Chemical class 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 9
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 description 6
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 6
- 229940029284 trichlorofluoromethane Drugs 0.000 description 6
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 5
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 5
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 5
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CKDWPUIZGOQOOM-UHFFFAOYSA-N Carbamyl chloride Chemical group NC(Cl)=O CKDWPUIZGOQOOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 description 4
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- HQUQLFOMPYWACS-UHFFFAOYSA-N tris(2-chloroethyl) phosphate Chemical compound ClCCOP(=O)(OCCCl)OCCCl HQUQLFOMPYWACS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-Methylmorpholine Chemical compound CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229920006149 polyester-amide block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 3
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 3
- XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 2-(3-hydroxyphenyl)phenol Chemical class OC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)O)=C1 XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ORAJHYSVXOYBCP-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[bis(3-hydroxypropyl)amino]ethyl-(3-hydroxypropyl)amino]propan-1-ol Chemical compound OCCCN(CCCO)CCN(CCCO)CCCO ORAJHYSVXOYBCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- PQYJRMFWJJONBO-UHFFFAOYSA-N Tris(2,3-dibromopropyl) phosphate Chemical compound BrCC(Br)COP(=O)(OCC(Br)CBr)OCC(Br)CBr PQYJRMFWJJONBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920013701 VORANOL™ Polymers 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N dibutylamine Chemical compound CCCCNCCCC JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-UHFFFAOYSA-N hexane-1,2,3,4,5,6-hexol Chemical compound OCC(O)C(O)C(O)C(O)CO FBPFZTCFMRRESA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 229920002503 polyoxyethylene-polyoxypropylene Polymers 0.000 description 2
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000012747 synergistic agent Substances 0.000 description 2
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 125000005628 tolylene group Chemical class 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLGOCMATMKJJCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2-tetrachloro-2,2-difluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(Cl)(Cl)Cl SLGOCMATMKJJCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOSAWIQFTJIYIS-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloro-2,2,2-trifluoroethane Chemical compound FC(F)(F)C(Cl)(Cl)Cl BOSAWIQFTJIYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRCHKSNAZZFGCA-UHFFFAOYSA-N 1,1-dichloro-1-fluoroethane Chemical compound CC(F)(Cl)Cl FRCHKSNAZZFGCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPNPZTNLOVBDOC-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethane Chemical compound CC(F)F NPNPZTNLOVBDOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 1,5-Naphthalene diisocyanate Chemical compound C1=CC=C2C(N=C=O)=CC=CC2=C1N=C=O SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICZKZOUCJNVQHM-UHFFFAOYSA-N 1,5-diisocyanato-5-methylcyclohexa-1,3-diene Chemical class O=C=NC1(C)CC(N=C=O)=CC=C1 ICZKZOUCJNVQHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKJBREHOVWISMR-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2,3-diisocyanatobenzene Chemical class ClC1=CC=CC(N=C=O)=C1N=C=O DKJBREHOVWISMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJWGRXKOBIVTFA-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibromobutanedioic acid Chemical compound OC(=O)C(Br)C(Br)C(O)=O FJWGRXKOBIVTFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical compound OCCN(CCO)CCN(CCO)CCO BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWPQDDCPESTSTK-UHFFFAOYSA-K 2-ethylhexyl(triiodo)stannane Chemical compound CCCCC(CC)C[Sn](I)(I)I ZWPQDDCPESTSTK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BWLBGMIXKSTLSX-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyisobutyric acid Chemical compound CC(C)(O)C(O)=O BWLBGMIXKSTLSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQXSRALAOPBHPM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropanoic acid;silver Chemical compound [Ag].CC(O)C(O)=O OQXSRALAOPBHPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZHHYIOUKQNLQM-UHFFFAOYSA-N 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1C(O)=O WZHHYIOUKQNLQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRPLMBGPWZGZJW-UHFFFAOYSA-N 3,4-dibromophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(Br)C(Br)=C1C(O)=O BRPLMBGPWZGZJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGXGNFMEUOMDAJ-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[2-[bis(3-hydroxypropyl)amino]ethyl-(3-hydroxypropyl)amino]ethyl-(3-hydroxypropyl)amino]propan-1-ol Chemical compound OCCCN(CCCO)CCN(CCCO)CCN(CCCO)CCCO VGXGNFMEUOMDAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MORLYCDUFHDZKO-UHFFFAOYSA-N 3-[hydroxy(phenyl)phosphoryl]propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCP(O)(=O)C1=CC=CC=C1 MORLYCDUFHDZKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920013683 Celanese Polymers 0.000 description 1
- 239000004338 Dichlorodifluoromethane Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical class C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- AWMVMTVKBNGEAK-UHFFFAOYSA-N Styrene oxide Chemical compound C1OC1C1=CC=CC=C1 AWMVMTVKBNGEAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJXXCOMGRRCAGN-CLFAGFIQSA-N [2,2-bis(hydroxymethyl)-3-[(z)-octadec-9-enoyl]oxypropyl] (z)-octadec-9-enoate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(CO)(CO)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC BJXXCOMGRRCAGN-CLFAGFIQSA-N 0.000 description 1
- ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N [4-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=C(CN)C=C1 ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJLKTTCRRLHVGL-UHFFFAOYSA-L [acetyloxy(dibutyl)stannyl] acetate Chemical compound CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCCC[Sn+2]CCCC JJLKTTCRRLHVGL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- BIVUUOPIAYRCAP-UHFFFAOYSA-N aminoazanium;chloride Chemical compound Cl.NN BIVUUOPIAYRCAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- YSRMRWIQPVDQBV-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enoxy)phosphorylbenzene Chemical compound C=CCOP(=O)(OCC=C)C1=CC=CC=C1 YSRMRWIQPVDQBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UTOVMEACOLCUCK-PLNGDYQASA-N butyl maleate Chemical compound CCCCOC(=O)\C=C/C(O)=O UTOVMEACOLCUCK-PLNGDYQASA-N 0.000 description 1
- SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N caproic acid ethyl ester Natural products CCCCCC(=O)OCC SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical class [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- PIMYDFDXAUVLON-UHFFFAOYSA-M chloro(triethyl)stannane Chemical compound CC[Sn](Cl)(CC)CC PIMYDFDXAUVLON-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002603 chloroethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])Cl 0.000 description 1
- AFYPFACVUDMOHA-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoromethane Chemical compound FC(F)(F)Cl AFYPFACVUDMOHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- RJGHQTVXGKYATR-UHFFFAOYSA-L dibutyl(dichloro)stannane Chemical compound CCCC[Sn](Cl)(Cl)CCCC RJGHQTVXGKYATR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019404 dichlorodifluoromethane Nutrition 0.000 description 1
- VHELOIOULYEKFL-UHFFFAOYSA-N dimethyl(dioctyl)stannane Chemical compound CCCCCCCC[Sn](C)(C)CCCCCCCC VHELOIOULYEKFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQRUPWUPINJLMU-UHFFFAOYSA-N dioctyl(oxo)tin Chemical compound CCCCCCCC[Sn](=O)CCCCCCCC LQRUPWUPINJLMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGQSXVKHVMGQRG-UHFFFAOYSA-N dioctyltin Chemical compound CCCCCCCC[Sn]CCCCCCCC HGQSXVKHVMGQRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBOSGIJGEHWBKV-UHFFFAOYSA-L dioctyltin(2+);dichloride Chemical compound CCCCCCCC[Sn](Cl)(Cl)CCCCCCCC SBOSGIJGEHWBKV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002238 fumaric acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1,1-triol Chemical compound CCCCCC(O)(O)O TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002689 maleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- NHLUVTZJQOJKCC-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylhexadecan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCN(C)C NHLUVTZJQOJKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 150000008379 phenol ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003022 phthalic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229940079877 pyrogallol Drugs 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003444 succinic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- AFCAKJKUYFLYFK-UHFFFAOYSA-N tetrabutyltin Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)CCCC AFCAKJKUYFLYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXKWYPOMXBVZSJ-UHFFFAOYSA-N tetramethyltin Chemical compound C[Sn](C)(C)C VXKWYPOMXBVZSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTGNPNLBCGBCMP-UHFFFAOYSA-N tetraoctylstannane Chemical compound CCCCCCCC[Sn](CCCCCCCC)(CCCCCCCC)CCCCCCCC JTGNPNLBCGBCMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 1
- DBGVGMSCBYYSLD-UHFFFAOYSA-N tributylstannane Chemical compound CCCC[SnH](CCCC)CCCC DBGVGMSCBYYSLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940086542 triethylamine Drugs 0.000 description 1
- 150000004072 triols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
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
- C08G18/08—Processes
- C08G18/16—Catalysts
-
- 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
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/721—Two or more polyisocyanates not provided for in one single group C08G18/73 - C08G18/80
- C08G18/727—Two or more polyisocyanates not provided for in one single group C08G18/73 - C08G18/80 comprising distillation residues or non-distilled raw phosgenation products
-
- 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
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
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)
Description
Fremgangsmåte for fremstilling av stive polyurethanskum med god ildsikkerhet. Process for the production of rigid polyurethane foam with good fire safety.
Nærværende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av stive polyurethanskum som er motstandsdyktige mot forbrenning. The present invention relates to a method for the production of rigid polyurethane foams which are resistant to combustion.
Polyurethanskum fremstilles ved å omsettePolyurethane foam is produced by reacting
i nærvær av et blåsemiddel en polyfunksjonell aktiv hydrogenholdig polyester polyesteramid eller polyether (i det følgende kollektivt beteg- in the presence of a blowing agent, a polyfunctional active hydrogen-containing polyester polyesteramide or polyether (hereinafter collectively
net en «polyol») med et organisk polyisocyanat. Slike polyurethanmaterialer er vanligvis ikke i net a "polyol") with an organic polyisocyanate. Such polyurethane materials are usually not i
seg selv ildsikre, dvs. de vil antennes ved kontakt med en flamme, og når først antent vil de fort-sette å brenne, inntil de er i det vesentlige to- themselves fireproof, i.e. they will ignite on contact with a flame, and once ignited they will continue to burn, until they are essentially two-
talt utbrent. Det er kjent å meddele slike poly-urethankombinasjoner ildsikkerhet ved å inn-arbeide midler som inneholder halogen eller fosfor eller begge. Slike midler kan være de som ikke reagerer med polyisocyanatet, slik som f. spoken burnt out. It is known to give such polyurethane combinations fire safety by incorporating agents containing halogen or phosphorus or both. Such agents can be those that do not react with the polyisocyanate, such as e.g.
eks. klorerte hydrocarboner, tris (klor ethyl) fos-e.g. chlorinated hydrocarbons, tris (chloro ethyl) phos-
fat og tris (2,3-dibrompropyl)fosfat, eller de som trer inn i den polymere reaksjon, slik som f. eks. fat and tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, or those that enter into the polymeric reaction, such as e.g.
polyestere og polyethre som inneholder halogen eller fosfor eller begge. Graden av ildsikkerhet som oppnås er grovt anslått proporsjonal med mengden halogen og/eller fosfor som er til stede, polyesters and polyethers containing halogen or phosphorus or both. The degree of fire safety achieved is roughly proportional to the amount of halogen and/or phosphorus present,
dvs. jo mer halogen og/eller fosfor som tilsettes desto større grad av ildsikkerhet oppnås. Det er imidlertid blitt funnet, at for å oppnå en effek- i.e. the more halogen and/or phosphorus that is added, the greater degree of fire safety is achieved. It has been found, however, that in order to achieve an effect
tiv grad av ildsikkerhet må så meget av midlet anvendes, at de fysikalske egenskaper for den resulterende struktur, slik som dimensjonsstabilitet, strekkstyrke og motstandsevne overfor sjokk, avbygges i uønsket grad. Denne effekt opptrer særlig når ikke-reagerende ildsikrende midler brukes. tive degree of fire safety, so much of the agent must be used that the physical properties of the resulting structure, such as dimensional stability, tensile strength and resistance to shock, are degraded to an undesirable degree. This effect occurs in particular when non-reactive flame retardants are used.
Det er kjent at polyurethanskum kan fremstilles ved omsetning av fosforgeneringsproduk- It is known that polyurethane foam can be produced by converting phosphorus generation products
tet av et aromatisk diamin enten ved å destillere av de isocyanater som dannes og omsette destil-latet med en polyol eller ved å omsette reaksjonsblandingen som den er med polyol. Slike of an aromatic diamine either by distilling off the isocyanates that are formed and reacting the distillate with a polyol or by reacting the reaction mixture as it is with a polyol. Such
fremgangsmåter er omtalt i U.S. patent nr. 2 902 703. Det er nå funnet at polyurehtanskum med forbedret dimensjonsstabilitet kan oppnås hvis aryldiisocyanatet delvis fjernes fra fosgene-ringsproduktreaksjonsblandingen og residuet omsettes med polyolen. De nøyaktige betingelser for og graden for fjerning av arylendiisocyana-tet, og det spesielle fosgeneringsprodukt som anvendes reguleres for å gi en blanding som har visse kritiske egenskaper. Når en blanding som har disse egenskaper omsettes med en polyol (i nærvær av et blåsemiddel), oppnås forbedrede polyurethanskum. methods are disclosed in U.S. Pat. patent no. 2,902,703. It has now been found that polyurethane foams with improved dimensional stability can be obtained if the aryl diisocyanate is partially removed from the phosgeneration product reaction mixture and the residue is reacted with the polyol. The exact conditions and degree of removal of the aryl diisocyanate, and the particular phosgenation product used are regulated to give a mixture which has certain critical properties. When a mixture having these properties is reacted with a polyol (in the presence of a blowing agent), improved polyurethane foams are obtained.
I en henseende består derfor oppfinnelsen i en fremgangsmåte for fremstilling av stive polyurethanskum med god ildsikkerhet ved å omsette sammen i nærvær av et blåsemiddel og eventuelt i nærvær av et ildsikrende middel (A) en polyol som inneholder minst to hydroxylgrupper og (B) en blanding bestående av fosgeneringsproduktet av et aromatisk diamin omfattende ikke-flyktig hexan-uoppløselig polyisocyanat oppløst i et flyktig aromatisk diisocyanat som er blitt fjernet fra fosgeneringsproduktet, og fremgangsmåten karakteriseres ved at blandingen (B) inneholder fra 40 til 90 vektpst. flyktig aromatisk diisocyanat, fortrinnsvis 55 til 85 vektpst., fortrinnsvis tolyendiisocyanat eller p,p'-diamindifenylmetandiisocyanat som kan skilles fra fosgeneringsproduktet ved molekulær destillasjon ved et trykk på ca. 1 mm Hg eller ved oppdeling i en gasskromatograf og at en mengde av blandingen som inneholder 1 til 1,2, fortrinnsvis 1,03 til 1,05 ekvivalenter isocyanatgrupper pr. ekvivalent aktivt hydrogenatom i polyolen og hvor blandingen (B) som anvendes består av 20 til 55 vektpst. ikke-flyktig hexan-uoppløselig polyisocyanat, det infrarøde spektrum for blandingen omfatter et absorbsjonsmaksimum i hver av områdene 4,3 til 4,5 mikroner, 5,8 til 5,9 mikroner og 5,95 til 6,05 mikroner, den molare konsentrasjon av det flyktige aromatiske diisocyanat i blandingen er slik at den gir nevnte spektrum ved absorbsjonsmaksimumet mellom 5,8 og 5,9 mikroner, en absorbsj onsevne mellom 0,2 og 0,5, viskositeten for blandingen er mellom 20 og 10 000 eps, fortrinnsvis mellom 50 og 70 eps ved 25°C, aminekvivalenten for blandingen er mellom 98 og 120, fortrinnsvis mellom 102 og 108, og tettheten for blandingen er mellom 1,23 og 1,29 ved 25°C. In one respect, the invention therefore consists in a method for producing rigid polyurethane foams with good fire safety by reacting together in the presence of a blowing agent and optionally in the presence of a fire retardant (A) a polyol containing at least two hydroxyl groups and (B) a mixture consisting of the phosgenation product of an aromatic diamine comprising non-volatile hexane-insoluble polyisocyanate dissolved in a volatile aromatic diisocyanate which has been removed from the phosgenation product, and the method is characterized in that the mixture (B) contains from 40 to 90 wt. volatile aromatic diisocyanate, preferably 55 to 85% by weight, preferably toluene diisocyanate or p,p'-diamine diphenylmethane diisocyanate which can be separated from the phosgenation product by molecular distillation at a pressure of approx. 1 mm Hg or by separation in a gas chromatograph and that an amount of the mixture containing 1 to 1.2, preferably 1.03 to 1.05 equivalents of isocyanate groups per equivalent active hydrogen atom in the polyol and where the mixture (B) used consists of 20 to 55 wt. nonvolatile hexane-insoluble polyisocyanate, the infrared spectrum for the mixture includes an absorption maximum in each of the ranges 4.3 to 4.5 microns, 5.8 to 5.9 microns, and 5.95 to 6.05 microns, the molar concentration of the volatile aromatic diisocyanate in the mixture is such that it gives said spectrum at the absorption maximum between 5.8 and 5.9 microns, an absorbency between 0.2 and 0.5, the viscosity of the mixture is between 20 and 10,000 eps, preferably between 50 and 70 eps at 25°C, the amine equivalent of the mixture is between 98 and 120, preferably between 102 and 108, and the density of the mixture is between 1.23 and 1.29 at 25°C.
Som allerede angitt betyr uttrykket «flyktig-aromatisk diisocyanat», slik som det anvendes her, aromatisk diisocyanat som kan være skilt fra produktet av fosgenering av et aromatisk diamin i et molekylært destillasjonsapparat ved trykk på ca. 1 mm Hg eller ved oppdeling i en gasskromatograf. Foretrukne flyktige, aromatiske diisocyanatkomponenter i nevnte produkter er fosgeneringsprodukter av et tolylendiamin eller p,p'-diamino-difenylmethan, f. eks. m-tolylendiisocyanater (særlig 2,4- og 2,6-isomerene eller blandinger av disse) og methylen bis (4-fenylisocyanat). Andre egnede flyktige, aromatiske diisocyanater omfatter metha- og para-fenyldiisocyanater, klorfenylen-diisocyanater, As already indicated, the term "volatile aromatic diisocyanate", as used herein, means aromatic diisocyanate which can be separated from the product of phosgenation of an aromatic diamine in a molecular distillation apparatus at a pressure of approx. 1 mm Hg or by separation in a gas chromatograph. Preferred volatile aromatic diisocyanate components in said products are phosgenation products of a tolylenediamine or p,p'-diamino-diphenylmethane, e.g. m-tolylenediisocyanates (especially the 2,4- and 2,6-isomers or mixtures thereof) and methylene bis (4-phenylisocyanate). Other suitable volatile aromatic diisocyanates include meta- and para-phenyl diisocyanates, chlorophenylene diisocyanates,
1,5-nafthalendiisocyanat og 3,3'-dimethyl-4,4'- 1,5-naphthalene diisocyanate and 3,3'-dimethyl-4,4'-
difenylmethandiisocyanat, som fremstilles ved fosgenering av de tilsvarende diaminer. diphenylmethane diisocyanate, which is produced by phosgenation of the corresponding diamines.
Det aromatiske diaminfosgeneringsprodukt, f. eks. et tolylendiaminfosgeneringsprodukt, fremstilt ved å fosgenere tolylendiamin i nærvær av et oppløsningsmiddel mer flyktig enn tolylendiisocyanatet som tilsvarer tolylendiami-net og derpå destillere det rå reaksjonsprodukt for å fjerne oppløsningsmidlet og tolylen-diisocyanat inntil den gjenværende konsentrerte destillant har et flyktig tolylendiisocyanatinnhold på mellom 50 og 90 pst., kan brukes som sådant eller alternativt blandet med et eller flere flyktige aromatiske diisocyanater, som oppnås fra en separat kilde så lenge som det totale flyktige aromatiske diisocyanat beløper seg til fra 40 til 90 vektspst. av den totale blanding. F. eks., et konsentrert tolylendiisocyanat kan fortynnes med destillert tolylendiisocyanat eller methylen bis(4-fenyl-isocyanat) inntil det flyktige aromatiske diisocyanatinnhold for blandingen er 80 pst. Likeledes kan et konsentrert fosgeneringsprodukt fremstilt fra p,p'-diaminodifenylmethan fortynnes med destillert methylen bis(4-fenyl-isocyanat) eller tolylendiisocyanat. The aromatic diamine phos generation product, e.g. a tolylene diamine phosgenation product, prepared by phosgenerating tolylene diamine in the presence of a solvent more volatile than the tolylene diisocyanate corresponding to the tolylene diisocyanate and then distilling the crude reaction product to remove the solvent and tolylene diisocyanate until the remaining concentrated distillate has a volatile tolylene diisocyanate content of between 50 and 90 wt., may be used as such or alternatively mixed with one or more volatile aromatic diisocyanates obtained from a separate source as long as the total volatile aromatic diisocyanate amounts to from 40 to 90 wt. of the total mixture. For example, a concentrated tolylene diisocyanate can be diluted with distilled tolylene diisocyanate or methylene bis(4-phenyl isocyanate) until the volatile aromatic diisocyanate content of the mixture is 80 percent. Similarly, a concentrated phosgenation product prepared from p,p'-diaminodiphenylmethane can be diluted with distilled methylene bis(4-phenyl isocyanate) or tolylene diisocyanate.
De aromatiske diaminfosgeneringsprodukter som fremstilles ved å blande aromatisk diamin og fosgen i nærvær av et oppløsningsmiddel, som er mer flyktig enn det aromatiske diisocyanat som i struktur svarer til det aromatiske diamin, oppvarme reaksjonsblandingen inntil fosgeneringsreaksjonen i det vesentlige er fullstendig, hvilket fremgår av at reaksjonsbipro-duktet hydrogenklorid ikke lenger dannes i vesentlig mengde, skilles fra fosgen og hydrogenklorid fra den resulterende oppløsning av fos-genet og destillere oppløsningsmidlet og aromatisk diisocyanat fra oppløsningen av fosgeneringsproduktet inntil den konsentrerte destillant har et flyktig, aromatisk diisocyanatinnhold mellom 40 og 90 pst., avslutte destillasjonen og utvinne den konsentrerte destillant. The aromatic diamine phosgenation products prepared by mixing aromatic diamine and phosgene in the presence of a solvent, which is more volatile than the aromatic diisocyanate structurally corresponding to the aromatic diamine, heat the reaction mixture until the phosgenation reaction is essentially complete, as evidenced by the reaction bipro -ducted hydrogen chloride is no longer formed in significant quantity, separate from phosgene and hydrogen chloride from the resulting solution of the phosgene and distill the solvent and aromatic diisocyanate from the solution of the phosgenation product until the concentrated distillate has a volatile, aromatic diisocyanate content between 40 and 90 per cent, end the distillation and recover the concentrated distillate.
Ved satsvis arbeid er det hensiktsmessig å blande reaktantene ved å tilsette en oppløsning av diamin, f. eks. tolylendiamin til en oppløsning av fosgen under i det vesentlige atmosfæriske trykkbetingelser. Kjøling anvendes under blandingsoperasjonen for å forebygge at overskytende fosgen koker bort. Vanligvis skal blandingstemperaturen holdes under ca. 30°C. Blan-dingstemperaturer under —20°C er uønsket fordi overskytende mengder av diaminet har tendens til å falle ut som faste masser som innkapsles med et beskyttende belegg av aminhydroklorid. Slike faste innkapslede aminer ville smelte og reagere ved høyere prosesstemperaturer under betingelser av høy lokal aminkonsentrasjon og som fremmer dannelsen av overskytende mengder av biprodukturea. When working in batches, it is appropriate to mix the reactants by adding a solution of diamine, e.g. tolylenediamine to a solution of phosgene under essentially atmospheric pressure conditions. Cooling is used during the mixing operation to prevent excess phosgene from boiling away. Generally, the mixing temperature must be kept below approx. 30°C. Mixing temperatures below -20°C are undesirable because excess amounts of the diamine tend to precipitate as solid masses which are encapsulated with a protective coating of amine hydrochloride. Such solid encapsulated amines would melt and react at higher process temperatures under conditions of high local amine concentration and which promote the formation of excess amounts of byproduct urea.
Under blandingsbehandlingen omsettes ca. i 50 pst. av totalt forbrukt fosgen ved prosessen for å danne et mellomreaksjonsprodukt. I dette produkt er amingruppene i tolylendiaminreak-sjonskomponenten blitt omdannet fortrinnsvis til tilnærmet like antall av aminhydrokloridgrupper og carbamylkloridgrupper. Ved høyere During the mixing treatment, approx. in 50 per cent of the total phosgene consumed by the process to form an intermediate reaction product. In this product, the amine groups in the tolylenediamine reaction component have preferably been converted into approximately equal numbers of amine hydrochloride groups and carbamyl chloride groups. At higher
temperaturer spaltes carbamylkloridgruppene termisk til isocyanatgrupper og HC1, og amin- temperatures, the carbamyl chloride groups are thermally split into isocyanate groups and HC1, and amine
hydrokloridgruppene reagerer med fosgen til de samme produkter. Isocyanatgruppene kan reagere med diaminet og danne biprodukter av ureatype. the hydrochloride groups react with phosgene to give the same products. The isocyanate groups can react with the diamine and form urea-type by-products.
Hvis fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse utføres kontinuerlig, kan blandingstemperaturen være langt høyere enn hva som er mulig i en satsvis prosess, utført som beskrevet foran under samme betingelser for satssam-menligning, trykk etc. Ved satsvis arbeid tilsettes en diamihoppløsning til en oppløsning av fosgen som inneholder minst 2,2 mol fosgen pr. mol anvendt diamin. (Den omvendte blandings-måte, tilsetning av fosgenoppløsning til diamin-oppløsning skal unngås fordi den (1) fremmer ureadannelse og (2) diaminet er relativt uopp-løselig i de fleste oppløsningsmidler, bortsett fra når oppløsningen er varm). Blandingstemperaturen skal derfor være lav nok til å tillate opp-løsningsmidlet å tilbakeholde de nødvendige 2,2 mol fosgen pr. mol tilsatt diamin. Separate strømmer av diaminoppløsning og fosgen eller fosgenoppløsning innføres til en blandingsreak-tor hvor de blander seg med et allerede dannet kvantum av mellomprodukt som inneholder overskytende fosgen oppløst i oppløsningsmid-delfasen. Imidlertid forbrukes 1 mol fosgen pr. mol innført diamin umiddelbart ved dannelsen av mellomreaksjonsproduktet (diaminhydroklo-ridcarbamylkloridblanding), slik at blandingstemperaturen ikke er begrenset av kravet at opp-løsningsmidlet skal inneholde det totale fosgen som forbrukes ved fremgangsmåten. Således hvis det molare forhold mellom fosgen og diamin er 2,2, begrenses blandingstemperaturen ved en satsvis prosess av evnen for oppløsningsmidlet og inneholder 2,2 mol fosgen pr. mol innført diamin, mens blandingstemperaturen ved en analog kontinuerlig prosess bare er begrenset av evnen hos oppløsningsmidlet til å inneholde 1,2 mol fosgen pr. mol innført diamin. Imidlertid skal blandingstemperaturen holdes under 100 °C fordi blanding ved høyere temperaturer resulterer i spaltning av carbamylkloridgrupper. If the method according to the present invention is carried out continuously, the mixing temperature can be far higher than what is possible in a batch process, carried out as described above under the same conditions for batch comparison, pressure etc. In batch work, a diami solution is added to a solution of phosgene which contains at least 2.2 mol of phosgene per moles of diamine used. (The reverse mixing method, adding phosgene solution to diamine solution should be avoided because it (1) promotes urea formation and (2) the diamine is relatively insoluble in most solvents, except when the solution is warm). The mixing temperature must therefore be low enough to allow the solvent to retain the necessary 2.2 mol of phosgene per moles of added diamine. Separate streams of diamine solution and phosgene or phosgene solution are introduced into a mixing reactor where they mix with an already formed quantity of intermediate product containing excess phosgene dissolved in the solvent intermediate phase. However, 1 mol of phosgene is consumed per moles of diamine introduced immediately upon the formation of the intermediate reaction product (diamine hydrochloride carbamyl chloride mixture), so that the mixing temperature is not limited by the requirement that the solvent should contain the total phosgene consumed in the process. Thus, if the molar ratio between phosgene and diamine is 2.2, the mixing temperature in a batch process is limited by the ability of the solvent and contains 2.2 mol of phosgene per mol introduced diamine, while the mixing temperature in an analogous continuous process is only limited by the ability of the solvent to contain 1.2 mol phosgene per moles of introduced diamine. However, the mixing temperature must be kept below 100 °C because mixing at higher temperatures results in cleavage of carbamyl chloride groups.
Etter at blandingsoperasjonen er fullført, oppvarmes reaksjonsblandingen ytterligere under overatmosfærisk trykk inntil fosgeneringsreaksjonen er fullført og den maksimale temperatur er mellom 100 og 200°C. Oppvarmning forårsaker (1) spaltning av carbamylkloridgrupper til isocyanatgrupper og HC1 ved temperaturer over ca. 40—45°C, og (2) fosgenering av aminhydrokloridgrupper til isocyanatgrupper og HC1 ved temperaturer over 80—85°C. Forløpet av reaksjonen kan følges ved å måle mengden av hydrogenklorid som utvikles fra reaksjonsblandingen. Slike målinger angir at 60—70 pst. av de frie aminogrupper i en tolylendiaminsats er omdannet til isocyanatgrupper ved temperaturer under 100°C. After the mixing operation is completed, the reaction mixture is further heated under superatmospheric pressure until the phosgenation reaction is complete and the maximum temperature is between 100 and 200°C. Heating causes (1) cleavage of carbamyl chloride groups into isocyanate groups and HC1 at temperatures above approx. 40—45°C, and (2) phosgenation of amine hydrochloride groups to isocyanate groups and HC1 at temperatures above 80—85°C. The progress of the reaction can be followed by measuring the amount of hydrogen chloride that develops from the reaction mixture. Such measurements indicate that 60-70 percent of the free amino groups in a tolylenediamine batch are converted to isocyanate groups at temperatures below 100°C.
Trykket under hvilket reaksjonsmassen oppvarmes, skal være tilstrekkelig til å opprettholde et støkiometrisk overskudd av fosgen i reaksjonsmediet under reaksjonen, dvs. en mengde fosgen i overskudd til den som er kjemisk ekvivalent til det ufullstendig omdannede mellomreaksjonsprodukt, som er til stede i reaksjonsmassen til enhver tid. Med andre ord, ved slutten av fosgeneringen vil reaksjonsmassen inneholde deler av det overskytende fosgen tilsatt til reaktoren ved slutten av fosgeneringen. The pressure under which the reaction mass is heated must be sufficient to maintain a stoichiometric excess of phosgene in the reaction medium during the reaction, i.e. an amount of phosgene in excess of that which is chemically equivalent to the incompletely converted intermediate reaction product, which is present in the reaction mass at all times . In other words, at the end of the phosgenation, the reaction mass will contain parts of the excess phosgene added to the reactor at the end of the phosgenation.
I praksis vil trykket som er nødvendig for å oppnå fosgeneringen avhenge av sammensetningen av reaksjonskomponentchargen og typen av anvendt reaktor. I en lukket reaktor vil trykket stige etter hvert som reaksjonen går frem på grunn av hydrogenklorid som _ utvikles under reaksjonen ved en reaksjonstemperatur høyere enn den kritiske temperatur (51,4°C) for hydrogenklorid. Størrelsen av denne trykkøkning vil stort sett avhenge av det relative volum av fritt rom i reaktoren, dvs. av prosentandelen av reak-torkapasiteten som opptas av reaksjonsblandingen. Trykket som utvikles ved utviklingen av hydrogenklorid kan således holdes på et egnet minimum ved å fremskaffe tilstrekkelig fritt, rom. Eventuelt kan det totale trykk holdes lavt ved å anvende et luftningssystem ved reaktoren, som tillater utviklet hydrogenklorid å passere til et scrubbersystem, men som holder tilbake fosgen og oppløsningsmidlet. F. eks. kan trykk-karet omgis av en tilbakeløpskondensator som fører et oppløsningsfosgenkondensat tilbake til reaktoren, og tillater hydrogenklorid å passere til en avløpsgassledning som fører til et scrub-ber system. Trykket på systemet kontrolleres av ventil i gassledningen ned fra tilbakeløpskon-densatoren. Hvis ventiltrykket er høyere enn summen av partialtrykkene for oppløsningsmid-let, fosgen og isocyanat i reaktoren, vil ingen av disse komponenter forlate reaksjonssystemet. Det virkelige reaksjonstrykket vil delvis avhenge av flyktigheten for det valgte oppløsningsmidlet. Således for å oppnå resultater som er sammenlignbare med dem som oppnås med et reak-sjonstrykk på 3 atmosfærer og et relativt ikke flyktig oppløsningsmiddel, som diklorbenzen, er 6 til 8 atmosfærer nødvendig med benzen eller et lignende oppløsningsmiddel med relativt høy flyktighet. Vanligvis kan fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse utføres effektivt ved totale trykk over 3 atmosfærer. Maksimumstrykk er bestemt av sikkerheten for det tilgjengelige utstyr. In practice, the pressure required to achieve the phosgenation will depend on the composition of the reaction component charge and the type of reactor used. In a closed reactor, the pressure will rise as the reaction progresses due to hydrogen chloride which _ is developed during the reaction at a reaction temperature higher than the critical temperature (51.4°C) for hydrogen chloride. The size of this pressure increase will largely depend on the relative volume of free space in the reactor, i.e. on the percentage of the reactor capacity that is taken up by the reaction mixture. The pressure which develops during the development of hydrogen chloride can thus be kept to a suitable minimum by providing sufficient free space. Optionally, the total pressure can be kept low by using an aeration system at the reactor, which allows evolved hydrogen chloride to pass to a scrubber system, but retains the phosgene and solvent. For example the pressure vessel may be surrounded by a reflux condenser which carries a solution phosgene condensate back to the reactor, and allows hydrogen chloride to pass to an off-gas line leading to a scrubber system. The pressure on the system is controlled by a valve in the gas line down from the return condenser. If the valve pressure is higher than the sum of the partial pressures for the solvent, phosgene and isocyanate in the reactor, none of these components will leave the reaction system. The actual reaction pressure will depend in part on the volatility of the chosen solvent. Thus, to obtain results comparable to those obtained with a reaction pressure of 3 atmospheres and a relatively non-volatile solvent, such as dichlorobenzene, 6 to 8 atmospheres are required with benzene or a similar solvent of relatively high volatility. Generally, the method according to the present invention can be carried out efficiently at total pressures above 3 atmospheres. Maximum pressure is determined by the safety of the available equipment.
Hvis et lukket system anvendes, vil trykket i dette ved konstant temperatur ikke lenger øke når utviklingen av hydrogenklorid opphører. Ved en lufteautoklav vil det være nødvendig å lukke avspenningsventilen for å opprettholde trykket i autoklaven når utviklingen opphører. Når reaksjonen er fullendt, luftes autoklaven til atmosfæretTykk. Reaksjonsmassen renses derpå for å fjerne oppløst fosgen og hydrogenklorid, f. eks. ved å føre inert gass (nitrogen eller carbondioxyd) gjennom massen eller ved en destil-lasjonsrensning som fjerner hydrogenklorid og fosgen sammen med oppløsningsmiddel. If a closed system is used, the pressure in it at constant temperature will no longer increase when the evolution of hydrogen chloride ceases. In the case of an air autoclave, it will be necessary to close the relief valve to maintain the pressure in the autoclave when development ceases. When the reaction is complete, the autoclave is vented to atmosphereThick. The reaction mass is then purified to remove dissolved phosgene and hydrogen chloride, e.g. by passing inert gas (nitrogen or carbon dioxide) through the mass or by a distillation purification which removes hydrogen chloride and phosgene together with solvent.
Et oppløsningsmiddel mindre flyktig enn det aromatiske diisocyanat må ikke brukes fordi det konsentrerte destillasjonsresidu da ville inneholde store mengder av oppløsningsmiddel. A solvent less volatile than the aromatic diisocyanate must not be used because the concentrated distillation residue would then contain large amounts of solvent.
Den relative flyktighet av oppløsningsmidlet i sammenligning med tolylen-diisocyanatpro-duktet som tilsvarer tolylen-diaminchargen, skal være mellom 4 og 100 ved 140°C. De relative flyktigheter ved 140 °C for diklorbenzen, mono klorbenzen og benzen i sammenligning med en tolylen-diisocyanatblanding som inneholder 80 pst. av 2,4-isomeren og 20 pst. av 2,6-isomeren er ca. 11,43, henholdsvis 87. Oppløsningsmidler, som har en relativ flyktighet under 4, er uønsket fordi destilleringen av dem fra fosgenatet omfatter en overskytende varmemengde som har en uønsket effekt på den konsentrerte destillant. Oppløsningsmidler som har en relativ flyktighet høyere enn 100 er uønsket fordi ekstra høye trykk er nødvendig for å holde dem i reaksjonssystemet. Ved «relativ flyktighet» forstås forholdet VjLj/VjL,,, hvor Vsog V, betyr molfraksjoner av oppløsningsmidlet og isocyanatet i damp-fasen, og LB og L; betyr molfraksjoner av oppløs-ningsmidlet og isocyanat i den flytende fasen under likevektsbetingelser. The relative volatility of the solvent in comparison with the tolylene diisocyanate product corresponding to the tolylene diamine charge should be between 4 and 100 at 140°C. The relative volatilities at 140 °C for dichlorobenzene, monochlorobenzene and benzene in comparison with a tolylene diisocyanate mixture containing 80% of the 2,4-isomer and 20% of the 2,6-isomer are approx. 11.43, 87 respectively. Solvents having a relative volatility below 4 are undesirable because their distillation from the phosgenate involves an excess amount of heat which has an undesirable effect on the concentrated distillate. Solvents having a relative volatility higher than 100 are undesirable because extra high pressures are required to keep them in the reaction system. By "relative volatility" is understood the ratio VjLj/VjL,,, where Vs and V, mean mole fractions of the solvent and the isocyanate in the vapor phase, and LB and L; means mole fractions of the solvent and isocyanate in the liquid phase under equilibrium conditions.
Fortrinnsvis destilleres det rå fosgeneringsprodukt under vakuum. Oppløsningsmiddel skal fjernes i det vesentlige fullstendig sammen med andre lavtkokende komponenter, slik som spor av monoisocyanater. Spor av oppløsningsmidlet (f. eks. konsentrasjon av diklorbenzen over 0,02 pst.) i fosgeneringsproduktet kan meddele uønsket lukt til urethanskum fremstilt fra dette. Noe diisocyanat destilleres av med fjerning av opp-løsningsmidlet og lavtkokende forurensninger. Hvis konsentrasjonen av ikke-flyktig oppløs-ningsmiddel i diaminfosgeneringsproduktet er høyere, kan dette være all destillasjon som er nødvendig. Imidlertid, hvis fremgangsmåten og utstyret også skal anvendes for å fremstille vesentlig mengde av diisocyanatet, f. eks. rent tolylendiisocyanat, vil utbyttet av dette være lavt hvis prosessbetingelsene velges for å gi en høy konsentrasjon av ikke-flyktig oppløsnings-middel. Det er foretrukket å anvende prosess-betingelser som gir en lavere konsentrasjon av ikke-flyktig oppløsningsmiddel i fosgeneringsproduktet og destillere av en vesentlig mengde tolylendiisocyanat fra fosgenatet for å oppnå en konsentrert destillant med ønskede egenskaper. Tolylendiisocyanatdestillat som kan utgjøre så meget som 50 vektpst. av det totale fosgeneringsprodukt, er et verdifullt biprodukt. Sammenlig-ningen og egenskapene for den konsentrerte destillant vil i noen grad påvirkes av destillasjons-betingelsene. Oppløsningsmiddelkonsentrasjonen kan økes, hvis ønsket, ved å forlenge varigheten for destillasjonen og/eller heve destillasjonstem-peraturen. Slik økning i oppløsningsmiddelkon-sentrasjonen kan reduseres ved bruk av en lavere temperatur og/eller kortere destillasjonsvarig-het, hvilket kan oppnås ved å destillere ved lavere absolutt trykk. Preferably, the crude phosgenation product is distilled under vacuum. Solvent must be removed essentially completely together with other low-boiling components, such as traces of monoisocyanates. Traces of the solvent (e.g. concentration of dichlorobenzene above 0.02 per cent) in the phosgenation product can impart an undesirable odor to urethane foam produced from it. Some diisocyanate is distilled off with removal of the solvent and low-boiling impurities. If the concentration of non-volatile solvent in the diamine phosgenation product is higher, this may be all the distillation that is necessary. However, if the method and equipment are also to be used to produce a significant amount of the diisocyanate, e.g. pure tolylene diisocyanate, the yield thereof will be low if the process conditions are chosen to give a high concentration of non-volatile solvent. It is preferred to use process conditions which give a lower concentration of non-volatile solvent in the phosgenation product and to distill off a significant amount of tolylene diisocyanate from the phosgenate to obtain a concentrated distillate with desired properties. Tolylene diisocyanate distillate which can amount to as much as 50% by weight. of the total phosgenation product, is a valuable by-product. The comparison and properties of the concentrated distillate will be affected to some extent by the distillation conditions. The solvent concentration can be increased, if desired, by extending the duration of the distillation and/or raising the distillation temperature. Such an increase in the solvent concentration can be reduced by using a lower temperature and/or shorter distillation duration, which can be achieved by distilling at a lower absolute pressure.
De aromatiske diaminfosgeneringsprodukter er blandinger av flyktige aromatiske diisocyanater og kongeneriske relativt ikke-flyktige opp-løste polyisocyanater med høyere molekylvekt og funksjonalitet enn de flyktige aromatiske diisocyanater. Komponenter av den kongeneriske ikke-flyktige oppløste fraksjon er ikke bare ildsikrende synergistiske stoffer, men også kjede-utstrekkende og kryssbindende midler som meddeler ønskede egenskaper (spesielt stivhet) til skummene. Slike komponenter gjør også de aromatiske polyisocyanatblandinger overlegne destillerte aromatiske diisocyanater som reaksjonskomponenter i skumsammensetninger, fordi (1) det høyere viskositetsnivå gjør det lettere å blande formuleringen og holde blåsemiddel i den under skumdannelse, (2) den lavere reaksjonsvarme, som utvikles under skumdannelsen, tillater fremstillingen av større skummende masser og forbedrer andre egenskaper for skummet, og (3) det lavere damptrykk reduserer fa-rene som kommer fra diisocyanatdampenes gif-tighet. Skjønt nåværende kjennskap til de opp-løste substansers molekylstruktur er ufullstendig og ikke fastlagt, synes det at strukturene inkluderer isocyanatsubstituerte tolylengrupper for-bundet med bindinger som inkluderer amido-substituerte carbonylgrupper som absorberer in-frarøde stråler med bølgelengder mellom 5,8 og 5,9 mikroner. Imidlertid fastslår data for isocya-natekvivalentvektene for de oppløste substanser og fraksjoner av dem, at stoffene ikke består av slike enkle polycarbamid polyisocyanater som bis(isocyanatotolyl urea), bis(isocyanatotolyl)-uretidindione, tris-isocyanatocyanurater eller tris-isocyanatotolyl biuret eller lignende lineære polyureter. The aromatic diamine phosgenation products are mixtures of volatile aromatic diisocyanates and congeneric relatively non-volatile dissolved polyisocyanates with higher molecular weight and functionality than the volatile aromatic diisocyanates. Components of the congeneric non-volatile dissolved fraction are not only fire-retardant synergistic substances, but also chain-extending and cross-linking agents that impart desired properties (especially stiffness) to the foams. Such components also make the aromatic polyisocyanate blends superior to distilled aromatic diisocyanates as reaction components in foam compositions, because (1) the higher viscosity level makes it easier to mix the formulation and hold blowing agent in it during foaming, (2) the lower heat of reaction developed during foaming allows the production of larger foaming masses and improves other properties of the foam, and (3) the lower vapor pressure reduces the dangers arising from the toxicity of the diisocyanate vapors. Although current knowledge of the molecular structure of the dissolved substances is incomplete and undetermined, it appears that the structures include isocyanate-substituted tolylene groups connected by bonds that include amido-substituted carbonyl groups that absorb infrared rays with wavelengths between 5.8 and 5.9 microns. However, data for the isocyanate equivalent weights of the dissolved substances and their fractions establish that the substances do not consist of such simple polyurea polyisocyanates as bis(isocyanatotolyl urea), bis(isocyanatotolyl)-uretidinedione, tris-isocyanatocyanurates or tris-isocyanatotolyl biuret or similar linear polyurethanes.
De ikke-flyktige oppløste stoffer som er til stede i de aromatiske aminfosgeneringsprodukter kan spaltes termisk ved forhøyede temperaturer ved frigivning av aromatiske diisocyanat-damper og dannelse av tjæreaktige eller faste residuer. F. eks., faste oppløste stoffer som isoleres fra tolylendiaminfosgeneringsprodukter ved å ekstrahere tolyendiisocyanatet fra disse med n-hexan vil frigi så meget som 30 pst. tolylendiisocyanat når oppvarmet ved 225°C og 1 mm Hg i et molekylart destillasjonsapparat. Således vil det flyktige, aromatiske diisocyanatinnhold i de aromatiske polyisocyanatblandinger som anvendes ved fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse, som bestemt ved destillasjon i et molekulart destillasjonsapparat ved 1 mm Hg eller ved adskillelse i en gasskromatograf, omfattet flyktig aromatisk diisocyanat til stede som sådant i polyisocyanatblandingen. De ikke-flyktige oppløste polyisocyanater som er til stede i aminfosgeneringsproduktene tilsvarer vanligvis ikke destillasjonsresiduene som anvendes ved tidligere kjente fremgangsmåter for fremstilling av aromatiske diisocyanater, fordi slike destillasjonsresiduer dannes ved pyrolytisk spaltning av de ikke-flyktige oppløste polyisocyanater. Følgelig, ved fremstillingen av aromatiske aminfosgeneringsprodukter er det ønsket å unngå å konsentrere destillanten for sterkt fordi temperatur- og konsentrasjonsbetingelser som hersker under de senere trinn av produkt-destillasjonen resulterer i uønskede bireaksjoner og spaltning av ikke-flyktige oppløste stoffer. The non-volatile solutes present in the aromatic amine phosgenation products can be thermally decomposed at elevated temperatures releasing aromatic diisocyanate vapors and forming tarry or solid residues. For example, solid solutes isolated from tolylene diamine phosgenation products by extracting the tolylene diisocyanate therefrom with n-hexane will release as much as 30 percent tolylene diisocyanate when heated at 225°C and 1 mm Hg in a molecular distillation apparatus. Thus, the volatile aromatic diisocyanate content in the aromatic polyisocyanate mixtures used in the method according to the present invention, as determined by distillation in a molecular distillation apparatus at 1 mm Hg or by separation in a gas chromatograph, will include volatile aromatic diisocyanate present as such in the polyisocyanate mixture. The non-volatile dissolved polyisocyanates present in the amine phosgenation products usually do not correspond to the distillation residues used in previously known methods for the production of aromatic diisocyanates, because such distillation residues are formed by pyrolytic cleavage of the non-volatile dissolved polyisocyanates. Accordingly, in the preparation of aromatic amine phosgenation products it is desired to avoid concentrating the distillate too strongly because temperature and concentration conditions prevailing during the later stages of the product distillation result in undesirable side reactions and decomposition of non-volatile solutes.
Konsentrasjonen av ikke-flyktige oppløste stoffer som er til stede i det aromatiske diaminfosgeneringsprodukt, kan økes eller nedsettes ved å øke, henholdsvis nedsette, en eller flere av de følgende variable i fosgeneringsprosessen: amin/oppløsnmgsmiddelforholdet, amin/fosgen-forholdet, temperaturen og varigheten av oppvarmning under reaksjon og destillasjon, og mengden av flyktig, aromatisk diisocyanat, som destilleres av fra fosgeneringsproduktet. Hvis det aromatiske diamin er enkjernet kan konsen trasjonen av ikke-flyktige oppløste stoffer i fosgeneringsproduktet økes eller nedsettes ved å øke eller nedsette orthoisomerinnholdet i den aromatiske diaminreaksjonskomponenten. Hvis konsentrasjonen av ikke-flyktige, oppløste polyisocyanater i den rå reaksjonsblanding er ade-kvat, vil det være tilstrekkelig å destillere fosgeneringsproduktet tilstrekkelig til å fjerne alt oppløsningsmiddel sammen med slik aromatisk diisocyanat som tilfeldig fjernes samtidig. Imidlertid vil det ofte finnes nødvendig å fjerne ytterligere aromatisk diisocyanat for å oppnå et aromatisk aminfosgeneringsprodukt som har den ønskede konsentrasjon av oppløste stoffer. The concentration of non-volatile solutes present in the aromatic diamine phosgenation product can be increased or decreased by increasing or decreasing, respectively, one or more of the following variables in the phosgenation process: the amine/solvent ratio, the amine/phosgene ratio, the temperature and the duration of heating during reaction and distillation, and the amount of volatile, aromatic diisocyanate, which is distilled off from the phosgenation product. If the aromatic diamine is mononuclear, the concentration of non-volatile solutes in the phosgenation product can be increased or decreased by increasing or decreasing the orthoisomer content of the aromatic diamine reaction component. If the concentration of non-volatile, dissolved polyisocyanates in the crude reaction mixture is adequate, it will be sufficient to distill the phosgenation product sufficiently to remove all solvent together with such aromatic diisocyanate as is incidentally removed at the same time. However, it will often be found necessary to remove additional aromatic diisocyanate to obtain an aromatic amine phosgenation product having the desired concentration of solutes.
Ildsikre, synergistiske midler, som er til stede i det aromatiske diaminfosgeneringsprodukt som anvendes etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, reduserer sterkt mengden av ildsikrende midler som er nødvendig for å gjøre skummet selvslukkende ved antennelse. Dette er overraskende, fordi de ildsikrende, synergistiske midler ikke er særlig effektive i seg selv som ildsikrende midler i fravær av ildsikrende midler. Kjemien som inngår i denne ildsikrende synergisme er ukjent. Fire-retardant, synergistic agents, which are present in the aromatic diamine phosgenation product used according to the method according to the invention, greatly reduce the amount of fire-retardant agents necessary to make the foam self-extinguishing upon ignition. This is surprising, because the fire retardants, synergistic agents are not very effective by themselves as fire retardants in the absence of fire retardants. The chemistry involved in this fireproofing synergism is unknown.
Fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse gjør det mulig å fremstille stive polyurethanskum med usedvanlig ildsikkerhet, dvs. skum som ikke flammer opp eller er selvslukkende etter antennelse uten å anvende over-skuddsmengder av ildsikrende midler som ellers yille være nødvendig, og som ville påivrke andre egenskaper hos skummet uheldig. De resulterende skum er bedre enn sammenlignbare skum som er fremstilt fra destillerte, aromatiske diisocyanater i følgende henseender: Høyere smeltepunkt (hvilket i seg selv er en faktor som gir forbedret ildsikkerhet), lavere termisk ledningsevne, høyere kompresjonsstyrke og høyere dimensj onsstabilitet. The method according to the present invention makes it possible to produce rigid polyurethane foam with exceptional fire safety, i.e. foam that does not flare up or is self-extinguishing after ignition without using excess amounts of fire retardants that would otherwise be necessary, and which would affect other properties of the foam unfortunate. The resulting foams are superior to comparable foams made from distilled aromatic diisocyanates in the following respects: Higher melting point (which itself is a factor in improved fire safety), lower thermal conductivity, higher compressive strength and higher dimensional stability.
Stive polyetherpolyurethanskum fremstilles ved denne fremgangsmåte som har en kombinasjon av utmerkede egenskaper, f. eks. lav termisk ledningsevne, høy kompresjonsstyrke og dimensjonen stabilitet, som gjør dem utmerket egnet for industriell termisk isolasjon. Dette er særlig overraskende fordi når polyestre anvendes i stedet for polyether, oppnås skum med mindre sprøhet som styrter sammen før hevning og har ikke-ensartet cellestruktur. Tolylendiisocyanat alene er heller ikke egnet for anvendelse ved fremstillingen av stive skum av polyether-type, bortsett fra den mellomliggende om-dannelse av diisocyanatet til en prepolymer eller quasi-prepolymer. Rigid polyether polyurethane foams are produced by this method which have a combination of excellent properties, e.g. low thermal conductivity, high compressive strength and dimensional stability, which make them excellently suited for industrial thermal insulation. This is particularly surprising because when polyesters are used instead of polyether, foams with less brittleness are obtained which collapse before rising and have a non-uniform cell structure. Tolylene diisocyanate alone is also not suitable for use in the production of rigid foams of the polyether type, apart from the intermediate conversion of the diisocyanate into a prepolymer or quasi-prepolymer.
Fortrinnsvis inneholder oppløsningen 10 til 40 vekt-pst. ikke-flyktig polyisocyanat som faller ut fra oppløsningen når den fortynnes med en hexantoluenblanding ifølge den spesielle fremgangsmåte som beskrives i det følgende, og-utfelningen har en termisk stabilitet under 130°C, en gjennomsnittlig molekylvekt over 640, og en gjennomsnittlig aminekvivalent over 180. Preferably, the solution contains 10 to 40% by weight. non-volatile polyisocyanate which precipitates from solution when diluted with a hexane-toluene mixture according to the particular method described below, and the precipitate has a thermal stability below 130°C, an average molecular weight above 640, and an average amine equivalent above 180.
Tolylendiaminfosgeneringsproduktet som kan anvendes som reaktant ved foranstående prosess kan fremstilles ved en fremgangsmåte som består i trinnene (1) blande tolylendiamin, fosgen og oppløsningsmiddel ved mellom ca. —20 og 100°C i slike mengder at det molare forhold mellom fosgen og tolylendiamin er minst 2,2 (fortrinnsvis mellom 2,3 og 6) og vektsforholdet mellom tolylendiamin og oppløsningsmiddel er mellom ca. 0,05 og 0,50 (fortrinnsvis mellom 0,1 og 0,3), hvilket oppløsningsmiddel har en relativ flyktighet ved 140°C i sammenligning med tolylendiisocyanatet på mellom 4 og 100, og fortrinnsvis mellom 8 og 50, (2) oppvarme reaksjonsblandingen under trykk tilstrekkelig til å opprettholde et støkiometrisk overskudd av fosgen i reaksjonsmediet, til en temperatur mellom 100 og 200°C inntil fosgeneringsreaksjonen i det vesentlige er komplett, (3) skille fosgen og hydrogenklorid fra den resulterende oppløsning, (4) destillere oppløsningsmiddel og tolylendiisocyanat fra oppløsningen inntil den gjenværende konsentrerte destillant består av en tolylendi-isocyanatoppløsning som oppfyller foran angitte krav med hensyn til infrarødt spektrum, kon-sentrasjoner for hexanuoppløselig uoppløst stoff, aminkvivalent, gjenvinnbart tolylendiisocyanatinnhold, viskositet og tetthet og (5) avslutte destillasjonen og utvinne den konsentrerte destillant. The tolylenediamine phosgenation product which can be used as a reactant in the above process can be produced by a method which consists in the steps (1) mixing tolylenediamine, phosgene and solvent at between approx. -20 and 100°C in such amounts that the molar ratio between phosgene and tolylenediamine is at least 2.2 (preferably between 2.3 and 6) and the weight ratio between tolylenediamine and solvent is between approx. 0.05 and 0.50 (preferably between 0.1 and 0.3), which solvent has a relative volatility at 140°C compared to the tolylene diisocyanate of between 4 and 100, and preferably between 8 and 50, (2) heating the reaction mixture under pressure sufficient to maintain a stoichiometric excess of phosgene in the reaction medium, to a temperature between 100 and 200°C until the phosgenation reaction is substantially complete, (3) separating the phosgene and hydrogen chloride from the resulting solution, (4) distilling the solvent and tolylene diisocyanate from the solution until the remaining concentrated distillate consists of a tolylene diisocyanate solution that meets the above requirements with respect to infrared spectrum, hexane-soluble solute concentrations, amine equivalent, recoverable tolylene diisocyanate content, viscosity and density and (5) terminate the distillation and recover it concentrated distillate.
De infrarøde spektrumkarakteristika for noen av fosgeneringsproduktene ifølge nærværende oppfinnelse utføres hensiktsmessig i kloroformoppløsning som inneholder ca. 5 pst. av prøven ved bruk av en kloroformreferanse i en innstilt celle. Det er vesentlig at kloroform eller et annet oppløsningmiddel som anvendes i det vesentlige er fri for alkohol eller andre til-setninger eller forurensninger som reagerer med isocyanatgruppene i prøven, The infrared spectrum characteristics for some of the phosgenation products according to the present invention are conveniently carried out in chloroform solution containing approx. 5 percent of the sample using a chloroform reference in a tuned cell. It is essential that chloroform or another solvent used is essentially free of alcohol or other additives or contaminants that react with the isocyanate groups in the sample,
Absorbsjonsmaksimumet ved 4,3 til 4,5 mikroner er karakteristisk for NCO-grupper og inntreffer i spektra for rent tolylen-diisocyanat, blandinger som anvendes etter nærværende oppfinnelse og fraksjoner av oppløst stoff som isoleres fra disse. The absorption maximum at 4.3 to 4.5 microns is characteristic of NCO groups and occurs in the spectra of pure tolylene diisocyanate, mixtures used according to the present invention and solute fractions isolated from these.
Absorbsjonsmaksima ved 5,8 til 5,9 og 5,95 til 6,05 mikroner opptrer ikke i spekteret for rene tolylendiisocyanater eller tolylen-diisocyanater fremstilt ved forskjellige tidligere prosesser, men opptrer i spektra for blandinger som anvendes ved nærværende oppfinnelse og fraksjoner av oppløst stoff isolert fra disse. Absorption maxima at 5.8 to 5.9 and 5.95 to 6.05 microns do not appear in the spectrum for pure tolylene diisocyanates or tolylene diisocyanates prepared by various prior processes, but appear in the spectra for mixtures used in the present invention and fractions of dissolved substance isolated from these.
Fosgeneringsproduktene som karakteriseres ved deres infrarøde spektra viser en absorbsjonsevne mellom 0,2 og 0,5 ved 5,85 mikroner når målt ved den følgende spesielle prosess: (1) spekteret for kloroformoppløsningsmidlet opptegnes ved bruk av en celle med 0,1 mm banelengde i område 5,0 til 6,5 mikroner, (2) en kloroformoppløsning av prøven som har en konsentrasjon på 5 g prøve pr. 100 ml kloroform fremstilles, (3) den resulterende kurve som oppnås ved å anvende prøven og en kloroform-referansestandard i et justert cellepar, som har en cellelengde på 0,1 mm opptegnes på arket som inneholder den tidligere opptegnede kurve for oppløsningsmidlet i området 5,0 til 6,5 mikroner ved de samme instrumentdeler som ble brukt for å opptegne kurven for oppløsnings-midlet. Et Barid infrarødt spektrofotometer, mo-de! 455, som anvendes NaCl-optikk eller lignende instrument brukes. Absorbsjonsevnen ved ca. The phosgenation products characterized by their infrared spectra show an absorbance between 0.2 and 0.5 at 5.85 microns when measured by the following special process: (1) the spectrum for the chloroform solvent is recorded using a 0.1 mm path length cell in range 5.0 to 6.5 microns, (2) a chloroform solution of the sample having a concentration of 5 g of sample per 100 ml of chloroform is prepared, (3) the resulting curve obtained by applying the sample and a chloroform reference standard in an adjusted cell pair, having a cell length of 0.1 mm is recorded on the sheet containing the previously recorded curve for the solvent in the region 5 .0 to 6.5 microns at the same instrument parts used to plot the curve for the solvent. A Barid infrared spectrophotometer, mo-de! 455, which is used NaCl optics or a similar instrument is used. The absorbency at approx.
5,85 mikroner er proporsjonal med den molare konsentrasjon av oppløst stoff i prøven og er således i overensstemmelse med Baird's lov. 5.85 microns is proportional to the molar concentration of solute in the sample and is thus in accordance with Baird's law.
Isocyanatekvivalentvekter måles ved en analytisk metode som omfatter å omsette isocyanatgruppene i prøven med n-dibutylamin for å gi tilsvarende ureagrupper og tilbaketitrere overskytende amin med hydrogenkloridoppløs-ning. Fremgangsmåten er som følgende: 6 til 8 g prøve veies ut og fortynnes med 35—50 cc. toluen (analysegrad), 20 ems av en 2n oppløsning av n-dibutylamin i kommersiell ren toluen tilsettes, og den resulterende blanding oppvarmes i 5 til 10 minutter uten koking og kjøles, 100 cm.3 metha-nol tilsettes, og den resulterende oppløsning titreres med ln hydrogenkloridoppløsning til et sluttpunkt pH 4,2 til 4,5 ved anvendelse av et pH-meter, og til slutt utføres en blindprøve. Resultatene kan beregnes enten som vektspro-sentandel NCO-grupper i prøven eller som så-kalt «aminekvivalent», dvs. vekten av prøven som inneholder i ekvivalentvekt (42 g) av NCO-gruppene. Ligningen er: hvor AE = aminekvivalent, WS = vekten av prøven i gram, TB = titrasjon av blindprøven i ml HC1, TS = titrering av prøven i ml HCL, og N = normaliteten for HC1. Isocyanate equivalent weights are measured by an analytical method which includes reacting the isocyanate groups in the sample with n-dibutylamine to give corresponding urea groups and back titrating excess amine with hydrogen chloride solution. The procedure is as follows: 6 to 8 g of sample is weighed out and diluted with 35-50 cc. toluene (analytical grade), 20 ems of a 2n solution of n-dibutylamine in commercial grade toluene is added, and the resulting mixture is heated for 5 to 10 minutes without boiling and cooled, 100 cm.3 of methanol is added, and the resulting solution is titrated with ln hydrogen chloride solution to an end point pH 4.2 to 4.5 using a pH meter, and finally a blank test is performed. The results can be calculated either as a weight percentage of NCO groups in the sample or as so-called "amine equivalent", i.e. the weight of the sample that contains in equivalent weight (42 g) of the NCO groups. The equation is: where AE = amine equivalent, WS = weight of sample in grams, TB = titration of blank in ml of HC1, TS = titration of sample in ml of HCL, and N = normality of HC1.
Området for aminekvivalenter for produkter etter nærværende oppfinnelse er fortrinnsvis 98 til 120, særlig 102 til 108. Aminekvivalenten The range of amine equivalents for products according to the present invention is preferably 98 to 120, especially 102 to 108. The amine equivalent
for rent tolylen-diisocyanat er 87. Polyisocya-natsubstansen som isoleres fra produktet kan ha en ekvivalentvekt på over 200. for pure tolylene diisocyanate is 87. The polyisocyanate substance that is isolated from the product can have an equivalent weight of over 200.
Gasskromatograf data som gjengis her ble opptatt i en Perkin Eimer Model 188 Triple Stage Vapour Fractometer som anvendes en fordamp-ningstemperatur på 250°C. «Fluoropak 80» ko-lonnepakning overtrukket med silikonfett som fordelingsmiddel, og heliumgass som eluent. Analysen ble utført ved anvendelse av triklorbenzen som indre stanard. Kromatografdia-grammer oppnås for to prøver: (1) en referanse-blanding av tolylendiisocyanat og triklorbenzen an ukjent (i. e. oppløsningen for hvilken det frie tolylen-diisocyanatinnhold skal bestemmes) og triklorbenzen som har et kjent triklorbenzen-innhold. Prøvene innføres i fordampningskam-meret med en sprøyte, og har et volum (som ikke behøver å måles) på en mikroliter eller mindre. Forholdet eller mengden av prøvestør-relsen A innført i fraktometeret bestemmes fra kromatografer ved uttrykket: Gas chromatograph data reproduced here was recorded in a Perkin Eimer Model 188 Triple Stage Vapor Fractometer which uses an evaporation temperature of 250°C. "Fluoropak 80" column packing coated with silicone grease as distribution agent, and helium gas as eluent. The analysis was carried out using trichlorobenzene as an internal standard. Chromatograph plots are obtained for two samples: (1) a reference mixture of tolylene diisocyanate and trichlorobenzene of unknown (i.e., the solution for which the free tolylene diisocyanate content is to be determined) and trichlorobenzene having a known trichlorobenzene content. The samples are introduced into the evaporation chamber with a syringe, and have a volume (which does not need to be measured) of one microliter or less. The ratio or quantity of the sample size A introduced into the fractometer is determined from chromatographs by the expression:
Fosgeneringsproduktene som anvendes ved fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse har et gjenvinnbart tolylen-diisocyanatinnhold på mellom 40 og 90 pst., normalt mellom 55 og 85 pst. når målt ved denne eller lignende metoder. The phosgenation products used in the method according to the present invention have a recoverable tolylene diisocyanate content of between 40 and 90 per cent, normally between 55 and 85 per cent when measured by this or similar methods.
Den ikke-flyktige substansf raks jon av fosgeneringsproduktene kan isoleres som et filt-rerbart fast stoff ved følgende metode: En 6 grams prøve i en stor flaske dekkes med 360 ml n-hexan (f. eks. «SkellysolveB»), flasken rystes i 10 minutter i en rystemaskin, slik som anvendes for å homogenisere innholdet i malingsbokser, de despergerte faste stoffer får skille seg ut, ekstraktet dekanteres og dekantatet sentrifu-geres for å skille fra de faste stoffer som føres tilbake til flasken og ekstraksjonen gjentas idet det brukes ca. 250 ml hexan, og den resulterende suspensjon filtreres for å isolere det oppløste stoff, som derpå tørres i vakuum-ovn ved 50°C Denne behandling hindrer utskilling av oppløst stoff som en tjære som inneholder okkludert tolylen-diisocyanat, som kleber til overflater, og som ikke kan filtreres eller opparbeides med til-fredsstillende resultater. The non-volatile substance fraction of the phosgenation products can be isolated as a filterable solid by the following method: A 6 gram sample in a large bottle is covered with 360 ml of n-hexane (e.g. "SkellysolveB"), the bottle is shaken in 10 minutes in a shaking machine, such as is used to homogenize the contents of paint cans, the dispersed solids are allowed to separate, the extract is decanted and the decantate is centrifuged to separate from the solids which are returned to the bottle and the extraction is repeated as it is used about. 250 ml of hexane, and the resulting suspension is filtered to isolate the solute, which is then dried in a vacuum oven at 50°C. This treatment prevents the excretion of solute as a tar containing occluded tolylene diisocyanate, which adheres to surfaces, and which cannot be filtered or processed with satisfactory results.
En fraksjon av det totale oppløste stoff som har høyere molekylvekt og smeltepunkt enn resten av fosgeneringsproduktene kan skilles fra med en hexantolylenblanding som føl-ger: En 2 grams prøve fortynnes med en blanding av 6 ml tolylen og 50 ml n-hexan (f. eks. «Skellysolve B») og røres om, det resulterende bunnfall isoleres på et sinterglass filter, vaskes med n-hexan og tørres i vakuumovn ved 50 °C. A fraction of the total dissolved substance that has a higher molecular weight and melting point than the rest of the phosgenation products can be separated with a hexantholylene mixture as follows: A 2 gram sample is diluted with a mixture of 6 ml of tolylene and 50 ml of n-hexane (e.g. . "Skellysolve B") and stirred, the resulting precipitate is isolated on a sintered glass filter, washed with n-hexane and dried in a vacuum oven at 50 °C.
Fosgeneringsproduktene etter nærværende oppfinnelse inneholder fra 20 til 50 vektpst. totalt av hexanuoppløselige polyisocyanater hvor-av 10 til 40 pst. lar seg isolere ved foran beskrevne metode. Faste residuer som er tilbake etter pyrolysen er granulære av karakter i tilfelle av hexantoluen-uoppløselige polyisocyanater og av en sammensmeltet toppløst karakter i tilfelle av hexanuoppløselighet. Den følgende tabell angir data for det oppløste stoff som er isolert fra fosgeneringsproduktet som er beskrevet i eksempel 1 nedenfor: The phosgenation products according to the present invention contain from 20 to 50 wt. total of hexane-soluble polyisocyanates of which 10 to 40 percent can be isolated by the method described above. Solid residues remaining after the pyrolysis are granular in nature in the case of hexanetoluene-insoluble polyisocyanates and of a fused topless character in the case of hexane solubility. The following table sets forth data for the solute isolated from the phosgenation product described in Example 1 below:
Kjennskap til molekylstrukturen for det oppløste stoff er ikke nødvendig for å gjøre det mulig at oppfinnelsen bringes til praktisk ut-førelse med alle sine fordeler. Kombinasjonen av infrarøde absorbsjonsspektrakarakteristika, vektspst. hexanuoppløselige bestanddeler, aminekvivalent, utvinnbart tolylendiisocyanatinnhold, viskositet og tetthet angitt foran, define-rer blandingene som gir de angitte fordeler og skiller dem fra fosgeneringsprodukter som har for høy eller for lav konsentrasjon av oppløst stoff eller er fremstilt ved forskjellige fosgene-ringsprosesser. En særlig ønsket egenskap for fosgeneringsprodukter med denne kombinasjon av karakteristika er at deres frysepunkter er lavere enn frysepunktet for tolylendiisocyanat, hvilket letter lagring og behandling under vin-tertid. Viskositeten for disse fosgeneringsprodukter er fra 20 til 10 000 eps, ved 25°C, og er fortrinnsvis ca. 50—70 eps., mens viskositeten for rent tolylen-diisocyanat er ca. 3 eps. Den høyere viskositet gjør det lettere å blande fosgeneringsproduktene med polyetherreaktantene og dan-ner en reaktantblanding med høyere viskositet som holder blåsemidlet tilbake under skumdannelse. Den høye viskositet reduserer også spru-ting. Knowledge of the molecular structure of the dissolved substance is not necessary to enable the invention to be put into practice with all its advantages. The combination of infrared absorption spectral characteristics, wt. hexane-soluble constituents, amine equivalent, recoverable tolylene diisocyanate content, viscosity and density indicated above, define the mixtures that provide the stated advantages and distinguish them from phosgenation products that have too high or too low a concentration of solute or are produced by different phosgenation processes. A particularly desirable property for phosgenation products with this combination of characteristics is that their freezing points are lower than the freezing point of tolylene diisocyanate, which facilitates storage and processing during winter. The viscosity of these phosgenation products is from 20 to 10,000 eps, at 25°C, and is preferably approx. 50-70 eps., while the viscosity for pure tolylene diisocyanate is approx. 3 eps. The higher viscosity makes it easier to mix the phosgenation products with the polyether reactants and forms a higher viscosity reactant mixture which holds the blowing agent back during foaming. The high viscosity also reduces spattering.
Skumdannelsereaksj onene mellom disse fosgeneringsprodukter og polyetherpolyoler utvik-ler mindre reaksjonsvarme enn sammenlignbare reaksjoner mellom polyetherpolyoler og tolylen-diisocyanat gjør, slik at reaksjonstemperaturen er 20 til 30°C lavere. Dette muliggjør fremstillingen av større oppskummede masser og for- The foaming reactions between these phosgenation products and polyether polyols develop less heat of reaction than comparable reactions between polyether polyols and tolylene diisocyanate do, so that the reaction temperature is 20 to 30°C lower. This enables the production of larger foamed masses and for-
bedrer egenskapene for skummet.improves the properties of the foam.
Skum fremstilles fordelaktig ved å blande den aromatiske polyisocyanatblanding med en «premix», som inneholder polyol blandet med blåsemidlet, det ildsikrende stoff, og enhver annen bestanddel, f. eks. katalysator, disperge-ringsmiddel, eller kryssbindende middel. Hensiktsmessig blandes «premixen» og aromatisk polyisocyanatblanding i et vanlig blandeapparat bestemt for skumformuleringer som avgir blandingen til en form eller et hulrom som skal fyl-les. Skummet ekspanderes ved henstand og kan herdes ved oppvarmning, hvis nødvendig. Foam is advantageously produced by mixing the aromatic polyisocyanate mixture with a "premix", which contains polyol mixed with the blowing agent, the fire retardant, and any other component, e.g. catalyst, dispersant, or cross-linking agent. Appropriately, the "premix" and aromatic polyisocyanate mixture are mixed in a conventional mixing device designed for foam formulations which discharges the mixture into a mold or a cavity to be filled. The foam expands on standing and can be hardened by heating, if necessary.
Mengden av aromatisk polyisocyanatblanding som anvendes for omsetning med polyolen kan varieres fra 1 til 1,2 ekvivalenter isocyanatgrupper pr. ekvivalent aktivt hydrogen, og det nøyaktige volum avhenger av karakteren og egenskapene for det stive polyurethanskum som ønskes. Således vil skum som anvender fluorcar-bonblåsemidler kreve mindre av isocyanatkom-ponenten enn de ved hvilke carbondioxyd utviklet ved omsetning av vann og isocyanatgrupper anvendes. Fortrinnsvis brukes ca. 1,03 til The amount of aromatic polyisocyanate mixture used for reaction with the polyol can be varied from 1 to 1.2 equivalents of isocyanate groups per equivalent active hydrogen, and the exact volume depends on the nature and properties of the rigid polyurethane foam desired. Thus, foams that use fluorocarbon blowing agents will require less of the isocyanate component than those in which carbon dioxide developed by the reaction of water and isocyanate groups is used. Preferably, approx. 1.03 more
1,05 isocyanatekvivalenter for hver ekvivalent aktivt hydrogen. 1.05 isocyanate equivalents for each equivalent of active hydrogen.
Polyolen kan velges fra en bred klasse av polyfunksjonelle derivater, som særlig inkluderer de følgende: a) Polyfunksjonelle polyestre, slik som reak-sjonsproduktet av adipinsyre, fthalsyreanhydrid og trimethylolpropan som har et lavt syretall (under 10) og et høyt hydroxyltall (over 400), og som er i det vesentlige vannfri. Sammenlignbare polyestere, slik som de oppnås ved de kjente fremgangsmåter fra flerverdige syrer, slik som sebacin-, glutar-, fthal-, halogenert fthal-, hyd-rert fthal-, rav-, fumar- og maleinsyre, med polyoler slik som ethylenglycol, sorbitol og poly-propylenglycol kan også brukes. b) Polyfunksjonelle polyesteramider hvor en del eller i det vesentlige alt av polyolkomponen-ten i de foran beskrevne polyestere er blitt er-stattet av et aminoderivat, slik som tetraethy-len-diamin eller ethanolamin. Slike polyesteramider skulle, selvfølgelig, være hydroxyav-sluttet. c) Polyfunksjonelle polyethere som inneholder flere hydroxylgrupper og som antas å ha The polyol can be selected from a wide class of polyfunctional derivatives, which in particular include the following: a) Polyfunctional polyesters, such as the reaction product of adipic acid, phthalic anhydride and trimethylolpropane which have a low acid number (below 10) and a high hydroxyl number (above 400) , and which is essentially water-free. Comparable polyesters, such as are obtained by the known methods from polyhydric acids, such as sebacic, glutaric, phthalic, halogenated phthalic, hydrogenated phthalic, succinic, fumaric and maleic acids, with polyols such as ethylene glycol, sorbitol and polypropylene glycol can also be used. b) Polyfunctional polyester amides where part or essentially all of the polyol component in the polyesters described above has been replaced by an amino derivative, such as tetraethylenediamine or ethanolamine. Such polyesteramides should, of course, be hydroxy terminated. c) Polyfunctional polyethers containing several hydroxyl groups and which are assumed to have
den generelle formel:the general formula:
i hvilken R er residuet av et polyol slik som angitt nedenfor, R<1>er hydrogen, methyl eller fenyl, X er et tall fra 1 til 5, Y er et tall fra 1 til 10 og Z er et tall fra 1 til 9 eller O. Fortrinnsvis har slike polyethere fra tre til ti hydroxylgrupper med evne til å reagere med isocyanatgrupper og har et hydroxyltall fra 200 til 750, fortrinnsvis fra 370 til 620. Slike polyethere kan oppnås ved kondensasjon av et alkylenoxyd, slik som ethy-lenoxyd, propylenoxyd, styrenoxyd eller blandinger av disse alkylenoxyder med flerverdige alkoholer og/eller flerverdige fenoler i nærvær av egnede basiske katalysatorer, slik som tri-alkylaminer, f. eks. trimethylamin eller uorga-niske baser, slik som kaliumhydroxyd. De flerverdige alkoholer eller fenoler, egnet for fremstilling av polyfunksjonelle polyethere, omfatter glycerol, trimethylolpropan, hexantriol, fructose, hexitol, sorbitol, maltose, sucrose, trifenylole-than, trifenylolpropan, resorcinol, pyrogallol, Bisfenyl A, klorert difenol, og blandinger av disse forbindelser med eller uten vann. Ved fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse kan disse polyethere brukes i blanding med et ildsikrende middel, som kan inneholde eller ikke inneholde grupper som reagerer med isocyanatgruppene, f. eks. diallylstyrenfos-fat, diallylfenylfosfonat, alkylestere av haloge-nerte organiske syrer, f. eks. tetraklorfthalsyre, dibromfthalsyre og dibromravsyre, tris(2,3-di-br omopr opyl) fosfat, tris (2,3) -diklorpropyl) fosfat, tris (klorethyl)fosfat, bis-beta-klorethylvinylfos-fonat, «Phosgard» B-52-R (et produkt fra Monsanto Chemical Co.), i hvilket den hovedsake-lige komponent er forbindelsen hvis formel er: in which R is the residue of a polyol as defined below, R<1>is hydrogen, methyl or phenyl, X is a number from 1 to 5, Y is a number from 1 to 10 and Z is a number from 1 to 9 or O. Preferably, such polyethers have from three to ten hydroxyl groups capable of reacting with isocyanate groups and have a hydroxyl number from 200 to 750, preferably from 370 to 620. Such polyethers can be obtained by condensation of an alkylene oxide, such as ethylene oxide, propylene oxide, styrene oxide or mixtures of these alkylene oxides with polyhydric alcohols and/or polyhydric phenols in the presence of suitable basic catalysts, such as tri-alkylamines, e.g. trimethylamine or inorganic bases, such as potassium hydroxide. The polyhydric alcohols or phenols suitable for the preparation of polyfunctional polyethers include glycerol, trimethylolpropane, hexanetriol, fructose, hexitol, sorbitol, maltose, sucrose, triphenylolethane, triphenylolpropane, resorcinol, pyrogallol, bisphenyl A, chlorinated diphenol, and mixtures thereof compounds with or without water. In the method according to the present invention, these polyethers can be used in admixture with a fireproofing agent, which may or may not contain groups that react with the isocyanate groups, e.g. diallyl styrene phosphate, diallyl phenyl phosphonate, alkyl esters of halogenated organic acids, e.g. tetrachlorophthalic acid, dibromophthalic acid and dibromosuccinic acid, tris(2,3-di-bromopropyl) phosphate, tris (2,3)-dichloropropyl) phosphate, tris (chloroethyl) phosphate, bis-beta-chloroethylvinylphosphonate, «Phosgard» B- 52-R (a product of Monsanto Chemical Co.), in which the principal component is the compound whose formula is:
«Vircol» 82 (et produkt fra Virginia Carolina Chemical) som er et fosforholdig diol som "Vircol" 82 (a product of Virginia Carolina Chemical) which is a phosphorus-containing diol which
har et hydroxyltall på 212; klorert difenol (Monsanto Chemical Co.), og «Salowax» 1014 (et klorert nafthen, produkt fra Koppers Company). has a hydroxyl number of 212; chlorinated diphenol (Monsanto Chemical Co.), and "Salowax" 1014 (a chlorinated naphthene, product of the Koppers Company).
De foretrukne polyethere for anvendelse i nærværende oppfinnelse er de, i hvilke de ildsikrende egenskaper bygges inn i molekylet, dvs. de polyfunksjonelle polyethere som inneholder halogen og/eller fosfor som en vesentlig del av polyethermolekylet. Eksempler på slike foretrukne polyethere er reaksjonsproduktene av epiklorhydrin og et polyol, slik som glycerin eller sorbitol. Disse polyethere, enten alene eller i blanding med et ikke-reaksjonsvillig, ildsikrende middel, er sterkt effektive ved fremstillingen av ildsikrende, stive polyurethanskum ved fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse. The preferred polyethers for use in the present invention are those in which the fireproofing properties are built into the molecule, i.e. the polyfunctional polyethers which contain halogen and/or phosphorus as an essential part of the polyether molecule. Examples of such preferred polyethers are the reaction products of epichlorohydrin and a polyol, such as glycerin or sorbitol. These polyethers, either alone or in admixture with a non-reactive, fire-retardant agent, are highly effective in the production of fire-resistant, rigid polyurethane foam by the method according to the present invention.
De foran beskrevne ildsikrende midler varierer med hensyn til effektivitet, dvs. de varierer i potens og evne til å meddele motstandsevne mot brann og selvslukkende karakter til de blandinger som inneholder dem. Noen har evne til å gi en anvendelig grad av ildsikkerhet når de anvendes i mengder så små som ca. 5 deler pr. 100 deler harpiksblanding, mens andre kre-ver anvendelsen av 25 eller flere deler pr. hundre deler harpiksblanding for å meddele en aksep-terbar grad av ildsikkerhet. Imidlertid, innarbei-delse av store mengder ikke-reaksjonsvillige, ildsikrende midler er skadelig for isocyanat (skum-dannelses) reaksjonen, såvel som for mange av de viktige egenskaper for polyurethanstruktu-ren, særlig dimensjonsstabilitet, knusingsstyrke og varmemotstand. Det ildsikrende middel har tendens til å vandre inn i skummet og forårsake gradvis krympning og ødeleggelse av formen, hvilket fremskyndes sterkt når skummet utset-tes for forhøyede temperaturer. The above described fire retardants vary with respect to effectiveness, i.e. they vary in potency and ability to impart resistance to fire and self-extinguishing character to the mixtures containing them. Some have the ability to provide a useful degree of fire safety when used in quantities as small as approx. 5 parts per 100 parts resin mixture, while others require the use of 25 or more parts per hundred parts resin mixture to impart an acceptable degree of fire safety. However, incorporation of large amounts of non-reactive fire retardants is detrimental to the isocyanate (foaming) reaction, as well as to many of the important properties of the polyurethane structure, particularly dimensional stability, crushing strength and heat resistance. The fire retardant tends to migrate into the foam and cause gradual shrinkage and destruction of the mold, which is greatly accelerated when the foam is exposed to elevated temperatures.
I overensstemmelse med det som nå er vanlig praksis for å fremstille stive polyurethanskum omsettes det aromatiske polyisocyanat og polyol i nærvær av forskjellige hjelpemidler, som ved siden av blåsemidler inneholder aktivatorer eller katalysatorer og sure dispergeringsmidler eller emulgeringsmidler. In accordance with what is now common practice for producing rigid polyurethane foams, the aromatic polyisocyanate and polyol are reacted in the presence of various auxiliaries, which, in addition to blowing agents, contain activators or catalysts and acidic dispersants or emulsifiers.
Eksempler på egnede blåsemidler for anvendelse ved fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse er carbondioxyd (fremstilt ved in situ reaksjonen av vann og polyisocyanat) og fortrinnsvis fluorerte mettede alifatiske hydrocarboner. Blandinger av disse kan brukes noen ganger. De foretrukne blåsemidler er væsker eller gasser ved normale temperaturer og trykk, dårlige oppløsningsmidler for den organiske polymer, og som koker ved temperaturer under den som utvikles ved polyurethandannelses-reaksjonen. De har fortrinnsvis en betraktelig oppløselighet i blandingene av det aromatiske polyisocyanatdestillasjonsresiduum, og i gass-formet tilstand har de en molekylstørrelse, slik at de ikke dif f under er gjennom mellomrommene i polyurethanmolekylene ved omgivelsenes temperatur. Slike fluorcarboner er f. eks. de følgende spesielle forbindelser: monofluortriklormethan, diklordifluormethan, monoklortrifluormethan, triklortrifluorethan, diklorbetafluorethan, tet-raklordifluorethan, 1,1-difluorethan, 1,1,1-di-klorfluorethan. Blandinger av disse og ekviva-lente fluorcarboner kan også brukes. Examples of suitable blowing agents for use in the method according to the present invention are carbon dioxide (produced by the in situ reaction of water and polyisocyanate) and preferably fluorinated saturated aliphatic hydrocarbons. Mixtures of these can sometimes be used. The preferred blowing agents are liquids or gases at normal temperatures and pressures, poor solvents for the organic polymer, and which boil at temperatures below that developed in the polyurethane formation reaction. They preferably have a considerable solubility in the mixtures of the aromatic polyisocyanate distillation residue, and in the gaseous state they have a molecular size so that they do not diffuse through the spaces in the polyurethane molecules at ambient temperature. Such fluorocarbons are e.g. the following special compounds: monofluorotrichloromethane, dichlorodifluoromethane, monochlorotrifluoromethane, trichlorotrifluoroethane, dichlorobetafluoroethane, tetrachlorodifluoroethane, 1,1-difluoroethane, 1,1,1-dichlorofluoroethane. Mixtures of these and equivalent fluorocarbons can also be used.
Egnede aktivatorer eller katalysatorer for anvendelse i nærværende oppfinnelse omfatter: 1) tertiære aminkatalysatorer, slik som tri-ethylamin, N-methylmorfolin, triethylendiamin, N,N,N'N'-tetramethyl-l,3-butandiamin, 2) tertiære aminer som inneholder hydroxylgrupper og med evne til å kryssbinde polyur-ethanet. Det er forbindelser slik som de som gjengis i den følgende generelle formel: Suitable activators or catalysts for use in the present invention include: 1) tertiary amine catalysts, such as tri-ethylamine, N-methylmorpholine, triethylenediamine, N,N,N'N'-tetramethyl-1,3-butanediamine, 2) tertiary amines such as contains hydroxyl groups and with the ability to cross-link the polyurethane. There are compounds such as those represented in the following general formula:
hvor X], X2, X3og X4kan være samme eller forskjellige og betyr gruppen H-(0-alkylen)z, hvor z er et tall fra 1 til 4, alkylen betyr et toverdig alifatisk mettet hydrocarbonradikal som inneholder fra 1 til 10 carbonatomer, med den inn-skrenkning at en av X,, X2, X3og X4kan være en alkylgruppe som inneholder opp til 20 carbonatomer, n er et tall fra 1 til 10, fortrinnsvis 2 eller 3, m er 0 eller et tall fra 1 til 3, og Y er et tall fra 1 til 10. Representative for en slik klasse av forbindelser er: tetra(hydroxyethyl) ethylendiamin, tetra (hydroxypropyl)ethylendiamin, kondensasjonsproduktet av propylenoxyd og di (ethylendiamin), og N-Coco-(N,N'N'-tri-hydroxyethyl) ethylendiamin. 3) Organo-tinnforbindelser med den generelle formel: where X], X2, X3 and X4 may be the same or different and means the group H-(0-alkylene)z, where z is a number from 1 to 4, alkylene means a divalent aliphatic saturated hydrocarbon radical containing from 1 to 10 carbon atoms, with the limitation that one of X1, X2, X3 and X4 can be an alkyl group containing up to 20 carbon atoms, n is a number from 1 to 10, preferably 2 or 3, m is 0 or a number from 1 to 3, and Y is a number from 1 to 10. Representative of such a class of compounds are: tetra(hydroxyethyl)ethylenediamine, tetra(hydroxypropyl)ethylenediamine, the condensation product of propylene oxide and di(ethylenediamine), and N-Coco-(N,N'N '-tri-hydroxyethyl) ethylenediamine. 3) Organotin compounds with the general formula:
hvor CHgX betyr et hydrocarbonalkanradikal med fra 1 til 18 carbonatomer, R,, R2og R3betyr hver et hydrocarbonalkanradikal med fra 1 til 18 carbonatomer, hydrogen, halogen eller en hydrocarbonacylgruppe, R1;Rg og R3er like eller forskjellige, med den ytterligere mulighet at to medlemmer av denne gruppe R,, Rg og Rg sammen kan være oxygen eller svovel. Representative medlemmer for denne gruppe av organo-tinnforbindelser omfatter de følgende spesielle forbindelser: tetramethyltinn, tetra-n-bu-tyltinn, tetraoctyltinn, dimethyldioctyltinn, tri-ethyltinnklorid, dioctyltinndiklorid, di-n-butyl-tinndiklorid, dilauryltinndifluorid, 2-ethylhexyl-tinntrijodid, di-n-octyltinnoxyd, di-n-butyltinn-dilaurat, di-n-butyltinndiacetat, di-n-octyltinn-bis(monobutylmaleat), di-2-ethylhexyltinn-bis-(2-ethylhexanoat), tri-n-butyltinnacetonat og dibutyltinndiacetat. 4) Organiske tinnsalter, slik som stanno-octoat og stannooleat. where CHgX means a hydrocarbonalkane radical of from 1 to 18 carbon atoms, R, R2 and R3 each means a hydrocarbonalkane radical of from 1 to 18 carbon atoms, hydrogen, halogen or a hydrocarbonacyl group, R1; Rg and R3 are the same or different, with the additional possibility that two members of this group R,, Rg and Rg together can be oxygen or sulphur. Representative members of this group of organotin compounds include the following special compounds: tetramethyltin, tetra-n-butyltin, tetraoctyltin, dimethyldioctyltin, triethyltin chloride, dioctyltin dichloride, di-n-butyltin dichloride, dilauryltin difluoride, 2-ethylhexyltin triiodide , di-n-octyltin oxide, di-n-butyltin dilaurate, di-n-butyltin diacetate, di-n-octyltin bis(monobutyl maleate), di-2-ethylhexyltin bis-(2-ethylhexanoate), tri-n- butyltin acetonate and dibutyltin diacetate. 4) Organic tin salts, such as stannous octoate and stannous oleate.
Disse katalysatorer og/eller akseleratorer og/eller aktivatorer kan brukes alene eller i blandinger som omfatter en eller flere av de tre typer stoffer. These catalysts and/or accelerators and/or activators can be used alone or in mixtures comprising one or more of the three types of substances.
Eksempler på dispergeringsmidler eller emulgeringsmidler vanligvis anvendt på området, omfatter polyethylenfenolethere, blandinger av polyalkoholcarboxylsyreestre, olj eoppløselige sulfonater og siloxan-oxyalkylenblokk-kopoly-merer. De foretrukne emulgeringsmidler for nærværende oppfinnelses formål er siloxan-oxyalkylenblokk-kopolymerene med den generelle formel: Examples of dispersants or emulsifiers commonly used in the field include polyethylene phenol ethers, mixtures of polyalcohol carboxylic acid esters, oil-soluble sulphonates and siloxane-oxyalkylene block copolymers. The preferred emulsifiers for the purposes of the present invention are the siloxane-oxyalkylene block copolymers of the general formula:
hvor R, R' og R" er alkylradikaler med 1 til 18 carbonatomer, p, q og r er tall fra 2 til 15 og -(CnHgnO)2- er en polyoxyalkylenblokk som fortrinnsvis er en polyoxyethylen-polyoxypropylen-blokk som inneholder fra 10 til 50 av hver type oxyalkylenenheter. Produkter av denne slags er beskrevet i U.S. patent nr. 2 834 748 og deres anvendelse ved polyurethanskumfremstilling er gjenstand for belgiske patenter nr. 582 362 og nr. 582 363.. Slike siloxan-oxyalkylenblokk-kopoly-merer er tilgjengelige i handelen, og et slikt produkt tilbys under varenavnet «Silicon» L-520 av Union Carbide Chemical Co., i hvilket, i overensstemmelse med ovenstående formel, R = CH3, R' = C2H5, R" = C4H!); p = q = n = 7, og blokken (^H^O).^- er en polyoxyethylen-polyoxypropy-lenblokk, som inneholder ca. 50 enheter av hver oxyalkylenhalvpart. where R, R' and R" are alkyl radicals with 1 to 18 carbon atoms, p, q and r are numbers from 2 to 15 and -(CnHgnO)2- is a polyoxyalkylene block which is preferably a polyoxyethylene-polyoxypropylene block containing from 10 to 50 of each type of oxyalkylene units. Products of this kind are described in U.S. Patent No. 2,834,748 and their use in polyurethane foam manufacture is the subject of Belgian Patents Nos. 582,362 and 582,363.. Such siloxane-oxyalkylene block copolymers are commercially available, and such a product is offered under the trade name "Silicon" L-520 by Union Carbide Chemical Co., in which, in accordance with the above formula, R = CH 3 , R' = C 2 H 5 , R" = C 4 H!); p = q = n = 7, and the block (^H^O).^- is a polyoxyethylene-polyoxypropylene block, containing approx. 50 units of each oxyalkylene moiety.
I tillegg til forannevnte vanlig anvendte hjelpemidler kan de stive polyurethanskum som nå er kjent inneholde og inneholder også kryssbindende midler, hj elpeblåsemidler og pigmen-ter. Metoder for sammensetning, herdning og ut-førelse av behandling av blandingene av den art som fremstilles i overensstemmelse med nærværende oppfinnelse er velkjent for fagmannen og diskuteres derfor ikke i detalj her. In addition to the aforementioned commonly used aids, the rigid polyurethane foams that are now known can and do also contain cross-linking agents, auxiliary blowing agents and pigments. Methods for composition, curing and carrying out treatment of the mixtures of the kind produced in accordance with the present invention are well known to those skilled in the art and are therefore not discussed in detail here.
Oppfinnelsen illustreres av de følgende eksempler, hvor deler og prosentandeler er etter vekt med mindre annet er angitt. Eksemplene 1—4 beskriver fremstilling av skum som ikke inneholder noe tilsatt ildsikrende middel, eksemplene 5—11 illustrerer fremstillingen av skum med et tilsatt ildsikrende middel. The invention is illustrated by the following examples, where parts and percentages are by weight unless otherwise stated. Examples 1-4 describe the production of foam that does not contain any added fire retardant, examples 5-11 illustrate the production of foam with an added fire retardant.
Eksempel 1.Example 1.
A. Fremstilling av fosgenering sprodukt A. Preparation of phosgenation product
Apparatet som ble brukt i dette eksempel besto av en autoklav omgitt av en tilbakeløps-kondensator, som står i forbindelse med en ut-løpsgassmanifold som fører til en absorbator. Den var utstyrt med en tilførelsesledning for reaksjonskomponenter, en omrører, en kappe for sirkulasjon av oppvarmings- og kjølingsmedia og instrumenter for å måle trykk og temperatur. En trykksikkerhetsventil var anbragt i utløps-gassledningen nedover fra tilbakeløpskondensa-toren. The apparatus used in this example consisted of an autoclave surrounded by a reflux condenser, which is connected to an exhaust gas manifold leading to an absorber. It was equipped with a supply line for reaction components, a stirrer, a jacket for circulation of heating and cooling media and instruments for measuring pressure and temperature. A pressure relief valve was placed in the outlet gas line downwards from the reflux condenser.
Tolylendiaminreaks j onskomponenten som anvendt i dette eksempel inneholdt ca. 77,2 pst. av 2,4-isomer, 19,3 pst. av 2,6-isomer, 1,0 pst. av 3.4- isomer, 0,9 pst. av 2,3-isomer og 0,6 pst. av 2.5- isomer. The tolylenediamine reaction component used in this example contained approx. 77.2% of 2,4-isomer, 19.3% of 2,6-isomer, 1.0% of 3,4-isomer, 0.9% of 2,3-isomer and 0.6% .of the 2.5-isomer.
Fosgen (560 deler) og monoklorbenzen (120 deler) ble innført i autoklaven og kjølt til —10°C. En varm (90°) oppløsning av metatol-ylendiamin (244 deler) i 880 deler monoklorbenzen ble fremstilt i et blandeapparat og tilsatt til autoklaven med slik hastighet at blandingstemperaturen ikke oversteg 20°C. Chargesammen-setningen i reaktoren var: amin/oppløsnings-middel vektsforholdet 0,244, fosgen/amin mol-forhold 2,8. Phosgene (560 parts) and monochlorobenzene (120 parts) were introduced into the autoclave and cooled to -10°C. A warm (90°) solution of metathol-ylenediamine (244 parts) in 880 parts monochlorobenzene was prepared in a mixer and added to the autoclave at such a rate that the mixing temperature did not exceed 20°C. The charge composition in the reactor was: amine/solvent weight ratio 0.244, phosgene/amine molar ratio 2.8.
Autoklaven ble lukket og oppvarmet lang-somt. Fosgeneringen ble voldsom ved ca. 45°C, hvilket fremgikk ved et trykkslag fra utviklingen av hydrogenklorid. Etter at temperaturen var steget til 80°C, ble trykkventilen åpnet og be-handlet slik at hydrogenklorid luftes av med en hastighet tilstrekkelig til å holde trykket under ca. 7 atmosfærer. Oppvarming fortsatte med kontrollert hastighet for å unngå overspenning under utvikling av hydrogenklorid. Når reaksjonen nærmet seg avslutning (som fremgikk av et fall i utvikling av hydrogenklorid), ble temperaturen øket til 136 °C for å fullende fosgeneringen av små mengder av uomsatt aminhydroklorid. Når fosgeneringen var fullendt, stoppet avgangen av hydrogenklorid, og det var nød-vendig å lukke ventilen for å holde trykket i autoklaven. Oppvarming ble avbrutt, og autoklaven ble luftet til atmosfærisk trykk. The autoclave was closed and heated slowly. The phosgenation became violent at approx. 45°C, which resulted from a pressure surge from the evolution of hydrogen chloride. After the temperature had risen to 80°C, the pressure valve was opened and treated so that hydrogen chloride is vented at a rate sufficient to keep the pressure below approx. 7 atmospheres. Heating continued at a controlled rate to avoid overvoltage during evolution of hydrogen chloride. As the reaction neared completion (as indicated by a drop in hydrogen chloride evolution), the temperature was raised to 136°C to complete the phosgenation of small amounts of unreacted amine hydrochloride. When the phosgenation was complete, the discharge of hydrogen chloride stopped, and it was necessary to close the valve to maintain the pressure in the autoclave. Heating was discontinued and the autoclave vented to atmospheric pressure.
Reaksjonsmassen ble destillert ved atmosfærisk trykk. Hydrogenklorid og fosgen ble sammen med ca. 100 deler av oppløsningsmidlet fjernet. Oppløsningsmidlet ble destillert av under 25 mm Hg trykk og ved kjeletemperatur opp til 165°C. Destillanten ble kjølt til 120°C og derpå destillert ved 10—12 mm Hg for å skille fra ca. 70 deler tolylendiisocyanat fra 280 deler konsentrert destillant. The reaction mass was distilled at atmospheric pressure. Hydrogen chloride and phosgene were combined with approx. 100 parts of the solvent removed. The solvent was distilled off under 25 mm Hg pressure and at boiler temperature up to 165°C. The distillate was cooled to 120°C and then distilled at 10-12 mm Hg to separate from approx. 70 parts tolylene diisocyanate from 280 parts concentrated distillate.
B. Egenskaper for fosgeneringsproduktetB. Properties of the phosgenation product
Den konsentrerte destillant hadde følgende The concentrated distillate had the following
egenskaper:properties:
Data for sammensetningen av fraksjonen av polyisocyanater for dette produkt er gitt foran. Data for the composition of the fraction of polyisocyanates for this product are given above.
C. Fremstilling og egenskaper for skumC. Preparation and characteristics of foam
En premix ble fremstilt ved å blande sammen 100 deler «Actol 52-460» (en polyoxypropyl-enpolyol som har et hydroxyltall på ca. 460, syretall under 0,1 og vanninnhold under 0,1 vekts-prosent), 0.37 deler dibutyltinndilaurat, 1,0 del dimethylethanolamin, 1,5 deler «Dow-Corning 113» (en silikon-glycol-kopolymer som anvendes for å stabilisere skummet) og 38 deler trikloromonofluoromethan som blåsemiddel. A premix was prepared by mixing together 100 parts of "Actol 52-460" (a polyoxypropyl enpolyol having a hydroxyl number of about 460, an acid number of less than 0.1 and a water content of less than 0.1 percent by weight), 0.37 parts of dibutyltin dilaurate, 1.0 part dimethylethanolamine, 1.5 parts "Dow-Corning 113" (a silicone-glycol copolymer used to stabilize the foam) and 38 parts trichloromonofluoromethane as blowing agent.
Skumfremstillingsmaskinen var utstyrt med et Martin-Sweets blandehode som arbeider ved 5500 omdreininger pr. minutt rotorhastighet og ble kontinuerlig tilført separate, strømmer av (1) premix, strømningshastighet på ca. 5.45 kg/minutt ved en temperatur på 23°C, og (2) foran beskrevet fosgeneringsprodukt, strømningshastig-het på ca. 3,6 kg/minutt ved en temperatur på 22°C. Satsen inneholdt 83,2 deler fosgeneringsprodukt pr. 100 deler polyether polyol tilsvarende et gjennomsnittlig NCO/OH forhold 1,03. The foaming machine was equipped with a Martin-Sweets mixing head operating at 5500 rpm. minute rotor speed and was continuously fed separate streams of (1) premix, flow rate of approx. 5.45 kg/minute at a temperature of 23°C, and (2) phosgenation product described above, flow rate of approx. 3.6 kg/minute at a temperature of 22°C. The batch contained 83.2 parts of phosgenation product per 100 parts polyether polyol corresponding to an average NCO/OH ratio of 1.03.
En prøve av skumblandingen ble samlet opp i et rør og forble flytende i 18 sekunder, gikk over til gel etter 68 sekunder, ekspanderte til maksimum volum etter 2 minutter og 23 sekunder og ble seigt etter 6y2minutter. Den hadde en tetthet på 29 kg/m<3>. A sample of the foam mixture was collected in a tube and remained liquid for 18 seconds, turned to gel after 68 seconds, expanded to maximum volume after 2 minutes 23 seconds, and hardened after 6y2 minutes. It had a density of 29 kg/m<3>.
En annen prøve av skumblandingen ble av-gitt til en oppvarmet (41°C) aluminiumform for å fremstille et prøvestykke med dimensjonene 60 x 60 x 4,4 cm. Det resulterende skum hadde en tetthet på 32 kg/m<3>, en cellestruktur på ca. 96,9 pst. lukkede celler, en kompresjonsstyrke på 1,3 kg/cm<2>ved flytepunktet og 1,85 kg/cmf ved 10 pst. avbøyning, og en termisk ledningsevne («K faktor») bestemt etter termisk ledningsevneme-toden (Pittsburgh Corning), ved 27°C og 0,250 K,kal/timer/m2/°C. K-faktoren steg svakt til 0.265 etter aldring i 10 dager ved 60°C. Another sample of the foam mixture was dispensed into a heated (41°C) aluminum mold to produce a sample of dimensions 60 x 60 x 4.4 cm. The resulting foam had a density of 32 kg/m<3>, a cell structure of approx. 96.9 percent closed cells, a compressive strength of 1.3 kg/cm<2> at yield point and 1.85 kg/cmf at 10 percent deflection, and a thermal conductivity ("K factor") determined by thermal conductivity mea- toden (Pittsburgh Corning), at 27°C and 0.250 K,cal/hr/m2/°C. The K-factor increased slightly to 0.265 after aging for 10 days at 60°C.
Resultatene av dimensjonsstabilitetsprøvene er angitt i den følgende,:tabell: The results of the dimensional stability tests are given in the following table:
Eksempel 2. . Fosgeneringsproduktet brukt i dette eksempel ble fremstilt på en måte. lignende den i eksempel 1, bortsett fra at fosgen-aminforholdet i reaktorsatsen var 2.3, og den avsluttende destil.-| lasjonsbehandling ble avsluttet da den konsen-; trerte destillant hadde en aminekvivalent på; 103,5 og et flyktig tolylen-diisocyanatinnhold #å ca. 75 pst. Example 2. . The phosgenation product used in this example was prepared in one way. similar to that in Example 1, except that the phosgene-amine ratio in the reactor batch was 2.3, and the final distillate-| lation treatment was terminated when the concen-; tert distillate had an amine equivalent of; 103.5 and a volatile tolylene diisocyanate content of approx. 75 percent
En premix ble fremstilt ved å blande 160 deler Niax Triol LK-380 (en blanding av polyether-trioler som har et hydroxyltall på 375—380, et syretall mindre enn 1 og et vanninnhold under 1 pst.), 1,5 deler «silikon emulgeringsmiddel», 1,2 deler dibutyltinn-dilaurat, 15 deler tetra(hydroxypropyl) ethylendiamin og 47 deler av blåsemidlet trikloromonofluorometan. A premix was prepared by mixing 160 parts of Niax Triol LK-380 (a mixture of polyether triols having a hydroxyl number of 375-380, an acid number of less than 1 and a water content of less than 1 percent), 1.5 parts of "silicone emulsifier", 1.2 parts dibutyltin dilaurate, 15 parts tetra(hydroxypropyl) ethylenediamine and 47 parts of the blowing agent trichloromonofluoromethane.
Fosgeneringsproduktet (137 deler), ble av-kjølt til 15°C og tilsatt til den kolde (20°C) premix. Blandingen ble omrørt i 35 sekunder, fikk ekspandere til maksimum volum og henstå ved romtemperatur i 16 timer. The phosgenation product (137 parts) was cooled to 15°C and added to the cold (20°C) premix. The mixture was stirred for 35 seconds, allowed to expand to maximum volume and allowed to stand at room temperature for 16 hours.
Det resulterende skum hadde en tetthet på 27.2 kg/m<3>, en cellestruktur med ca. 90 pst. lukkede celler, en kompresjonsstyrke på 1.65 kg/cm<3>ved flytepunktet og en termisk ledningsevne (K-faktor) ved 24°C på ca. 0.21 K.kal/time/mV°C. Dimensjonsstabilitetsprøvene ga følgende resultater: The resulting foam had a density of 27.2 kg/m<3>, a cell structure of approx. 90 percent closed cells, a compressive strength of 1.65 kg/cm<3> at the yield point and a thermal conductivity (K-factor) at 24°C of approx. 0.21 K.cal/hour/mV°C. The dimensional stability tests gave the following results:
For sammenlignings skyld ble et annet skum fremstilt ved samme fremgangsmåte bortsett fra at en tolylen-diisocyanatblanding som inneholdt 80 pst. 2,4-isomer og 20 pst. 2,6-isomer ble er-stattet for polyisocyanatblandingen. Det resulterende skum. hadde utilfredsstillende dimensjons-ståbilitet. For comparison, another foam was prepared by the same procedure except that a tolylene diisocyanate mixture containing 80% 2,4-isomer and 20% 2,6-isomer was substituted for the polyisocyanate mixture. The resulting foam. had unsatisfactory dimensional stability.
Eksempel 3. Example 3.
Fosgeneringsproduktet som anvendes i dette eksempel ligner det brukt i eksempel 2, men hadde en aminekvivalent på 105. The phosgenation product used in this example is similar to that used in Example 2, but had an amine equivalent of 105.
En premix som inneholdt tre forskjellige polyether-polyolkomponenter ble fremstilt ved å blande sammen 90 deler Voranol RN-600 (en polyether som oppnås ved å kondensere propylenoxyd med sucrose og som har et hydroxyltall på ca. 600 og et vanninnhold under 1 pst.), 20 deler E.T. 390 (en polyether som oppnås ved A premix containing three different polyether-polyol components was prepared by mixing together 90 parts of Voranol RN-600 (a polyether obtained by condensing propylene oxide with sucrose and having a hydroxyl number of about 600 and a water content of less than 1 percent), 20 parts E.T. 390 (a polyether obtained by
å kondensere propylenoxyd med en polyolini-tiator og som har et hydroxyltall på ca. 405 og vanninnhold under 1 pst.), 1 del «Silikon emulgeringsmiddel», 1 del dimethylethanolamin, 10 deler Niax Pentol LA-700 (en basisk polyether som oppnås ved å kondensere propylenoxyd med diethylendiamin) og som har et hydroxyltall på ca. 700), 1 del dibutyltinndilaurat og 50 deler av blåsemidlet trikloromonofluoromethan. to condense propylene oxide with a polyolini-tiator and which has a hydroxyl number of approx. 405 and water content below 1 percent), 1 part "Silicone emulsifier", 1 part dimethylethanolamine, 10 parts Niax Pentol LA-700 (a basic polyether obtained by condensing propylene oxide with diethylenediamine) and which has a hydroxyl number of approx. 700), 1 part dibutyltin dilaurate and 50 parts of the blowing agent trichloromonofluoromethane.
Fosgeneringsproduktet (137 deler) ble kjølt til 15°C og tilsatt den kolde (20°C) premix. Reaksjonsblandingen ble rørt om i 35 sekunder. Skummet ekspanderte til fullt volum i løpet av ytterligere 36 sekunder og fikk henstå i 16 timer. The phosgenation product (137 parts) was cooled to 15°C and added to the cold (20°C) premix. The reaction mixture was stirred for 35 seconds. The foam expanded to full volume in another 36 seconds and was allowed to settle for 16 hours.
Skummet hadde en tetthet på 25.6 kg/m<3>. The foam had a density of 25.6 kg/m<3>.
Dimensjonsstabilitetsprøver ga de følgende resultater: Dimensional stability tests gave the following results:
Eksempel 4. Example 4.
Fosgeneringsproduktet som anvendes i dette eksempel er i det vesentlige det samme som i eksempel 3. En premix ble fremstilt ved å blande sammen 100 deler polyether hexitol («G-2410», et kondensasjonsprodukt av propylenoxyd med sorbitol og som har et hydroxyltall på 500 og et vanninnhold under 1 pst.), 1 del «Silicon emulgeringsmiddel», 1,2 deler dibutyltinn-dilaurat, 0,5 del dimethyletanolamin, og 35 deler av blåsemidlet triklormonofluoromethan. The phosgenation product used in this example is essentially the same as in example 3. A premix was prepared by mixing together 100 parts of polyether hexitol ("G-2410", a condensation product of propylene oxide with sorbitol and which has a hydroxyl number of 500 and a water content below 1 percent), 1 part "Silicon emulsifier", 1.2 parts dibutyltin dilaurate, 0.5 part dimethylethanolamine, and 35 parts of the blowing agent trichloromonofluoromethane.
Premixen ble kjølt til 20°C før tilsetning av 95 deler av koldt (15°C) fosgeneringsprodukt. Skummet fikk henstå i 16 timer etter ekspansjon til fullt volum. Tettheten var 27,2 kg/m<3>. Dimen-sjonsstabilitetsdata var som følger: The premix was cooled to 20°C before adding 95 parts of cold (15°C) phosgenation product. The foam was allowed to stand for 16 hours after expansion to full volume. The density was 27.2 kg/m<3>. Dimensional stability data were as follows:
Eksempel 5. Example 5.
Stive polyurethanskum ble fremstilt som følger: a) En premix bestående av de følgende komponenter ble fremstilt: 100 deler av en polyether (Solvay Gr 450-EP-14, Rigid polyurethane foams were prepared as follows: a) A premix consisting of the following components was prepared: 100 parts of a polyether (Solvay Gr 450-EP-14,
fremstilt ved reaksjonen av epiklorhydrin med en blanding av glycerin og sorbitol, og prepared by the reaction of epichlorohydrin with a mixture of glycerin and sorbitol, and
som har et et hydroxylnummer på ca. 450), 0.4 deler dimethylethanolamin, which has a hydroxyl number of approx. 450), 0.4 parts dimethylethanolamine,
0.4 deler dibutyltinndilaurat,0.4 parts dibutyltin dilaurate,
1.0 deler av en siloxan-oxyalkylenblokk-kopolymer (Silicone DC-113, et produkt fra Dow-Corning), 1.0 parts of a siloxane-oxyalkylene block copolymer (Silicone DC-113, a product of Dow-Corning),
8.33 deler pentakis (Hydroxypropyl)diethylen-triamin, og 8.33 parts pentakis (Hydroxypropyl)diethylenetriamine, and
30.0 deler triklormonofluormethan (Allied Chemical Corp., General Chemical Div. «Gene-tron 11»). 30.0 parts trichloromonofluoromethane (Allied Chemical Corp., General Chemical Div. "Gene-tron 11").
Denne premix ble omhyggelig blandet ved omgivelsestemperatur og den ble tilsatt 81,7 deler av en destillert blanding av 20 pst. 2,6- og 80 pst. 2,4-tolylendiisocyanater. Reaksjonsmassen ble kraftig rørt om i 15 til 30 sekunder og derpå helt i en egnet form. Den fikk skumme i denne og fikk deretter henstå i ca. 16 til 24 timer ved omgivelsestemperatur. This premix was thoroughly mixed at ambient temperature and to it was added 81.7 parts of a distilled mixture of 20% 2,6- and 80% 2,4-tolylene diisocyanates. The reaction mass was vigorously stirred for 15 to 30 seconds and then poured into a suitable form. It was allowed to foam in this and then allowed to stand for approx. 16 to 24 hours at ambient temperature.
b) En premix sammensatt nøyaktig som beskrevet i del a) foran ble omsatt med 100 deler b) A premix composed exactly as described in part a) above was traded with 100 parts
av et tolylendiaminfosgeneringsprodukt som har en isocyanatekvivalentvekt på 106,1 og som inneholder ca. 70 til 75 % flyktig tolylendiisocyanat. of a tolylenediamine phosgenation product having an isocyanate equivalent weight of 106.1 and containing approx. 70 to 75% volatile tolylene diisocyanate.
c) Fremgangsmåten etter del a) og b) ble gjentatt under anvendelse av, som aromatiske c) The procedure according to parts a) and b) was repeated using, as aromatic
polyisocyanatkomponenter, 123,4 deler av et p,p'- polyisocyanate components, 123.4 parts of a p,p'-
diaminodifenylmethanfosgeneringsprodukt som har en isocyanatekvivalentvekt på 131,4 og som inneholder ca. 80 pst. flyktig methylenbis(4-fenylisocyanat). d) Et stivt skum ble fremstilt etter fremgangsmåten beskrevet i c), bortsett fra at det diaminodiphenylmethane phosgenation product having an isocyanate equivalent weight of 131.4 and containing approx. 80 percent volatile methylenebis(4-phenylisocyanate). d) A rigid foam was prepared according to the procedure described in c), except that it
anvendte p,p'-diaminodifenylmethanfossgene-ringsprodukt hadde en isocyanatekvivalentvekt på ca. 143 og inneholdt ca. 70 pst. flyktig aromatisk diisocyanat. p,p'-diaminodiphenylmethanephos generation product used had an isocyanate equivalent weight of approx. 143 and contained approx. 70 percent volatile aromatic diisocyanate.
Prøver på alle fire skum ble prøvet med hensyn til ildsikkerhet ifølge AS TM Flamma-bility Test C-1692. Resultatene er gjengitt i Samples of all four foams were tested for fire safety according to AS TM Flammability Test C-1692. The results are reproduced in
tabellen nedenfor:the table below:
Disse resultater viser at stive polyurethanskum fremstilt fra en polyether som inneholder klor og rent aromatisk diisocyanat ikke er ildsikre. Lignende skum som fremstilles fra samme klorholdige polyether og et aromatisk diaminfosgeneringsprodukt er ikke bare ildsikre, men også selvslukkende. Denne overraskende forbedring er å tilskrive nærværet av en forbindelse eller forbindelser av en ukjent konstitu-sjon som er tilstede i de aromatiske diaminfosgeneringsprodukter som anvendes for å fremstille skummene B, C og D. These results show that rigid polyurethane foams made from a polyether containing chlorine and pure aromatic diisocyanate are not fireproof. Similar foams made from the same chlorine-containing polyether and an aromatic diamine phos generation product are not only fireproof but also self-extinguishing. This surprising improvement is attributable to the presence of a compound or compounds of unknown constitution present in the aromatic diamine phos generation products used to prepare the foams B, C and D.
Eksempel 6.Example 6.
Et stivt polyurethanskum ble fremstilt ved å blande: 100 deler av en polyether som inneholder et reaksjonsprodukt av sucrose og propylenoxyd, som har et hydroxylnummer på 600, og en viskositet på 16 000 eps, ved 25°C («Voranol» RN 600- Dow Chemical), 2 deler «Silicone» DC-113 (se eksempel 5). 1,5 deler dibutyltinndilaurat, A rigid polyurethane foam was prepared by mixing: 100 parts of a polyether containing a reaction product of sucrose and propylene oxide, having a hydroxyl number of 600, and a viscosity of 16,000 eps, at 25°C ("Voranol" RN 600- Dow Chemical), 2 parts "Silicone" DC-113 (see example 5). 1.5 parts dibutyltin dilaurate,
1,5 deler destillert dimethyl-hexadecylamin, 20 deler tri(klorethyl)fosfat («Celluflex» CEF, fra the Celanese Corp.), 1.5 parts distilled dimethyl-hexadecylamine, 20 parts tri(chloroethyl)phosphate ("Celluflex" CEF, from the Celanese Corp.),
45 deler triklormonofluormethan,45 parts trichloromonofluoromethane,
inntil en homogen emulsjon resulterte. Deretter ble 116 deler av et tolylendiaminfosgeneringsprodukt, som har en isocyanatekvivalentvekt på 105,3 og som inneholder ca. 75 pst. flyktig tolylendiisocyanat, tilsatt. Den resulterende masse ble kraftig rørt om i 15 til 30 sekunder, og derpå helt i en egnet form og fikk heve seg til sin fulle høyde og satt til side ved henstand ved omgivelsestemperautr i 16 til 24 timer. En prøve av det resulterende skum, når prøvet ifølge ASTM D-1692 test, hadde en brennhastighet på 5,0 cm/min, og var selvslukkende. until a homogeneous emulsion resulted. Then 116 parts of a tolylenediamine phosgenation product, which has an isocyanate equivalent weight of 105.3 and which contains approx. 75 percent volatile tolylene diisocyanate, added. The resulting mass was stirred vigorously for 15 to 30 seconds, then poured into a suitable mold and allowed to rise to its full height and set aside to stand at ambient temperature for 16 to 24 hours. A sample of the resulting foam, when tested according to the ASTM D-1692 test, had a burn rate of 5.0 cm/min, and was self-extinguishing.
Et lignende skum fremstilt fra 96 deler destillert tolylendiisocyanat ble fremstilt og prøvet på ildsikkerhet. Dette skum hadde en brennhastighet på 6,9 cm/min. og var ikke selvslukkende. A similar foam made from 96 parts of distilled tolylene diisocyanate was prepared and tested for fire resistance. This foam had a burning rate of 6.9 cm/min. and was not self-extinguishing.
Eksempel 7.Example 7.
En rekke stive polyurethanskum ble fremstilt på en måte analog til den i eksempel 6 under anvendelse av destillert tolylendiisocyanat, men mengden av ildsikrende middel ble variert (TDI-skum). Disse skum ble sammen-lignet for ildsikkerthet (etter ASTM-D-1692) med en prøve av skummet fremstilt ifølge eksempel 6 under anvendelse av tolylendiaminfosgeneringsproduktet. Et lignende fremstilt skum med 40 deler tri-(klorethyl)fosfat ble inkludert også i denne sammenligning. Resultatene er vist i tabellen nedenfor: A series of rigid polyurethane foams were prepared in a manner analogous to that of Example 6 using distilled tolylene diisocyanate, but the amount of flame retardant was varied (TDI foam). These foams were compared for fire resistance (according to ASTM-D-1692) with a sample of the foam prepared according to Example 6 using the tolylenediamine phosgenation product. A similarly prepared foam with 40 parts tri-(chloroethyl)phosphate was also included in this comparison. The results are shown in the table below:
Disse resultater viser at TDI-skum som inneholder 20 deler ildsikrende middel brente fullstendig når de var antent, mens PP-skummene som inneholder samme mengde sikrings-middel, var selvslukkende. Det viser også at for å oppnå et selvslukkende skum med sammen-lignbar slukketid under anvendelse av TDI er det nødvendig med den dobbelte mengde ildsikrende middel i sammenligning med den mengde som kreves i PP-blandingen. These results show that TDI foams containing 20 parts flame retardant burned completely when ignited, while PP foams containing the same amount of flame retardant were self-extinguishing. It also shows that in order to obtain a self-extinguishing foam with a comparable extinguishing time using TDI, twice the amount of fire retardant is needed compared to the amount required in the PP mixture.
Eksempel 8.Example 8.
Et rått tolylendiaminfosgeneringsprodukt som inneholder ca. 75 pst. flyktig tolylendiisocyanat (80 pst. 2,4-isomer og 20 pst. 2,6-isomer) ble fremstilt ved fosgenering av en tolylen-diaminblanding i nærvær av monoklorbenzen og destillasjon av det rå reaksjonsprodukt ved at-mosfæretrykk for å fjerne oppløsningsmidlet. Det resulterende fosgeneringsprodukt ble konsentrert ved å destillere 39 vektspst. av tolylen-diisocyanat fra dette ved et trykk på ca. 3,2 mm Hg. Den konsentrerte destillant hadde en isocyanatekvivalentvekt på 139 og inneholdt ca. A crude tolylenediamine phosgenation product containing approx. 75% volatile tolylene diisocyanate (80% 2,4-isomer and 20% 2,6-isomer) was prepared by phosgenation of a tolylene-diamine mixture in the presence of monochlorobenzene and distillation of the crude reaction product at atmospheric pressure to remove the solvent. The resulting phosgenation product was concentrated by distilling 39 wt. of tolylene diisocyanate from this at a pressure of approx. 3.2 mm Hg. The concentrated distillate had an isocyanate equivalent weight of 139 and contained approx.
59 pst. flyktig tolylendiisocyanat.59 percent volatile tolylene diisocyanate.
To blandinger av konsentrert destillant (CD) og rent tolylendiisocyanat (TDI) ble fremstilt. Two mixtures of concentrated distillate (CD) and pure tolylene diisocyanate (TDI) were prepared.
Tre polyetherpremixer ble fremstilt som i eksempel 6 og en premix ble omsatt med 96 deler tolylendiisocyanat, og en annen premix ble omsatt med 106 deler av blanding A og den tredje premix ble omsatt med 102 deler av blanding B. Three polyether premixes were prepared as in example 6 and one premix was reacted with 96 parts of tolylene diisocyanate, and another premix was reacted with 106 parts of mixture A and the third premix was reacted with 102 parts of mixture B.
De slik fremstilte skum ble prøvet med hensyn til ildsikkerhet ifølge ATM Test D-1692 med de følgende resultater: (1) Skum fremstilt med rent tolylendiisocyanat brant fullstendig i løpet av 95 sekunder. (2) Skum fremstilt fra blanding A: slukketid 58 sekunder, prøven brant 6,8 cm fra 2,54 cm merket. (3) Skum fremstilt fra blanding B: slukketid 25 sekunder, prøven brant 2,1 cm fra 2,54 cm merket. The foams thus prepared were tested for fire safety according to ATM Test D-1692 with the following results: (1) Foams prepared with pure tolylene diisocyanate burned completely within 95 seconds. (2) Foam prepared from mixture A: extinguishing time 58 seconds, sample burned 6.8 cm from the 2.54 cm mark. (3) Foam prepared from mixture B: extinguishing time 25 seconds, sample burned 2.1 cm from the 2.54 cm mark.
Eksempel 9.Example 9.
Fremstillingen av ildsikre stive polyurethanskum, som gjør bruk av et ildsikrende middel som inneholder grupper som reagerer med polyisocyanat, illustreres i de følgende sammensetninger. Måten å forme de stive polyurethanskum var som beskrevet foran. Tolylendiaminfosgeneringsproduktet anvendt i dette eksempel hadde en isocyanatekvivalentvekt på ca. 106,3 og et flyktig tolylendiisocyanatinnhold på ca. 75 vektspst. The production of fireproof rigid polyurethane foams, which make use of a fireproofing agent containing groups which react with polyisocyanate, is illustrated in the following compositions. The way to shape the rigid polyurethane foams was as described above. The tolylenediamine phosgenation product used in this example had an isocyanate equivalent weight of approx. 106.3 and a volatile tolylene diisocyanate content of approx. 75 wt.
Forklaring: Explanation:
<*>«Vircol» 82, et produkt fra Virginia Carolina Chemical Corp. er et fosforholdig polyol som har et hydroxyltall på 212, syretall 1, vanninnhold 0,1, og en funksjonalitet på 2, et fosforinnhold på 12 pst. og en viskositet på 2 500 eps ved 25°C ;xx Prøve brant fullstendig når antent.;Disse resultater viser at tolyendiaminfos-generingsproduktet meddeler et ikke-brennbart stivt polyurethanskum en overraskende ildsikrende karakter. ;Eksempel 10. ;Stive polyurethanskum ble fremstilt som beskrevet foran under anvendelse av de følgende sammensetninger. Tolylendiaminfosgeneringsproduktet som anvendes var i det vesentlige det samme som det i eksempel 9. ; <*>N,N,N',N,-tetra- (2-hydroxypropyl) - ethylendiamin. <*>"Vircol" 82, a product of Virginia Carolina Chemical Corp. is a phosphorus-containing polyol having a hydroxyl number of 212, an acid number of 1, a water content of 0.1, and a functionality of 2, a phosphorus content of 12 percent and a viscosity of 2,500 eps at 25°C;xx Sample burned completely when ignited. ;These results show that the toluene diamine fusion product imparts to a non-flammable rigid polyurethane foam a surprising fire-retardant character. ;Example 10. ;Rigid polyurethane foams were prepared as described above using the following compositions. The tolylenediamine phosgenation product used was essentially the same as that of Example 9; <*>N,N,N',N,-tetra-(2-hydroxypropyl)-ethylenediamine.
Skum A ga 1 til 2 pst.'s krympning, var lett å smuldre opp, hadde god cellestruktur og smeltet ikke når antent. Dets ildsikkerhet var god. Foam A gave 1 to 2 percent shrinkage, was easy to crumble, had good cell structure and did not melt when ignited. Its fire safety was good.
Skum B ga 3 pst's krympning, hadde bra cellestruktur, var lett å smuldre opp, og smeltet når det ble antent. Dets ildsikkerhet var bare noenlunde og dårligere enn for skum A. Foam B gave 3 pst's shrinkage, had good cell structure, was easy to crumble, and melted when ignited. Its fire resistance was only fair and worse than that of foam A.
Eksempel 11. Example 11.
På en lignende måte som den beskrevet foran ble stive skum fremstilt under anvendelse av følgende formulering. Tolylendiaminfosgeneringsproduktet anvendt i dette eksempel var i det vesentlige det samme som i eksempel 9. In a similar manner to that described above, rigid foams were prepared using the following formulation. The tolylenediamine phosgenation product used in this example was essentially the same as in Example 9.
Skum A, fremstilt under anvendelse av rent tolylendiisocyanat, smeltet når det ble antent og hadde dårlig ildsikkerhet. Foam A, prepared using pure tolylene diisocyanate, melted when ignited and had poor fire safety.
Skum B, fremstilt under anvendelse av tolylendiaminfosgeneringsprodukt smeltet ikke når det ble antent og hadde god ildsikkerthet. Foam B, prepared using tolylenediamine phosgenation product, did not melt when ignited and had good fire resistance.
Det kan således sees at ildsikkerheten for stive polyurethanskum kan forbedres i en overraskende grad ved anvendelse av fosgeneringsproduktene av aromatiske diaminer til forskjell fra destillerte aromatiske diisocyanater. It can thus be seen that the fire safety of rigid polyurethane foams can be improved to a surprising extent by using the phosgenation products of aromatic diamines as opposed to distilled aromatic diisocyanates.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23486062A | 1962-11-01 | 1962-11-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO116819B true NO116819B (en) | 1969-05-27 |
Family
ID=22883123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO15026463A NO116819B (en) | 1962-11-01 | 1963-09-27 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1299425B (en) |
| GB (1) | GB1007344A (en) |
| NL (1) | NL298583A (en) |
| NO (1) | NO116819B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2343166C1 (en) * | 2007-08-07 | 2009-01-10 | Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" | Activator composition for obtaining rigid foam polyurethanes for heat insulation purpose |
| RU2343165C1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-01-10 | Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" | Composition for obtaining rigid foampolyurethanes for heat-insulating purpose |
| RU2350629C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-03-27 | Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" | Composition for production of sprayed hard polyurethane foams |
-
0
- DE DENDAT1299425D patent/DE1299425B/de active Pending
- NL NL298583D patent/NL298583A/xx unknown
-
1963
- 1963-08-08 GB GB3138963A patent/GB1007344A/en not_active Expired
- 1963-09-27 NO NO15026463A patent/NO116819B/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1299425B (en) | 1969-07-17 |
| GB1007344A (en) | 1965-10-13 |
| NL298583A (en) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3215652A (en) | Process for producing a rigid polyether-polyurethane foam | |
| US3516950A (en) | Foamed polymers | |
| EP0212767B1 (en) | Preparation of fire retardant flexible polyurethane foams having reduced discoloration and scorch | |
| US3424700A (en) | Polyurethane foam | |
| Wang | Polydimethylsiloxane modification of segmented thermoplastic polyurethanes and polyureas | |
| US3462470A (en) | Liquid polyisocyanate compositions and process for the manufacture thereof | |
| AU607221B2 (en) | Polyisocyanurate rigid foams | |
| US3159591A (en) | Flame-resistant urethane foams | |
| AU689218B2 (en) | Cellular plastic from disposable pressurized aerosol cans | |
| EP1613691B1 (en) | Expansible mixtures devoid of isocyanates exhibiting improved fire behaviour | |
| US3522285A (en) | Stable liquid polyisocyanate compositions | |
| JPS63112613A (en) | Production of fire retardant flexible polyester polyurethane foam reduced in discoloration and scorth | |
| DE10323206A1 (en) | Foamable mixtures | |
| NO116819B (en) | ||
| Backus et al. | Flammability and thermal stability of isocyanate‐based polymers | |
| DE2607469A1 (en) | MORPHOLINE-MODIFIED POLYSILOXANE-POLYOXYALKYLENE BLOCK MIXED POLYMERS AND THEIR USE | |
| DE2544567C2 (en) | Polyether polyols from the reaction of alkylene oxides with distillation residues from polyisocyanate processing | |
| JPH051014A (en) | Method for decreasing hydrolyzable chloride in toluene diisocyanate | |
| EP1590389A1 (en) | Expandable mixtures that are devoid of isocyanates | |
| US3668154A (en) | Phosphorus-containing polyols and polyurethanes embodying same | |
| US3341462A (en) | Modified polyisocyanate compositions | |
| US5216042A (en) | Process for preparing viscosity-stabilized reactive toluene diisocyanate distillation residues and blends thereof | |
| US3324202A (en) | Phosphorus-containing polyols | |
| NO156637B (en) | Hair Dye. | |
| GB2585749A (en) | Composition for forming polyurethane foam having flame retardancy and yellowing resistance |