PL231699B1 - Elastic polyurethane foam with limited inflammability and method for producing it - Google Patents
Elastic polyurethane foam with limited inflammability and method for producing itInfo
- Publication number
- PL231699B1 PL231699B1 PL413841A PL41384115A PL231699B1 PL 231699 B1 PL231699 B1 PL 231699B1 PL 413841 A PL413841 A PL 413841A PL 41384115 A PL41384115 A PL 41384115A PL 231699 B1 PL231699 B1 PL 231699B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- melamine
- halloysite
- foam
- polyol
- nanofiller
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
-
- 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
- C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
- C08G18/20—Heterocyclic amines; Salts thereof
- C08G18/2081—Heterocyclic amines; Salts thereof containing at least two non-condensed heterocyclic rings
-
- 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
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
- C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
-
- 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
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0008—Foam properties flexible
-
- 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
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0041—Foam properties having specified density
- C08G2110/005—< 50kg/m3
-
- 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
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
-
- 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
- C08G2350/00—Acoustic or vibration damping material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
- C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
- C08J2201/022—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments premixing or pre-blending a part of the components of a foamable composition, e.g. premixing the polyol with the blowing agent, surfactant and catalyst and only adding the isocyanate at the time of foaming
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2205/00—Foams characterised by their properties
- C08J2205/06—Flexible foams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2461/00—Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
- C08J2461/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
- C08J2461/26—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds
- C08J2461/28—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
- C08K2003/321—Phosphates
- C08K2003/322—Ammonium phosphate
- C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest elastyczna pianka poliuretanowa o ograniczonej palności i sposób jej wytwarzania, przy czym pianka jest modyfikowana dla poprawy właściwości użytkowych oraz odporności na ogień porowatego polimeru.The subject of the invention is a flexible, flame-retardant polyurethane foam and a method of its production, the foam being modified to improve the performance and fire resistance of the porous polymer.
Spienionym poliuretanom stawiane są coraz większe wymagania dotyczące ich właściwości użytkowych, mechanicznych, ognioodpornościowych i innych. Dlatego zainteresowanie otrzymywaniem oraz modyfikacją pianek poliuretanowych wciąż wzrasta. W ostatnich latach duży nacisk kładziony jest na modyfikację poliuretanów i innych polimerów związkami przyjaznymi środowisku - nie zawierającymi halogenków, tlenku antymonu lub cyjanuranu melaminy. Bardzo ważnym aspektem syntezy pianki poliuretanowej są właściwości użytkowe, a także w wielu przypadkach ognioodporność. Jedną z bardzo istotnych kwestii podczas ograniczania palności pianki poliuretanowej jest zminimalizowanie zjawiska kapania, które powoduje rozprzestrzenianie się ognia. Aby polepszyć wybrane właściwości porowatego poliuretanu matrycę polimeru modyfikuje się addytywnymi i/lub reaktywnymi dodatkami różnego rodzaju. W ostatnim półwieczu szczególną uwagę poświęca się polimerom z dodatkiem nanonapełniaczy. Bardzo często jako nanododatki wykorzystywane są związki zawierające krzem. Odpowiednio przeprowadzona modyfikacja pianek poliuretanowych takimi związkami może pozwolić na poprawę właściwości użytkowych oraz mechanicznych i innych. Ponadto celny dobór synergicznie działającego układu przemysłowych antypirenów oraz modyfikowanego krzemianu, a także właściwie opracowana i przygotowana, modyfikowana pianka poliuretanowa może mieć podwyższoną odporność na płomień.Foamed polyurethanes face more and more requirements regarding their functional, mechanical, fire-resistant and other properties. Therefore, the interest in obtaining and modifying polyurethane foams continues to grow. In recent years, great emphasis has been placed on the modification of polyurethanes and other polymers with environmentally friendly compounds - not containing halides, antimony oxide or melamine cyanurate. A very important aspect of the synthesis of polyurethane foam are its functional properties and, in many cases, fire resistance. One of the very important issues in limiting the flammability of polyurethane foam is to minimize the dripping phenomenon that causes the spread of fire. In order to improve the selected properties of the porous polyurethane, the polymer matrix is modified with additive and / or reactive additives of various kinds. In the last half-century, special attention has been paid to polymers with the addition of nanofillers. Silicon-containing compounds are very often used as nanoadditives. Properly carried out modification of polyurethane foams with such compounds may allow for the improvement of functional, mechanical and other properties. In addition, the accurate selection of a synergistically operating system of industrial flame retardants and modified silicate, as well as properly designed and prepared, modified polyurethane foam may have increased flame resistance.
W publikacji artykułu „Flammability reduction of flexible polyurethane foams via carbon nanofiber network formation” Polym. Adv. Technol. 2008, 19, 588-595 Zammarano M. i inni, wykazano, że dodatek nanowłókien węglowych do układu przemysłowych antypirenów pozwala na zmniejszenie zjawiska kapania podczas palenia próbek. Poważną wadą tego modyfikowanego poliuretanu jest użycie jako antypirenów nieprzyjaznych dla środowiska związków zawierających brom.In the publication of the article "Flammability reduction of flexible polyurethane foams via carbon nanofiber network formation" Polym. Adv. Technol. 2008, 19, 588-595 Zammarano M. et al., It was shown that the addition of carbon nanofibers to the industrial flame retardant system allows to reduce the dripping phenomenon during sample burning. A serious disadvantage of this modified polyurethane is the use of environmentally unfriendly compounds containing bromine as flame retardant.
Z kolei w publikacji artykułu „Heat release and structural collapse of flexible polyurethane foam” Polymer Degradation and Stability 2010, 95, 1115-1122 Kramer R. H. i inni, opisano otrzymywanie elastycznej pianki poliuretanowej zawierającej antypireny fosforanowe. Otrzymana pianka charakteryzowała się mniejszym ciepłem efektywnym spalania, gorszą zapalnością oraz mniejszą szybkością wydzielania ciepła podczas palenia niż próbka nie zawierająca antypirenów. Wadą tej znanej pianki poliuretanowej również jest zastosowanie do jej otrzymania halogenowych uniepalniaczy.In turn, the publication of the article "Heat release and structural collapse of flexible polyurethane foam" Polymer Degradation and Stability 2010, 95, 1115-1122 Kramer R. H. et al. Describes the preparation of a flexible polyurethane foam containing phosphate flame retardants. The obtained foam was characterized by a lower effective heat of combustion, worse ignitability and a lower rate of heat release during burning than the sample without flame retardants. A disadvantage of this known polyurethane foam is also the use of halogen flame retardants for its preparation.
Z publikacji wynalazków nr WO 2015013226 A1 i US 2007221892 A1 znane są modyfikowane, elastyczne pianki poliuretanowe, charakteryzujące się podwyższoną odpornością na płomień. Wadą tych znanych rozwiązań jest dodatek związków zawierających w swej strukturze halogen.Inventive publications WO 2015013226 A1 and US 2007221892 A1 disclose modified, flexible polyurethane foams characterized by increased flame resistance. The disadvantage of these known solutions is the addition of compounds containing halogen in their structure.
Znany jest także z publikacji wynalazku nr WO 2015050691 A1 przedstawiono sposób otrzymywania pianek poliuretanowych o wyraźnie podwyższonej odporności na ogień. W piance umieszczono jednak toksyczny cyjanuran melaminy, a ponadto te pianki poliuretanowe są spieniane związkami zawierającymi fluor.It is also known from the publication of the invention No. WO 2015050691 A1 shows a method of obtaining polyurethane foams with significantly increased resistance to fire. However, toxic melamine cyanurate is incorporated into the foam, and furthermore, these polyurethane foams are foamed with fluorine-containing compounds.
Z publikacji międzynarodowego zgłoszenia wynalazku nr WO 2009007715 A1 znana jest elastyczna pianka poliuretanowa o ograniczonej palności otrzymywana z poliolu, poliizocyjaniany i nanonapełniacza takiego jak haloizyt. Z kolei z amerykańskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr US 2004082697 A1 znane jest modyfikowanie nieorganicznych glinek, w tym haloizytu żywicą melaminowo-formaldehydową. Zmodyfikowane glinki stosuje się jako dodatki uniepalniające do pianek.From the international publication of the invention publication no. WO 2009007715 A1, a flexible polyurethane foam with limited flammability is known, obtained from polyol, polyisocyanates and a nanofiller such as halloysite. On the other hand, from the US application description No. US 2004082697 A1 it is known to modify inorganic clays, including halloysite, with a melamine-formaldehyde resin. Modified clays are used as flame retardant additives in foams.
Elastyczna pianka poliuretanowa o ograniczonej palności, w postaci addycji co najmniej jednego liniowego poliolu z diizocyjanianem, zawierająca nanonapełniacz, przy czym jako nanonapelniacz zawiera haloizyt zmodyfikowany organicznie adduktem melaminowo-formaldehydowym, a ten zmodyfikowany haloizyt jest w postaci ziaren rozdrobnionych do rozmiarów mikrometrycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera układ bezhalogenowych środków uniepalniających o odmiennym mechanizmie działania, przy czym ten układ zawiera wspomniany nanonapełniacz oraz co najmniej jeden addytywny środek uniepalniający w postaci fosforanu amonu i/lub kwasu borowego.Flexible, flame-retardant polyurethane foam in the form of addition of at least one linear polyol with a diisocyanate, containing a nanofiller, the nanofiller containing organomodified halloysite with an organically modified melamine-formaldehyde adduct, and this modified halloysite is in the form of micrometric grains according to the invention in that it comprises a halogen-free flame retardant system with a different mechanism of action, said system containing said nanofiller and at least one additive ammonium phosphate and / or boric acid flame retardant.
Sposób wytwarzania elastycznej pianki poliuretanowej o ograniczonej palności, zawierającej nanonapełniacz, a pianka jest otrzymana w reakcji przedmieszki poliolowej co najmniej jednego liniowego poliolu z diizocyjanianem w obecności katalizatora addycji oraz w obecności środków zmniejszających napięcie powierzchniowe i wody jako porofora, a jako napełniacz jest stosowany zmodyfikowany organicznie i rozdrobniony mechanicznie haloizyt, przy czym haloizyt jest wcześniej modyfikowanyA method of producing a flexible polyurethane foam with limited flammability, containing a nanofiller, and the foam is obtained by reacting a polyol premix of at least one linear polyol with a diisocyanate in the presence of an addition catalyst and in the presence of surface tension reducing agents and water as a blowing agent, and an organically modified filler is used and mechanically comminuted halloysite, the halloysite being previously modified
PL231 699 B1 adduktem melaminowo-formaldehydowym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że addukt melaminowo-formaldehydowy otrzymuje się przy stosunku molowym melaminy do formaldehydu od 1:1 do 1:4, przy czym do przedmieszki poliolowej pianki wprowadza się układ bezhalogenowych środków uniepalniających o odmiennym mechanizmie działania, zawierający wspomniany nanonapełniacz oraz co najmniej jeden addytywny środek uniepalniający w postaci fosforanu amonu i/lub kwasu borowego.According to the invention, the melamine-formaldehyde adduct is characterized in that the melamine-formaldehyde adduct is obtained with a molar ratio of melamine to formaldehyde from 1: 1 to 1: 4, and a system of halogen-free flame retardants with a different composition is introduced into the premix of polyol foam. a mechanism of action, comprising said nanofiller and at least one additive ammonium phosphate and / or boric acid flame retardant.
Korzystnie addukt melaminowo-formaldehydowy do modyfikacji haloizytu wytwarza się ogrzewając mieszaninę melaminy z formaliną w stosunku molowym melaminy do formaldehydu 1:2 pod chłodnicą zwrotną w temperaturze w pobliżu wrzenia mieszaniny, a reakcję prowadzi się do uzyskania tolerancji wodnej żywicy 1:4, a ponadto w trakcie modyfikacji haloizytu addukt melaminowo-formaldehydowy wprowadza się do haloizytu w postaci roztworu wodnego i miesza się z nim w podwyższonej temperaturze do uzyskania jednolitej mieszaniny, a następnie suszy się i rozdrabnia się na produkt o mikrometrycznych rozmiarach ziaren.Preferably, the melamine-formaldehyde adduct for the modification of halloysite is prepared by heating a mixture of melamine with formalin in a molar ratio of melamine to formaldehyde 1: 2 under reflux at a temperature close to the boiling point of the mixture, and the reaction is carried out to a tolerance of an aqueous resin of 1: 4, and furthermore at during the modification of halloysite, the melamine-formaldehyde adduct is introduced into the halloysite in the form of an aqueous solution and mixed with it at an elevated temperature until a homogeneous mixture is obtained, and then dried and ground into a product with micrometric grain sizes.
Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli przedmieszkę poliolową pianki przygotowuje się mieszając 50 + 98% wagowych poliolu o liczbie hydroksylowej Loh = 20 + 80 mg KOH/g, 2 + 10% wagowych czynnika spieniającego, 0,5 + 8% wagowych środka zmniejszającego napięcie powierzchniowe oraz 1 + 10% wagowych modyfikowanego haloizytu i 0,1 + 40% wagowych addytywnych środków uniepalniających, 1 + 40% wagowych fosforanu amonu i/lub 0,1 + 10% kwasu borowego.Further advantages are obtained when the foam polyol masterbatch is prepared by mixing 50 + 98% by weight of the polyol with a hydroxyl number Loh = 20 + 80 mg KOH / g, 2 + 10% by weight of the blowing agent, 0.5 + 8% by weight of the surface tension reducing agent. and 1 + 10% by weight of modified halloysite and 0.1 + 40% by weight of additive flame retardants, 1 + 40% by weight of ammonium phosphate and / or 0.1 + 10% of boric acid.
Przedmieszkę poliolową wytwarza się w kilkuetapowej homogenizacji poliolu, środków spieniających, stabilizatorów piany oraz środków zmniejszających palność. Z kolei piankę poliuretanową otrzymuje się w reakcji diizocyjanianu, przedmieszki poliolowej i katalizatora addycji.The polyol masterbatch is produced by the multi-stage homogenization of polyol, blowing agents, foam stabilizers and flame retardants. In turn, polyurethane foam is obtained by the reaction of a diisocyanate, a polyol masterbatch and an addition catalyst.
Przedmiotem wynalazku jest elastyczna pianka poliuretanowa o ograniczonej palności i sposób wytwarzania takiej pianki, zawierającej jako nanonapełniacz, opracowany w ramach wynalazku, modyfikowany haloizyt. Pianki poliuretanowe z tym nanonapełniaczem charakteryzują się mniejszą gęstością niż pianka nie zawierająca dodatków, a ponadto dodatek tego nanonapełniacza powoduje znaczne wyeliminowanie kapania podczas przyłożenia płomienia do pianki. Ponadto pianki zawierające układ synergicznie działających bezhalogenowych antypirenów oraz wymienione nanonapełniacze charakteryzują się podwyższoną ognioodpornością.The subject of the invention is a flexible, flame-retarded polyurethane foam and a method of producing such a foam containing, as a nanofiller, developed within the scope of the invention, modified halloysite. Polyurethane foams with this nanofiller are characterized by a lower density than the foam without additives, and the addition of this nanofiller significantly eliminates dripping when applying the flame to the foam. In addition, foams containing a system of synergistically acting halogen-free flame retardants and the mentioned nanofillers are characterized by increased fire resistance.
Badania prowadzone przy opracowaniu wynalazku miały na celu otrzymanie elastycznej pianki poliuretanowej, charakteryzującej się dobrymi właściwościami użytkowymi oraz podwyższoną odpornością na płomień. W pracach nad poprawą odporności na płomień skupiono się przede wszystkim na zminimalizowaniu zjawiska kapania. Podczas badań szczególną uwagę poświęcono przyjaznym środowisku handlowym antypirenom takim jak: polifosforan amonu, kwas borowy, pirofosforan trietylu, polifosforan tribytylu, boran cynku, grafit ekspandujący, melamina oraz nanonapełniaczom. Po przeprowadzeniu licznych prób i modyfikacji otrzymano piankę zawierającą nowy nanododatek - modyfikowany haloizyt powodujący zahamowanie kapania podczas spalania materiału. Porowaty poliuretan charakteryzował się niniejszą gęstością pozorną niż pianka niemodyfikowana. Ponadto dodając do poliuretanu nanonapełniacz wraz z odpowiednio dobranymi antypirenami uzyskano wyraźny wzrost odporności na płomień otrzymanej pianki. Podczas otrzymywania tych pianek ważny okazał się odpowiedni dobór modyfikatorów oraz sposób homogenizacji kompozycji.The research conducted during the development of the invention was aimed at obtaining a flexible polyurethane foam, characterized by good operational properties and increased flame resistance. Work on improving flame resistance has focused primarily on minimizing dripping. During the research, special attention was paid to environmentally friendly commercial flame retardants, such as: ammonium polyphosphate, boric acid, triethyl pyrophosphate, tribytyl polyphosphate, zinc borate, expanding graphite, melamine and nanofillers. After numerous tests and modifications were carried out, a foam was obtained containing a new nano-additive - modified halloysite which inhibits dripping during material combustion. The porous polyurethane had this apparent density than the unmodified foam. Moreover, by adding a nanofiller to the polyurethane along with appropriately selected flame retardants, a significant increase in the flame resistance of the obtained foam was achieved. During the preparation of these foams, it turned out to be important to select the modifiers properly and to homogenize the composition.
Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w przykładach nie ograniczających jego zakresu ochrony.The invention is explained in more detail in non-limiting examples.
P r z y k ł a d 1 porównawczyExample 1 comparative
Przygotowanie modyfikowanego haloizytuPreparation of modified halloysite
Mieszaninę melaminy ze zobojętnioną do pH = 8,0 + 8,5 formaliną w stosunku molowym melaminy do formaldehydu 1:2 ogrzewa się pod chłodnicą zwrotną w temperaturze w pobliżu wrzenia mieszaniny. Reakcję prowadzi się do uzyskania tolerancji wodnej żywicy 1:4. Modyfikowany haloizyt otrzymuje się przez zmieszanie wykonanego wcześniej adduktu melaminowo-formaldehydowego oraz niemodyfikowanego haloizytu w stosunku masowym 4:1. Otrzymaną masę pozostawia się na 24 godziny w temperaturze pokojowej. Następnie mieszaninę suszy się w suszarce przez 4 godziny w temperaturze 110°C. Wysuszony haloizyt miele się w młynie kulowym, a następnie przesiewa przez sito o średnicy oczka 80 pm.The melamine mixture with the formalin neutralized to pH 8.0 + 8.5 in the molar ratio of melamine to formaldehyde 1: 2 is heated under reflux at a temperature around the boiling point of the mixture. The reaction is carried out to a resin tolerance of 1: 4 in water. The modified halloysite is obtained by mixing the previously prepared melamine-formaldehyde adduct and unmodified halloysite in a mass ratio of 4: 1. The resulting mass is allowed to stand at room temperature for 24 hours. The mixture is then dried in an oven for 4 hours at 110 ° C. The dried halloysite is ground in a ball mill and then sieved through a sieve with a mesh size of 80 µm.
Przygotowanie przedmieszki poliolowejPreparation of polyol masterbatch
Przedmieszkę poliolową otrzymuje się przez zmieszanie następujących składników: 93% poliolu Rokopol 3600 o liczbie hydroksylowej Loh = 45 + 50 mg KOH/g; 1,9% oleju silikonowego o lepkości < 50 mPas, 2,3% wody destylowanej, 2,8% modyfikowanego haloizytu. Mieszaninę homogenizuje się przez 50 min w mieszalniku szybkoobrotowym o prędkości obrotowej mieszadła turbinowego 5000 min-1. Następnie przedmieszkę uciera się przez 5 min za pomocą szybkoobrotowego mieszalnika typuThe polyol masterbatch is obtained by mixing the following components: 93% Rokopol 3600 polyol with a hydroxyl number Loh = 45 + 50 mg KOH / g; 1.9% silicone oil with a viscosity <50 mPas, 2.3% distilled water, 2.8% modified halloysite. The mixture is homogenized for 50 min in a high-speed mixer with a rotational speed of the turbine stirrer of 5000 min -1 . The premix is then grated for 5 minutes with a high-speed mixer of the type
PL231 699 Β1 cylinder-cylinder zapewniającego szybkość ścinania -1500 s1. Do 68,7 g tak zhomogenizowanej przedmieszki poliolowej dodaje się 30,7 g 4,4’diizocyjanianu difenylometanu o nazwie handlowej Isonate M 340 oraz 0,6 g katalizatora 1,4 diazodicyklo[2.2.2.]oktanu (DABCO) i miesza się intensywnie przez kilkanaście sekund, a następnie wylewa do formy. Czas wzrostu pianki wyniósł 63 s, a czas wysychania 234 s. Otrzymana w ten sposób pianka poliuretanowa (A1 w tabeli 1) charakteryzuje się mniejszą gęstością niż pianka (A0 w tabeli 1) niezawierająca modyfikatorów. Podczas próby spalania otrzymanego porowatego poliuretanu zauważa się zahamowanie zjawiska kapania obserwowanego dla próbki referencyjnej A0. Główne zastosowanie tego typu pianek to otrzymywanie materiałów tapicerskich, zwłaszcza do siedzeń w pojazdach komunikacji publicznej lub samochodach osobowych.PL231 699 Β1 cylinder-cylinder ensuring a shear rate of -1500 s 1 . To 68.7 g of the thus homogenized polyol premix, 30.7 g of 4,4'-diphenylmethane diphenyl isocyanate under the trade name Isonate M 340 and 0.6 g of the catalyst 1,4 diazodicyclo [2.2.2.] Octane (DABCO) are added and mixed intensively for several seconds, and then poured into the mold. The foam growth time was 63 s, and the drying time 234 s. The polyurethane foam obtained in this way (A1 in Table 1) is characterized by a lower density than the foam (A0 in Table 1) which does not contain modifiers. During the combustion test of the obtained porous polyurethane, the phenomenon of dripping observed for the reference sample A0 was inhibited. The main application of this type of foam is the preparation of upholstery materials, especially for seats in public transport vehicles or passenger cars.
Tabela 1Table 1
Właściwości użytkowe otrzymanej pianki poliuretanowej A1 oraz referencyjnego porowatego poliuretanu A0Functional properties of the obtained A1 polyurethane foam and the reference porous polyurethane A0
Przykład 2Example 2
Przygotowanie modyfikowanego haloizytuPreparation of modified halloysite
Modyfikowany haloizyt otrzymuje się według przepisu podanego w przykładzie 1 porównawczym.The modified halloysite is prepared according to the recipe given in Comparative Example 1.
Przygotowanie przedmieszki poliolowejPreparation of polyol masterbatch
Przedmieszkę poliolową otrzymano kilkuetapowo. W pierwszym etapie 95,2% poliolu Rokopol 3600 o liczbie hydroksylowej Loh = 45 + 50 mg KOH/g oraz 4,8% modyfikowanego haloizytu mieszano przez 50 min w mieszalniku szybkoobrotowym o prędkości obrotowej mieszadła turbinowego 5000 min1. Następnie mieszaninę ucierano przez 5 min za pomocą szybkoobrotowego mieszalnika typu cylinder-cylinder zapewniającego szybkość ścinania 1500 s1. Do tak otrzymanej mieszanki stanowiącej 90,1% kompozycji poliolowej dodano 1,7% silikonowego środka powierzchniowoczynnego, 2,2% wody destylowanej, 1,7% kwasu borowego oraz 4,3% polifosforanu amonu. Przedmieszkę ucierano przez 5 min za pomocą szybkoobrotowego mieszalnika typu cylinder-cylinder zapewniającego szybkość ścinania 1500 S'1. Do 70,4 g tak zhomogenizowanej przedmieszki poliolowej dodano 29,0 g 4,4’diizocyjanianu difenylometanu o nazwie handlowej Isonate M 340 oraz 0,6 g katalizatora 1,4 diazodicyklo[2.2.2.]oktanu (DABCO) i miesza się intensywnie przez kilkanaście sekund, a następnie wylewa do formy. Czas wzrostu pianki wyniósł 98 s, a czas wysychania 440 s. Otrzymana pianka poliuretanowa (A2 w tabeli 2) charakteryzuje się wyraźnym wzrostem indeksu tlenowego w porównaniu z niemodyfikowaną pianką poliuretanową (A0). Podczas spalania otrzymanego porowatego poliuretanu zaobserwowano zminimalizowanie zjawiska kapania w porównaniu z próbką referencyjną A0. Główne zastosowanie tego typu pianek to otrzymywanie materiałów tapicerskich, zwłaszcza do siedzeń w pojazdach komunikacji publicznej lub samochodach osobowych.The polyol masterbatch was obtained in several stages. In the first stage, 95.2% of Rokopol 3600 polyol with a hydroxyl number Loh = 45 + 50 mg KOH / g and 4.8% of the modified halloysite were mixed for 50 minutes in a high-speed mixer with a turbine stirrer speed of 5000 min 1 . The mixture was then ground for 5 min with a high-speed cylinder-cylinder mixer providing a shear rate of 1500 sec. 1 . 1.7% of a silicone surfactant, 2.2% of distilled water, 1.7% of boric acid and 4.3% of ammonium polyphosphate were added to the mixture thus obtained, constituting 90.1% of the polyol composition. The premix was ground for 5 min with a 1500 S ' 1 high shear cylinder-cylinder mixer. To 70.4 g of the thus homogenized polyol premix, 29.0 g of 4,4'-diphenylmethane diphenyl isocyanate under the trade name Isonate M 340 and 0.6 g of the catalyst 1,4 diazodicyclo [2.2.2.] Octane (DABCO) were added and mixed intensively. for several seconds, and then poured into the mold. The foam growth time was 98 s, and the drying time was 440 s. The obtained polyurethane foam (A2 in Table 2) is characterized by a significant increase in the oxygen index compared to the unmodified polyurethane foam (A0). During the combustion of the obtained porous polyurethane, the dripping phenomenon was observed to be minimized compared to the reference sample A0. The main application of this type of foam is the preparation of upholstery materials, especially for seats in public transport vehicles or passenger cars.
PL231 699 Β1PL231 699 Β1
Τ a b e I a 2Τ a b e I a 2
Właściwości użytkowe otrzymanej pianki poliuretanowej A2 oraz referencyjnego porowatego poliuretanu AOFunctional properties of the obtained A2 polyurethane foam and the reference porous AO polyurethane
Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza do wytwarzania pianek poliuretanowych o zmniejszonej gęstości, podwyższonej ognioodporności i w znacznym stopniu wyeliminowanym kapaniu tworzywa podczas przyłożenia płomienia do pianki.The invention is particularly applicable to the production of polyurethane foams with reduced density, increased fire resistance and largely eliminated dripping of material when applying a flame to the foam.
Zastrzeżenia patentowePatent claims
Claims (5)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL413841A PL231699B1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Elastic polyurethane foam with limited inflammability and method for producing it |
PCT/PL2015/000151 WO2017043984A1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-25 | Flexible polyurethane foam with reduced flammability and a method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL413841A PL231699B1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Elastic polyurethane foam with limited inflammability and method for producing it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL413841A1 PL413841A1 (en) | 2017-03-13 |
PL231699B1 true PL231699B1 (en) | 2019-03-29 |
Family
ID=54325639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL413841A PL231699B1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Elastic polyurethane foam with limited inflammability and method for producing it |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL231699B1 (en) |
WO (1) | WO2017043984A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL445009A1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-12-02 | Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Chemii Przemysłowej Imienia Profesora Ignacego Mościckiego | Method for preparing modified phenol-formaldehyde resin and a composition reducing the flammability of plastics |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109651643B (en) * | 2018-12-07 | 2021-07-27 | 暨南大学 | A kind of flame retardant polyurethane sponge and its preparation method and application |
CN110204675A (en) * | 2019-05-05 | 2019-09-06 | 北京航天试验技术研究所 | A method of for making the composition and production locating pad of locating pad |
CN110452524A (en) * | 2019-08-01 | 2019-11-15 | 无锡市井上海绵有限公司 | A kind of antistatic sponge |
EP3850029A1 (en) * | 2019-08-09 | 2021-07-21 | Safas Saf Plastik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi | Boron-modified flexible polyurethane foam for hygiene and a method of production therefor |
CN113105736B (en) * | 2021-04-12 | 2022-11-08 | 兴邦新材料(山东)有限公司 | Soft polyurethane foam plastic and preparation process thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
HUP0302244A3 (en) * | 2000-12-15 | 2005-11-28 | Agrolinz Melamin Gmbh | Modified inorganic particles |
GB0414850D0 (en) * | 2004-07-02 | 2004-08-04 | Univ Strathclyde | Improvements in and relating to fire retarded flexible nancomposite polyurethane foams |
US7888419B2 (en) * | 2005-09-02 | 2011-02-15 | Naturalnano, Inc. | Polymeric composite including nanoparticle filler |
US8129457B2 (en) | 2006-03-22 | 2012-03-06 | Chemtura Corporation | Flame retardant blends for flexible polyurethane foam |
GB0713394D0 (en) * | 2007-07-11 | 2007-08-22 | Univ Strathclyde | Fire retarded polyurethane foams |
MX2016000554A (en) | 2013-07-25 | 2016-04-18 | Dow Global Technologies Llc | Flame resistant flexible polyurethane foam. |
US9447227B2 (en) | 2013-10-03 | 2016-09-20 | Sabic Global Technologies B.V. | Flexible polyurethane foam and associated method and article |
-
2015
- 2015-09-07 PL PL413841A patent/PL231699B1/en unknown
- 2015-09-25 WO PCT/PL2015/000151 patent/WO2017043984A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL445009A1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-12-02 | Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Chemii Przemysłowej Imienia Profesora Ignacego Mościckiego | Method for preparing modified phenol-formaldehyde resin and a composition reducing the flammability of plastics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL413841A1 (en) | 2017-03-13 |
WO2017043984A1 (en) | 2017-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL231699B1 (en) | Elastic polyurethane foam with limited inflammability and method for producing it | |
JP6082393B2 (en) | Novel phosphonamidates, their synthesis, and their application as flame retardants | |
JP6388905B2 (en) | Flame retardant polyurethane foam and method for producing the same | |
JP2013520559A (en) | Flexible polyurethane foam and method for producing the same | |
JP2015519452A (en) | Dispersed composition containing lignin, process for its production and use thereof | |
PL211561B1 (en) | Open-celled polyurethane foams containing graphite which exhibit low thermal conductivity | |
JP5386223B2 (en) | Rigid polyurethane foam | |
CZ20031278A3 (en) | Process for producing rigid polyurethane foam and finished products obtained from such foam | |
EP2681267B1 (en) | Polyurethane flame retardant formulation | |
JP6776279B2 (en) | Rigid urethane resin composition | |
WO2009007715A1 (en) | Fire retardant polyurethane foams | |
CN105669931A (en) | Halogen-free polyurethane foam material with low smoke density and high flame retardance and preparation method of halogen-free polyurethane foam material | |
US20100298454A1 (en) | Flame retarded flexible polyurethane foams and flexible polyurethane foam formulations | |
CN103275293A (en) | Fireproof sponge and preparation method thereof | |
CN105814105B (en) | The composition of phenolic biopolymer | |
RU2726212C1 (en) | Composition for production of rigid foamed polyurethane with low flammability | |
CN106589458A (en) | Flame retardant, application of flame retardant, flame-retardant polyurethane foam and preparation method of flame-retardant polyurethane foam | |
US9884945B2 (en) | Melamine-polyol dispersions and uses thereof in manufacturing polyurethane | |
JP2022155370A (en) | COMPOSITIONS FOR FLAME RETARDANT FOAM | |
JPH02194051A (en) | Flame-retardant polyurethane foam | |
TWI857195B (en) | Polyol composition, flame retardant rigid polyurethane foam and method for producing the same | |
JP2011252058A (en) | Novel application of melamine derivative | |
JPS58136615A (en) | Production of flame-resistant, low-smoking flexible urethane foam | |
PL230172B1 (en) | Flame-resistant rigid polyurethane foam and method for obtaining it | |
TW446720B (en) | A flame-resistant soft polyurethane foam |