Способ получения неорганическо-органического пеноматериала

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕОНИХ

РЕСПУБЛИН

:.ущ С 08--4- 9/06ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2700103/05 (22) 27.12.78 . (31) 156547/77 (32) 27.12 77 (33 ) Япония (46 )- 23.05.83. Бюл. и 19 (72 ) Акира Есино, Цунео Вакабаяси и Hcavy Ивами (Япония ) (71 ) Асахи-Дау Лимитед (Япония ) (53) 678.632-405.8 (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

N 358 342, кл . С 08 J 9/06, 19 70 (прототи и ) . (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИ.ЧЕСКО-ОРГАНИЧЕСКОГО ПЕНОИАТЕРИАЛА путем смешения термореактивной с вспенивающе-от верждающим агентом, киспым кат ли атором и солью фосфорной.кислоты, отличающийся

„„SU„„1020007 А тем, что, с целью повышения прочности при сжатии снижения горючесl ти и влагопоглощения пеноматеоиала в качестве термооеактивной смолы исйользуют водный раствор карбамидной смолы или фенолформальдегидной смолы, или меламиновой смолы, а в качестве соли фосфорной кислоты применяют.отвержденный продукт реакции фосфорной кислоты с гидроокисью алюминия и окисью цинка или первичный фосфат алюминия, или продукт реакции фосфорной кислоты с гидроокис-ью алюминия, окисью магния, окисью цинка, гидроокисью натрия при соотношении иона металла и иона фосфора, равном 1:9-3:4, и при соотношении атома металла и атома фосфора, равном 1:6-3:2.

ll 0 20007

Изобоетение относитСя к получению губчатого материала, получаемого на основе органическо-неорганического связующего, и может быть использовано в различных областях промышпенности в качест ве те плоиэоляционного огнеупорного материала.

Известен способ получения неорганическо-органического пеноматериаt0 ла путем смешения термореактивнои, смолы с вспенивающего-отвеождающим агентом, кислым катализатором и солью фосфорной кислоты.

В качестве соли фосфорной кислоты используют продукт реакиии окиси м тапла (окиси меди) и ортофосфоо" ной кислоты при соотношении иона металла к ионч фосфора, оавнам О, и .соотношении атома металла к атому фосфора, равном 0 (1 J.

При получении пеноматериала неорганические компоненты диспергируют в порошкообраэной форме в стенки ячеек, состоящих из органических .компонентов. В результате получаемый материап характеризуется низкой прочностью при сжатии, повышенным влагопоглощением и горючестью.

Целью изобретения является повышение прочности при сжатии, сниже- З0

Ф ние горючести и влагопоглощения материала, Указанная цель аостигается тем, что при получении неооганическо-органического пеноматериала путем смешения термореактивной cMQ лы с вспенивающе отверждающим агентом, кислым катализатором и солью фосфорной кислоты, в качестве тер, мореактивной смолы используют вод- 40 ный раствор карбамидной смолы или фенолфармальдегидной смолы, или меламиновой смолы, а в качестве . соли фосфорной кислоты поименяют отвержденный продукт реакции фос- 4> форной кислоты с гидроокисью алюминия. и окисью цинка или первичный фосфат алюминия, или продукт реакции фосфорной кислоты с гидроокисью алюминия, окисью магния. окисью цинка. гилроокиг.ью натпия при соотношении иона металла и иона фосфора (Е), равном

1:9-3:4, и при соотношении атома металла и атома фосфора (М/P),равном 1:6-3:2.

Стенки ячеек получаемого пеномвтериала состоят из неррганических и органических компонентов, в результате чего улучшаются прочностные характеристики материала, снижается водопоглощение и горючесть °

В примерах термическая проводимость измеоена при посредстве ASTMС518, Кислородный инде кс и змеряется при помощи тестера воспламеняемости QN-1 (производимого Суга Тестинг Машин Компани Лимитед ), используя проверочнчю полоску г ммх5 мм х

100 мм.

П р и и е р 1, Содержание компонентов, вес,ч.:

Фосфорная кислота (754-ный водный раствор). 160

Гидроокись алюминия 20

Окись цинка 35

Указанные компоненты пеоемешивают, для проведения реакции, вследствие чего получают. прозрачный вязкий раство, имеюший Е-значение 0,44 и

И/Р-значение 0,56.

Готовят также жидкий раствор, имеющий 30 вес.ч. расплавленной окиси магния, распределенных в 50 вес.ч. водного раствора карбамидной смолы (содержание твердых частиц 704 ). .Оба раствора смешивают вместе и перемешивают. Смесь помещают в формовочную раму размером 2 см х 2 см х х 10 си. После б ч отверждение считается законченным, при получении блока отвержденного продукта, имеющего Е-значение 0,84 и М/Р-значение

1,5. Полученный продукт полупрозрачный и имеет удельный вес.1,9 прочность на сжатие 650 кг/см и кислородный индекс 90 или более.

Пример 2. Содержание компонентов, вес ° ч. .

Фосфорная кислота (754-ный водный раствор ) 80

Гидроокись алюминия 10

Окись цинка 17,5

Указанные компоненты смешивают для проведения реакции, вследствие чего получают прозрачный вязкий раствор, имеющий Е-значение,0,44 и M/P-значение 0,56;

Готовят также жидкий раствор, имеющий 15 вес,ч, полностью обоженной окиси магния, распределенной и

500 вес.ч. карбамидной смолы, который использован в примере 1 °

160 4>

3 10200

Оба раствора смешивают вместе, подвергают перемешиванию и подают в формовочную раму размером 2 см х х 2 см х 10 см. Отформованный продукт считается полност,ью отвердевшим -после 6 ч при образовании блока отвержденного продукта, имеющего

Е-значение 0,84 и И/Р-значение 1,5, содержащего 106 вес.ч, отвержденно- го.продукта соли фосфорной кисло- 10 ты.и 350 -вес,ч. отвержденного продукта карбамидной смолы, Данный от.вержденный продукт является полупрозрачным и имеет удельный вес 1,5, прочность на сжатие 1050 кг/см и кисло- 15 родный инде кс- 55, 0 .

Сравнит ел ьный прим е р 1. Содержание компонентов, вес ч.:

Вод,й раст вор 20 карбамидной смолы (содержание твердых частиц ?oi)

Порошок беэводного сульфата кальция 100К жидкому раствору, приготовленному смешиванием указанных компонен.тов, добавляют 10 вес.ч. 104-ного .водного раствора Фосфорной кислоты.

Результирующая смесь подается в формовочную раму размером 2 см х х 2 см х 10 см. После 3 ч достигается полное отвердевание..

Приготовленный таким образом отвержденный продукт, содержащий

100 вес.ч, порошка безводного сульфата кальция..и 350 вес.ч. отвержденного продукта карбамидной смолы имеет удельный вес 1,5, 1 Ф прочность на сжатие -850 кг/см и кислородный индекс 25,0.

Il р и м е р 3. Содержание компонентов, .вес.ч.:

Фосфорная кислота

?54-ный водный растBOP f

Гидроокись алюминия. 20

Окись цинка 35

Указанные компоненты смешивают S0 до получения прозрачного вязкого раствора, имеющего Е-значение 0,44 и

И/Р-значение 0,56.

К указанному р а ст вору добавляют

100 вес.ч. карбамидной,смолы (со- 5у держание твердых частиц 701). для

;получения более вязкого прозрачного раствора. Непосредственно вслед за

07 4 этим к раствору добавляют 70 вес,ч. порошкообразного основного карбоната магния, который должен полностью смешаться с раствором. Пенообразование начинается непосредственно после того, как смесь пюлностью отвердеет 6 ч. Е-значение после расширения и отверждения должно быть равным 0,84, а И/Г-.эначеwe 1,5.

Данный губчатый продукт должен иметь объемную плотность 0,09, средний диаметр 1,9 и термическую проводимость 0,035 ккал/и. чч С.

При меры45исравни тел ьные при меры2,3.

Ан алоги чно примеру 1 з а и сключение того, что количество водного раствора карбамидной смолы изменяется в соответствии с табл.1.

Каждый из полученных губчатых продуктов имеет свойства, указанные в табл.2.

Пример 6 7 и с р а в н ител ьные при меры45;

Приготавливают растворы фосфорной кислоты, имеющие составы, приве= денные в табл.3.

Два раствора, а именно: каждый из растворов фосфорнокислой соли, имеющий указанный состав, и 200 вес.ч раст.вора карбамидной смолы (содержание твердых частиц 703 ), имеющего полностью диспергированные

50 вес.ч, силиката алюминия,.40 вес.ч. окиси магния и 15 вес.ч ° пентана, распределенные в нем, смешивают вместе и оставляют стоять. Результаты сведены в табл.4.

С р а в н и т е л ь н ы и и р и м е р 6. Аналогично примеру .3 за исключением того, что вместо 70 вес.ч. основного карбоната магния добавляют 5 вес.ч. Результирующий губчатый и отвердевший продукт обладает Е-значением 0,64 и И/P-значением 0,86 °

Полученный губчатый продукт очень гигооскопичен и дает кислую реакцию даже через 48 ч.

Пример 8 . Содержание ком- . понентов, вес.ч,:

Первичный фосфат алюминия (504-.ный вод.ный раствор, E-значение 0,33, М/P-значение 0,33) 07

10.200

125

Т а бл и ц а 1

Содержание, вес.ч, в примере

Компонент

1 Г !

5 сравнительном 3 сравнительном 2

Карбамидная смола

2,0

600

1500

Карбамидная смола

0,6

429 х Содержание карбамидной смолы: твердая карбамидная смола (вес. ч. )

Ф на 100 вес. ч. отвержденной соли фосфорной кислоты.

3 фенольная смола типа резола (80ь-ный . водный раствор ) 125

Алюминиевая пудра . 20

После смешивания указанных ком« понентов смесь выдерживают при 80 С в течение 30 мин при сушке горячим воздухом. После отвердевания губчатый продукт имеет Е-значение

1,0,. М/P-значение 1,0 и удельный вес 0,08.

Данный губчатый продукт остается в электрической печи, установленной на 800 С, в течение 1 ч. После кальцинации губчатый продукт обесцвечи- 15 вается в темноте, но его исходная ячеистая структура сохраняется.

Сра внител ьный прим е р 7. Содержание компонентов, вес. ч.: фенольная смола типа резола (804-ный водный раствор )

Порошок третичного фосфата алюминия 95 25

Пентан 5

К раствору, смешанному из указанных компонентов добавляют

20 вес.ч. 104-ного водного раствора фосфорной кислоты, в котором раст- Зо воряют 2,0 вес.ч. п-толуол сернистой кислоты. Смесь оставляют стоять при 20-24 С, Через 1 мин начинается пенообразование с. выделением тепла, которое приводит к образованию губчатого продукта, имеющего удельный вес 0,12.

Этот губчатый продукт оставляют s э л еeк тTр и ч еeсcк о и п е ч и, установленной на 800 С, в течение 1 ч. После калъцинации сохраняется только порошкообразный карбонизированный продукт .

Пример 9. Содержание компонентов, вес. ч.:

Фосфорная кислота (753-ный водный раствор) 160

Гидроокись алюминия 20

Окись цинка 20

Указанные компоненты смешивают до получения прозрачного и вязкого раствора. После дополнительного добавления 1,0 вес.ч. лауриламина в качестве водоотталкивающего средства и 2,0 вес.ч. бумажной пульпы в качестве усиливающего материала к раствору 100 вес.ч. водного раствора меламйновой смолы, в котором разведено 20 вес.ч.. пудры металлического алюминия, добавляют к сме-. си. После полного смешивания смесь оставляют в сушке с горячим воздухом, установленной на 100 С, в течение 30 мин.

Результирующий губчатый продукт имеет удельный вес 0,16 и также наделен свойством полного водоотталкивания.

10? 0007

Т а бл и ц а 2

Свойства продукта

Кислородный индекс ..

Прочност ь на сжатие, кг/см

Объемная Средний плотность диаметр ячеек, мм

Пример сравнительнйй 2 0,06

4 0,07

0,5

2,1

Более 90

1,0

62,5

28,0

0,17

0,61

1,5

1,0

5 сравнительный 3

Таблица3

Пример

Показатели сравнительный

5 сравнительный

160

160

160

160

20

Нет

Нет

2,5.

20

5,0

Гидроокись натрия, вес.ч.

Нет

Нет

Нет

0,85

0,34

0,53

0,07

Е-значение

0,66

1,17

0,41

0,10

И/Р-значение

Бесцветный и прозрачный

Белый мутный

Состояние

Т а б л и ц а 4

Пример

Своиства

Сравнительный 4

Пенообразование, сильное выделение тепла с большой усадкай вплоть до отвердевания.Пенообразование с умеренным выделением тепла, удельный вес 0,13

Пенообразование с умеренным выделением тепла, удельный вес 0,18

Выделения тепла и пенообразования нет

Сравнительный

ВНИИПЙ Заказ 3742/56 Тираж 494 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

754-ный водный раствор фосфорной кислоты, вес, ч.

Гидроокись алюминия, вес.ч.

Окись магния, вес,ч.

Окись цинка, вес.ч.

Температурная проводи мост ь, ккал/м ч С

0,039

0,038

0,048

0,088

1,5

17,8

35,0