Полимерное связующее для минералои стекловатных изделий

 

ПОЛИМЕРОВ евЯЗУ10Вр;В ДЛЯ МИНБРАЛО- и СТБКЛОВАТНЫХ ИЗДАНИЙ, содержгицее водорастворимую фенолфор г мальдегидную смолу и водорастворимый акриловый сополимер, о т л и ч аю ц е е с я тем, что, с целью повышения прочности изделий в исходном состояНИИ и во влажных условиях, оно в качестве водорастворимого акрйло- : вого сополимера содержит нейтрализованньШ гидроокисью аммония до рН 7,5-8,6 тройной сополимер р-феииламиноэтилметакрилата ,, (мет) акриловой кислоты и-бутил(мет)акрилата при мольном соотнсииении 1,-5:3,54:1 ,5-5 соответственно при следуюием соотношении компонентов (по сухому веществу), мас.%: Водорастворимая фенолфор альдегидная смола 80-90 Тройной сополимер |)-фениламиноэтилметгосрйлата , (мет) акриловой кислоты и бутил (мет) акрилата 10-20

COOS СОВЕТСКИХ

COWII

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ0РСНОМУ СВИД ЕЛЬСТВЪ( (21) 3355067/23-05 (22) 13.11.81 (.46) 15.08.83.. Бюл. 9 30 (72) M.À. Бейноравичюс,:. P.È. Микученис и Л.В.,Раджюнас (71) Всесоюзный ордена Дружбы народов научно- исследовательский институт теплоизоляционных и.акустических строительных материалов и изделий (53) 678.632(088.8) .-(5á) 1. Патент Франции Р 2145454,,кл. С 08. G 37/00, опублик. 1973.

2. Патент ФРГ Р 1694834, кл. 39 в 37/02, опублик. 1973 (прототип). (54)(57) ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЭЯСЩЕЕ ДЛЯ

ИИНЕРАЛО- И СТЕКЛОВАТНЫХ ИЗДЕЛИИ, содержащее водорастворимую фенолфор-. мальдегидную смолу и водораствори,.вн., дылда. л

3(38 С 08 Т 61 10 С 04 В 43 00 мый акриловый сополимер, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности изделий в исходном состоянии и во влажных условиях, оно и качестве водорастворнмого акрилового сополимера содержит нейтрализованный гидроокисью аммония до рН 7,5-8,6 тройной сополимер 9 -фе" ниламиноэтилметакрилата, (мет) акриловой кислоты и .бутил(мет)акрилата при мольном соотношении 1,Ь-5:3,54:1,5-5 соответственно при следующем соотношении компонентов (по сухому веществу), мас.В:

Водорастворимая фенол- формальдегидная смола 80-90

Тройной сополимер е

Р-фениламиноэтилметакрилата, (мет)акриловой кислоты н бутил(мет)акрилата 10-20

1035042

80-90

Для приготовления связующего применяют 50%-ные водные растворы фенолформальдегидной салолы типа феноло-. спиртов (марка Б), синтезированных в промышленных условиях с применением в качестве катализатора гидроокиси bO натрия (ТУ 6-05-1164-75), тройные сополимеры Р-фениламиноэтилметакрилата, акриловой HJIH метакриловой кислоты и бутилакрилата или бутилме такрилата, взятых в мольном соотно- 65

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов, в частности к приготовлению синтетических связующих для изделий иэ минеральной или стеклянной ваты.

Известно связующее для изделий из стекловолокна, содержащее фенолформальдегидную смолу, модифицированную на стадии синтеза полиэтиленглико л ем j l ) .

Однако иэделия, изготовленные с 10 использование (модифицированных полиэтиленгликолем фенольных смол, не обладают по сравнению с изготовленными на немодифицированных смолах повышенными прочностными показателями во влажных условиях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- мому .результату является полимерное связующее для получения волокнистых иэделий, содержащее водорастворимую фенолформальдегидную смолу и водорастворимый акриловый сополимер, получаемый взаимодействием акриловой кислоты и бутилакрилата (,2).

Однако использование этого связую- щего также не обеспечивает получения высоких прочностных.свойств изделий, а также достаточной прочности во влаж ных условиях.

Цель изобретения — повышение проч- ности в исходном состоянии изделий из минеральной или стеклянной ваты и во влажных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что полимерное связующее, содержащее Ç5 водорастворимую фенолформальдегидную смолу и водорастворимый акриловый сопо. — .; лимер,в качестве водорастворимого акрилового сополимера содержит нейтрализованный гидроокисью аммония до рН 7,5- 40

8,6 тройной сополимер Р-фениламиноэтилметакрилата, (мет)акриловой кислоты и бутил(мет)акрилата при мольном соотношении 1,5-5 : 3,5-4 : 1,5-5 соответственно при следующем соотно- 45 шении компонентов (по сухому веществу), мас. Ъ|

Водорастворимая фенолформальдегидная смола

Тройной сополимер .Р-фениламиноэтилметакрилата, (мет)акриловой кислоты и, .бутил (мет) акрилата 10-20 шении.соответственно 1,5-5 : 3,5:4:

1,5-5, предварительно нейтрализованные гидроокисью аммония до рН 7,5

8,6.

Синтез сополимеров проводят в диметилсульфоксиде или уксусной кислоте (суммарная концентрация мономеров в растворе составляет 2,94 моль/л), в атмосфере очищенного азота, в присутствии динитрила озоизомасляной кислоты (концентрация инициатора

0,0289 моль/л) при 60 С в течение

1-3 ч. Полученные сополимеры осаждают из. реакционной смеси и переосаждают из диоксана в смесь петролейного эфира и бутилацетата (1:1), сушат до постоянного веса -в вакууме при 3040 С. Состав сополимеров определяют по данным анализа на азот и карбоксильные группы.

Водно-аммиачный раствор тройных сополимеров приготавливают путем смешения при перемешивании соответствующих количеств предварительно измельченного сополимера и воды для получения гомогенной массы, затем для ней трали э аци и СООН- групп сонолимера,* добавляют эквивалентное количество, 25%-ной аммиачной воды, разбавляют во- дой до содержания сухого вещества 7-10% и полученную смесь перемешивают до образования гомогенного раствора.

Связующее приготавливают путем смешения соответствующих количеств

7-10%-ного водно-аммиачного раствора тройного сополимера с .50%-ными фенолспиртами при постоянном переме" шивании с последующим разбавлением водой до требуемой рабочей концентрации.

Пример.. Для приготовления

1 кг 12%-ного рабочего раствора связующего, содержащего 90 мас.% реэольной фенолформальдегидной смолы и

10 мас.% тройного сополимера (в пересчете на сухие вещества), в емкость, оборудованную мешалкой, загружают при комнатной температуре 216 г

50Ъ-ной смолы, при постоянном перемешивании вводят 120 r 10%-ного водно-аммиачного раствора тройного сополимера и 664 r воды и содержимое дополнительно перемешивают в течение 5-10 мин.

Приготовленный рабочий раствор связующего вводят в минераяоватный илн стекловатный ковер любым общеизвестным методом..После уплотнения ковра проводят его тепловую обработку для отверждения связующего и придания ему определенной формы. Режим тепловой обработки аналогичен обычно применяемому в производстве минераловатных и стекловатных изделий, изготовляемых на фенольном связующем.

Для определения и сравнения прочностных свойств отвержденных связующих до и после их выдержки в услови1035042

Т а б л и ц а 1

1 Тройной сополимер ф -фПЭЯ+ИАК+:: ,.+SNA по составам, мол, %

Тройной сополимерр -ФАЭИ+АК+БА по составам, мол. Ъ,-Показатели

«««

15+35+50 20+40+40 (50+35+15 15+35+50 +20+40+40 50+35+15

Содержание сополимера, мас. Ъ

Содержание

25%-ной аммиачной воды, мас. Ъ

ló4-2,9 1,6-3,1 1,2-2,7

1,3-2,8 1,5-3,0 1,1-2,6

90,1-91,6 89,9-. 91 4 90. 3-91,8 90,2-91,7 90,0-91,5 90 ° 1-91,6

Содержание воды, мас.З

Относительная вязкость ( (по В3-4) 12«13

12-13

l2-13

12-13

l2-13

12-13

Водородный показатель,рН 7,5-8,6 7,5-8,6 7,5-6,6

7,5-8,6 . 7,5-8,6 7,5-8,6

Показатель преломле ния дэ

1,346 1 347 1 348

1,348 1,348 1,348

«»«« ° °

Определение по ГОСТ 8420-74: ях повышенной влажности, нзготавлива;ют лабораторные образцы на основе инертного наполнителя — кварцевого песка (ГОСТ 6139-70). и связующего (содержание последнего 3 мас.Ъ от общей массы). После термоотверждения образцов при 180 С в течение 25 мин определяют их предельную прочность при изгибе до и после выдержки в условиях повышенной влажности,(96100%). 30

Соотношение компонентов в сополимере и его свойства приведены в табл. 1.

Составы полимерного связующего приведены в табл. 2. 15

Результаты испытания прочностных свойств отвержденных связующих приведены в табл. 3. В табл. 1-2 приняты следующие обозначения: ФФС вЂ” 2О фенолформальдегидная смола; АК вЂ” акриловая кислота; MAK — метакриловая кислота;. БА — бутилакрилату BMA— бутилметакрилат; ФАЭИ -p -фениламино- зтилметакрилат. 25

Из полученных результатов видно, что введением в фенолформальдегидную . смолу 10-20 мас.% тройного сополи» ,мера, вместо двойного сополимйра вбзможно значительно увеличить началь1 ную прочность после выдержки отвер- жденного связующего в условиях повышенной влажности.

Особенно высокой прочностью обладает отве нкденное «связующее, содержащее 20 мас.% тройных сополимеров. В этом случае начальная прочность образцов по сравнению с известным связующим повышается в.2-2,5 раза, а прочность после выдержки в условиях повышенной влажности в 2-3 раза. Повышать количество вводимого в смолу тройного сополимера свыше 20% экономически невыгодно, поскольку повьавается стоимость связующего. Кроме того, нет технической необходимости черезмерно повышать прочность минераловатных и стекловатных изделий.

Таким образом, связующее дает воэ» можность повысить начальную прочность мийераловатйых или стекловатных иэдеЛий, а также прочность при их хранении и эксплуатации в условиях повышенной влажности, т.е. им долговечность.

1035042

Т а б л и ц а 2 с

Компоненты связующего

Составы связующего, мас. %

1 2 3 4

5 б

7 8 9 10

Фенолформальдегидная смола

10 15 20

2 1 4: 4

5:3,5 1 5

20,Тройной сополимер при мольном соотношении ФАРЭМ:MAK-БМА равном:

1,5:3,5!5

2 : 4: 4

15 20

5:3,5!1,5

9,.3

8,4

11,2.

2 72,4

3 78,1

4 84,4

16,5

12,8 °

15 9

5 76,5

6 85 3

11,7

7 70,8

8 Sit 0

9 92,8

14,6

19 3

10 83,6

17,5

Известное связ ее 31 8-37 7 4 4-6 0

ВНИИПИ Эаказ 5754/22 Тнраа 494 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Тройной сополимер при мольном соотношении ФАЭМ:AK:БА равном:

1,5:3,5:5

85 90 85 80 80 85 90 85 80 80 по соста- м вам:.

1 82 0