Способ изготовления тепло- и звукоизоляционных изделий

 

Сущность изобретения: готовят водный раствор карбамидоформальдегидного связующего в три этапа: сначала смешивают смолу с аммонийной солью сильной кислоты до обеспечения рН 4 5, затем смешивают ее с карбамидом до обеспечения рН 5,2 6,2, после чего смесь разбавляют водой до получения рабочей концентрации. Смешивают водный раствор карбамидоформальдегидного связующего с минеральным волокном, формуют заготовку и термообрабатывают. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве тепло- и звукоизоляционных изделий на основе минеральной или стеклянной ваты. Известен способ изготовления теплоизоляционных изделий, включающий введение в фенолоспирты аммонийной соли сильной кислоты до обеспечения величины (рН), равной 5-7, и последующее введение в смесь аммиачной воды для обеспечения требуемой водорастворимости связующего, разбавленная водой до получения раствора рабочей концентрации, смещения его с минеральным волокном, формование и термообработку изделий. Недостатком этого способа является наличие в связующем и в изделиях свободных мономеров фенола и формальдегида, а также аммиака, что ухудшает условия труда и санитарно-гигиенические свойства изделий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления тепло- и звукоизоляционных изделий, включающий введение в карбамидоформальдегидную смолу 5-7% карбамида, выдержку смеси 24-30 ч, разбавление водой до получения связующего рабочей концентрации, смещение его с минеральным волокном, формование и термообработку изделий. Известный способ характеризуется полным отсутствием в связующем фенола. Недостатком такого способа является наличие в связующем 1,5-2% свободного формальдегида, что ухудшает условия труда. Кроме того, необходимость предварительной выдержки смолы с карбамидом в течение 24-30 ч удлиняет технологический цикл. Целью изобретения является повышение качества изделий за счет улучшения их санитарно-гигиенических свойств. На чертеже представлено устройство, общий вид. Приготовление водного раствора карбамидоформальдегидного связующего, смешение его с минеральным волокном, формование заготовки и термообработку, приготовление водного раствора карбамидоформальдегидного связующего осуществляют в три этапа: сначала смешивают смолу с аммонийной солью сильной кислоты до обеспечения величины рН, равной 4-5, затем смешивают ее с карбамидом до обеспечения величины рН, равной 5,2-6,2, после чего смесь разбавляют водой до получения рабочей концентрации раствора связующего. Механизм уменьшения содержания свободного формальдегида в синтетическом связующем, что обеспечивает достижение положительного эффекта улучшение условий труда, объясняется следующим. Карбамидоформальдегидная смола КС-11 представляет собой продукт конденсации карбамида и формальдегида, который применяется в виде водной дисперсии карбамидоформальдегидного мономера. При введении в карбамидоформальдегидную смолу аммонийной соли сильной кислоты происходит разложение слабой соли сильной кислоты с образованием гидроокиси аммония. Последняя взаимодействует с формальдегидом с образованием нетоксичного вещества уротропина. Процесс взаимодействия аммонийной соли сильной кислоты, например сернокислого аммония, с формальдегидом в водной среде описывается следующими выражениями: + C= 10 При введении в смолу с сернокислого аммония происходит уменьшение водородного показателя рН среды в связи с образованием свободной кислоты, что коррелируется с количеством гидроокиси аммония, вступившим в соединение с формальдегидом. При этом с уменьшением величины рН связующего с 7 до 3 (см. таблицу) происходит понижение жизнеспособности связующего, что соответствует уменьшению его водорастворимости. При уменьшении рН с 7 до 5 не обеспечивается получение нетоксичных изделий. При уменьшении рН с 4 до 3 не обеспечивается возможность получения растворов, водорастворимость которых обеспечивает технологическую применимость связующего в производстве минплит. Выбранные параметры изменения рН с 4 до 5 определяют диапазон технологической применимости связующего в производстве минераловатных плит. После введения в смесь карбамида происходит дополнительное связывание остаточного формальдегида карбамидом с образованием моно- и диметилломочевины. При этом с введением в смолу карбамида (5-15 мас. от количества смолы) (см. таблицу) происходит увеличение рН с 4 до 8, что сопровождается повышением водорастворимости смолы. Карбамид в данном случае является стабилизирующей добавкой, введение которой обеспечивает повышение жизнеспособности связующего и получение на его основе водных растворов рабочей концентрации. Выбранный интервал увеличения величины (рН от 4 до 5 определяет диапазон изменения рН связующего, при котором количество свободного формальдегида, выделяемое из плит в течение 1 сут не превышает ПДК для жилого домостроения, т.е. 0,001 мг/м3. Механизм достижения положительного эффекта повышение санитарно-гигиенических свойств изделий заключается в следующем. В процессе термообработки происходит образование некоторого количества свободного формальдегида в результате интенсивного термического воздействия на связующее теплоносителя с температурой до 220оС. Непрореагировавшее количество карбамида, содержащееся в растворе связующего рабочей концентрации, в процессе термообработки при температуре более 132,6оС разлагается на биурет и аммиак согласно следующей реакции: )2NH+ Благодаря высокой реакционной способности формальдегида происходит связывание имеющегося в изделии остаточного свободного формальдегида газообразным аммиаком с образованием нетоксичного уротропина согласно следующей химической реакции: 6CH2O + 4NH3 C6H12N4 + 6H2O формаль- аммиак уротро- вода дегид пин Таким образом, способ обеспечивает трехстадийное связывание свободного формальдегида: 1-я и 2-я стадии в процессе приготовления раствора связующего и 3-я стадия в изделии при его термообработке. На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа. Полученный в плавильном агрегате 1 расплав непрерывно подается на узел волокнообразования 2, откуда получаемое волокно в виде минеральной ваты подается в камеру волокноосаждения 3. Получаемый минераловатный ковер ножами 4 разрезается на отдельные части, которые по наклонному транспортеру 5 непрерывно подаются в смеситель 6. Получаемая в смесителе 6 однородная гидромасса по массопроводу 7 поступает на раскладчик 8, где формируется в ковер. Проходя через систему вакуумобезвоживания 9, ковер вакуумируется до остаточной влажности 60-80% Избыток раствора связующего подается в емкость для связующего 10. Сформованный ковер подается далее в камеру термообработки 11, где путем прососа теплоносителя с температурой до 220оС происходит сушка ковра и отверждение связующего. После чего отвержденный минеральный ковер подается на ножи 12 и 13 продольной и поперечной резки ковра на изделия. Примеры конкретного выполнения способа. П р и м е р ы 1-15. Берут карбамидную смолу КС-11 (ТУ 6-05-1375-80) и вводят в нее, при непрерывном перемешивании, аммоний сернокислый в количестве, обеспечивающем величину водородного показателя рН в соответствии с таблицей. Затем в смесь при непрерывном перемешивании вводят карбамид в количестве, обеспечивающем величину водородного показателя рН в соответствии с данными таблицы. Затем связующее разбавляют водой в соотношении (1:4)-(1:5) до получения раствора связующего рабочей концентрации, равной 1,03 г/см3. В смеситель принудительного действия заливают 50 л свежеприготовленного раствора синтетического связующего рабочей концентрации. Туда же при непрерывном перемешивании вводят 2,5 кг минеральной ваты, обеспечивая твердо-жидкое отношение в пределах до 1/25. Полученную однородную гидромассу раскладывают в форму с сетчатым дном с размерами 50х60 см в плане и высотой 5 см. Избыток раствора связующего удаляют вакуумированием до обеспечения величины остаточной влажности не более 70% Полученные таким образом заготовки помещают в камеру термообработки, где связующее отверждают путем прососа теплоносителя с температурой 210-220оС в течение 15 мин. П р и м е р 16 (прототип). Данный пример аналогичен предыдущим за исключением того, что в смолу КС-11 не вводят сернокислый аммоний и карбамид. Физико-механические и санитарно-гигиенические свойства связующего и изделий приведены в таблице. Сангигиенические свойства связующего определение количества свободного формальдегида в связующем производили по методике ТУ 6-05-1375-80. Сангигиенические свойства изделий определяли после выдержки образца в термостате при 20оС в течение 24 ч при насыщености 1 м23. Физико-механические свойства изделий определены по ГОСТ 17177-87. Полученные данные показывают, что положительный эффект по полному исключению свободного формальдегида в составах связующего достигается в примерах 6, 7, 11, 12, 13. При этом в связи с ухудшением водоразбавляемости связующего в примерах 6 и 13 и по этой причине невозможностью получения на этих составах раствора связующего рабочей концентрации плиты были изготовлены на составах связующего, которые приведены в примерах 7, 11, 12. Данные испытаний показывают, что полученные изделия (примеры 7, 11, 12) по сравнению с прототипом (пример 16) характеризуются более высокими санитарно-гигиеническими показателями, что позволяет применять их в жилом домостроении. Кроме того, способ позволяет на 25-30% повысить прочность плит. Это можно объяснить тем, что наличие в составе связующего свободной кислоты, которая является ускорителем реакций отверждения данного вида связующего, способствует более прочной сшивке олигомера в пространственной структуре полимера. Применение предлагаемого способа улучшает условия труда за счет отсутствия свободного формальдегида в составе связующего; повышает санитарно-гигиенические свойства плит, что позволяет расширить сферу их применения, включая жилое домостроение; увеличивает прочность плит, что позволяет снизить расход связующего, необходимого для достижения нормативной прочности.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛО- И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий приготовление водного раствора карбомидоформальдегидного связующего, смешение его с минеральным волокном, формование заготовки и термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет улучшения их санитарно гигиенических свойств, приготовление водного раствора карбомида формальдегидного связующего осуществляют в три этапа: сначала смешивают смолу с аммонийной солью сильной кислоты до обеспечения pH 4 5, затем смешивают ее с карбамидом до обеспечения pH= 5,2 6,2, после чего смесь разбавляют водой до получения рабочей концентрации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам изготовления гипсовых строительных изделий для строительства жилищно-гражданских зданий и промышленных сооружений

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве минерале ватных или стекловатных изделий

Изобретение относится к производству волнистых или плоских листов из формовочной смеси на основе магнезиального вяжущего

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано на предприятиях, выпускающих тепло- и звукоизоляционные материалы и изделия из природного минерального сырья, например базальта, путем его расплава и последующего раздува высокотемпературной струей газа или пара

Изобретение относится к наземному строительству и может быть использовано при возведении сооружений, обладающих повышенной прочностью и долговечностью при относительной легкости, например навесных стен промышленных, гражданских и жилых зданий

Изобретение относится к способу получения изоляционного слоя, имеющего упрочненную поверхность, путем объединения элементов минеральных волокон

Изобретение относится к производству волокнистых плит из волокон на основе горных пород, преимущественно базальтовых, и глинистого связующего, например, бентонитовой (огнеупорной) глины, которые используются для тепло- и звукоизоляции в жилищном, промышленном и сельскохозяйственном строительстве, а также для тепловой изоляции промышленного оборудования с температурой изолируемой поверхности от минут 260oC до плюс 1000oC

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к волокнистым тепло- и звукоизоляционным материалам и способам их изготовления, и может быть использовано для тепло- и звукоизоляции жилых, административных и промышленных зданий и сооружений, теплоизоляции трубопроводов, а также для изготовления волокнистых тепло- и звукоизоляционных материалов

Изобретение относится к строительной промышленности и к сельскому хозяйству

Изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности к способам изготовления теплоизоляционной высокотемпературной волокнистой футеровки тепловых агрегатов, например печей

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для тепло- и звукоизоляции жилых, административных и промышленных зданий и сооружений
Наверх