Способ получения пенопласта и установка для получения изделий из вспененных материалов
Использование: технология получения карбамидоформальдегидных пенопласта. Сущность изобретения: композицию на основе карбамиднсГ; смолы роыворяют в смеси монои диметилолмочевины и продуктов их конденсации, полученной при пропускании газа, образующегося при сушке и насыщенного парами формальдегида, через вспененный раствор, содержащий, мас.%: карбамид 0,250-1,000; пенообразователь 0,010-0,13 и воду, подкисленную до рН 3,5- 4,0 остальное. Установка содержит емкости для отвердителя и раствора смолы, пеноге- .нератор, смеситель с формующей посадкой и сушильную камеру с вентиляционной системой . Устройство для очистки воздуха выполнено в виде оросительной колонны, имеющей в верхней части патрубок, связанный с атмосферой, а в нижней части - вводный патрубок, соединенный вентиляционной системой с сушильной камерой, и сливную труб ку, связанную с вспомогательной емкостью . Ороситель выполнен в виде закрытого раструба с отверстиями и расположен в верхней части колонны. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл. (Л С
:<1<ЮЭ:< «ВЕТ:<КИХ
< «ЦИАЛИ<ТИЧЕ <КИХ
РЕ <ПУБЛИК
ГЧ <УДАР<ТВЕННЯЕ ПАТЕНТНЧЕ
ВЕ43М К ПАТЕНТУ k (21) 5017872/05 (22) 23,12,91 (46) 30.08.93. Bion. <"ч. 32 (71) Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов (72) Б.В. Левинский. Г.В. Рябцовская, В,Я. Мареев и B.È. Ваганова (73) Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов (56) Патент США N 3312639, кл. С 08 L 61/24, опуб.1967. Авторское свидетельство СССР N. 933672, кл, С 08 J 9/30, 1981, Вирпша З.З. и др. Аминопласты. M.; Химия, 1973, с.296-298, Патент Великобритании N 1582445, кл. С 08 J 9/30, 1981. Авторское свидетельство. СССР М 1742093, кл. В 29 С 67/20, 1992. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВСПЕНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к технологии получения карбамидоформальдегидных пенопластов и устройствам для получения композиционных материалов, в том числе полимеризующихся, используемых в качестве теплоизоляционных материалов в строительстве, особенно при выполнении работ, где выделение формальдегида нежелательно. Целью изобретения является охрана окружающей среды и снижение удельного расхода карбамидоформальдегидной смо„„Я „„1838342 АЗ (st)s С 08 J 9/06, 9/30, С 08 L 61/24// В 29 С 67/20 (57) Использование: технология получения карбамидоформальдегидных пенопласта, Сущность изобретения: композицию на основе карбамид;.;;, й;.<с<с.л < < Bop QT в смеси моно- и диметилолмочевины и продуктов их конденсации, полученной при пропускании газа, образующегося при сушке и насыщенного парами формальдегида, через вспененный раствор, содержащий, мас. : карбамид 0,250-1,000; пенообразователь 0,010 — 0,13 и воду, подкисленную до рН 3,54,0 остальное. Установка содержит емкости для отвердителя и раствора смолы, пеноге,нератор, смеситель с формующей посадкой и сушильную камеру с вентиляционной системой. Устройство для очистки воздуха выполнено в виде оросительной колонны, имеющей в верхней части патрубок, связанный с атмосферой, а в нижней части — вводный патрубок, соединенный вентиляционной системой с сушильной камерой, и сливную трубку. связанную с вспомогательной емкостью. Ороситель выполнен в виде закрытого раструба с отверстиями и расположен в верхней части колонны. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл. лы за счет утилизации выделяющегося при бд сушке формальдегида. ф На чертеже изображена схема установ- Я ки. Установка содержит дозировочные злектронасосные агрегаты 1 и 2 для подачи растворов смолы и отвердителл <кислоты), электрокомпрессор 3 и соответствующие емкости 4 и 5 для растворов смолы и кислоты. Пеногенератор 4 и 6 выполнен в виде вспенивающей колонны, соединенной посредством трубопровода 7 со смесителем 8 1838342 с формующей насадкой 9, Смеситель 8 соединен с емкостью 5 трубопроводом 10. Внутри сушильной камерь1,11 с вентиляци0HI0é системой 12 и вентилятором 13 рас;10л<»,е-н транспортер 14. Устройство для очистки воздуха от фор- альдегида, выделяемого при сушке изделий из карбамидного пенопласта IIl0."1I4< .HQ В Bl lgC ОРОСИТЕЛЬНОЙ KOJIOHHbI 15, име1<ш1ей в верхней части патрубок 16 ..,ля Вывода очищенного воздуха в атмосферу И О;;"ОСИ <АЛЬ 17 дЛя ПодВОда ПадКИСЛЕННО1 0 рост сор;1 иэ всгlомогательной емкости 1 8 1О напо-.. ному трубопроводу 19 насосом 20. Ор !;Hталь I 1 Выпо IHGI4 в Виде закрытого рас р,ба с отверстиями. Б нижней части ..:рос1г.— -,льная колонна 15 снабжена вводны;-; 1атрубком 21, соединенным вентиляци01гной системой 12 сушильной камеры 11 н сли. :I-,o:, гр.бкой 22 для поддержания посто1 нного уросня раствора и слива насыца:-;ного формальдегидом раствора во Вспо;«0 -атальную емкость 18 посредством ::. :".14 3«,ällë насыщенного формальдеги",с 1 р:::стс<1ра соединена посредством вен-ил.l ?4 и дозатора 25 с промем<уточной емкосгью 26, предназначенной для хранения насыще1гного формальдегидом раствор 5:=.к 27 для приготовления подкисленно." раствора Выполнен с мешалкой и снаб>кен четно-дозирующим устройством 28 с ввнтилв.1 ?9, Бак >0 д19 приготОВления растВОра, состоящего из карбамидноформальдегидной смолы и всг1енивателя, соединен посредстВом вентиля 31 с промел<уточной емкостью ? 6 14 снаб>1<ен насосом 32 для перекачивания Г> а с т В 0 1> а I> е м к 0 с т ь 4 . Т.е, расгварный узел состоит из ряда ам1<осгей для приготовления растворов, уставов <а работае. следующим образом.. Раствор смолы с пенообраэователем из амкости 4 подаетсл насосом 1 по трубопро.>оду В псногенератор 6, туда же поступает с><етый воздух от компрессора 3, При даик<енин раствора и воздуха по кана lGM пеноге1,-"ð>òîàà 6 происходит диспергирование Воздуха и формирование пены, По выходному -1рубопроводу пена поступает в смеситаль 8. куда подается отвердитель из бака 5 по трубопроводу 10 в виде водного раствора кислоты. Готовый материал через формиру1ощую насадку 9 выдавливается на транспортер 11, который движется через сушильную камеру 11. При сушке выделяется формальдегид, который с воздухом по ".à. .I I.:!Iÿö140 -IH0é системе 12 вентилятором 50 доформальдегидной смолы 18 мас.,ь и пенообраэователя (сульфонола) 0,3 мас.$ вспенивали сжатым воздухом, отверждали кислым катализатором (ортофосфорная кислота) 2,0 мас, jo и получали пенопласт, который помещали в формы или на транспортер, где резали на блоки требуемой длины, которые оставляли на 20 мин для окончательноr0 отверждения. После этого блоки помещали в сушильную камеру для сушки на 24 часа при температуре 40 С, где при высыхании блоков выделяется формальдегид. Газ с парами формальдегида иэ сушильной камеры через 13 через патрубок 21 подается в колонну 15. В верхнюю часть колонны 15 через ороситель 17 вспомогательной емкости 18 посредством насоса 20 по трубопроводу 19 поступает подкисленный раствор, содержащий карбамид и пенообразователь, предварительно приготовленный в баке 27 и залитый в емкость 18 посредством счетчика-дозатора 28 и вентиля 29. Вк,олонну 15 заливается такое количество этого раствора, чтобы патрубок 21 был ниже уровня раствора, который поддерживается постоянным сливной трубкой 22. Подкисленный раствор непрерывно циркулирует в системе с помощью насоса 20 через ороситель 17 и сливную трубку 22. В результате прохождения насыщенного формальдегидом воздуха, поступающего по патрубку 21 через подкисленный раствор в колонне 15 образуется пена, уровень которой в колонне поддерживается постоянным (на 100 — 150 мм ниже оросителя 17) за счет подбора концентрации пенообразователя. Пена орошается раствором из оросите25 ля 17, подкисленный раствор, насыщаясь формальдегидом, стекает вниз колонки 15 и через сливную трубку 22 в бак 18. Очищенный воздух выбрасывается в атмосферу через патрубок 16. Раствор, нась1щенный 30 формальдегидом, сливается из бака 18 в . промежуточную емкость 20 для хранения. Приготовление растворов для получения изделий иэ пенопласта осуществляется в баке 30, в который из емкости 26 заливается рас35 твор, насыщенный формальдегидом, добавляется карбамидоформальдегидная смола (например, марки КФЖ) и пенообразователь (например, сульфонол). Из бака 31 растВОр насосом 32 закачивается в емкость 4 для: 40 приготовления рабочего раствора смолы, который далее направляется на получение изделий иэ пенопЛаста, Заявляемый способ осуществляют посредством предлагаемой установки следую45 щим образом. Пример 1, Водный раствор карбами1838342 30 45 55 вентиляционную систему поступал в колонну, в которую по циркуляционной системе через ороситель подавали подкисленный до рН 3 5 раствор, содержащий карбамид 0,25 мас.% и пенообразователь 0,013 мас.%. Этот раствор вспенивали в колонне вентиляционным газом, при этом содержание пенообразователя в подкисленном растворе и скорость его подачи через ороситель подбирали таким образом, чтобы высота столба пены в колонне оставалась постоянной для соблюдения постоянства режима. При прохождении подкисленного раствора через ороситель обеспечивалась достаточно большая поверхность контакта раствора и газа, что приводило к переходу формальдегида в раствор с последующими связыванием его в металолмочевины и их производные. Циркуляцию раствора осуществляли до первого проскока формальдегида, обеспечивающего степень очистки 99,9%. После этого раствор заменяли на свежеприготовленный, а насыщенный раствор использовали для приготовления растворов компонентов, при этом свежей карбамидоформальдегидной смолы для приготовления рабочего раство. ра брали меньше. Пример 2. Получение пенопласта осуществляли аналогично примеру 1. Карбамидоформальдегидной смолы брали 16,87 мас.%, а в качестве растворителя — подкисленный раствор, насыщенный формальдегидом, согласно изобретению. У пенопластов, полученных по примерам 1 и 2, проверялись механические свойства. Исходные данные и результаты представлены в табл.1. Из табл,1 видно, что использование подкисленного раствора в качестве растворителя для приготовления рабочих растворов позволяет снизить расход карбамидоформальдегидной смолы, В то же время из таблицы видно, что использование в качестве растворителя подкисленного раствора не оказывает отрицательного влияния на механические свойства пенопласта, Пример 3. Получение пенопласта осуществляли аналогично примеру 1, а для экспериментальной проверки утилизации формальдегида были использованы следующие соотношения ингредиентов, мас,%, подкисленнато раствора: карбамид 0,25, 1,0, 2,0 — 0,25. 0,25, 0,25, 1,0 пенообразователь 0,01, 0,01, 0,01, 0,01, 0,08, 0,014, 0,013, 0,013. Также были проверены оптимальные соотношения ингредиентов при подкислении раствора до рН 3,5-4.0. Результаты сведены в табл.2. Как следует из табл.2, наиболее эффективно улавливание формальдегида раствором, содержащим 0,25 — 1,0 мас.% карбамида, Это объясняется тем, что в данных условиях выдерживается оптимальное соотношение формальдегида и карбамида, отвечающее реакциям образования моно- и диметилолмочевины. Увеличение содержания карбамида в подкисленном растворе хотя и приводит к некоторому увеличению емкости, согроеождается образованием нерастворимой метилеомочевины, которая забивает насосы и другие аппараты, Уменьшение содержания карбамида в подкисленном растворе уменьшает емкость раствора, что снижает качество утил из а ции. Использование предлагаемого способа и установки позволит утилизировать формальдегид, который по степени воздействия на организм относится ко второму классу опасности, и тем самым, способствовать охране окру;,эю".е." cð",", .:.. =окращению удельного расхода карбамидоформальдегидной смолы. Формула изобретения 1.Способ получения пенопласта вспениванием воздухом раствора композиции на основе карбамидной смолы, отверждением полученной пены и сушкой, о т л и ч а юшийся тем, что композицию на основе карбамидной смолы растворяют в смеси ионо- и диметилолмочевины и продуктов их конденсации, полученной при пропускании газа, образующегося при сушке, и насыщенного парами формальдегида через вспененный раствор, содержащий, мас.%: карбамид 0,250 — 1,000; пенообразователь 0,010— 0,013; вода, подкисленная до рН 3,5-4,0— остальное. 2,Установка для получения изделий из вспененных материалов, содержащая емкости для отвердителя и раствора смолы. последовател ьно соединенные пеногенератор и смеситель с формующей насадкой, сушильную камеру с вентиляционной системой, систему трубопроводов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена устройством для очистки воздуха, выполненным в виде оросительной колонны, имеющей в верхней части патрубок, связанный с атмосферой, в нижней части — вводный патрубок, соединенный вентиляционной -системой с сушильной камерой, и сливную трубку, связанную со вспомогательной емкостью, которой снабжена емкость для раствора смолы, причем ороситель колонны расположен в ее верхней части, выполнен в виде закрытого раструба с отверстиями и подсоединен напорным трубопроводом вспомогательной емкости, 1838342 Таблица 1 8ависимость механических свойств пенопласта от состава рабочих растворов (=а ств ор ка на Таблица 2 гв Г б- и ид 2 4 О,Р . 1 0,0 1 Содержание в расо е мас, С кар енообраа4 зователь Л 1 ет 1,0 2 0 -т 3,5 0,01 0 г 2,60 0,008 0,014 т о 3,85 3,5 Я 3,5 1,0 3,0 3,45 Образование нерастворимого . осадка, которое ведет к неисправности оборудования Снижается емяссте раствора 0,0" О, P) . -3,: ч (! ы и „":,дпт l°, рстВН6 т т Ч1 ;::7.:,л -.л:,-:е:- (U|: 1, 2.3 8 025 е 1 с (0 тат" 0,073 0,013 0,01 низкая емкость раствора Не образуется пены Слишком много пены, выброс ее невозможность ведения процесса 1838342 Составитель И. Гинзбург Техред M.Mîðleíòàë Корректор М.Андрюшенко Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2902 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
