Состав для изготовления теплоизоляционного материала

 

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано для изготовления материалов на основе пенопластов для теплоизоляции строительных конструкций, кабин и кузовов автомобилей судов, вагонов, холодильных установок, а также для упаковки. Изобретение позволяет получать устойчивую пеномассу, обладающую относительно меньшими усадочными деформациями, снизить объемную массу и возможность возгорания теплоизоляционного материала, повысить его упругие и гидрозащитные свойства и значительно уменьшить объем вредных выделений в атмосферу. Указанный технический результат достигается тем, что в состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий полимер, кислотный отвердитель, наполнитель, поверхностно-активное вещество и воду, дополнительно введен пластификатор, а в качестве полимера используют продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, стабилизированный аммиаком, или продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом и стабилизированный тетраборнокислым натрием. 5 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано для изготовления материалов на основе пенопластов для теплоизоляции строительных конструкций, кабин и кузовов автомобилей, судов, вагонов, холодильных установок, а также упаковки промышленного и бытового оборудования.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий [1] включающая, мас. Карбомидная смола 21-50 Хлористый аммоний 0,2-0,6 Полуводный фосфогипс 10-16 Пенополистирол 10,8-14,4 Вода 5-15 Сульфитный щелок 9-14 Перлитовый песок 15-19 Недостатком данной смеси является высокая объемная масса готовых изделий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для изготовления теплоизоляционного материала [2] включающий, мас. Карбомидоформаль- дегидная смола 40,3-60,7 Кислотный отвердитель 4-10 Наполнитель 18-28 Поверхностно-активное вещество 0,3-0,7 Карбамид 12-14 Силикат натрия 5-7 Недостатками известного технического решения являются относительно высокое водопоглощение готовых изделий и значительное содержание вредных примесей.

Предлагается в состав для изготовления теплоизоляционногго материала, включающего полимер, кислотный отвердитель, наполнитель, поверхностно-активное вещество и воду, дополнительно ввести пластификатор, в качестве полимера применить раствор крепителя М-2 (продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, стабилизированный аммиаком в количестве 5%) или раствор крепителя М-3 (продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом в количестве 5% и стабилизированный аммиаком в количестве 5%), или раствор крепителя ВК-1 (продукт поликонденсации мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом в количестве 5% и стабилизированный тетраборнокислым натрием в количестве 5%) (ТУ 6-06-0803396-88-90); в качестве поверхностно-активного вещества применить смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₃ при следующем соотношении ингредиентов, мас. Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ 30-40 Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₃ 60-70 или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ при следующем соотношении ингредиентов, мас. Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ 10-30 Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ 30-50 Натриевые или триэтаноламиновые соли сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ 30-50 или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₆ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₂-С₁₆ при следующем соотношении ингредиентов, мас. Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ 10-30 Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₆ 30-50 натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₂-С₁₆ 30-50 или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ и натрий втор-алкилсульфатов на основе α-олефинов фракции 100-320^оС C_nH_2n+1CH(CH₃)OSO₃Na (n 6-16) и натрий алкилбензолсульфонатов на основе керосина C_nH_2n+1C₆H₄SO₃Na (n 12-18) при следующем соотношении ингредиентов, мас. Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ 10-30 Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ 45-60 Натрий втор- алкилсульфаты на основе α-олефинов фракции 100-320^оС C_nH_2n+1CH(CH₃)OSO₃Na (n 6-16) 15-20 Натрий алкилбензол- сульфонатов на основе керосина C_nH_2n+1C₆H₄SO₃Na (n 12-18) 15-20 в качестве наполнителя применить вспученный перлитовый песок, или пористые пески на основе шлаков, или гипс, или фосфогипс, или шлам от бумажного производства, или керамзит, или полимерную крошку, или древесные опилы, или силикат натрия, или их бинаpные или тройные смеси; в качестве пластификатора применить поливиниловый спирт, или поливинилацетатную дисперсию, или латексы на основе каучуков, или крахмал и его производные, или дибутил фталат, или их бинаpные или тройные смеси при следующем соотношении ингредиентов, мас. Полимер 20-65 Поверхностно-активное вещество 1-5 Кислотный отвердитель 1-5 Наполнитель 5-40 Пластификатор 0,2-5 Вода Остальное Кроме того, предлагается в состав дополнительно ввести (за счет воды) антипирен фосфорно-кислый аммоний, или хлорпарафины, или гексахлорбензол, или тетрабром гидроксифенил пропан, или гидрооксид алюминия, или борат цинка, или их бинарные или тройные смеси в количестве 0,5-1,0 мас. для уменьшения возможности возгорания теплоизоляционного материала и смесь дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆ в количестве 0,3-1,5 мас. для снижения выделений свободного формальдегида.

Предлагаемый состав позволяет получить устойчивую пеномассу, обладающую относительно меньшими усадочными деформациями, снизить объемную массу и возможность возгорания теплоизоляционного материала, повысить его упругие и гидрозащитные свойства и значительно уменьшить объем вредных выделений в атмосферу.

Поверхностно-активное вещество можно получить следующим образом.

Сначала готовится водная суспензия на основе смеси натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ путем их термической обработки в водной среде в присутствии карбоната натрия или гидрооксида кальция при температуре 65-90^оС при следующем соотношении ингредиентов, мас. Смесь натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ 10-35 Карбонат натрия или гидрооксид кальция 1,5-5,5 Вода Остальное.

Полученная таким образом суспензия смеси натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ смешивается с равными количествами поверхностно-активных веществ, представляющих собой смесь натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфонатов первичных жирных спиртов С₁₀-С₁₃ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот С₁₀-С₁₆ или с равными количествами смеси натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₃ и смеси натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₆ и смеси натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₂-С₁₆.

При экспериментальной обработке составов для изготовления теплоизоляционного материала использовались в качестве полимера раствор крепителя М-3 (ТУ 6-06-0803396-88-90); в качестве кислотного отвердителя ортофосфорная кислота (ГОСТ 10678-76); в качестве наполнителя вспученный перлитовый песок фракции 0,16-5 мм (ГОСТ 10832-74) и измельченные отходы суспензионного полистирола; в качестве пластификатора спирт поливиниловый ПВС (ГОСТ 10779-78); в качестве поверхностно-активного вещества смесь натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и пенообразователей "Поток" (ТУ 38.5074-87) и "Сульфонол" (ТУ 84-343-72) при следующих соотношениях ингредиентов, мас. Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ 30 "Поток" 40 "Сульфонол" 40 в качестве антипирена фосфорно-кислый аммоний; в качестве смеси дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆ водный слой дикарбоновых кислот, образующийся в качестве отходов при производстве капролактана (ТУ 113-03-26-11-81).

Пенообразующий состав получали при атмосферном давлении и температуре 15-30^оС миксером (с частотой вращения до 1000 об/мин) путем последовательного введения воды, поверхностно-активного вещества, полимера, наполнителя, антипирена, смеси дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆, пластификатора и кислотного отвердителя, разливали по формам (100х100х100, 70х70х70, 40х40х40) и подвергали испытаниям (в соответствии с ГОСТ 10180-90, ГОСТ 12730.2-78, ГОСТ 12730.3.-78).

Результаты практической реализации изобретения приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из данных, представленных в табл. 2, реализация предлагаемого технического решения позволила значительно улучшить физико-технические и экологические свойства теплоизоляционного материала (составы 1-3). Так, устойчивость свежеприготовленного пеноматериала до момента его отверждения увеличилась по сравнению с известным техническим решением в 10 и более раз, водопоглощение уменьшилось в 6-7 раз, а содержание свободного формальдегида не превышало ПДК при объемной массе готового материала 15-25 кг/м³.

Формула изобретения

1. СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающий полимер, кислотный отвердитель, наполнитель, поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пластификатор, а в качестве полимера - продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, стабилизированный аммиаком, или продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом и стабилизированный аммиаком, или продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом и стабилизированный тетраборнокислым натрием, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Полимер - 20 - 65 Поверхностно-активное вещество - 1 - 5 Кислотный отвердитель - 1 - 5 Наполнитель - 5 - 40
Пластификатор - 0,2 - 5,0
Вода - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтиламиновых солей алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₃ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ - 30 - 40
Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₃ - 60 - 70
или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жиров спиртов фракции С₁₀-С₁₃ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкиламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ - 10 - 30
Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ - 30 - 50
Натриевые или триэтиламиновые соли сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ - 30 - 50
или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₆ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₂-С₁₆ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ - 10 - 30
Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции С₁₀-С₁₆ - 30 - 50
Натриевые или триэтаноламиновые соли сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₂-С₁₆ - 30 - 50
или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ и натрийфторалкилсульфатов на основе α - олефинов фракции 100 - 320^oС C_nH_2n+1CH(CH₃)OSO₃Na (n = 6 - 16) и натрий алкилбензолсульфонатов на основе керосина C_nH_2n+1C₆H₄SO₃Na (n = 12 - 18) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С₁₉-С₂₅ - 10 - 30
Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ - 45 - 60
Натрий фтор-алкилсульфаты на основе a-олефинов фракции 100 - 320^oС C_nH_2n+1CH(CH₃)OSO₃Na (n = 6 - 16) - 15 - 20
Натрий алкилбензосулфонатов на основе керосина C_nH_2n+1C₆H₄SO₃Na (n = 12 - 18) - 15 - 20
3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит вспученный перлитовый песок, или пористые пески на основе шлаков, или гипс, или фосфогипс, или шлам от бумажного производства или керамзит, или полимерную крошку, или древесные опилы, или силикат натрия, или их бинарные или тройные смеси в массовом соотношении ингредиентов 1 : 1.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора он содержит поливиниловый спирт, или поливинилацетатную дисперсию, или латексы на основе каучуков, или крахмал и его производные, или дибутилфталат, или бустилат, или их бинарные или тройные смеси в массовом соотношении ингредиентов 1 : 1.

5. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит антипирен-фосфорнокислый аммоний, или фосфорнокислые или бромнокислые соли полиаминов, или хлорпарафины, или гексахлорбензол, или тетрабромгидроксифенил пропан, или гидрооксид алюминия, или борат цинка, или их бинарные или тройные смеси в массовом соотношении ингредиентов 1 : 1 в количестве 0,5 - 1,0 мас.% за счет воды.

6. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит смесь дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆ в количестве 0,3 - 1,5 масс% за счет воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2