Способ модификации пенополистирола эмукрилом m или акратамом as



Способ модификации пенополистирола эмукрилом m или акратамом as
Способ модификации пенополистирола эмукрилом m или акратамом as
Способ модификации пенополистирола эмукрилом m или акратамом as

 


Владельцы патента RU 2504562:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к способу модификации пенополистирола путем пропитки модификатором и последующей термообработки. В качестве пенополистирола используют пенополистирол ПСБ-С М50, а в качестве модификатора - продукт эмульсионной сополимеризации акриловых мономеров Эмукрил М или сополимер стирола, бутилакрилата и акриловой кислоты, полученный эмульсионной сополимеризацией - Акратам AS. Пропитку осуществляют при температуре 18÷22°С в течение 24 часов, а термообработку - при температуре 80°С в течение 10 ч. Технический результат - повышение прочности и твердости пенополистирола, а также повышение стойкости к ультрафиолетовому облучению и снижение коэффициента линейного термического расширения. 3 ил., 3 табл.

 

Изобретение используется в строительстве для повышения стойкости пенополистирола к климатическим факторам и агрессивным средам при сохранении и повышении его прочности и долговечности.

За аналог принималась древесина модифицированная (патент РФ №5055017). В результате модифицирования механическая прочность древесины повышается не менее чем в 3 раза, водостойкость - в 2-3 раза, химическая стойкость - в 3-4 раза. Благодаря этому в переработку может быть вовлечена не только деловая древесина, но и древесина низкого качества, особенно мягких лиственных пород. Недостатком данного изобретения является токсичность модификатора.

В качестве прототипа принимался беспрессовый пенополистирол ПСБ-С М50. Он применяется в строительстве в качестве теплоизоляции в конструкциях подверженых значительным силовым и климатическим воздействиям. Недостатками данного материала являются его низкая прочность (0,33 МПа), невысокая стойкость к воздействию климатических факторов, долговечность и водостойкость.

Беспрессовый пенополистирол ПСБ-С М50 получают в результате проведения суспензионной полимеризации мономера стирола в водной среде в пристутствии стабилизатора суспензии (поливинилового спирта) и инициатора (перекиси бензоила или динитрила азодиизомасляной кислоты). В качестве газообразователя применяют вспенивающий агент - изопентановую фракцию с температурой кипения 28-45°С. Для придания полимеру негорючести в массу вводят 3-5% антипиренов - бром- и хлорсодержащих органических соединений. Все компоненты одновременно загружаются в автоклав и интенсивно перемешиваются в условиях высокого давления (5-6 атм) и температуры (70°С). В результате получают сферические частицы полистирола с равномерно распределенным вспенивающим агентом, которые пропускают через центрифугу для промывки и обезвоживания с последующей сушкой.

Предварительное вспенивание полистирольного полуфабриката производят водяным паром при 95-105°С. Для обеспечения равномерного прогрева и предотвращения слипания гранулы полистирола во время вспенивания перемешивают лопастной мешалкой. Вспенивание производят до получения материала требуемой насыпной плотности.

После процесса предвспенивания гранулы полистирола подсушивают в потоке воздуха температурой 50-60°С. Сухие гранулы выдерживают на воздухе при 20-25°С в течение 6-24 часов. Окончательное вспенивание гранул полистирола производят водяным паром с температурой 100-120°С и давлением до 4 атм. в течение 5 мин. в стационарных формах. В результате гранулы расширяются и сплавляются между собой, образуя изделие.

Техническая задача: повысить стойкость пенополистирола к агрессивным средам и климатическим факторам при повышении его прочности и долговечности.

Данная техническая задача решается путем модификации беспрессового пенополистирола Эмукрилом М или Акратам AS. Эмукрил М (ТУ 6-36-5800146-264-91) представляет собой продукт эмульсионной сополимеризации акриловых мономеров и используется в качестве составной части упрочняющих и красящих составов в производстве бумажных и текстильных (например, шелковых тканей) материалов. Акратам AS (ТУ 2241-267-05800142-2006) представляет собой сополимер стирола, бутилакрилата и акриловой кислоты, полученный эмульсионной полимеризацией, и применяется при производстве строительных красок для наружных и внутренних работ; служит также для изготовления пастообразующих клеев строительного назначения, шпатлевок, рельефных штукатурок, грунтовок; используется в качестве связующего для нетканых материалов и текстильных покрытий.

Модифицирование пенополистирола (ПСБ-С М50) осуществляется следующим образом: пропитка его Эмукрилом М или Акратамом AS при температуре 18÷22°С в течение 24 часов, а затем термообработка при температуре 80°С в течение 10 часов. Длительность технологических операций определялась по результатам кратковременных испытаний на сжатие и изгиб.

Таблица 1
Технические требования, предъявляемые к Эмукрилу М и Акратаму AS
№ п/п Наименование показателя Эмукрил М Акратам AS
1 Внешний вид жидкость молочно-белого цвета жидкость молочно-белого цвета
2 Массовая доля нелетучих веществ, % 40±1 50±1
3 Массовая доля летучих мономеров, %, не более 0,005 0,05
4 Массовая доля летучих мономеров (этилакрилата + стирола), %, не более - -
5 Показатель активности водородных ионов, ед. pH 7,0-8,5 7,5-8,5
6 Массовая доля железа, %, не более 0,01 -
7 Плотность, г/см3 1,055±0,004 1,04±0,005
8 Устойчивость к действию электролитов (водный раствор с массовой долей MgCl2·6H2O 3% и водный раствор с массовой долей NH4Cl 11%) - устойчив

При пропитке образцов пенополистирола Эмукрилом М и Акратамом AS наблюдается резкое увеличение их массы. Процесс пропитки сопровождается увеличением размеров образцов пенополистирола, что свидетельствует о заполнении модификатором не только поверхностного конформированного слоя ячеек пенополистирола, но и его проникновения вглубь образцов с образованием связанной монолитной структуры.

При модификации пропиткой значительно повышается прочность пенополистирола: при пропитке Эмукрил-М на 69-70%, Акратам - 87% (Таблица 2). Наблюдается повышение твердости при пропитке образцов пенополистирола в Акратам AS (она повышается в 2 раза).

Таблица 2
Прочность пенополистирола ПСБ-С М50, модифицированного Эмукрилом М и Акратамом AS
Прочность при поперечном изгибе, МПа
Без пропитки Пропитанного Эмукрил-М Пропитанного Акратам AS
0,33 0,56 0,63

Для улучшения свойств пропитанные образцы пенополистирола были подвержены термической обработке при температуре 80°C. В результате чего происходит полимеризация мономера и его сшивка с молекулами стирола. При этом в первые 2 часа наблюдается снижение прочности, что вызвано размягчением полимера, а в дальнейшем - ее резкий рост. Максимума прочность достигает после 10 часов прогрева образцов, модифицированных Эмукрилом М или Акратамом AS. С ростом прочности пенополистирола при модифицировании мономерами наблюдается увеличение долговечности (Рисунок 1).

При пропитке пенополистирола мономерами повышается также стойкость к ультрафиолетовому облучению (Рисунок 2). Эмукрил-М снижает коэффициент линейного термического расширения в 2 раза, а Акратам AS не изменяет его (Таблица 3, Рисунок 3).

Таблица 3
Изменение коэффициента линейного термического расширения пенополистирола ПСБ-С М50 при модифицировании Эмукрилом М и Акратамом AS
Коэффициент линейного термического расширения, ×10-6 1/°C
Без пропитки Пропитанного Эмукрил М Пропитанного Акратам AS
4,3 2,62 4,68

Авторами предлагается следующая технология модифицирования пенополистирола Эмукрилом М и Акратамом AS:

- пропитка пенополистирола при температуре 18-22°C;

- термообработка модифицированного пенополистирола при 80°C в течение 10 ч.

Пенополистирол, модифицированный предлагаемым мономером, обладает:

- повышенной водостойкостью и морозостойкостью;

- повышенной прочностью при поперечном изгибе;

- повышенной твердостью;

- экологической безопасностью.

Способ модификации пенополистирола, включающий пропитку пенополистирола модификатором с последующей термообработкой, отличающийся тем, что в качестве пенополистирола используют пенополистирол ПСБ-С М50, а в качестве модификатора - продукт эмульсионной сополимеризации акриловых мономеров Эмукрил М или сополимер стирола, бутилакрилата и акриловой кислоты, полученный эмульсионной сополимеризацией - Акратам AS, пропитка осуществляется при температуре 18÷22°С в течение 24 ч, а термообработка - при температуре 80°С в течение 10 ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу производства пены из полимеров. .
Изобретение относится к термо- и шумоизолирующим материалам с пониженной горючестью, а именно к материалам на основе радиационно-сшитого пенополиэтилена. .

Изобретение относится к области получения полиимидно-фторопластовых пленок с односторонним и/или двухсторонним фторопластовым покрытием. Состав для форсуночного напыления фторсодержащего полимера на полиимидную пленку представляет собой водную дисперсию фторсодержащего полимера, в которую введен 50-процентный водно-спиртовой раствор в соотношении 1:1.

Изобретение относится к получению формовок из поликарбоната с защитным покрытием, которые могут быть использованы в строительстве, самолето- и приборостроении, на автотранспорте, в осветительной технике и других областях, где требуются изделия из порликарбоната, в том числе, прозрачные, с повышенными абразивостойкостью, твердостью и атмосферостойкостью.

Изобретение относится к способу получения нанокомпозитов на основе полиолефинов, используемых при получении различных изделий, таких как пленки, листы, трубы, нити и волокна.

Изобретение относится к прозрачному пленочному композитному материалу для наружной поверхности окон. .

Изобретение относится к технологиям получения композиционных бактерицидных препаратов, обладающих бактерицидной и фунгицидной активностью. .

Изобретение относится к изделию, включающему непроводящий субстрат и покрытие на нем, которое может быть использовано для производства мембраны, фильтрующих элементов, вентиляционных элементов, облицовочных покрытий, текстильных материалов, слоистых материалов, сенсоров диагностических устройств.

Изобретение относится к изделию, содержащему полимерный субстрат и покрытие на нем, содержащее комплекс анионного фторполиэфира и противоионного агента, для изготовления, например, одежды, текстильной структуры, мембраны, фильтрующего материала, вентиляционного элемента, диагностического устройства, защитного покрытия.

Изобретение относится к конформному покрытию, наносимому на подложку типа электронного блока или электронной схемы, содержащему связующий слой и дисперсный материал, обеспечивающий экранирование роста электропроводной кристаллической структуры.

Изобретение относится к изделию, включающему субстрат и покрытие на нем, обладающее противомикробными и/или поротивогрибковыми свойствами. .

Изобретение относится к способу получения многослойного покрытия поверхности, содержащего вспененный поверхностный слой ПВХ. Способ включает этап нанесения водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, на нижнюю часть указанного поддерживающего слоя перед этапом вспенивания указанного поддерживающего слоя. Изобретение обеспечивает создание многослойного покрытия поверхности, обладающего улучшенными акустическими свойствами. 10 з.п. ф-лы, 5 ил., 8 табл.

Изобретение относится к способу производства композитного формованного изделия. Способ включает: (а) получение формованного изделия из композиции, содержащей полиэтилентерефталат, акрилонитрил-бутадиен-стирол и стекловолокно или углеродное волокно, и (b) нанесение на формованные изделия покрытия из реакционно-способной композиции полиуретана или каучука. Формованное изделие, которое получают на этапе (a), получают с использованием в композиции дополнительно по крайней мере одного или двух полимеров, которые выбирают из группы: полиэтилен, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиамид, термопластичный полиуретан и стирол-полибутадиен-стирол. Композитным формованным изделием является колесо, а формованным изделием является ступица рабочего колеса. Композиция для получения формованного изделия на этапе (a) содержит 30-60 мас.% полиэтилентерефталата, 20-60 мас.% акрилонитрил-бутадиен-стирола и 1-50 мас.% по крайней мере одного или двух полимеров, выбираемых из группы: полиэтилен, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиамид, термопластичный полиуретан и стирол-полибутадиен-стирол. Технический результат - получение композитного формованного изделия, имеющего высокую адгезию с его покрытием, а его прочность и срок службы соответствуют характеристикам изделий того же назначения из металла, например, отлитых из чугуна, отформованных из нержавеющей стали или алюминия. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 14 пр.
Наверх