Способ получения пористого теплоизолирующего заполнителя


 


Владельцы патента RU 2631507:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к способу получения пористого теплоизолирующего заполнителя для теплоизолирующих многослойных панелей и оболочек. Изобретение может быть использовано в авиа- и судостроении, а также в химическом машиностроении. Способ получения пористого теплоизолирующего заполнителя включает последовательное смешение поливинилхлорида с другим органическим соединением, термообработку смеси, охлаждение и вспенивание при нагревании. Способ отличается тем, что в качестве другого органического соединения используют фенолоформальдегидную смолу в весовом соотношении с поливинилхлоридом 5:1-30:1, а полученный после вспенивания продукт подвергают дополнительной термообработке в инертной среде при температуре 700-1100°С в течение 10-40 ч. Технический результат - повышение термостойкости пористого заполнителя, а также исключение выделения газообразных компонентов при высокотемпературном нагреве заполнителя при его работе в составе конструкции. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам получения пористых заполнителей для теплоизолирующих многослойных панелей и оболочек и может быть использовано в авиа- и судостроении, а также в химическом машиностроении.

Известны способы получения пористых заполнителей путем интенсивного механического взбивания исходной смеси, введения в композицию специальных соединений, выделяющих вспенивающий газ в ходе химических реакций или нагревания, а также введения выгорающих добавок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения поропласта по а.с. СССР №384482 за 1974 г. Этот способ включает последовательные процессы смешения поливинилхлорида с фурфуролом при весовом соотношении последнего с поливинилхлоридом 2:1-22:1, термообработки смеси и вспенивания при нагревании. В результате в состав поропласта входят продукты поликонденсации фурфурольной смолы, которые превосходят отвержденный поливинилхлорид по прочности и термостойкости.

Однако поропласт, получаемый указанным способом, имеет недостаточную термостойкость. Область рабочих температур поропласта находится в пределах до ~260°С. При температурах свыше 280°С происходит интенсивное терморазложение поливинилхлорида, входящего в состав поропласта, с выделением газообразных продуктов, преимущественно НСl. При температуре 300°С начинается терморазложение отвержденной фурфурольной смолы, сопровождаемое выделением газообразных продуктов термодеструкции.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение термостойкости пористого заполнителя, а также исключение выделения газообразных компонентов при высокотемпературном нагреве заполнителя при его работе в составе конструкции.

Повышение термостойкости пористого заполнителя обеспечивается введением в состав смеси вместо фурфурола фенолоформальдегидной смолы в весовом соотношении с поливинилхлоридом 5:1-30:1. Исключение выделения газообразных компонентов при высокотемпературном нагреве заполнителя, а также дополнительное повышение термостойкости заполнителя достигается дополнительной термообработкой вспененного продукта в инертной среде при температуре 700-1100°С в течение 10-80 часов.

Особенностью фенолоформальдегидных смол является способность при нагревании в инертной среде давать высокий выход высокопрочного кокса: относительное содержание кокса в продуктах терморазложения достигает 50-65 весовых %. 3а счет этого обеспечиваются высокие физико-механические свойства заполнителя.

Предлагаемый способ получения заполнителя состоит из нескольких этапов. На первом этапе готовят массу из поливинилхлорида и фенолоформальдегидной смолы, перемешивая ее 10-15 мин при нормальной температуре в обычном закрытом смесителе, причем на 1 весовую часть поливинилхлорида берут 5-30 весовых частей фенолоформальдегидной смолы. В некоторых случаях в смесь добавляют растворитель, например ацетон, в количестве до 5-7 весовых процентов. Полученную смесь наливают в противни (металлические или из теплостойкого стекла или фарфора), которые помещают в термокамеру и прогревают. Для композиции из 1 вес.ч. поливинилхлорида и 5 вес.ч. фенолоформальдегидной смолы температура термообработки составляет 90-95°С.

Для композиции из 1 вес.ч. поливинилхлорида и 30 вес.ч. фенолоформальдегидной смолы температура термообработки - 170-175°С. Для остальных составов температура термообработки находится в пределах 95-170°С. В зависимости от марок поливинилхлорида и фенолоформальдегидной смолы температура термообработки может отклоняться на ±10°С. Прогрев можно проводить путем постепенного или скачкообразного подъема температуры до максимальной. Если прогрев массы проводят при максимальной температуре, время нагрева - 5-8 мин на 1 мм толщины. При термообработке массы в камерах с постепенным подъемом температуры составы с соотношением поливинилхлорид - смола 1:5 выдерживают при максимальной температуре 4-7 мин, а составы с соотношением поливинилхлорид - смола 1:30 - 12-15 мин.

На втором этапе противни извлекают из термокамеры и охлаждают до комнатной температуры. Охлажденную массу извлекают из противней, режут на мелкие кусочки и выдерживают при температуре 0-20°С в течение 48-72 часов.

На следующем этапе кусочки продукта укладывают в негерметичную форму из металла, фарфора или термостойкого стекла и постепенно нагревают в печи до 240-280°С с выдержкой 5-20 мин при максимальной температуре. При этом осуществляется вспенивание массы вследствие интенсивного терморазложения поливинилхлорида.

На заключительном этапе осуществляют дополнительную термообработку продукта в инертной среде при температуре 700-1100°С. С этой целью продукт помещают в герметичную печь, продувают печь инертным газом, например аргоном, и постепенно нагревают до температуры 700-1100°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 10-40 часов. В процессе нагревания и выдержки при максимальной температуре печь несколько раз повторно продувают инертным газом, обеспечивая удаление из нее продуктов терморазложения поливинилхлорида и фенолоформальдегидной смолы. Затем продукт постепенно охлаждают в инертной среде до комнатной температуры.

В результате высокотемпературной термообработки осуществляется терморазложение поливинилхлорида и карбонизация фенолоформальдегидной смолы. Образуется пенококсовый заполнитель, обладающий малым объемом и весом и высокой прочностью, способный сохранять структуру и физико-механические свойства при температурах до 1200-1500°С. Повторный нагрев заполнителя в процессе его работы в составе конструкции не приводит к выделению газов, поскольку при термообработке произошло полное терморазложение поливинилхлорида и фенолоформальдегидной смолы с улетучиванием газообразных компонентов.

Некоторые параметры процесса получения пористого заполнителя при различном соотношении компонентов в исходной смеси представлены в таблице 1.

Получение предлагаемого пористого заполнителя не представляет технических трудностей: компоненты серийно изготавливаются предприятиями химической промышленности, имеется технология и оборудование для карбонизации подобных полуфабрикатов при аналогичных режимах термообработки.

Способ получения пористого теплоизолирующего заполнителя, включающий последовательное смешение поливинилхлорида с другим органическим соединением, термообработку смеси, охлаждение и вспенивание при нагревании, отличающийся тем, что в качестве другого органического соединения используют феноло-формальдегидную смолу в весовом соотношении с поливинилхлоридом 5:1-30:1, а полученный после вспенивания продукт подвергают дополнительной термообработке в инертной среде при температуре 700-1100°С в течение 10-40 часов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.
Изобретение относится к способу обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.

Изобретение относится к полимерным составам на основе фенолформальдегидной смолы, бутадиен-нитрильного каучука в бутилацетате, порошкообразных и волокнистых наполнителей для изготовления полуфабриката прессовочного материала общепромышленного назначения.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, которые могут быть использованы для изготовления изделий конструкционного назначения в авиационной, автомобильной, бытовой и других областях техники.

Изобретение относится к полимерным композициям для получения теплоизоляционного материала, который может быть использован при создании наружных теплоизоляционных и защитных покрытий при возведении и реконструкции зданий и сооружений, теплоизоляции жилых и производственных зданий, магистральных и локальных нефте- и газопроводов и иных энергонеэффктивных конструкций.

Изобретение относится к композиции для получения радиозащитного фенолформальдегидного пенопласта заливочного типа на основе резольных фенолформальдегидных смол холодного отверждения и может быть использовано в тех областях техники, где требуются облегченные негорючие теплоизоляционные радиозащитные материалы, устойчивые к длительным воздействиям высоких температур и агрессивных газовых сред, например авиация, космонавтика, судостроение, машиностроение, транспорт, гражданское и промышленное строительство.
Изобретение относится к области получения органических гелей и органических пен на их основе и может быть использовано при создании мишеней для диагностики плазмы, в производстве катализаторов, сорбентов и носителей.

Изобретение относится к пенопласту на основе фенольной смолы, который может быть использован в качестве теплоизоляционного и огнестойкого материала для строительного и общепромышленного назначения.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении фенолоформальдегидного олигомера, применяемого при производстве фанеры и древесностружечных плит.
Изобретение относится к композиции, предназначенной для получения катионообменного волокнистого материала, используемого в процессах водоподготовки и при очистке промышленных сточных вод.

Изобретение относится к композиции для изготовления формованных изделий, которая содержит a) ПВХ или его рециклат, b) воск, полученный синтезом Фишера-Тропша, и c) по меньшей мере один частично окисленный полиэтиленовый воск.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Предложен способ получения композиционного полимерного материала с повышенным содержанием наполнителя, который может быть использован в качестве маточной смеси. В полимерный материал добавляют минеральный наполнитель 150 -800 мас.ч.
Настоящее изобретение относится к способу получения привитых сополимеров винилхлорида эмульсионной полимеризацией, используемых для получения прозрачных формованных изделий.

Изобретение относится к композиции поливинилхлорида (ПВХ) для изготовления труб, каналов, контейнеров, формовых изделий и/или сварочного стержня, в которой смола ПВХ в указанной композиции, содержащая первый и второй компонент смолы, имеет молекулярно-массовое распределение со среднечисловой молекулярной массой от MN = 60 кДа до MN = 70 кДа и среднемассовой молекулярной массой от MW = 114 кДа до Mw = 124 кДа, и где содержание хлора во всей композиции составляет от 56% до 62%, и в которой первый компонент смолы представляет собой непластифицированный ПВХ и имеет молекулярно-массовое распределение со среднемассовой молекулярной массой MW от 140 кДа до 154 кДа и среднемассовую молекулярную массу MN от 70 кДа до 77 кДа, второй компонент смолы представляет собой компонент смолы ПВХ, который имеет более высокое содержание хлора, чем первый компонент смолы, и имеет молекулярно-массовое распределение со среднемассовой молекулярной массой MW от 101 кДа до 113 кДа, и среднечисленную молекулярную массу MN от 54 кДа до 63 кДа, отношение первого компонента смолы ко второму компоненту смолы в композиции ПВХ составляет от 40:60 до 60:40; композиция ПВХ имеет температуру размягчения по Вика выше 90°С, композиция ПВХ не содержит модификаторов ударной вязкости.
Изобретение относится к ингибиторам вспенивания поливинилхлорида и может использоваться при производстве вспененных виниловых обоев, линолеума и других подобных материалов.
Изобретение относится к применению диизононилтерефталата (DINT) в качестве пластификатора для повышения низкотемпературной гибкости и/или для повышения перманентности в поливинилхлоридных композициях для термопластичных использований.

Изобретение относится к смоляной композиции для труб из жесткого ударопрочного поливинилхлорида (УПВХ), обладающей превосходной прочностью и сопротивлением гидростатическому давлению, которая содержит смолу поливинилхлорида (ПВХ) со значением К от 72 до 84, от 1 мас.

Изобретение относится к композитным материалам, используемым для волокнистого армирования, и касается способа получения и применения композитного материала, содержащего волокна и, по меньшей мере, один винилхлоридный полимер.

Изобретение относится к применению содержащей оксид цинка фритты с содержанием ZnO, лежащим в диапазоне от 20 до 75 мас. %, в качестве поглощающего УФ-излучение средства для защиты от УФ-излучения поливинилхлорида.

Изобретение относится к термоизоляционным вспененным изделиям и композициям для их изготовления. Термоизоляционные вспененные изделия имеют плотность от 5 до 50 г/л и теплопроводность от 25 до 50 мВт/мК.
Наверх