Способ получения пенопласта

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем, смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности пенопласта и улучшения его структугал, в исходную смесь вводят 2-4%-ный раствор ортоборно^ кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50% по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу. 2; Способ по п.1, отличающий с я тем, что 2-4%-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с фенолформальде-^ гидной смолой предварительно.IО)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

859 С 08 7 9 04

ГОСУДАРстВенн)(Й йОмитет ссср пО делАм изОБРетениЙ и Отнрытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Zl) 2563439j23-05 (22) 02. 01. 78 (46) 07. 02. 84. Бюл. Р 5 (72) В.Д.Валгин, Ч.М.Емелина, Ю.С.Мурашов, Н.N.Ñèëàåâà и В.В.Крестьянинов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (53) 678.632 32 21:62-405.8(088.8) (56) 1. Патент США Р 2728702, кл. 260-2.5, опублик. 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

У 233898, кл. С 08 У 9/02, 1966 (прототип)...SU„, 670115 A (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции, отличающийся тем, что„ с целью повышения механической прочности пенопласта и улучшения его структуры, в исходную смесь вводят 2-4Ъ-ный раствор ортоборноф кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-503 по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу.

2 . Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что 2-4В-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с фенолформальдегидной смолой предварительно.

670115

Изобретение относится к способу получения пенопластов иэ фенолформальдегидных смол реэольного типа, используемых в частности, в качестве теплоиэоляционного материала в строительстве, транспортном машиностроении, холодильной технике и других областях.

Известен способ получения пенопласта на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа путем . смешения смолы с вспенивающим агентом, кислотным катализатором и при необходимости с другими функциональными добавками с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции при температуре окружающей среды .или умеренном нагревании.

Требуемые параметры процесса и отдельные качественные характеристики готового пенопласта достигаются (в определенных пределах) изменением типа и количества входящих во вспениваемую композицию компонентов (1 1.

Недостатком этого способа являет. ся трудность получения на основе резольных смол пенопластов однородной ячеистой структуры,в особенности иэ композиций заливочного типа, отличающихся высокой активностью при вспенивании и отверждении без внешнего подогрева.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому способу является известный способ получения пенопласта путем смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кисотным катализатором с последующим спениванием и отверждением полученной композиции (21.

Недостаток этого способа заключается в том, что получаемый пенопласт имеет относительно низкую механическую прочность (в частности, при сжатии), что сдерживает или ограничивает применение такого пенопласта в ряде назначений, а также неравномерную структуру.

Целью изобретения является повышение механической прочности пенопласта и улучшение его структуры.

Эта цель доСтигается тем, что п и осуществлении способа получения пенопласта путем смешения фенолф рP о мальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции в исходную смесь ввОдят 2-43-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50% по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу.

Другое отличие предлагаемого способа состоит в том, что указанный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с исходной фе5 нолформальдегидной смолой реэольного типа предварительно, предпочтительно на стадии производства смолы, что позволяет упростить технологический процесс получения пенопласта за счет снижения вязкости:резольной смолы, повышения ее стабильности во времени и сокращения. числа составных компонентов вспениваемой композиции.

Способ согласно изобретению заключается в смешении 100 мас.ч. жидкой фенолформальдегидной смолы резольного типа сначала с 1050 мас.ч. 2-4Ъ-ного раствора ортоборной кислоты .в фенолоспиртах, а

20 затем с заданными (общеупотребич

1 тельными) количествами кислотного катализатора (сильные минеральные кислоты НСГ, Н SO4, лучше — сульфоароматические кйслоты или олиго25 мерные продукты конденсации на их основе), вспенивающего -агента (тонкодисперсный порошок алюминия, хлорфторалканы с температурой кио пения не выше 80 С и т.п.), nogp верхностно-активного вещества (ОН-7, силиконовые и другие неионогенные ПАВ) и.при необходимости других известных функциональных. добавок (наполнители, красители, 35 модифицирующие агенты) и последующем вспенивании и отверждении образующейся реакционной смеси в форме или непосредственно в полости конструкции (изделия) при атмосферном давлении и температуре производственного помещения или при умеренном (не выше 100 С) подогреве. Смешение перечисленных выше исходных компояентов можно осуществлять -в устройствах периодического или непрерывного действия в условиях стационарного производства или непосредственно на месте применения.

Введение в композицию раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количествах ниже 10t и выше

50% по массе (по отношению к исходной реэольной смоле) нецелесообразно, поскольку в первом случае технический, выигрыш становится практически не ощутимым, а во втором — равнозначная эффективность достигается менее экономично.

Раствор ортоборной кислоты

60 в фенолоспиртах предпочтительно вводят во вспениваемую резольную смолу:на стадии ее изготовления, так как в этом случае удается совместимость в одну операцию нейтрализацию щелочного катализатора в

670115 получаемой смоле и смешение ее предлагаемой добавкой. При этом готовая смесь, имеющая рН 4,5-7,0, лучше 5,5-6,5, обладает повышенной стабильностью при хранении и транспортировке, легче поддается строгой стандартизации по качеству и перераб ывается на месте .

Максимальный технический эффект достигается при получении пенопласта согласно изобретению на основе относительно высококонденсиров. нных фенолформальдегидных смол резольного типа, т.е. именно тех высоковяэ ких смол, которые наиболее трудно рационально перерабатывать в пенопласт приемлемого качества известным способом.

Пример 1. Для получения пенопласта используют резольную смолу, полученную конденсацией

1 моль фенола с 2 моль формальдегида в щелочной среде до достижения вязкости 1000 сП. В эту смолу (перед сушкой) вводят 50% по массе

3%-ного раствора ортоборной кислоты в. фенолоспиртах, представляющих собой первичные продукты реакции

1 моль фенола с 0,7 моль формальдегида в присутствии каталитического количества щелочи.

При добавлении раствора кислоты рН смолы снижается с 9,2 до 5,5.

Эатем нейтрализованную смолу сушат в вакууме. Готовая резольная смола имеет вязкость 7000 сП.

Композицию для вспенивания готовят смешением 100 мас.ч. полученной реэольной смолы, 3 мас.ч.

ОП-7, 2 мас.ч. алюминиевой пудры и 20 мас.ч. продукта BAI -3. Полученную композицию вспенивают и отверждают при комнатной температуре с образованием пенопласта, имеющего кажущуюся плотность

72 кг/м3 и предел прочности при сжатии 5 0 кгс/см

Резольную смолу, полученную в ,аналогичных условиях и при тех же параметрах синтеза, но в отсутствии раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах при комнатных температурах, из-за малой активности ее при вспенивании и отверждении переработатт в пенопласт не удалось.

Пример 2. Композицию для вспенивания готовят смешением следующих компонентов, мас.ч.:

Резольная смола марки СФ-39-21С (вязкость 50 сП) 100

4Ъ-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах, представляющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенола с 1,5 моль формальдегида в щелочной среде . 10

Лапрол 5003-2Б-10 (простой полиэфир íà основе окиси пропилена, !

О окиси этил на ) 0,5

1,1 2-Трихлор-1,2,3трифторэтан (фреон113) 7

Кислотный катализатор (продукт конденсации фенолсульфомочевины с формальдегидом) 20

Полученную композицию выливают в картонную коробку, где она вспенивается и отверждается без

Щ внешнего подогрева, образуя жесткий пенопласт с кажущейся плотностью

57 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 4,1 кгс/см

Пример 3. Блок пенопласта

25 получают формованием на холоду в металлической форме размером

0,8 0,6 0,1 м иэ вспенивающейся композиции, образующейся при смешении

100 мас.ч. резольной фенолформальдегидной смолы марки ФРВ-4, в которую на стадии изготовления вводят

30% по массе 2%-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах, 3 мас.ч. ОП-10, 1 мас.ч. алюминиевой пудры и 15 мас.ч. продукта

BAI -3. Полученный блок пенопласта имеет среднюю кажущуюся плотность

79 кг/м3 и предел прочности при сжатии 5 0 кгс/см

Пример 4. Для сравнения по4() лучают пенопласт известным способом (2 1.

Композицию для вспенивания готовят смешением 100 мас.ч. резольной смолы марки ФРВ-1А полученной

45 конденсацией 1 моль фенола с

1,65 моль формальдегида в присутствии едкого натра до достижения совмещаемости с водой 1:10, нейтрализованной кислотой до рН около

59 7,0 и высушенной в вакууме, с

1 маа.ч. алюминиевой пудры, 3 мас.ч

ОП-10 и 17 мас.ч. продукта BA1 -3.

Вспенивание и отверждение композиции осуществляют в металличесу.кой форме размером 0,8 0,6 0,1 м при комнатной температуре (около

20 С). Полученный пенопласт имеет кажущуюся плотность 75 кг/м З и предел прочности при сжатии () 2 0 кгс/см

Показатели пенопластов, полученных, как описано в примерах 1-4, приведены в таблице.

670115

ЮЮ »

Номер примера

Тип вспениваемой резольной смолы

Внешний вид ячеис.той структуры (в разрезе) по данным визуальной оценки

Предел прочности при сжатии,кгс/см

Кажущаяся плотность, „, УмЗ

Однородная, микроячеистая без крупных каверн и раковин

5, 0

То же

4,1

То же

5,0

Неоднородная, имеются значительные воздушные карманы1 °

2 0

50

Продукт щелочной конденсации 1 моль фенола с 2 моль формальдегида (вязкость 100 сП), в который перед сушкой введено 50% по массе 3%-ного раствора отборной кислоты в фенолоспиртах (вязкость готовой смеси 7000 сП, рН 5,5) Резольная смола марки

СФ-39-21С (вязкость

50 сП), совмещенная затем с 10% по массе

4%-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах

Резольная смола типа

ФРВ-4, смешанная перед вспениванием с ЗОВ по массе 2%-ного раствора ортоборной кислоты B фенолоспиртах

Реэольная смола марки

ФРВ-lA без добавки раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах (известный способ) Как видно из йриведенных в таблице данных, способ согласно изобретению (примеры 1-3) по сравнению с известным (пример 4) позволяет получить на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа пенопласт с повышенной механической проч,ностью и более качественной ячеиатой структурой.

Кроме того, такой способ обеспечивает следующие технические преимущества: позволяет простыми технологическими приемами перерабатывать в пенопласт не стабильные при хранении высококонденсированные (высоковязкие) резольные,смолы;

BHHHGH Заказ 1080/3

Филиал ППП "Патент", r.

Характеристика получаемых фенолформальдегидных пенопластов дает возможность сбалансировать соотношение между скоростями вспенивания и отверждения реакционной композиции до уровня, требуемого для образования пенопласта однородной структуры; позволяет сохранить, несмотря на введение дополнительного продукта, минимальное число исходных компонентов при получении пенопласта на. месте .

Способ может быть легко реализован в промышленности, так как не требует нового специфического . и дефицитного сырья или создания специального оборудования.

Тираж 469 Подписное

Ужгород, ул.Проектная, 4