Способ получения пенопласта

 

р1 681072

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнстических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2706.77 (21) 2499500/23-05 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 2Ь0879. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 2508.79 (51)M. Кл.2 .С 08 J 9/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.743. .22:62-405 ° 8 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.A. Федоров, И.П. Ротенберг, P.A. Татевосян, A.Ä. Поделко, Н.С. Дубовская, E.Н. Хоботова, П.П. Бобрик, Т.К, Аксенова и Т.В. Панкратова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА

Изобретение касается получения пенопластов, в частности получения эластичных пенопластов иэ поливинилхлорида, которые могут применяться в качестве эластичных вспененных .прокладок в крышках для тары, а также подложек для ковров или обивочного материала.

Известны способы получения пенопластов путем насыщения поливинил10 хлоридного пластизоля инертными газами.

Пластизоль иэ бункера насосом под давлением 14-28 атм транспортируется по трубе в смеситель (1) .На пути движения к смесителю в пластизоль иэ баллона через ротаметр подается инертный газ под давлением 2035 атм.

В смесителе происходит разбивание больших пузырьков газа.

Известен способ получения пенопласта путем насыщения поливинилхлоридного пластйэоля газами в тонкой турбулизованной пленке, перемецающейся по стенке аппарата с помощью ротора различного типа (2), Недостатками этих способов получения пенопластов является необходимость применения специального оборудования сложной конструкции или высоких давлений при насыщении °

Известен также способ получения пенопластов, по которому насыщение полнвинилхлоридного пластизоля осуществляют в виде тонких струек, на которые он разбивается при прохождении через распылительный патрубок с отверстиями, навстречу потоку газа, диспергированного с помощью решетки (3).

Недостатком такого способа является применение при насыщении высо кого давления газовой смеси (150 атм), что приводит к еще более высоким требованиям по эксплуатации аппарата. Кроме того, для приготовления и циркуляции газовой смеси высокого давления в системе необходима установка специального оборудования для приготовления смеси, хранения (газгольдера) и перекачивания ее (рециркуляции).

Известен и другой способ получения пенопласта путем механического вбивания инертного газа, предпочтительно воздуха, в поливинилхлоридный пластизоль (4).

Пластизоль и воздух непрерывно поступают в смеси ельную головку, 681072 где благодаря сдвиговым усилиям многочисленных штифтов, расположенных на поверхности ротора и статора, при небольших давлениях воздуха порядка 2-4 атм происходит разбивание смеси пластизоля и воздуха в мелкую пену.

Однако способ получения пенопласта методом механического вбивания ноздуха в пластиэоль при небольших давлениях имеет существенные не- )() достатки.

Иэ-за применения высоких скоростей вращения ротора в смесителе, необходимых для получения пенопласта с низкой кажущейся плотностью, 15 происходит разогрев вала ротора в уплотнительных втулках смесительной головки, что приводит к преждевременному гелеобразованию поливинилхлоридного пластизоля около уплотнительных нтулок.

Это снижает производительность процесса и ухудшает качество получаемого пенопласта вследствие загрязнения его кусками зажелатинизиронанного материала, остановки ротора смесителя и частой его чистки.

Ближайшим по технической сущности к изобретению янляется известный способ получения пенопласта, включающий насыщение пластификатора 30 инертным газом, смешение его с поливинилхлоридной смолой, слив пены н форму или на транспортер и ее прогрев (5) .

По этому способу пластификатор 35 под высоким давлением и при перемешинании абсорбирует инертный гаэ, и затем под тем же давлением насыщенный инертным газом пластификатор передавливается по трубопроводу в другой аппарат, находящийся под высоким давлением и снабженный механическим перемешинающим устройством.

В этот аппарат также под высоким давлением вводят поливинилхлоридную смолу (ПВХ), перемешивают с пластификaтopом, насыщают инертным газом, после чего насыщенный инертным газом пластизоль выдавливают из аппарата под высоким давлением, который нспенивается при снятии давления и желатиниэируется при нагрева вии в

Однако такой способ имеет существенные недостатки, так как предлагает насыщение пластификатора инертным газом, введение ПВХ, проводить под высоким давлением н специальном, сложном при эксплуатации,. оборудовании, работающей под высоким давлением.

Кроме того, для получения по этому способу пластизоля, насыщенного инертным газом, процесс необходимо осущестнляTü в различных аппаратах, ;:набженных трубопроводами, Hëñîñ..ами, Д вПИТРПЛМИ l;It i TЕРОН iа1 1Л(И ШЛЕИ 1а, П! золотниковыми распределителями и другой арматурой.

Цель изобретения — упрощение технологического процесса получения поливинилхлоридного пенопласта.

Эта цель достигается тем, что пластификатор берут в смеси с поверхностно-активным вещестном при весовом соотношении 1:0,02-0,10 соответственно, насыщение инертным газом осуществляют путем аэрогидродинамического вбивания при вертикальном вибрационном воздействии на смесь в течение 3-10 мин, и смесь пены с поливинилхлоридной смолой подвергают дополнительному аэрогидродинамическому ноэдействию в течение 3-10 мин.

В качестве инертного газа используют азот, воздух, углекислый гаэ и другие инертные газы.

Предпочтительно испольэовать воздух, так как он наиболее доступный и дешевый.

В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы, например, ПАВ кремнийорганического типа, диоктиловый эфир натриевой соли сульфоянтарной кислоты, алкилбензолсульфонат калия, фосфатид или др., однако предпочтительно использовать ПАВ кремнийорганического типа, При введении ПАВ менее 0,02 вес,ч. смесь пластификатора c IlAB не достигает достаточной степени вспенивания (пенопласт будет иметь низкие физико-механические показатели), введение IlAB более 0,10 вес.ч. нецелесообразно, так как при этом не улучшается вспенивание смеси.

Готовый пенопласт в зависимости от количества используемого поверхностно-активного вещества (ПАВ) имеет кажущуюся плотность от 500 кг/м до 800 кг/м.

В качестве пластификатора могут быть использованы, например, диоктилфталат, дибутилфталат, бутилбенэилфталат, диоктиладипинат, трикрезилфосфат и др.

Пластификатор и поверхностно-активное вещество (ПАВ), или смеси пластификаторов и смеси IlAB загружают в емкость до 1/4 ее объема.

Эатем н эту емкость сверху подают из компрессора воздух под давлением

0,5-1 ати и включают ниброэлектродинамический стенд (ВЭДС).

При этом производят аэрогидродинамическое смешение пластификатора с IlAB и нбивание воздуха в смесь пластификатора и IIAB, а избыток подаваемого воздуха отводят в атмосФеру.

При вбивании инертного газа в смесь пластификатор-ПАВ образуется мелкая однородная пена пласгификагора, плотность которой чаниоит от

681072 количества ПАВ, процесс вбивания ведут н течение 3-10 мин.

Время аэрогидродинамического вбивания инертного газа не может быть меньше 3 мин, так как в этом случае не достигается нужной равномерности пены, увеличение времени более 10 мин нецелесообразно, так как не улучшает однородности пены, По достижении вспененным пластификатором половины или 3/4 объема емкости в последнюю загружают поливинилхлорид, на ВЭДС смешивают поливинилхлорид (ПВХ) со вспененным пластификатором и продолжают вбивание воздуха в пластизоль в течение

3-10 мин до достижения гомогенного смешения поливинилхлорида с вспененным пластификатором и получения вспененного пластизоля с мелкой, однородной структурой.

Затем вспененный пластизоль сливают в форму или на транспортер (ленту) и прогревают конвекционным нагревом до получения эластичного поливинилхлоридного пенопласта.

Пример 1. ПВХ-пластизоль готовится по следующей рецептуре:

ПВХ 100 вес.ч.

Диоктилфталат 90 вес.ч.

Кремнийорганический ПАВ е б вес.ч.

Пластификатор и кремнийорганическое ПАВ загружают в емкость до

1/4 ее объема.

Затем в эту емкость подают воздух из компрессора под давлением 0 5

1 ати и включают виброэлектродинамический стенд. При этом производят смешение пластификатора с ПАВ и аэрогидродинамическое вбивание воздуха в смесь пластификатора и ПАВ, а избыток подаваемого воздуха отводят в атмосферу.

Режим вбивания воздуха в смесь

Частота вибрации, Гц 63

Ускорение, см/сек

2 16

Время,мин 5

Температура, С 24

Емкость стакана, см 800.

Через 5 мин образуется мелкая однородная пена пластификатора, которая занимает 3/4 объема емкости; затем в емкость загружают ПВХ и на

ВЭДС продолжают смешение ПВХ с пеной пластификатора и вбивание воздуха в пластизоль. в течение 3-5 мин до достижения равномерного гоМогенного смешения ПВХ с вспененным пластификатором и получения вспененного пластиэоля с мелкой, однородной структурой.

Вспененный пластизоль сливают в форму и прогревают конвекционным нагрсвом для отверждения сырой пены и получения эластичного поливинилхлоридного пенопласта.

Пример 2. ПБХ-пластизоль готовится по рецептуре, вес.ч. пвх

Пластификатор-диоктилфталат 80

Кремнийорганическое ПАВ 10.

Режим приготовления вспененного

5 пластизоля такой же, как и в примере 1.

Режим вбивания воздуха с помощью вибрационного привода

Частота вибрации, Гц 66

Ускорение, см/сек

Время, мин 4

Температура, С 22

Емкость стакана, см 1500 °

Ъ

Структура полученного пенопласта равномерная, мелкоячеистая.

Пример 3. ПВХ-пластизоль готовится по рецептуре, вес.ч.

ПВХ 100

Пластификаторы:

Диоктилфталат 45

Трикрезилфосфат 45

Кремни йорганическое IIAB 2, О.

Режим вбивания воздуха с помощью вибрационного привода

Частота вибрации, Гц 61

Емкость стакана, см 2500

Ускорение, см/сек 18

Время, мин 7

Температура, С 24.

Пример 4 (контрольный) .

ЗО Пластизоль готовится по следующей рецептуре, вес.ч.

ПВХ 100

Диоктилфталат 90.

В автоклав загружают диоктилфта35 лат, плотно закрывают крышкой и дают в автоклав углекислый газ под давлением 10 кг/см. Насыщение пластифи2 катора проводят в течение 20 мин при температуре 15 С. Затем в другой

40 автоклав под давлением 9 кг/см загружают ПВХ и передавливают из первого автоклава во второй автоклав насыщенный пластификатор. При передавливании пластификатора включают ме4 шалку во втором автоклаве и производят перемешивание llBX с насыщенным пластификатором под давлением

10 кг/см. Затем давление снимают, 2 проводят желатинизацию полученной пены и получают пенопласт.

В таблице приведены физико-технические свойства пенопласта, полученного в 1-4 примерах.

1,95

2,14

1,86

670

520

780

O 8

200

681072

Формула изобретения

Составитель Н. ПростОрова

Техред Э, êíê Корректор A. Власенко

Редактор Н. Разумова

Заказ 5021/25

Тираж 585 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва Ж-35 Раушская наб.< д. 4 5 г

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Таким образом, при получении контрольного образца ПВХ-пенопласта насыцение пластификатора инертным газом происходит при высоком давлении (10 кг/см ) в аппарате-автоклаве, а для получения ПВХ-пенопласта методом гидродинамического вбивания воздуха в пластификатор может быть ,использована любая емкость, не рассчитанная на давление, а давление, применяемое в этом процессе при вспенивании, не превышает 0,5-1 кг/см.

Кажущаяся плотность образцов ПВХпенопласта, полученных методом гидродинамического вбивания воздуха, составляет 500-800 кг/м, что соответстэ вует прямому назначению ПВХ-пенопласта — использованию В качестве подложки для ковров.

Контрольный образец, имекнций плотность 200 кг/м для этих целей не может быть использоваи, так как будет сминаться под нагрузкой, а верхний слой ковра — продавливается.

Использование предложенного способа получения пенопласта по сравнению с известным обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что пенопласт получают без применения давления в одном аппарате и исключаются аппараты под высоким давлением.

Способ получения пенопласта, включающий насыщение пластификатора инертным газом, смешение его с поливинилхлоридной смолой, слив пены в

5 форму или на транспортер и ее прогрев, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, пластификатор берут в смеси с поверхностно-активным ве 0 ществом при весовом соотношении

1:0,02-0,10 соответственно, насыщение инертным газом осуществляют путем аэрогидродинамического вбивания при вертикальном внбрационном воздействии на смесь в течение 3-10 мин, 15 и смесь пены с поливинилхлоридной смолой подвергают дополнительному аэрогидродинамическому воздействию в течение 3-10 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии Р 777237, кл, 2(6) Р, опублик. 1959.

2, Патент Франции 9 1272132, кл. 29 в, опублик. 1962.

3. Патент ФРГ Р 1141440, кл. 39 а 27/00, опублик. 1971.

4. Патент Швейцарии 9 473602, кл. С 08 f 47/00, опублик. 1969

5. Патент ФРГ Р 1065169, 30 кл. 39 в, 22/06, опублик. 1966.