Способ получения пенопласта и пеногенератор для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И..С..А Н -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<н763385

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1201.76 (21) 2312272/23-05 с присоединением заявки Но 2331676/23-05 (23) Приоритет 12.03.76

Опубликовано 15,0980, Бюллетень Мо 34

Дата опубликования описания 180980 (51)М К 3

С 08 J 9/30

В 29 0 27/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УАК 678. 652

41 21:62-405.8. .678.054(088.8) (72) Авторы изобретен и я

В.Г. Пятаков, А.А. Медунин, Б.В. Левинский и В.А.Москвитин

Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА И ПЕНОГЕНЕРАТОР

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к получению пенопластов на основе мочевиноформальдегидной смолы, используемых для теплоизоляции грунта на полигонах и карьерах, утепления конструкций, бетон- 5 ных изделий, кирпичных кладок, трубопроводов.

Существует способ получения мочевиноформальдегидного пенопласта путем вспенивания предварительно подго-10 товленного водного раствора килотного агента (отвердитель) и пенообразователя с последующим смешиванием полиэдрической пены с раствором мочевиноформальдегидной смолы (1 j. Недостатками данного способа является периодичность процесса, . низкая кратность получаемой пены (10-15), высокий расход мочевиноформальдегидной смолы и, как следствие, малая производитель- 20 ность процесса и высокая стоимость пенопласта.

Ближайшим по технической сущности к данному изобретению является известный -способ получения пенопласта 25 путем растворения мочевиноформальдегидной смолы и пенообразователя в воде, вспенивания,полученной смеси сжатым воздухом в камере созревания с последущим отверждением полученной

2 пены в камере отверждения (2j. Этот способ наиболее рационален, т.к., во-первых, предусматривает введение отвердителя (кислоты), обладающего высокой скоростью диффузии на последнем этапе и, во-вторых, отвердитель вводится в уже сформированную пену, что уменьшает отложение корки полимера на пенонроводящем рукаве. Способ обеспечивает получение пены кратностью от 15 до 25.

Способ осуществляют пеногенератором для получения пенопласта, содержащим камеру созревания с вводами для подачи компонентов в камеру отверждения с вводами для подачи отвердителя (3). Известный способ наряду с достоинствами обладает и рядом недостатков: процесс получения пены является периодическим, т.е. включает два этапа — приготовление рабочих растворов и их вспенивание; дублирование растворного узла с целью сокращения времени технологических простоев приводит к увеличению размеров установки и, следовательно, снижению удельной производительности;

>>б3=! 5 предварительное смешивание компонентов исключает воэможность регулировки качества пены по ходу процесса; ввод кислоты (отвердителя) непосредственно перед выходом готовой пены иэ пеногенератора не обеспечивает надежного перемешивания, что приводит к нарушению гомогенности ячеистой структуры пенопласта; следствием этсго является снижение механической прочности, что приходится компенс; ровать повышенным расходом смолы, кратность вспенивания не превышает 25.

Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса и повы >" шение кратности вспенивания и степени гомогенизации структуры пенопласта.

Эта цель достигается тем, что вспенивание осуществляют последова— тельно в две ступени путем дозированной подачи воздуха в камеры созрева- 20 ния и отверждения, причем смолу„ пенообраэователь и воду непрерывно и дозированно нагнетают в камеру созревания, а отверждающий агент в камеру отверждения. > 5

На каждую ступень вспенивания сжатый воздух подают в равных количествах, а пену после ввода отвердителя одновременно со сжатым воздухом выдерживают в камере отверждения по крайней мере в течение 3-10 с.

Способ по изобретению может быть осуществлен пеногенератором, отличие которого от известного, позволяющее осуществить данный способ, состоит в том, что пеногенератор снабжен наружным и внутренним цилиндрами, образующими кольцевую полость и соединенными соответственно с камерами созревания и отверждения, причем ввод для подачи отвердителя расположен тангенциально к поверхности наружного цилиндра, имеющего дополнительный тангенциальный ввод для подачи воздуха.

Конец внутреннего цилиндра, обращенный в сторону камеры отверждения, выполнен в виде диффузора с острыми кромками.

Сечение камеры отверждения в 2-3 раза больше сечения камеры созревания.

Отношение длины канала камеры к его диаметру составляет для камеры созревания 500-900, а для камеры отверждения — не менее 600.

На фиг. 1 изображено устройство, 55 общий вид, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Пеногенератор состоит из камеры созревания 1, камеры отверждения 2, >О головки 3 камеры созревания 1 .и головки 4 камеры отверждения 2. Головка 3 камеры созревания 1 включает корпус 5, сопло,б и тангенциальный ввод 7 для воздуха. Между корпусом 5 и соплом б имеется кол цевая полость

8. Камера созревания 1 выполнена в виде пустотелой спирагли, и ее конец соединен с го 108 ". : >га еры о.гверждеигя 2. Головк.-..:-". со. тойт из наружноj e цилиндра . яri .,>Тpeн"":еГО L",илинд ра "! 0 . пепе>год! !>.>eI o -.,.,04>уэоо 1 острыи!г )<бом!га. и . !! а!э °,. н. -. i i.:>у!инд 9 имеет —.ан:.:= нциал>-. -,ый;=::с .! лля кис.е>==>::, "ангенциал:зный ввод 13 для воздуха и соединен с камерой отверждения 2. В месте вводов 12 и 13 для кислоты и воздуха наружный цилиндр 9 и внутренний цилиндр 10 образуют кольцевую смесительную полость 14, су.;саюгяуюся к выходу з камеру отверждения: Причем се"-гение камеры Отверждения в 2-3 раза больше се"-;ения канала камеры созревания.

Пеногенератор работает след„ ющим образом.

Через сопло б под давлением в ка— меру созревания 1 поцают вог у,. смолу и пе о ».,раэователь. Воэд;:::; по -ангенциаль но:: > вводу 7 г!Ода:-"ò, o>I?çöe  ê полость 8 и затем в виде вихревого потока в камеру созревания 1, где при движении смеси в турбулентном режиме образуется пена, достигающая к моменту выхода из камеры созревания 1 кратности 15-20.

Проходя по внутреннему цилиндру 10 головки 4 и через диффузор 11 пена поступает в камеру отверждения 2.

Кислота и воздух, поступающие тангенциально в кольцевую полость 14 по вводам 12 и 13, движутся спиралеобразно в направлении к камере отверждения. На этом пути происходит диспергирование кислоты и в камеру отверждения из кольцевой полости 14 отвердитель (кислота) поступает в виде вихревого воздушно-жидкостного потока.

В процессе движения гены и диспергированной кислоты в камере отверждения 2 происходит равномерное перемешивание отвердителя, достигается гомогенность пены и увеличивается ее кратность.

Распыление кислоты способствует лучшему ее перемешиванию с образовавшейся в камере созревания 1 пеной, а вводимый дополнительно с кислотой воздух способствует увеличению кратности пены.

Высокая скорость выхода распыленной кислоты исключает отложение твердого полимера на металлических частях пеногенератора.

Отношение длины канала камеры к его диаметру составляет для камеры созревания 500-900, а для камеры отверждения — не менее б00. Такое выполнение камер обеспечивает гомогенHGcTb пены и повышает кратность пень более 25.

P. р и м е р 1. 25 вес.Ъ мочевиноформальдегидной смолы, 2 вес.% вспенивающего агента и 72 вес.% воды из

763385

15-20

6,5-6,7 отдельных емкостей непрерынно дозируют во всасывающую линию насоса, нагнетающего полученную смесь в камеру созревания под давлением 4,2

4,5 атм в количестве 5 м>/ч. B эту же камеру под тем же давлением подают сжатый воздух в количестве 75 M>/÷.

Образующаяся пена двигаясь по каналу камеры созревания в течение 3 с, достигает кратности вспенивания 20 и поступает в камеру отверждения, куда одновременно нагнетают 1 вес.Ь ортофосфорной кислоты и подают 75 м >/ч сжатого воздуха под давлением 3 атм.

При этом происходит дополнительное вспенивание при движении пены по каналу камеры отверждения в течение 3 с, гомогениэация структуры пены и ее части 2ное отверждение. На выходе из камеры отверждения получают пену кратностью вспенивания 40 в количестве

140 м Ь/ч, которую наносят на утопляемую поверхность. Через 15-20 ч. проиrходит превращение пены в пенопласт, обладающий характеристиками, приведенными ниже.

Объемный нес в сухом состоянии, кг/м 5 5,0-5,2

Усадка при высыхании, об.Ъ

Коэффициент теплопроводности, ккал/м ч град 0,025-0,03

Влагопоглощение (из воздуха), кг/м 4-10

l1 р и м е р 2. 17 вес.Ъ мочевиноформальдегидной смолы, 1 вес.Ъ нспенивающего агента, 80,5 вес.Ъ воды в количестве 2 м /ч вспенивают аналогично примеру 1 в камере созревания н течение 2 с до кратности 15 и полученную пену подвергают дополнительному вспениванию и отнерждению в отдельной камере в течение 10 с. На каждую ступень вспенивания подается сжатый воздух в количестве 40-45 м /ч. Количеств но ортофосфорной кислоты — 1,5 нес.Ъ.

Полученная пена кратностью 27 в количестве 55 — 60 м З/ч наносится на грунт, превращаясь в пенопласт, обладающий характеристиками, приведенными ниже.

Объемный вес в сухом состоянии, кг/ л >

Усадка при высыхании, Ъ 15-20

Коэффициент теплопроводности, ккал/м.ч.град 0,025-0,092

Влагопоглощение из воздуха, кг/м э 1-10

Таким образом, новый способ является непрерывным, при его осуществлении в новом устройстве достигается высокая кратность нспенивания и степень гомогенизации.

Формула изобретения

1. Способ получения пенопласта путем растворения мочевиноформальдегидной смолы и пенообразователя в ноле, вспенивания полученной смеси сжатым воздухом в камере. созревания с последующим отнерждением полученной пены в камере отверждения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса и повышения кратности вспенивания и степени гомогениэации структуры пенопласта, вспенивание осуществляют последовательно в две ступени путем дозированной подачи воздуха в камеры созревания и отверждения, причем смолу, пенообразователь и воду непрерывно и дозированно нагнетают в камеру созревания, а отнерждающий агент в камеру отнерждения.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что сжатый воздух подают на каждую ступень вспенивания в равных количествах.

20 3. способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что пену после ввода отвердите со сжатым воздухом выдерживают. в камере отверждения по крайней мере в течение 3-10 с.

4. Пеногенератор для получения пенопласта, содержащий камеру созревания с вводами для подачи компонентов и камеру отверждения с вводом для подачи отвердителя, о т л и ч а ю шийся тем, что пеногенератор снабжен наружным и внутренним цилиндрами, образующими кольцевую полость и соединенными соответственно с камерами созревания и отверждения, причем ввод для подачи отвердителя расположен тангенциально к поверхности наружного цилиндра, имеющего дополнительный тангенциальный ввод для подачи воздуха.

40 5. Пеногенератор по п. 4, о т л и ч а ю шийся тем, что конец внутреннего цилиндра, обращенный в сторону камеры отнерждения, выполнен в виде диффузора с острыми кромками.

45 6. Пеногенератор по п. 4, о т л и ч а ю шийся тем, что сечение камеры отверждения в 2-3 раза больше сечения камеры созревания.

7. ПЬногенератор по п. 4, о т л и ч 8 ю шийся тем, что отношение длины какала камеры к его диаметру составляет для камеры созревания 500-900, а для камеры отверждения — не менее 600.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воробьев В.A., Андрианов P.A.

Полимерные теплоизоляционные материалы, М., Мзд. литературы по строительству, 1972, с. 239.

60 2. Авторское свидетельство

Р 431199, кл.- С 08 L 61/24, 1970 (прототип) .

3. Авторское свидетельство

М 361892, кл. В 29 D 27/00, 1970

65 (прототип}.

763385 t

4b ь а

ОbR

R4 сз

Рие. 7

A-4

Фие.2

Ф 3

Составитель Н. Просторова и М. Осипова

Редактор Л. Новожилова Техред А,Ач Корректор О. Билак

Тираж 549 Подписное ццицПц Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

13.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6227/23

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