Способ получения пенопласта
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических республик
С 08 J 9/06 с присоединением заявки HP
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15,0681, Бюллетень М 22
Дата опубликования описания 15,06.81 (53) УДК 6 78 ° 6 7 3-405.8 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.М. Калашникова, Л.И. Винокурова, Ю.Г. Горбачев,---..
В.Л. Смелянский, В.Н. Бродинский, В.П. Осипович и Ж.Н. Соколова
Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-- конструкторский институт полимерных строительных материалов
l (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА
Изобретение относится к способам получения пенопластов на основе фенолоформальдегидной смолы реэольного типа, используемых в производстве строительных материалов теплоизоляционного назначения, в холодильной технике, в химической промышленности
Известен способ получения теплоизоляционных материалов на основе фенольных резольных смол, в котором широко применяют кислотные катализаторы на основе минеральных и ор- ганических кислот (1).
Однако использование данных катализаторов в силу специфики кислотно» го отверждения фенольных смол приводит к получению теплоизоляционных материалов на их основе с повышенной хрупкостью, влагопоглощением и коррозионной активностью. Снизить коррозионную активность фенольных пенопластов довольно сложно.
Известен способ снижения корроэионной активности, в котором летучую соляную кислоту удаляют из плит пенопласта длительным термостатированием их при 130оС и последующего выдерживанкя в условиях глубокого вакуума с обработкой аммиаком (2).
Наиболее простым является способ снижения кислотности фенольныя пенопластов введением в заливочные композиции нейтрализующих добавок в виде соединений основного характера, покрытых защитной пленкой из полимерных соединений, способных либо растворяться в одном из компонентов вспенивающейся композиции, либо плавиться при термообработке при температуре выше 100+6 (3).
Однако указанные способы не обеспечивают одновременного снижения кислотности и влагопоглощения пенопласта и повышения его прочности.
НаОборот, образующиеся в результате нейтрализации кислоты соли способствуют увеличению хрупкости материа20
Существующие способы модификации резольных фенольных смол полимерами, например поливинилацеталями, глифталевыми, эпоксидными, полиэфирными
25 и др. смолами путем совместной конденсации их или введения непосредственно в готовые смолы с целью повышения адгезии и эластичности приводят к получению .эаливочных компози30 ций с повышенной вязкостью,что отрица837969
d0 Для приготовления 1-го компонента в смеситель загружают фенолоспнрты марки С 100 вес.В, добавляют 5 вес.Ъ поверхностно-активного вещества
ОП-10 и 1,0 вес.Ъ алюминиевой пудс-65 ры ПАП-1. Все указанные компоненты тельно сказывается на технологическом процессе переработки этих смол и приводит к получению пенопластов с объемной массой 120-150 кг/м (4), Наиболее близким по технической, сушности к предложенному. является способ получения пенопласта путем смещения фенолформальдегидной смолы " реэонального типа с газообраэователем, поверхностно-активным веществом и с каталитической смесью сильной органической кислоты, гликоля и фосфорной кислоты с последующим вспениванием и отверждением (51. Мате-,. риал, получаемый по этому способу, обладает повышенной огнестойкостью и пониженной хрупкостью за счет пластифицирующего действия гликоля.
Однако использование в каталитической смеси гликоля приводит к нарушению синхронизации процессов газовыделения и отверждения смолы, связанному со снижением активности сульфокислоты, так как в протолитических реакциях, связанных с переносом протона от кислоты к основанию, основанием служит растворитель.
В случае применения в качестве растворителя одноатомных и многоатомных спиртов, ввиду их меньшего сродства к протону, активность кислот становится значительно ниже. Это требует увеличения доли кислотного катализатора в активированной композиции, что приводит к получению тяжелых пенопластов с повышенной кислотностью
Целью изобретения является сни- жение влагопоглощения и кислотного числа пенопласта, а также повышение его прочности при одновременном сокращении расхода смолы.
Укаэанная цель достигается тем, что перед смещением в каталйтическую смесь предварительно вводят 0,15,0Ъ от веса смеси персульфита натрия или бисульфита натрия и 0,5-35,0Ъ от веса смеси метиленхлорида
Способ осуществляют следующим образом.
Пенопласт получают путем смеши-. вания двух жидких компонентов:
1-й: - фенолоформальдегидная смола резольного типа, в которую вводят поверхностно-активное вещество и гаэообразователь (порошкообразный металл); 2 компонент — кислотный катализатор, приготовленный следующим способом: органическую сульфокислоту (бензолсульфокислота, П-толуолсульфокислота и т.п.) растворяют в этиленгликоле, смешивают с ортофосфорной кислотой, в полученную смесь при 20-600С вводят добавку, выбранную из группы: персуль» фит натрия, бисульфит натрия 0,15,0Ъ от веса каталитической добавки1 полученную смесь охлаждают до 20 С и, при перемешивании добавляют метиленхлорид 0,5-35В от веса каталитиче кой смеси. В случае растворения добавки при 20вС можно в каталитическую смесь одновременно вводить метиленхлорид. Компоненты 1 и 2 берут в весовом соотношении 5:1 — 3:1, и после перемешивания заливают в форму, на движущийся нижний транспортер конвейера или в полость, подлежащую заполнению пенопластом. Вспенивание и отверждение завершается через 31О
10 мин при 15-25ос.
Пример 1. Пенопласт получают, смешивая 2 компонента.
Для приготовления 1-го компонента в смеситель загружают фенолоспирты (марки С 100 вес,Ъ, добавляют 5 вес.Ъ поверхностно-активного вещества (ОП-10) и 0,5 вес.Ъ алюминиевой пудры (IIAII-1). Все указанные вещества перемешивают до получения гомогенной смеси.
Щ Для приготовления 2-го компонента в емкости с мешалкой приготовляют кислотный катализатор, растворяя бензолсульфокислоту 100 вес.Ъ в
33 вес.Ъ этиленгликоля, затем смеg5 шивая с 25 вес.В ортофосфорной кислоты. В полученную смесь при 80оС вводят персульфит натрия 5Ъ от веса каталитической смеси, перемешивают до полного его растворения и в охлажденную до 20 С смесь вышеуказанных веществ добавляют 35 Ъ (от веса каталитической смеси) метиленхлорида.
Затем полученные компоненты (1 и 2) смешивают в весовом отношении .5:1, З5,и после перемешивания в течение 30 с заливают в металлическую форму, нагретую до ЗООС. Вспенивание и отверждение завершается через 4-5 мин.
Пример 2. Пенопласт получают смешивая 2 компонента: 1-й — фенол40 формальдегидная смола марки 4РВ-1А (содержит в своем составе 3,0 вес;Ъ поверхностно-активного вещества ОП10 и 1,0 вес.Ъ алюминиевой пудры
IIAII-1); 2-й компонент — кислотный
45 катализатор, приготовленный так же, как в примере 1, с той разницей, что в смесь бензосульфокислоты,этиленгликоля и ортофосфорной кислоты при 200С при перемешивании одновре5р менно вводят 0,1В персульфита натрия и 0,5В метиленхлорида от веса каталитической смеси.
Компоненты 1 и 2 смешивают в весовом отношении 3:1 и после переме-
55 шивания в течение 30 с заливают в металлическую форму, нагретую до
40оС. Вспенивание и отверждение заканчивается через 3-5 мин.
Пример 3. Пенопласт получают, смешивая 2 компонента.
837969
Кратность пены
20
23
Объемная масса пенопласта, кг/м
40,0
80,0
50 0
45,0
Предел прочности при сжатии, кгс/см
1,3
1,8
1,5
1,45
22,5
Удельная прочность
32,5
30,0
32,2
Влагопоглощение за 24 ч при относительной влажности воздуха 98 2%,масс.Ъ
9,7
12,0 10 5.23,0
Кислотное число пенопласта, мг КОН/r
6,5
8,0
5,8
М 3
Прочность, отнесенная к объемной массе пенопласта х 10
Формула изобретения перемешивают до получения гомогенной смеси.
Для приготовления 2-го компонента в емкости с мешалкой изготовляют кислотный катализатор, растворяя бензолсульфокислоту 100 вес.Ъ в
-33 вес,В зтиленгликоля, смешивая
1затем с 25 вес.% ортофосфорной кислотЫ. В полученную смесь при 20 С при перемешивании одновременно вводят 2,5% бисульфита натрия и 20Ú
Анализ данных представленных в таблице, показывает, что предложен-, ный способ получения пенопласта по 4р сравнению с известным обеспечивает увеличение вспенивающейСя способности активированной композиции, что дает возможность получать пенопласты с более низкой объемной массой при одновременном увеличении их удельной прочности и сокращении расхода смолы; снижение влагопоглощения материала в 2-2,5. раза и кислотного числа пенопласта (35 мг KOH/г по известному способу, и 5,8-8,0 мг КОН/r по предлагаемому способу).
Совокупность достигнутых показателей обусловлена протеканием процесса формирования пеноструктуры при оптимальных параметрах, обеспечиваю- 55 щих синхронизацию процессов газовыделения и гелеобразования за счет увеличения активности кислотного катализатора, одновременно выполняющего функцию реагента, с помощью которого происходит образование газовой фазы. Таким образом, предлагаемый способ позволяет рационально управлять процессом пенообразования и формирования структуры пенопласта. метиленхлорида от веса каталитичец кой смеси.
Компоненты 1 и 2 смешивают в весовом отношении 4:1, и после,перемешивания в течение 30 с заливают в металлическую фоРму, нагРетую до
30 С. Вспенивание и отверждение завершается через 5-7 мин;
Свойства материала, полученного согласно примерам, приведены в таблице.
Данный способ эффективен для получения пенопластов, в частности для теплоизоляции кровель с металлическим профилированным настилом, где требуется испольэовать материалы, обладающие повышенной прочностью и низкой коррозионной активностью.
Способ получения пенопласта путем смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с газообразователем, поверхностно-активным, веществом и с каталитической смесью. сильной органи ческой кислоты,гликоля и фосфорной кислоты с последующим вспениванием и отверждением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения влагопоглощения и кислотного числа,пенопласта, а также повышения его прочности при одновременном сокращении расхода смолы, перед смешением в каталитическую смесь предварительно. вводят 0,1-5,04 от веса смеси персульфита натрия или бисульфита натрия и 0,5-35,0% от веса смеси метиленхлорида.
837969
Составитель С. Пурина
ТехредЖ. Кастелевич Корректор М. Шароши
Редактор П. Коссей
Тираж 530 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4345/37
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Берлин A.A., Шутов Ф.A. Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров. М., Химия, 1978, с.152.
2. Патент Франции 9 1468907, кл; С 08 g, опублик, 1974.
3. Патент США 9 3138563,кл.260-2.5, опублик. 1973.
4. Николаев A .Ф..Синтетические полимеры и пластические массы на.их основе, М-Л., 1966, с. 411.
5. Патент Великобритании
9 1457241, кл. С 08 J 9/06, опублик.
1976 (прототип).