Волокнистый фильтрующий материал

 

1ВОЛОКНИСТЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, включающий стекловолокно и связующее - карбамидоформальдегидную смолу, отличающийс я тем, что, с целью повышения срока эксплуатации и снижения токсичности , он содержит в качестве связующего карбамидоформальдегидноаммиачную смолу, представляющую собой продукт конденсации карбамида, формальдегида и аммидка с наличием в структуре 13-25% триазиноновых циклов и 6-10% метилольных групп, при следующем соотношении компонентов , мас.%: Стекловолокно 77-50 Карбамидоформальдегидноамяиачная смола25-30 2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит слой пылеулавли (Я вающего покрллтия из веретенного масла или трикрезилфосфатаили ди-

(19) (II) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2858243/23-05 (22) 28.11.79 (46) 23.07.83. Бюл. 9 27 .(72) Г.И.Артамонова, Г.B.Ëåóòà, A.Н.Пуховицкая, Б.Н.Алешин, Е.С.По-. техина, Э.ИаНикишина и Т.Д.Евтюшина (53) 678.067.5(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Р 1276376, кл. 0 06 М 13/26,. опублик. 1972.

2. Борисова И.И. Создание и органиэация производства рулонного фильтрующего материала на основе упругого стекловолокна с пониженным выносом составляющих (отчет) . Госу-, дарственный институт стекла, 1970, 1076-70 (прототип). (54) (57)1ВОЛОКНИСТЫЯ ФИЛЬТРУЮЩИЙ

МАТЕРИАЛ, включающий стекловолокно и связующее — карбамидоформальде гидную смолу, о т л и ч а ю щ и й»

9 С 08 61/24, В 32 В 27/42, В 01 0 39/00 с я тем, что, с целью повышения срока эксплуатации и снижения токсичности, он содержит в качестве . связующего карбамидоформальдегидноаммиачную смолу, представляющую собой продукт конденсации карбамида, формальдегида и аммиака с наличием в структуре 13-25% триазиноновых циклов и 6-10% метилольных групп, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Стекловолокно 77-50

Карбамидоформальдегидноаммиачная смола 25-30

2. Материал по п. 1, о т л ич ающи и ся тем, чтоондопол- g нительно содержит слой пылеулавливающего покрытия иэ веретенногo масла или трикрезилфосфата HJIH ди-, (2-атилгаксил) Фааил осфата, состав- С ляющего 10-22% от массы материала.

880014

Иэобоетение относится к области производства волокнистых материалов с использованием синтетических смол в качестве связующих, а именно стекловолокнистого материала, предназначенного для фильтрации воздуха от механических примесей.

Известен фильтрующий материал, содержащий стекловолокно и в качестве связующего- феноломеламинокарбамидную смолу и пылеулавливающее 1 0 покрытие (эамасливатель) (1) .

Недостатками этого материала являются токсичность ввиду содержания свободного фенола), высокая стоимость и дефицитность используемого сырья — меламина и фенола.

Наиболее близким иэ известных технических решений является фильтрующий материал, содержащий стекло- . волокно, связующее на основе карба- .д» мидоформальдегидной смолы МФ-17 и поливинилацетатной дисперсии (ПВАД) при соотношении 4:1 и пылеулавливающее покрытие )2) .

Известный материал имеет недостатки — он токсичен и не может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности и температуры. Кроме того, срок его хранения и эксплуатации в обычных условиях не более одного года.

Для изготовления известного стекловолокнистого фильтрующего материала применяется стекло, относящееся не ниже, чем к III гидролитическому Ç5 классу.

Смола МФ-17, применяемая в составе связующего, является продуктом конденсации карбамида и формальдегида при их мольном соотношении 1:2, 40 модифицированным ди- или триэтиленгликолем.

Введение многоатомного спирта и

ПВАД не обеспечивает влагостойкости материалов. 45

Смола МФ-17 характеризуется повышенным содержанием метилольных групп (18-20% ) и свободного формальдегида до 2,5%, а именно они являются источником отщепления формальдегида. При высоком содержании ме тилольных групп и свободного формальдегида наблюдается значительное выделение формальдегида в процессе изготовления, хранения и эксплуатации фильтрующего материала, что приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда и токсикологических свойств самого материала.

Целью изобретения является повышение срока эксплуатации и снижения токсичности.

Цель достигается тем, что волокнистый фильтрующий материал, вклю-. чающий стекловолокно и карбамидоформальдегидйую смолу, содержит в 65

0,24 в момент изготов" ления после хранения в течение 90 сут.

Показатель концентрации водородных ионов (рН)

Время желатинизации с 1% МН4С» при 100 С, с при 20+1ОС, ч

21,5

46

8,15

68,0

10 качестве связующего карбамидоформальдегидноаммиачную смолу, являющуюся продуктом конденсации карбамида, формальдегида и аммиака с наличием в структуре 13-25% триаэиноновых циклов и 6-10% метилольных групп, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Стекловолокно 77-50

Карбамидоформальдегидноаммиачная смола 23-50

Материал может дополнительно содержать слой пылеулавливающего покрытия из веретенного масла или три. креэилфосфата или ди-(2-зтилгексил) фенилфосфата, составляющего 10-22% от массы материала.

В качестве пылеулавливающего покрытия используют веретенное или висциновое масла, фосфорсодержащие пластификаторы.

Благодаря определенным условиям синтеза и структурным особенностям карбамидоформальдегидноаммиачная смола обладает минимальным содержанием свободного формальдегида (не более 0,3%) и обеспечивает сохранение прочностных характеристик фильтрующего волокнистого материала при воздействии на него различных климатических факторов, что дает воэможность установить гарантийный срок хранения и эксплуатации фильтрующего материала 4 года.

Карбамидоформальдегидноаммиачная смола, используемая в качестве связующего в составе фильтрующего стекловолокнистого материала, согласно изобретению была синтезирована в соответствии с известной методикой и имеет следующие характеристики:

Внешний вид — однородная суспензия белого цвета без посторонних включений °

Массовая доля, %: сухого остатка 68,6 свободного формальдегида метилольных групп 9,02 триаэиноновых циклов 20,0

Вязкость условная по вискозиметру

В3-1 при 20+1 С, с:

8 001 4

Таблица 1

Рецептура., мас.ч. I LI

15 Ингредиент

Карбамидоформальдегидноаммиачная смола согласно изобретению

Вода

Хлористый аммоний

0 5

Аммоний фосфорнокислый двузамещенный

Фосфорная кислота, 10%-ный водный раствор

Щавелевая кислота, 10%-ный водный раствор

Для получения материала согласно изобретению готовят связующее, мас.ч.:

Смола карбамидофор мальдегидноаммиачная 100

Вода 15-20

Кислотный отвердитель 0,5-5, 0

Отвердителем для карбамидоформальдегидноаммиачной смолы могут служить минеральные.или органические кислоты и их соли. Отвердитель используют в количестве 0,5-5% от массы смолы. Свойства связующего:

Вязкость условная по вискоэиметру

ВЗ-4 при 20 С, с 22-27

Время желатинизации при температуре окружающей среды, ч Не менее 15,0 y()

Связующее концентрацией 50-60% наносят распылением из форсунки на стекловолокно, наматываемое на барабан. Скорость вращения барабана регулируют от 40 до 200 об/мин. Фор.сунку закрепляют неподвижно на стеклоплавильной печи, передвигающейся относительно барабана. Скорость движения печи трижды изменяют от минимума до максимума во время каждого ее о прохода. За один проход печи барабан делает 40-60 оборотов.

Время намотки волокна около 3 ч.

Снятый с барабана материал растягивают и подвергают термообработке в печи при температуре от 150 до.

250ОС в течение 15-20 мин.

По данной технологии и укаэанной концентрации связующего обеспечивают пределы по содержанию стекловолокна и связующего с готовом материале согласно изобретению.

При содержании связующего ниже нижнего предела получают материал с низкой прочностью, при содержании связующего выше верхнего предела

45 материал крошится и непригоден к использованию.

Затем на материал наносят пылеулавливающее покрытие посредством погружения в него фильтрующего материала или распылением его из расчета 60-100 г на 1 м .

В табл. 1 приведены примеры рецептур связующего для изготовления фильтрующего материала согласно изобретению, в табл. 2, 3 - рецептура и свойства волокнистых фильтрующих материалов согласно изобретению (рецептура 1-8) и выбранному прототипу (рецептура 9) .

100 100 100 100 17 20 18 18.

880014

Компонен т

1 2 3

Связующее:

23 7 38 50 7

39 37 39 35 50 36 K 37 73 47

39

Ч7

lI. Пылеулавливающее покрытие: веретенное масло 16 66

22 2 10 088 трикрезилфосфат ди- (2-этилгексил) фенилфосфат

18 25 15 38

Тз,Т3 ТО, 56

III ° CTeKJIOBOлокно

О с т а л ь н о е..юсю

В числителе дан состав материала в исходйом состоянии, в знаменателе— после ускоренных климатических испытаний (УКИ) .

Карбамидоформальдегидноаммиачная смола согласно изобретению

Карбамидоформальдегидная смола

МФ-17, смешанная с ПВАД (4: 1) согласно выбранному прототипу

Т а б л н ц а 2

Рецептура волокнистого фльтрующего материала

\ t

Рецептура материала, мас.%

4 5 Б 7 8, 9

8800 4

Таблица 3

9 про.тотип

Показатель

2 3 4 5 б

Масса 1 м материала беэ покрытия, r

Пылеулавливаюцее покрытие, г/м 15 0 14 3 15 2 15 8 15 2 12 0 13 4 . 15 0 12 0

10,0 10,4 12,0 10,0

8,0 10,0 7,8 11,4 60,5

П р и м е ч а н и е 1 Номера образцов соответствуют- табл. 2.

В числителе даны показатели в исходном состоянии, в знаменателе — после УКИ.

Режим ускоренных климатических испытаний (уКИ) включает:

Термовлажностное старение

+60

Термовлажностное старение

Холодоустойчивость

Сезонные термоперепады по б ч при каждой температуре) 10

-50

-50

+60

Суточные термоперепады (по 4 ч при каждой температуре}

Не регламентирована

;21

+20

Итого: Прилагаемое усилие на разрыв полоски материала шири. ной 100 мм,кг, Снижение прочности после УКИ,В

Н ачаль ное сопротивление материала, фильтрую@его при удельной воздушной, нагрузке

750 м /ч-м кгс/M2

Свойства волокнистого фильтрукицего материала

350 450 550 350 545 475 450 550 500

100 60 70 100 100 100 ,Б ТУ,Ч7 68 T 3З

P 1 0 1 0 10. 1 0 10 - 10 10 1 0

I I .У У t I .Р испытанию

Ъ не мог ,подвергнуться

Температура, С Относительная Количество влажность, В суток

880014

Редактор П. Горькова Техред A.Áàáèíåö

Корректор A. Тяско

«« р» М

Заказ 6535/3 Тираж 494 Подпи сное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иоаква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Иэ приведенных в табл. 3 данных следует, что предложенный фильтрующий материал (образцы 1-8) после

УКИ практически не теряет прочности .и находится на уровне прочности образцов в исходном состЬянии. Структура серийного материала (образец

° 9), взятого в качестве прототипа, оказалась нарушенной, материал потерял прочность на 60,5% и уже не мог служить в качестве фильтрующего материала.

Эти испытания позволили установить гарантийный срок эксплуатации матернала согласно изобретению не менее

4 лет. 1.5

TaRHM образом, предложенный волок нистый фильт р ующий мат ери ал с использованием в качестве связующего карбамидоформальдегидноаммиачной смолы малотоксичен и сохраняет свои механические характеристики при воздействии.различных климатических факторов, что дает возмож-. ность гарантировать срок эксплуатации и хранения материала не менее

4 лет.

Ожидаемый удельный экономический эффект от внедрения связующего на основе карбамидоформальдегидноаммиачной смолы взамен связующего на основе смолы МФ-17 и ПВАД в произ,водстве фильтрующего волокнистого материала составит 2172 руб/т смолы эа счет удешевления связующего и увеличения срока службы материала.