Композиция для карбамидного пенопласта

Композиция для карбамидного пенопласта

Реферат

Изобретение относится к полимерным композициям для предохранения грунтов, карьеров сырьевых материалов, хранящихся на открытых складах, от сезонного промерзания.

Известна композиция пенопласта, включающая карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель (соляную кислоту) и отход производства синтетического каучука - серум (Патент SU №1807995, МПК С08J 9/06, С08L 61/24, опубл. 1993 г.).

Пенопласт, получаемый на основе этой композиции, обладает недостаточными физико-химическими и экологическими свойствами, высокой токсичностью и степенью горючестью, что не позволяет применять его в строительстве, так как высокое выделение свободного формальдегида (НСНО) как в процессе производства, так и при его эксплуатации ограничивается нормами ПДК.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиция для карбамидного пенопласта (Патент SU №1790582, МПК С08L 61/24, С08L 9/30, опубл. 1993 г.), включающая карбамидоформальдегидную смолу пенообразователь, отвердитель, хлоридсульфат-тиосульфат натрия и воду.

Пенопласт, полученный на основе этой композиции, имеет ряд существенных недостатков - высокая горючесть, воспламеняемость, недостаточная прочность, а также большой индекс токсичности 140-150%, при этом равномерная концентрация HCHJ содержания формальдегида в рабочей зоне превышает нормы ПДК.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение токсичности, уменьшение степени горючести и повышение прочности карбамидного пенопласта из предлагаемой композиции.

Поставленная задача для достижения технического результата решается тем, что композиция для карбамидного пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь, отвердитель - ортофосфорную кислоту 10% концентрации, воду, согласно изобретению она дополнительно содержит экстракты коры хвойных пород и органоминеральный модификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидоформальдегидная смола	23-25
Пенообразователь	5-8
Отвердитель	10-12
Экстракты коры хвойных пород	9-14
Органоминеральный модификатор	7-20
Вода	остальное

В карбамидоформальдегидной смоле массовая доля свободного формальдегида не превышает 0,15%, экстракты коры хвойных пород содержат танниды и полифенолы, в качестве пенообразователя использована альфобензосульфанокислота или сульфанол, в качестве органоминерального модификатора использована зола-унос, полученная от сжигания углей, содержащая оксиды железа, алюминия, кальция, магния.

Введение в состав композиции золы-уноса, получаемой от сжигания углей в качестве органоминерального модификатора, повышает прочность, так как она содержит оксид железа от 6,0 до 14,0%, оксид алюминия от 4,0 до 10,0%, оксид кальция от 20,0 до 35,0%, оксид магния от 3,0 до 6,0%, а введение на стадии изготовления в эмульсионный раствор экстрактов коры хвойных пород, содержащих танниды и полифенолы, понижает токсичность и горючесть карбамидного пенопласта за счет химического взаимодействия формальдегида с полифенолами.

Пример 1

Одновременно подготавливают два раствора.

Путем механического перемешивания 23 мас.% карбамидоформальдегидной малотоксичной смолы (КФМТ-15), 9 мас.%, экстракта коры хвойных пород и 7 мас.% органоминерального модификатора - золы-уноса, получаемого, например, от сжигания углей месторождения КАТЭК, полученный эмульсионный раствор (смоляной эмульсии) после перемешивания дополнительно обрабатывают в течение 8 мин озоном. При этом отдельно готовят раствор пенообразователя, в качестве которого использована 5 мас.% альфобензосульфанокислота и 10 мас.%. ортофосфорной кислоты 10% концентрации (отвердитель), вода остальное, затем дополнительно его подогревают до температуры 40÷50°С и перемешивают до полной гомогенизации и стабильности. В образующуюся пену методом вспрыскивания подают раствор смоляной эмульсии, при этом происходит химический процесс поликонденсации - процесс частичного отверждения. Частично отвержденная гелеобразная полимерная масса пены подается по пенопроводу, увеличиваясь в объеме с кратностью 30-45 об. ед., масса заливается на подготавливаемую к утеплению поверхность грунта, где она в течение ориентировочно 25÷40 мин превращается в пенопласт.

Пример 2

Получение композиции осуществляют аналогично примеру 1, при смешивании 24 мас.% карбамидоформальдегидной смолы марки КФМТ-15, 12 мас.% экстракта коры хвойных пород и 14 мас.% органоминерального модификатора (золы-уноса). При этом раствор пенообразователя содержит 6 мас.% альфобензосульфанокислоты и 11 мас.%. отвердителя (10% ортофосфорная кислота), вода остальное.

Пример 3

Получение композиции осуществляют аналогично примеру 1, при смешивании 25 мас.% карбамидоформальдегидной смолы марки КФМТ-15, 14 мас.%. экстракта коры хвойных пород и 20 мас.%. органоминерального модификатора (золы-уноса). При этом пенообразователь содержит 8 мас.% поверхностно-активного вещества - альфобензосульфанокислоту и 12 мас.% отвердителя - ортофосфорной кислоты, вода остальное.

Рецептура композиции и результаты испытания предлагаемой композиции приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1.
№	Компонент	Содержание компонентов, мас. %
1	2	3
1	Карбамидоформальдегидная малотоксичная смола КФМТ-15	23	24	25
2	Пенообразователь, альфобензосульфанокислота	5	6	8
3	Отвердитель, ортофосфорная кислота 10% концентрации	10	11	12
4	Экстракты коры хвойных пород	9	12	14
5	Органоминеральный модификатор, зола-унос (отход производства)	7	14	20
6	Вода	Остальное

Таблица 2.
Композиция	Прочность на сжатие, МПа	Степень горючести по СНиП 21-01-97	Степень воспламеняемости по СНиП 21-01-47
1	0,12	Г-2	В-2
2	0,15	Г-2	В-1
3	0,19	Г-1	В-1

Результаты испытаний (табл.1 и 2) композиции карбамидного пенопласта показывают влияние экстракта коры хвойных пород на экологические и токсилогические свойства пенопласта, а применение в составе композиции органоминерального модификатора (золы-унос) отхода производства ТЭС повышает огнестойкость пенопласта, одновременно снижая его степень горючести, воспламеняемости, а также повышает прочность пенопласта. Использование данной композиции экологически и экономически оправдано, так как в ней используются отходы производства ТЭС (зола-унос) и экстракт коры хвойных пород канифольного производства, что ставит ее в разряд промышленного применения и внедрения.

Полученный с широкими функционально-технологическими возможностями карбамидный пенопласт по данной композиции представляет мезапористый быстротвердеющий, прочный, термостойкий, экологически чистый поропласт с развитой ячеистой структурой, с низким коэффициентом теплопроводности λ=0,033-0,056 Вт/мК и степени горючести Г-1.

1. Композиция для карбамидного пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь, ортофосфорную кислоту и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит экстракт коры хвойных пород и золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидоформальдегидная смола	23-25
Пенообразователь	5-8
Ортофосфорная кислота	10-12
Экстракт коры хвойных пород	9-14
Зола-унос	7-20
Вода	Остальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в карбамидоформальдегидной смоле массовая доля свободного формальдегида не превышает 0,15%.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пенообразователя используют альфобензосульфанокислоту или сульфанол.