Способ изготовления пенопластов

Способ изготовления пенопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К ПАТЕНТУ

29229!

Союз Советских

Социалистических

Республик

МПК С 08@ 53/08

Заявлено 28.Ч.1968 (№ 1245438/23-5)

Приоритет 12.XII.1967, ¹ ВП39ц/128878, ГДР

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 678.643(088.8) Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 2.III.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Теодор Вааг и Эрика Мюллер (Германская Демократическая Республика) Иностранная фирма

«ФЕБ Фарбенфабрик Вольфен» (Германская Демократическая Республика) Заявитель

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ

Зависимый от патента №

Известен способ получения пенопластов путем поликонденсации предконденсата из ацетон-формальдегидных смол в присутствии раствора щелочи, причем вспенивают предполимеры, полученные с соотношением ацетона к формальдегиду 1: 2.

Для получения менее окрашенных продуктов с улучшенными прочностными свойствами вспенивают предполимеры с соотношением ацетона к формальдегиду от 1: 3.5 до 1: 4,5, а количество катализатора берут от 2 до 8% в виде 10 — 60%-ного водного раствора щелочи.

Получаемые пенистые пластические материалы имеют почти белый цвет, нерастворимы в обычных растворителях и стойки к действию растворов кислот и щелочей. Вспенивание происходит при использовании каталитических количеств 10 — 60%-ного раствора едкого кали, который должен быть очень тонко распределен в продукте, что достигается соответствующим перемешиванием.

Плотность неооработанного сырья (объемная плотность) регулируется изменением концентрации и количества катализатора.

При добавлении конденсатов с соотношением ацетон: формальдегид, равным 1: 5 и

1: 6, также меняются плотность необработанного сырья (объемная плотность) и показатели прочности. Плотность необработанного сырья может быть значительно снижена добавлением низкокипящих вспенивающих агентов, преимущественно таких, которые не раст5 воряются в продуктах конденсации ацетона с формальдегидом, например фторированных углеводородов.

Дополнительное вспенивание пенистых пластических материалов достигается введением

10 соединений, которые под действием растворов едкого кали (катализатора) плп тепла отщепляют газ, например алюминий, цинк в порошке, производные гидразина. Такими способами можно получить плотность необработан15 ного сырья в пределах от 7,5 до 1000 кг/ттз.

Структура пенистых пластических материалов равномерна, но она может быть еще улучшена добавлением регуляторов вспенивания, наприхтер поверхностно-активных соединений

20 на основе производных окиси этилена, т. е. полиэтиленгликолей и их производных, взятых в количестве 0,2 — 1,0%. При использовании большего количества добавки, например

1,0 — 5,0%, преимущественно получают пени25 стые пластические матераилы волокнистой структуры. Такие пенопласты особенно выгодно могут быть использованы в качестве звукоизоляционных материалов.

Добавлением соответствующих наполните2922Й лей можно улучшить структуру, теплостойкость под нагрузкой и пределы прочности.

При этом можно получать открыто-ячеистую или смеша нно-ячеистую пену. Однако при вспенивании в более мягких условиях можно получать в основном закрыто-ячеистые пенистые пластические материалы.

Придание водоотталкивающих свойств обычно гидрофиль ным звукоизоляционным материалам может быть осуществлено введением соответствующих соединений, например длинноцепных спиртов жирного ряда, С1> — С40 аминов жирного ряда, которые целесообразнее добавлять до процесса вспенивания.

Пенистые пластические материалы, в частности с малой плотностью необработанного сырья (объемной плотностью), получаются горючими или тлеющими. Дополнительной пропиткой, например, известными огнезащитными средствами, обычно применяемыми для пропитки бумаги, древесины или текстильных изделий, можно получать пенопласты с понижен ной горючестью и самогасящиеся, Однако если для таких пен предусмотреть добавку соответствующих соединений перед вспениванием, то можно получить пенопласты сами по себе с пониженной горючестью и самогасящиеся. Для таких целей хорошо использовать комбинации из мочевины или из других в нагретом аммиаке отщепляющихся соединений с фторсиликатом. Путем добавления хлорпара финов, эфиров фосфорных кислот или подобных соединений этот эффект может быть усилен.

Полученные пенистые материалы могут найти применение как звуко-, тепло- или холодоизоляционные материалы. Они могут быть изготовлены в виде блоков, а затем разрезаны в соответствии с заданными размерами. При использовании соответствующих смесей также возможно формование в закрытых формах с обеспечением полного заполнения полых пространств в форме, далее возможно изготовление сложных фигур с заделанными во внутрь деталями. Очень быстрое вспенивание, а также быстрое отверждение пены позволяют проводить работы на месте, Вспенивание происходит почти сразу же после внесения пены на место. Длительность отверждения может быть подобрана так, что оно будет происходить в течение долей секунды.

Предконденсаты для изготовления пенистых пластических материалов можно получать следующими способами:

1. Для получения 135 кг предконденсата I— продукта конденсации ацетона с формальдегидом, взятых в мольном отношении 1: 4, представляющего собой почти бесцветную, прозрачную, вязкую жидкость, растворяющуюся в воде в любом соотношении, — смешивают

34,8 кг ацетона с 240,0 кг 30 -ного раствора формальдегида, добавляют 8 л 10 /о-ного натрового щелока (рН 10,5) при 18 С. После индукционного периода (около 10 лаан) температура постепенно начинает повышаться и

4 через 55 мин достигает максимума 73 С. От полученного раствора после отделения катализатора с помощью ионитового фильтра в ваку.уме при 40 мм рт. ст. отгоняют 140 кг воды.

2. Предконденсат II — продукт конденсации ацетона с формальдегидом при мольном отношении 1: 5, представляющий собой вязкую, бесцветную, растворимую в воде жидкость, — получают при смешивании 870 г ацетона с 7500 г 30 /о-ного раствора формальдегида и последующем введении раствора 250 г поташа в 450 г воды. Температура смеси повышается до 70"С и на таком уровне ее поддерживают в течение 5 час. Затем раствор нейтрализуют, вводя около 250 мл 35 /о-ной HCI, и упаривают в вакууме при 40 мм рт. ст. до

3500 г.

3. Предконденсат III — продукт конденсации а цетона с формальдегидом, взятых в мольном отношении 1: 6, представляющий собой бесцветную, вязкую жидкость, смешивающуюся с водой в любом отношении. Для его получения 870 г ацетона смешивают с 900 г

30 /о-ного раствора формальдегида, добавляют 375 мл 10 /о-ного натрового щелока. Температура смеси через з/4 час повышается до максимума (68 С), эту температуру поддер>кивают в течение 5 час. Получен ный раствор после отделения катализатора на ионитовом фильтре упаривают до -3800 г.

П р имер 1. 500 г предконденсата I, 10 г этоксилированной смеси Сб — Сг>-спирта жирного ряда (около 20 единиц этиленоксида) и !

50 мл 10О/О-ного натрового щелока быстро смешивают в эмульсоре и переливают в открытую форму емкостью 1 л. Смесь нагревается, и ее объем увеличивается на 50 — 60О/о.

Получается очень вязкий блок с плотностью необработанного сырья (объемная плотность)

900 кг/м, П р и и е р 2. Аналогично примеру 1, но используя 50 л л 33 О/о-ного натрового щелока, получают очень вязкий блок с плотностью необработанного сырья (объемная плотность)

220 кг/м .

При мер 3. Действуя в том >ке порядке, что и в примере 1, но используя 12 л л 50 /О-ного натрового щелока, получают пеноблок со средней плотностью необработанного сырья (объемная плотность) 40 кг/л .

Пример 4. 120 г предконденсата 1, 3 г этоксилированной смеси спирта жирного ряда, 0,6 г алюминия в порошке, 3 г метиленхлорида, 6 мл 50О/о-ного натрового щелока в качестве катализатора перемешивают в эмульсоре, быстро помещают в закрытую форму общей емкостью 3 л, которую затем закрывают. В форме масса вспучивается, нагревается по истечении 1 л ин и, расширяясь, заполняет полностью всю форму. Через 1 мин пена твердеет и может быть удалена из формы.

Пример 5. Смесь 200 г предконденсата I, 3 г этоксилированного алкилфенола, 7 мл трифторхлорметана, 50 ял 50 /о-ного натрового

292291

Составитель А. Г. Гроздов

Техред А. А. Камышникова Корректор Г. С. Мухина

Редактор T. Г. Шарганова

Изд. № 117 Заказ 373713 Тираж 473 Поди снос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 щелока перед вспениванием охлаждают до

15 С. После добавки катализатора смесь вспучивается за 2 — 3 мин до объема больше чем

3 л и твердеет приблизительно через 10 мин.

Плотность необработанного сырья (объемная плотность) 50 — 55 кг/мз, предел прочности на сжатие при 10 /ю-ном относительном сжатии равен 1,2 — 1,5 кг/смз, пена закрыто-ячеистая.

Пример 6. Аналогично примеру 5, но используя вместо 200 г предконденсата I, 140 г предконденсата 1 и 60 г предконденсата П, получают пеноблок с плотностью необработанного сырья (объемная плотность) 75 — 80 кг/мз и пределом прочности на сжатие при 10ю/ю-ном относительном сжатии 1,6 — 1,8 кг/см-а, пена закрыто-ячеистая, П р и ме р 7. Действуют в таком же порядке, как в примере 5,,используя вместо 200 г предконденсата 1 140 г предконденсата 1 и

60 г предконденсата III. Предел плотности необработанного сырья (объемная плотность) составляет 120 кг/мз. Прочность на сжатие при 10ю/ю-ном относительном сжатии составляет 0,2 — 0,3 кг/ма, пена закрыто-ячеистая, упругая.

Пример 8. Смесь из 140 г предконденсата 1, 60 г предконденсата II, 14 г мочевины тонкого помола, 8 г фторсиликата натрия, 7 мл трифторхлорметана, 12 .ил 50 /ю- ного натрового щелока переливают в плоскую форму диаметром 25 см, в которой аналогично примеру 5 протекает процесс вспенивания.

Из полученной пены вырезают диск толщиной 5 см, кладут его на треножник диаметром 18 см и высотой 18 си. Под диском зажигают горелку Теклю с полным уничтожением свечения пламени. Через 10 мин горелку тушат. На пене не наблюдаются ни явления горения, ни явления тления. Сторона диска, обращенная к пламени горелки, обуглена и образует защитный слой.

П р и м ер 9. Смесь, подлежащую вспениванию, составляют так же, как в примере 8, причем дополнительно вводят 3 г амина жирного ряда, полученного в расплавленном виде из кислоты жирного ряда, при окислении парафина со средней длиной цепи С в †С, после этого соответственно прпбавленного к у1азанной смеси. Из готовой пены вырезаюг плоский цилиндр, опускают его в воду и при плавании в воде в течение многих дней не наблюдают никакой смачиваемости.

Пример 10. Действуют в таком же порядке, как описано в примере 5, однако с той разницей, что к смеси добавляют 60 г каолина в качестве наполнителя. Плотность необработанного сырья (объемная плотность)

120 кг/мз. Предел прочности на сжатие пены составляет 5 — 6 кг/см-в.

По сравнению с пеной, полученной в приме15 ре 5, имевшей усадку (уменьшение в объеме) около 5 /ю, в данном случае форма была полностью заполнена. Эта пена также обладает самогасящими свойствами.

Пример 11. Смесь из 100 ч. предконден20 сата I, 4 ч. этоксилированной смеси спирта жирного ряда, 4 ч. трифторхлорметана, Зч. метиленхлорида, 0,5 ч. алюминия в порошке с помощью зубчатого насоса со скорость|о

3 л/мин подают в смесительное устройство, в

25 качестве которого используют центробежный насос. Малым зубчатым насосом (прядильным насосом) со скоростью 225 мл/мин в это же смесительное устройство подают 50 /ю -ньш натровый щелок. Смесь выходит под неболь30 шим давлением, имея сливкообразную консистенцию, вспучивается и затвердевает. Средняя плотность необработанного сырья (объемная плотность) 7,5 — 10 кг/мв.

35 Предмет изо бр етен и я

1. Способ изготовления пенопластов на основе композиции, состоящей из ацетон-формальдегидного форполимера и катализатора, отличающийся тем, что, в качестве форполи40 мера используют продукт реакции ацетона с формальдегидом в соотношении соответственно от 1: 3,5 до 1: 4,5.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество катализатора берут от 2 до 8ю/ю

45 в виде 10 — 60ю4-ного раствора щелочи в воде.