Способ получения пенопласта

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соеэ Советсиих Социалистических Уесиубпик(33) Великобритания анна квССРкмбРОВкрыткй 31) 15067 убликовано 25.06.79 Бюллетень23 2 ф 62- 405.8(088.8) Дата опубликования описания 28.06.79(Т 2) Авторы изобретен ИностранцьПер Линд Вольфф (Дания) ур Гуч Ге(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТ Благодаря низкой теплопроводности и невоспламеняемости этих продуктов (огнестойкость оценивали по АЗТМ 1692) они пригодны в качестве теплоизоляционных материалов. Однако их нельзя оценивать как невоспламеияющиеся при испьпании в более жестких условиях, например при испытании на воспламенение по 1 чЕй 1076, часть С, так как они не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к первому классу огнестойких материалов,Изобретение относится к способам полученияпенопластов на основе аминоформальдегиднойсмолы, содержащей несвязанный фуриловыйспирт, используемых в качестве теплоизоляционного материала в различных отраслях промышпенности, особенно в строительстве.Известен способ получения пенопласта путемполимеризации аминоформальдегидной смолы,содержащей 15 - 90 вес.% несвязанного фурило.вого спирта и имеющей мольное соотношениемочевины и формальдегида 1:1 - 1:5 соответственно, в присутствии сильной кислоты и других целевых добавок 1),Целью изобретения является повышение невоспламеняемости пенопласта.Эта цель достигается тем, что в способе получения пенопласта путем полимеризации аминоформальдегидной смолы, содержащей 15 - 90 вес.%несвязанного фурнлового спирта и имеющеймольное соотношение мочевины и формальдегнда 1:1 - 1:5 соответственно, в присутствии сильной кислоты и других целевых добавок, про Е цесс проводят в присутствии 10-60 веся. на100 вес.ч. смолы соединения бора, выбранногоиэ группы, состоящей иэ борной кислоты, комплексного соединения борной кислоты с глиоксалем, тетрабората натрия итриметоксибор ок сина.Предпочтительное соотношение в смоле мо.чевины и формальдегида 1:1, 5 - 1:4 соответственно и содержание несвязанного фуриловогоспирта в смоле 25 - 70 вес.%.20 При осуществлении предлагаемого способав качестве сильной кислоты можно использоватьортофосфорную, полифосфорную и серную кис: лоты. Обычно применяют фосфорсодержашуюоксикислоту, если желательно, в комбинации670228 9 Таблица 6 Компоненты и показатели Состав пенопласта, ч. Борная кислота 5 10 1 0 25 30 40 60 30 100 95 Борден ТМ 100 100 00 1 О 100 100 100 нформ Р 4 Вспышка в муфельнопечи при 550 С Максимальная температура при испытаниив муфельной печипри 550 С, С 560 55 580 570 560 Максимальная темпера. тура второго экзотерма при 200 С, С 16 210 212 0 216 ица 7 Борная кислот 0 ордент ТМ 10 Синформ Р 490 Вспышка в муфельнопечи при 550 С Максимальная температура при испытании вмуфельной печи при550 С, С 70 555 Максимальная температура второго экзотерма пр200 С, С 08 15 21 20 Сивформ Р 490), у ч., причем х + у = 100, борная кислота, ч., кремнийоргаинческое по.верхностно.активное веществоъ, фреон 13 6 ч., катализатор, 53,5%-ная ортофосфорная кислота 15 ч или 59,4%-ная ортофосфорная кисло ь та 12 ч.Пенопласты испытывают для определения второго зкзотерма прн 200 С и в муфельной печи при 550 С. Полученные результаты приве. лены в табл, 6 - 1 О. о 20Можно сделать вывод, что в отсутствии фурилового спирта с добавкой 20 ч, борной кнс.лоты пенопласт может пройти испытание в му.фельной печи. По мере повышения содержанияфурилового спирта требуется большее количест.во борной кислоты для достижения хорошегорезультата при испытании в муфельной печи.Корреляция между низким вторым экзотер.мом н стойкостью к распространению пламениочевидна.670228 Таблица 8 Компоненты и показатели 80 80 80 80 20 20 20 20 590 565 560 560 Таблица 9 Компоненты и показатели Борная кислотаБорден ТМ 1Синформ Р 490 Вспышка при испытании в муфельнойлечи при 550 С Максимальйая темпера.тура при испытании вмуфельной печи при550 С, С Максимальная температура второго экзотерма при 200 С, С Борная кислотаБорден ТМСинформ Р 490 Вспышка при испытании в муфельной печипри 550 С Максимальная темпе. ратура при испытании в муфельной печи при 550 С, С Максимальная температура второго экэотерма при 200 С, С Состав пенопласта, ч21.31 20 30 40 -- 60 219 211 215 - 216 30 40 50 - 60 70 70 70 - 70 30 30 30 - 30 600 570 570 570 213 226 220 221670228 23 Таблица 10 Состав пенопласта, ч 1 1 2 1 3 Борная кислота 30 50 60 40 Вспьппка в муфельнойлечи при 550 С Максимальная температура при испытании в муфельной лечи при 550 С, С 610 610 615 223 222 253 ной смолы: 108 ч смолы (МФС) растворяют в 100 ч. воды. Пенопласты готовят из этих растворов по рецептуре, приведенной в табл. 1. Таблица 11 Состав пенопласта, ч,Компоненты и показатели 200 МфС: Н,О =1:1 0 Вода Поверхностно-активн ещество фуриловый спирт 5 25 Борная кислота 30 Ортофосфорная кислота(9,7/ ная) 50 50 50 Вспышка в муфельнойпечи при 550 С 90 6 испытании, показывает, что достаточная степеньотверждения не была достигнута при применении этого метода приготовления пенопластоя. Компоненты и показатели Борден ТМСинформ Р 490 Максимальная темпера.тура второго экзотермапри 200 Г, С П р и м е р 5. Получают пенопласты исполь. зуя хорошо известные способы приготовления мочевиноформальдегидных поропластов из водного раствора товарной мочевиноформальдегидМаксимальная температура при испытании вмуфельной печи. С 66 Можно сделать вывод, что все пенопласты пе проходят испытания в муфельной печи. Высокая 1 смпература, регистрируемая при этом 150 3050670228 Компонен и показат 00 100 10 Фуриловый спиртПоверхностно. активно ещество (ДС 193) од он 113 6 5 Бнка,рбонат натр Ортофосфорная кислота59%-ный водный раствор 2 2 66,5%.ный водный раст Испытание в муфельнпечи при 550 С Максимальтура СМаксимальтура второпри 200 С,ая темпера 690 5 ная темпера. о экзотерма 06 208 204 шь пенопласты,не имеющие25В этих случаях прибавление борной кислоты неможет сделать пенопласт стойким к распрост.ранению пламени.П р и м е р 6. Готовят пенопласт на основетоварной мочевино.формальдегидной смолы.40 ч, смолы растворяют в 60 ч, фуриловогоспирта К 100 ч. этого раствора прибавляют10 ч, воды, 1 ч. поверхностно-активного вещества (ДС 193), 30 ч. борной кислоты, 2 ч,фреоиа 113 и в качестве катализатора 64 ч, 10водного раствора ортофосфорной кислоты (59%иои),Композиции дают вспениться и отвердиться.При проведении испытаний в муфельной печи(550 С) пенопласт не дает вспьпдки, максималь.15ная зарегистрированная температура составляет57,5 С.П р и и е р 7. Этот пример приведен длягого, чтобы показать, что само по себе прибав.ление борной кислоты является недостаточным 20для того, чтобы придать пенопласту огнестой.кость, что особенно наглядно доказывается вто.рым экзотермом. Пенопласт, таким образом,мола на основе мочевннь ормальдегида и фурилоого спирта Можно сделать вывод, чт держащие борную кислот 26 должен быть приготовлен из мочевиноформаль дегидной смолы и фурилового спирта.Полиуретановый пенопласт готовят, осущест. вляя взаимодействие между 56 ч. товарного полимеризованного простого эфира многоатом. ного спирта с 70 ч. полинзоцианата в прнсут. ствии 15 ч. газообразователя и обычных доба. вок: поверхностно. активного вЕщества и катализатора, Пенопласт имеет плотность 35 кг/мз, не показывает второго экзотерма и энергично гбрит, сильно дымя, при испытании в муфельной печи с температурой 550 С.Аналогичный пенопласт готовят с прибавлением 30 ч. борной кислоты. Пенопласт имеет плотность 21,5 кг/м не показывает второго экзотерма и быстро горит при испытаниях в муфельной печи с температурами 500 и 550 С.П р и м е р 8, Смолу на основе мочевины, формальдегида и фурилового спирта готовят по примеру 1 патента Великобритании ЮФ 942845. Из этой смолы готовят пенопласты по рецептуре, приведенной в табл. 12, в которой помеще. ны также полученные результаты.Таблица 12 орого экзотерма при 200 С. проходят испыте в муфельной печи при 550 С.670228 27 Таблица 13 Компоненты и показатели Состав пенопласта, ч. Смола на основе мочевины,формальпегида и фурило.вого спирта 100 30 20 Фуриловый спирт Поверхностно-активноевещество (ДС 193) 1,3 1,45 1,2 1,45 1,3 Фреон 13 1,2 Ортофосфорная кислота(89%-ная) 9,6 42,5 39 Барная кислота 4,8 Вода Максимальная температура второго экэотермапри 200 С, С 208 211 211 Испытание в муфельнойпечи при 550 С Максимальная темпера.тура, С 595 605 Состав пенопласта, ч,Компонентыи показатели 100 100.100 Поверхностно-активноевещество ДС 193) Фреон 1 Э 30 10 30 Борная кислота П р и м е р 9. Используют смолу на осно. ве мочевины, формальлегида и фурилового спирта при молярном соо 1 ношении между указан. ными тремя компонентами :Э:0,6. Из этой 1Все эти пенопласты не дают второго экзотер.ма и проходят испытание в муфельной печи,П р и м е р О. Готовят смолу на основе мочевины, формзльдегида и фурилового спирта, Смола на основе мочевины,формальдегида и фурилового спирта смолы, используя рецептуру, приведенную в табл.3, готовят пенопласты. В этой же таблице приведены и результаты ис пытаний. молярное еоотноптение между тремя указанными компонентами 1:3.1. Из этой смолы приготовляют пенопласты с использованием рецентур, приведенных в табл. 14, в которой также приведены результаты испьпаннй.Т а б л и ц а 14670228 29 30Продолжение табл. 14. Компоненты и показатели Глюкоза 20 Вода 208 208 225 206 Испытание в муфельнойпечи при 550 С Максимальная темпера.тура, С 585 580 715 600 10, но с мольным соотношением компонентов,составляющим 1:3:2. В табл. 15 приведены рецептуры и результатыиспытаний. Таблица 15 став пенопласта, ч. Компо и пока 100 Поверхностно. активновещество 1 ДС 193) 113 0 орная кисло Катализатор - ортофосфорнаякислота 89%-ная) 8 Вола 1 О) гюкоза ксимальная температувторого зкзотермаи 200 С, С Катализатор ортофосфор.ная кислота 89%-ная) Максимальная температура второго зкзотерма при 200 С, С Пенопласты, содержащие 30 ч. борной кислоты и не имеющие второго зкзотерма, проходят испытание в муфельной печи.П р и м е р 11. Пенопласты получают из смолы, аналогичной использованной в примере Смола на основе мочевины,формзльдегида и фуриловогспирта 8 8 4 431 Продолжение табл. 15 Компоненты и показатели Испытание в муфельнойпечи при 550 С Максимальная температура, С 555 560 Получают четыре пенопласта, по следующей рецептуре: 100 ч. смолы на основе мочевнны, фпрмальдегида и фурилового спирта со средним мольным соотношением 1:1,8:0,6; 1,5 ч, кремнийорганическото поверхностно-активного вещества, 10 ч. пентана, 25 ч, соединения бора и 12 - 17 ч. катализатора, содержащего 50 о-ную фосфорную кислоту,В табл. 16 приведены соединения бора н результаты испьпаний Таблица 16 Компоненты и показатели 5 и меток сиборокснн Тетраборат натри Борная кислота 12 Комплексное соединглиоксаля и борно слоть Максимальная температорого экзотерма ри 200 С, С 215 7 2 Испытаниепечи прн 5 муфельнойС Максим ая температуиспытаний,С 54 5 532 время ржащнй соединения бо.ве контрольного образ. н т в муфельной печи, 55 М спытания по методу н пласты не горятят испытания по му тод В табл, 17 приведены рецептуры и результа.ты испытаний. Н р и м е р 12. Получение комплексногосоединения глиоксаля с борной кисло.той. 193,5 г (1 моль) 30%-ного водного глноксаля смешивают с .61,8 г (1 моль) борной кислоты, нагревают при 85 - 90 С в течение 1 ч и охлаждают до комнатной температуры. Обра. зуется белый осадок, который отфильтровыва. ют н сушат, выход 68,3 г, 25 Пенопласт 4, не содера, используют в качесца. Он вспыхивает и горпоэтому не проходит1 ЧЕМ 1076. Другие пенофельной печи и прохотЙЕй 076,П р и м е р 13, Получают пенопласты на ос.ве смолы, аналогичной использованной в прире 10, но с мольным соотношением компо.нтов 1:3:6.(ДС 193) Поверх еще ств фреон 11 3 Бориа слота юкоза Катализато фосфорная 89% ная)ослота да 0 люкоза растворенн Максимальная темптура второго экзо.терма при 200 С, С 2 3 в муф 50 С ьнои Испыта печи пр уд,в 1,5) во 1 аст в ре ой на ос вого спи эуль. стоящего из ортоф нове Кроме того, вводя рта как это указано чают пеноп арной смо а и фурил ерхностно.1.1. трихл 10 ч. катал образцаой ки тив рэтанди изатора,ои кислоты. Таблиц омпоненты показатели 0 орная кислота 3 10 юкоза к Испытание в муфельной печипри 550 С Максимальная и мпе атура, С 65 625 0 670 5 555 Пример 14. Полу тате реакции между тов мочевины, формальдепц (Борден МТ) с 1 ч. по щества (ДС 193) и б ч, этана,2 в присутствии Смола наформальдспирта ве. хлоро 4670"28 Продолжение табл. 18 Состав пенопласта, ч Компоненты ипоказатели Ьорная кислотаГлюкоза 30 30 30 30- 30 30 30 Тальк ГО 30 Вода 2 4 6 8 2 4 4 Испытание в муфельной печи при 350 С + Максимальная температура, С635 585 560 570 560 700 690 700 570 формула изобретения ЦНИИПИ Заказ 3511/50 Тираж 584 Подписное филиал ППЛ "Патент". г, Ужгород, ул. Проектная,4 Можно считать, что пенопласт, содержащий 30 ч. борной кислоты, проходит испытание в муфельной печи.П р и м е р 15. Смолу готовят, подвергая взаимодействию 2,6 моль меламина, 5,6 моль25 мочевины и 20 моль формальдегида в виде 50%-ного раствора в воде. Раствор кипятят с обратным холодильником при рН 8,5 в тече. ние 30 мин, затем 3 ч при рН 4,5 и 60 С. После нейтрализации воду выпаривают до тех пор, пека смола не приобретет вязкостиЗО 26700 спз при 25 С. фуриловьтй спирт добав. ляют до содержания в смоле 30,5 вес.%,100 ч. смолы смешивают с 20 ч. борной кис. лоты, 1,5 ч. силиконового поверхностно.актив ного вещества, 7,5 ч, н.пентана и 12 ч. 50%.ной з 5 фосфорной кислоты.Время отстаивания составляет 45 сек, После ильнейшего эатвердевания при 60 С в течение 1 ч пенопласт имеет плотность 67 кг/мз, проч 40 ность на сжатие 2,36 кг/см и вьщерживает испытание в муфельной лечи при 550 С.П. р и м е р 16. Пенопласт получают аналогично, смешивая мочевнноформальдегидную смолу, товарную меламиноформальдегидную смолу и45 фуриловый спирт для доведения мольного соотношения мочевина: меламин: формальдегид: фуриловый спирт до 0,5: 0,5: 2: 0,5 и проводя процесс вспенивания аналогично примеру 15. Пенопласт не вспыхивает и не воспламеня.50 ется при испытании в муфельной печи.П р и м е р 17. Смолу готовят иэ 3,55 моль. тиомочсвины,. 3,55 моль мочевины, 19 моль формальдегида и 0,5 моль фурилового спирта по методике примера 15. Конечная смола со.держит 5,2% воды и имеет вязкость 4900 сп.Пенопласт готовят, применяя методику приме.ра 15.Пенопласт имеет прочность на сжатие .1,16 кг/см и не воспламеняется и не вспыхи.вает при испытании в муфельной печи.Таким образом, при осуществлении предла.гаемого способа получают пенопласт с высокойстепенью невоспламеняемости, что дает возмож.ность использовать его везде, где требуютсяогнестойкие материалы. Способ получения пенопласта путем полиме. ризации аминоформальдегидной смолы, содержащей 15 - 90 вес,% несвязанного фурилового спирта и имеющей мольное соотношение моче. вины и формальдегида 1: 1. - 1: 5 соответственно, в присутствии сильной кислоты и дру. гих целевых добавок; о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью повышения невоспламеняемости конечного продукта, процесс прово. дят в присутствии 10 - 60 вес.ч. на 100 вес.ч, смолы соединения бора, выбранного иэ группы, состоящей из борной кислоты, комплексного соединения борной кислоты с глиоксалем, тет. рабората натрия и триметоксибороксина,Источники информации, принятые во внима. ние при экспертизе1. Патент Великобритании Иф 942845,кл, С 3 В, 1963.670228 4Подходящие композиции аминоформальде.гидного типа, содержащие фурильный спирт,подвергают полимеризации в присутствии кис.лоты, с введением соединения бора для доведения композиции до такого состояния, при ко.тором она пройдет испытание в муфельной печи, Как правило, введение борной кислоты спо.собствует улучшению огнестойкости пенопласта,но оно настолько ограничено, что полученные о пенопласты не проходят испытания на стойкостьк распространению пламени по ВЕН 1076.Получаемые пенопласты подвергают испытанию на невосцламеняемость по 1 чЕЙ 1076, частьС, испытанию в муфелькой печи, а также испытанию на обнаружение второго экзотерма.Обнаружение второго зкзотерма. Вырезаютобразец с размерами бхбхб см, помещают егов середину печи, температуру которой поддерживают на уровне 200 С. В центр образца ввоо дят термопару и регистрируют температуру пенопласта.У пенопластов, показывающих второй экзо.терм, температура материала не превышаето200 С и регистрируется максимальная темпе ратура. 3с другой кислотой, такой как серная кислотанлн и- толуолсульфокислота, но фосфорсодержащая оксикяслота может применяться в качествеединственного кислотного катализатора. При желания кислотное соединение можно применятьв сочетании со спиртом или оксиальдегидом,таким как глюкоза. Очень подходящей являет.ся смесь водной фосфорной кислоты, содержащей 30 - 90 вес.ч. НзР 04, и до 50 вес,ч. глюкозы.Катализатор обычно применяют в небольших количествах (2-20 вес,ч, на 100 вес,ч. смолы).К числу рекомендуемых спиртов относятся1,4-бутандиол и нропш.ол, а также яолигликоли.При получении предлагаемого пенопласта применяют обычные методы полимеризации и пенообразования. Однако, как правило, полимеризацию ведут, подавая исходные материалы прикомнатной температуре япи при 10-40 С и смешивая их. Смешение можно вести при обычном тили при повышенном давлении (до 20 атм и вы.ше) .Газообразователи или другие добавки можновводить в исходные вещества или добавлятьих в виде отдельного потока при смещении.Затем смешанные вещества выливают в открытые или закрытые формы, где им дают полимеризоваться до твердого состояния,Полимеризацию можно начинать пря темпе.ратуре окружающей среды и давлении, но мож. ЗОно также применять тепло для инициированияили регулироваяяя начальной стадии полимери.зацяи. Во время полямернэации теплота реакции увеличивает температуру смеси я газообразователи начинают раздувать н расширять ве. ыщество до необходимого йеяообразного состо.яния, Температура во время реакции можетподниматься до 40 - 130 С.Отвержцение пеноматериала можно закончить путем выдержки его при цовышеияой тем. 4 опературе в течение 15 мян - 10 ч в заЬисимости от реактивности исходных веществ,Завершение реакции ценообразования важнодля получения хорошях рабочих характеристикпри проведении испытаний на огнестойкость,Оно может быль достигнуто лишь в том случае, если смола и используемая кислота явля.ются в достаточной степени совместимыми яспособными образовать однородную смесь, существующую достаточно длительное. время в цтечение ценообразования.Всли смола и кислота не обладают достаточной совместимостью илиесли во время отварждения они становятся полностью или частичнонесовместимыми и разделяются на микрофазы, 55то реакция не достигает завершения я пенопласт дает реакцию второго экзотерма, в результате получают плохие характеристики вовремя испытаний на огнестойкость. Рецептуры, показывающие низкие экзотермы, обычно требуют меньшего количества соединения бора, для того, чтобы не участвовать в рас. пространении пламени и то время как веко. пласты, показывающие более высокие зкзотермы, предотвращают распространение пламени только нри введении в них большего количест. ва яли более эффективного соединения бора,Методика испытания по МЕ)ч 1076, часть С.Данная методика предназначена для определения интенсивности раснространення пламенис целью оценки способности материалов к распространению пламени н их воспламеняемостя,Материалы классифицируются в соответствиис их способностью к распространению пламени.Принцип,Для определения интенсивности распространения пламени для образца, подлежащих испытанию, монтируют вертикально и параллельнодруг другу в испытательной камере. На кихвоздействуют таким количеством тепла, чтобыраспространение пламени, если таковое возмож.но, происходило от одного образца к другому,Количество тепла, подаваемого в секунду наквадратный сантиметр поверхности испытуемо.го образца, требующееся, чтобы пламя распро.стракилось точно за 15 мин, учитывается прнклассификации. Это количество тепла носитназвание интенсивности распространения пламе.нн и невоспламеняемостн данното материала.Испытуемые образцы должны иметь площадьповерхности, равную 300 мм х 300 мм.Число испьпуемых образцов, необходимыхдля определения интенсивности распространенияпламени, обычно 10,Материалы должны поступать на испытанияв том состоянии, в каком оки используютсяиа практике. До проведения испытаний влажность образцов должна быть приведена в состояние равновесия с влажностью воздуха притемпературе 10 - 20 С и относительной влаж.ности 55-65%.При необходимости для нескольких образ.цов интенсивность распространения пламениопределяются после проведения на этих образцах одного или нескольких видов испьпанийна стойкость к старению, погодоустойчивостьи других видов испытаний,Для определения интенсивности распростра.кения пламени пользуются аппаратурой, изго.товлеккой из асбестовых панелей с толщиной34 мм, В центре помещена раскаляемая проволока, расположенная в виде спиральной намотки на двенадцати кварцевых стержнях. Черезэту проволоку может быль пропущен электрический ток. Энергия может быть выражена вкалсм с, она вычисляется путем деления ко 25личества подаваемой энергии, выраженной вкалориях в секунду, на площадь поперечногосечения испытательной камеры, параллельногоиспытуемым образцам (900 см ) Раскаляемаяспиральная проволока изготовлена из хромозоникелевой стали и имеет диаметр 0,6 мм. Каждый из испытуемых образцов может быль зажат между стальными опорами свободкой панелью из асбеста, имеющей толщину 34 мм.На этих асбестовых панелях прикреплены вдоль 35вертикальных сторон две асбестовые полосыс толщиной 10 мм. Таким образом, испытуемый образец и асбестовая панель разделены меж.ду собой воздушной полостью шириной 10 мм.40Один иэ испытуемых образцов подвергают деиствию пламени девяти газовых горелок, причемкаждое пламя имеет длину 20 мм и направле.ио перпендикулярно испытуемому образцу, вто время как расстояние между соплами горе.лок составляет 30 мм к каждое сопло имеет 45диаметр 1 мм,Сопла трубки, подающей газ, расположены ка высоте 75 мм кац днищем камеры, Температура может быть изменена при помощи термо пар, расположенкых в двух местах: в центре яспьпателькой камеры и перед испытуемым образцом, который ке подвергается действию струй газа, ка расстоянии 5 мм от поверхности испытуемого образца. 55Закрьпую испьпательную камеру можно ка. гревать при помощи струй подаваемого газа до тех пор, пока температура внутри камеры не станет постоянной. Это можно контролировать 6при помощи термопары, находящейся в центре камеры. При помощи асбестовой панели следу ет укрепить образец который не будет подвер. гаться действию струй газа и поместить второй образец так, чтобы он частично закрывал каме.ру, но не касался струй газа. Второй образецукрепляют при помощи асбестовой панели, кактолько температура внутри камеры повысится до 60 С и к накаляемым проволокам начинают подавать электрический ток. При испытании ма.териалов, которые выделяют гасящие газы 1 так называемые самогасящие материалы), накаленная до свечения электричеством проволока (количество потребляемой энергии 20 вт) должна быть соединена с источником подачи энергии для предотвращения гашения струй газа. При испытании таких материалов, которые подвер,гаются деструкции или плавятся, проволочная сетка (размер отверстий 12 мм, толщина 0,8 мм) ,должна быть укреплена между стальными опо. рами и испытуемым образцом или образец должен быть приклеен (если это возможно) наасбестовой панели с толщиной, составляющей, по меньшей мере, 3 мм; чтобы предотвратитьпровисание, Следует следить за изменением температуры термопары, которая помещена перед испытуемым образцом, не подвергающимся действию струй газа, по меньшей мере, каждую минуту цо возникновения распространения пла.мени от данного образца к другому или по прошествии максимального периода времени(30 мин) после того, как был прикреплен второй образец, измерить температуру. При приме кении таких материалов, которые плавятся истекают на днище камеры во время испыта. ний, следует пользоваться тем же способом.Распространение пламени наблюдают визуаль. но, путем осмотра через смотровое отверстие, или оно может быть вычислено на основании изменения температуры термопары, находящей. ся перед испьпуемым образцом, не подвергающимся действию струй газа.Можно считать, что произошло распространение пламени, если испытуемый образец, не подвергающийся действию струй газа, загорается, или в том случае, когда горение не может быть определено визуально, оно может быть оценено по повышению температуры термопары за 1 мин на 15 С большему повышения, произошедшемуза предыдущую минутуПри подаче энергии 0,05 кал/см сек распро 2 странение пламени происходит в течение 15 мин или точно по прошествии 15 мин и испытание считается законченным.Если подаваемая энергия составляет более, чем 0,05 кал/см с и было усановлено, что время до распространения пламени при первом ,испьнании составляет меньше или больше 15 мин,то испытание должно быль повторено с подачей дру670228 Клас енсив прост мени,Р 3:04 Материал не участненни пламени распростра,2(Г(04 атериал слегкараспространении инимает участиепламени 5 ЕС 02 Ч( 0,05 7гих количеств энергии на квадратный сантиметр, до тех пор, пока на основании двух или более испытаний путем графической интерполяции или экстраполяции не будет выведено точное количество энергии, при котором для рас. Испьпание в муфельной печи. Для испытания применяют лабораторную горизонтальнуюмуфельную печь глубиной 300 мм, шириной170 мм и высотой 100 мм. Все эти размерыотносятся к внутренней чести печи. Печь нагревается электронагревательными элементами, потребляющими в общей сложности 3000 вт. Тем.пературу контролируют при помощи термостата,способного регулировать температуру внутринечи с точностью около 7,5 С в интервале температур 500 - 550 С.Зажимное приспособление для монтированияобразцов во время проведения испытаний со.стоит из плоской прямоугольной рамы, изготовленной иэ 9-миллиметровых стальных тру.бок, Наружные размеры рамы составляют 160 х250 мм. На одной из коротких сторон рамысделан имеющий форму куба держатель дляобразцов, изготовленный иэ тонкой проволоч.ной сетки из нержавеющей стали, Этот держатель имеет форму коробки с внутренними раз.мерами 32 х 32 х 32 мм, открытой сверху и состороны, направленной к центру рамы,Из нижней части держателя для образцавыступает небольшая желеэоконстантановаятермопара, расположенная внутри гильзы,изнержавеющей стали диаметром 2,5 мм. При помещении испытуемого образца пенопласта вдержатель эта термопара оказывается в центреобразца и регистрирует температуру в его ценДругая термопара помещается непосредствен.ио вне центра, с левой стороны держателя для 8пространения пламени требуется точно15 мин.Материалы могут быть классифицированыпо интенсивности распространения пламени Р,как это показано в табл, 1.Таблица 1 Распространение пламени Материал в значительнои мерепринимает участие в распространениипламени атернал принимает болыцое участираспространении пламени,образца, Эта термопара не защищена и регистрирует температуру печи на очень близкоМрасстоянии от поверхности образца во времяиспытаний, Обе термопары изготовлены из оченьтонкой проволоки (диаметр максимум 0,25 мм)для обеспечения очень быстрой реакции во вре.мя проведения испытаний,Трубка из нержавеющей стали с диаметромотверстия 1,5 мм выступает из верхней частирамы позади держателя для образца, и конецэтой трубки изогнут горизонтально над держателем, так что находится на расстоянии 25 ммот верхней части образца, Во время проведения испытаний газ подается по этой трубке длясоздания факела зажигания с длиной пламени10 мм. На расстоянии 25 мм над верхнейчастью образца это пламя поджигает любой воспламеняемый материал, выделяющийся из об.разца во время испытаний,Две термопары соединены с двухточечнымрегистрирующим устройством с полным отклонением по шкале, 250 мм с чувствительностью2 мВ/см, со скоростью перемещения бумажной,ленты 60 мм/мин,Предусмотрен также отметчик, который дает воэможность оператору отметить начало иконец любой вспышки или горения, происходящих во время испытаний,До проведения каких. либо испытаний печьдолжна быть доведена до температуры испьгганийпри открытой дверце в течение, ло меньшеймеое, 6 ч,670228 10 Небольшой кубик размером 30 хЗОх 30 мм ,из минеральной ваты с плотностью 60 кг/м помещают в цержатель для образца. Зажимное приспособление вносят в печь, так что держа.тель для образца находится в правильном поло. женин вблизи задней стенки печи,Температура двух термопар теперь регистрируется и, если это необходимо, вводятся по.правки на температуру печи. Если условия вы. браны правильно, температура, регистрируемая 1 о в центре образца, должна быть равной указанной температуре (+6 С).После калибрования зажимное приспособление вынимают из печи и дают ему охладиться до температуры ниже 200 С до того, как ка.кой-либо образец будет помещен в держатель.Испытуемые образцы должны иметь размеры ЗбхЗОх 30 мм.До проведения испытаний влажность образцов должна быть приведена в состояние равновесия с влажностью воздуха при 18 - 22 С и относительной влажностью 55 - 65%.Образец помещают в держатель и продвигают его вниз до тех пор, пока термопара не окажет. ся в центре образца, Если это необходимо, в центре образца можно заранее сделать сверлом небольшое отверстие для термопары.После этого образец тщательно осматривают и любое горение образца или вспышку летучих веществ вокруг образца регистрируют при по.мощи отметчика.Испытание ведут в течение, по меньшей мере, 5 мин или, в случае материалов, у которых ше. Табл ица 35 Состав пенопласта, ч.1 2 3 4 Компонентыи показатели 100 60 60 60 фурановая смола (2) 40 40 Кремнийорганическоеповерхностно-активноевещество ДС 193) 0,8 35 25 35 30 30 Борная кислота Бура Газообраэова аальтрихлортрифтор ээанСфреон 1131 Смола на основе мочевины,формальдегида и фуриловогоспирта (1) гемпсратура в ценгре становится ванне температуры печи. до тех пор, пока температура в цен. тре не снизится снова. Регистрируется максимальная достигнутая при этом температура.После проведения испытания зажимное приспособление вынимают иэ печи и дают ему остыть по температуры ниже 200 С, после этого его можно снова использовать лля провеце. ния следующего испытания.Образец. не давший вспышки или неэагорев. шийся, считается прошедшим испытание в му. фельной печи. Если температура испытаний бы. ла равна 500 С или выше. то образец нужно расценивать как имеющий высокую степень невоспламеняемости и способный пройти офи. циальные испытания, такие, как описанные рань. В приведенных далее примерах все частивесовые, если не отмечено особо, при испыта.ниях в муфельной печи знак "+ означает, чтонаблюдается вспышка,вспышки нет.П р и м е р . Получают ряд пснопластов сприменением рецептур, приведенных в табл.2,Пенопласты подвергают испытаниям по методуИЕ 1 ч 1076, часть С. Результаты опытов покаэь 1вают время, прошедшес ло распрос 1 раиснияпламени при энергии 0,4 кал/см сек. Трезва.ния, предъявляемые к классу Т,лисят, чго приданном методе испытаний это время должнопревышать 15 мин. Кроме гого. в табл.при.ведены также результаты испыганий в муфель.ной печи и испьпаний на второй экиэ 1 ерм.670228 Продолжение табл, 2 2 Агент для придани огнестойкостн (3),2 10 рная кислота опропанол 1,4-Бутанди Метало 6 2,0 Глюкоза 0,2 0,4 Испытание в муфельнойпечи при 500 С Второй экзотерм при200 С, С 2 5 0 ин 40 с 13 мин 50 с 12 мин 35 с Больше Больше 18 мин 25 минкал/см. с Больше Больше 15 мнн 15 мнн Больше Больш 5 мнн 15 ми р Больш 15 мин 0,6 кал/см е То же же ж Смола Борден ТЮ ( фуриловый спирт = Синформ Р 490 (смо свободного фурилов3. Товарный продукт - жащий фосфат аммо тношение мочевина: фо ечани ьдеги. 2, 1,5),ла средней вго спирта),агент для прия и сульфа ая 15 вес.% кости, сод я огнестойкост е . мо льной Пенопла 1 не роткую вспь ечи и почти Пенопласт ппку при испытан проходит зто исп 3 показывает, что огнестойкости нкта,ив муытание. обычнь может фельнон печи, йЕй 1076, хотя кислоты. й агент дать же придания 50 Это происходит нз-за большого количества фурановой смолы, используемого при получении пенопласта, что затрудняет достижение по ного отверждения и что подтверждается высо. кой температурой, достигаемой при испытании на второй экзотерм,Пенопласт 2 готовят с другим катализаторо и второй экзотерм является значительно более иэким. Этот пенопласт показывает очень ко. лае Пенопласты 4 и 5характеристик 1 г при и 55 пенопластОВ на ОснОВфурилового спирта, к лено достаточное кол гого, чтобы эти пено в муфельной печи,Катализатор в , ортофосфорная кислота (98%-на Время до распространенн пламени (испытание по йЕй 1076, часть С)при 0,4 калсм с роходит испытании в му акже испытаний по мет и содержит 30 ч борно имеют лучшие спытании по 1 Ч е мочевины, которым быличествО борной к пласты прошли рабочие Е 1 ч 1076 формальде гидо прибавислоты для испытания60228 13 Таблица 3 Г:Т 4 5 57,7 70 70 30 300 100 00 34,0 8,3 Поверхностно активноевещество ДС 193 0,2 Борная кислотаПлуроник (2)Дауэкс (3) 20 2,5 б 1,25 Фреон 113 Диметокси метан1,25 Дихлор метанПентан 10 Катализатор ортофосфорнаякислота (45% ная) Тетрафосфорная кислотаИэопропанолХло истый аммоний 5,8 П р и м е ч а н и я: 1. Товарные смолы на основе мочевины, формальдегидаи фурилового спирта; смола Борден ТМ аналогичнасмоле Борден Тй 1, смола Борден РЯО 511 имеет соот.ношение мочевина: формальдегнд: фуриловый спирт1:1,7:1,34, а смола Борден РВО 530 - соответственносоотношение 1: 2,1:0,78.2. Поверхностно-активное вещество содержит чередующиесязвенья полиэтилен- и полипропиленоксида.3. Поверхностно-активное вещество - натриевая соль доде.цилдифенилового эфира дисульфокислоты. П р и м е р 2. Пенопласты готовят по рецептуре, приведенной в табл. 3, Смесь смол подают насосом в смесительную камеру, в которой производится тщательное смешивание с катализатором. Смесь выливают и ей дают вспе. ниться, далее пенопласты подвергают отвержде. нию при 70 С в течение 15 мин (пенопласт 1),фа в другом случае - при 60 С в течение 2 ч Борден ТМ 1 (1) Борден РВО 511 Борден ЕВО 530 Фурановая смола Фуриловый спирт Глюкоза 14(пенопласты 2 - 5). Образцы для испытания вы.реэают для проведения опытов по определениювторого экзотерма и испытания в му.фельной печи, Наконец, пенопласты ис.пытывают на стойкость к распростране.нию пламени по методу йЕ 1 ч 1076,часть С. Результаты испытаний приведеныв табл, 4,670228 15 16Таблица 4 Показатели Пенопласт Испытание в муфельнойпечи при 550 С 16 - 32 8 - 18 6-87 10-121 горение, смаксимальная температура, Спри 515" Сгорение, с 570 595 690 максимальная температура, С 690 530 585 575 при 508 Сгорение, смаксимальная температура, С 89-132 19-157 535 565 630 560 при 495 Сгорение, смаксимальная темпе. ратура, С 99 - 131 570 435 210 Характеристикапо чЕч 1076, класс Время до распростра. нения пламени при 0,2 кал/смс Свыше 16 мин 0,4 кал/см с 6 мин45 с Более 16 мин 0,6 кал/см с Болееб мин. 4 мин45 с Светопропускание,% Максимальная температуравторого экзотермапри 200 С, С Пенопласт 1 не содержит соединения бора ине проходит нн испытания в муфельной лечи,ни испытания на стойкость к распространениюпламени по чЕй 1076,Пенопласт 2 содержит 20 ч борной кислотыи проходит испытание в муфельнои печи, какпри 525 С, так и при 508 С, а также испыта.ние по методу ИЕй 1076, причем показываетхорошие характеристики,Пенопласт 3 содержит 10 ч борной кислоты,которая в данном составе композиции на основе смолы дает неудовлетворительные результаты 22-120 5-183 14-123 7 мин 1 мин Более 25 с 16 мин 97 96 85 98 как при испытании,в муфельной печи, так и при испытании по методу ИЕй 1076.На основании рассмотрения полученных результатов сделан вывод, что требуется лишь небольшое повышение количества борной кислоты для того, чтобы пенопласт 3 прошел испытания,Пенопласт 4 изготовлен иэ композиции, не содержащей фурановой смолы, но даже в этом случае характеристики огнестойкости в отсут. етвие соединения бора являются весьма плохимиПенопласт 5 изготовлен из другой смолы на основе мочевины, формальлеида и фурилового670228 Таблица 5 Пок азате 21 Вспь спышк пытание в муфельнои и и 540 С отсутств тству симальная температура, С Время до (испытан ышки тонкость спространению пламени КЕ 1 ч 1076, часть с) 0,40 кал/см солее 30 мин лее 30 мин 50 кал/см с 60 кал/см с б мин 42 с 4 мин 34 с опропускание6,40 кал/см с,% Оценка, кла охо вый соста жидать, пенопласта стойкость к р етоду йЕй 1076 ультаты. Как и следовал дят также испытан ранению пламени при этом хороши Пример 4 следующей рецеп основе мочевинь спирта, х ч., Форспрост. и дают ен о изменения в содерре жность приая при сопроходит мне ратурой на возм лы, кото стов по ТМ 1) н вят ряд пенопла смола (Борден мальдегида и ф мер фурилового о кислотьечи с те ового, фо пол спирта и содержит 20 ч борнои кислоты. Онпроходит испытания в муфельной печи при508 С и, как и следовало ожидать, испытаниепо методу 1 чЕ 1 ч 1076.На основании результатов, полученных в примере 1 и в примере 2, можно считать, что сушествует хорошая корреляция между испьпа-,нием в муфельной лечи и по методу 1 чЕЙ 1076.П р и м е р 3. Пенопласт получают из смеси, состоящей иэ следующих ингредиентов,ч:Смола на основе мочевины,формальдегида и фуриловогоспирта 100Кремнииорганическое поверх.постно-активное вещество 1,5Борная кислота 15н-Пентан 10Указанная смола на основе мочевины, формальдегида и фурилового спирта содержит этиингредиенты в среднем молярном соотношении1;2; 0:0,6" Вязкость составляет 5400 спз при25 С. Максимальная температура при испытании на второй экзотерм при 200 С, С Пенопласты 1 и 2 имеюза исключением небольшожанни катализатора.Это пример указываетменения композиции смодержании 15 вес.ч. борнойиспытание в муфельной и540 С,8Смесь подают насосом в смесительную камеру, в которой ее тщательно смешивают с 12- 13 ч. кислотного катализатора (50%-ной фос.форной кислотой). Смесь помещают в нагретые формы размером 85 х 95 х 10 см и ей дают вспе.ниться и отвердиться. После выдержки в течение 30 мин в формах блоки пенопласта ломе.шают в камеру, нагретую до 50 С, с циркулирующим воздухом и оставляют на ночь для 1 о полного отверждения и высыхания. После этого вырезают образцы размером бхбхб см и испытывают их путем определения второго экзотерма при 200 С, как это указано ранее. Образцы испытывают также в муфельнойпечи при 540 С.Наконец, пенопласт испытывают на стойкость 20 к распространению пламени по методу 1 чЕИ1076, часть С. Результаты испытаний приведены в табл. 5.