Способ изготовления пенопластов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ 29229 Союз Советских Социалистических РеспубликМПК С 08 д 531245438/23-5) явлено 28.Ч.1 риоритет 12.Х 11.1967,ВП 39 ц/128878, ГДпубликовао 06.1.1971. Бюллетень4ата опубликования описания 2.111.1971 Коктит ел обретении и открыти УДК 678.643(088.8) при Совете Министр СССРАвторыизобретения Иностр анц Вааг и Эрик Демократиче остранная ф арбенф абри Демократичес а Мюллеркая Республика)трмаВольфенэкая Республика) Теодор(Германская Ь 1:;э/лОь.А аявитель ОТОВЛЕНИ ОПЛАСТО СПОСО Зависимый от патентаИзвестен способ получения пенопластов путем поликонденсации предконденсата из ацетон-формальдегидных смол в присутствии раствора щелочи, причем вспенивают предполимеры, полученные с соотношением ацетона 5 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, 10 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 1 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 рас пределен в продукте, что достигается соответствующим перемешиванием.Плотность неооработанного сырья (объемная плотность) регулируется изменением концентрации и количества катализатора. 2При 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 растворяются в продуктах конденсации ацетона с формальдегидом, например фторированных углеводородов.Дополнительное вспенивание пенистых пластических материалов достигается введением соединений, которые под действием растворов едкого кали (катализатора) плп тепла отщепляют газ, например алюминий, цинк в порошке, производные гидразина, Такими способами можно получить плотность необработанного сырья в пределах от 7,5 до 1000 кг/хтз.Структура пенистых пластических материалов равномерна, но она может быть еще улучшена добавлением регуляторов вспенивания, наприхтер поверхностно-активных соединений 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 пенистые пластические матераилы волокнистой структуры. Такие пенопласты особенно выгодно могут быть использованы в качестве звукоизоляционных материалов.Добавлением соответствующих наполните5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 лей можно улучшить структуру, теплостойкость под нагрузкой и пределы прочности. При этом можно получать открыто-ячеистую или смешанно-ячеистую пену. Однако при вспенивании в более мягких условиях можно получать в основном закрыто-ячеистые пенистые пластические материалы.Придание водоотталкивающих свойств обычно гидрофильным звукоизоляционным материалам может быть осуществлено введением соответствующих соединений, например длинноцепных спиртов жирного ряда, Сы - С 4 о 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 пониженной 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 хлорпарафинов, 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 1 - 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 мин) температура постепенно начинает повышаться и 4через 55 мин достигает максимума 73 С. От полученного раствора после отделения катализатора с помощью ионитового фильтра в вакууме при 40 мм рт, ст. отгоняют 140 кг воды.2. Предконденсат 11 - 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%-ной НС 1, и упаривают в вакууме при 40 мм рт. ст, до 3500 г.3, Предконденсат 111 - продукт конденсации ацетона 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 300/,-ного раствора формальдегида, добавляют 375 мл 10%-ного натрового щелока, Температура смеси через з/4 час повышается до максимума (68 С), эту температуру поддерживают в течение 5 час. Полученный раствор после отделения катализатора на ионитовом фильтре упаривают до -3800 г.П р и м е р 1. 500 г предконденсата 1, 10 гэтоксилированной смеси Сб - Сд-спирта жирного ряда (около 20 единиц этиленоксида) и 50 мл 10 О/о-ного натрового щелока быстро смешивают в эмульсоре и переливают в открытую форму емкостью 1 л. Смесь нагревается, и ее объем увеличивается на 50 - 60%.Получается очень вязкий блок с плотностью необработапного сырья (объемная плотность) 900 кг/мзП р и м е р 2. Аналогично примеру 1, но используя 50 мл 33%-ного натрового щелока, получают очень вязкий блок с плотностью необработанного сырья (объемная плотность) 220 кг/мд.П р и м е р 3. Действуя в том же порядке,что и в примере 1, но используя 12 мл 50%-ного натрового щелока, получают пеноблок со средней плотностью необработанного сырья (объемная плотность) 40 кг/м.П р и м е р 4. 120 г предконденсата 1, 3 гэтоксилированной смеси спирта жирного ряда, 0,6 г алюминия в порошке, 3 г метиленхлорида, 6 мл 50%-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 мин и, расширяясь, заполняет полностью всю форму. Через 1 мин пена твердеет и может быть удалена из формы.П р и м е р 5, Смесь 200 г предконденсата 1,3 г этоксилированного алкилфенола, 7 мл трифторхлорметана, 50 ял 50/о-ного натрового292291 Составитель А. Г. ГроздовТехред А. А. Камышникова Корректор Г. С. Мухина Редактор Т. Г. Шарганова Изд.117 Заказ 373113 Тираж 473 Поди сноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 щелока перед вспениванием охлаждают до 15 С. После добавки катализатора смесь вспучивается за 2 - 3 лиц до объема больше чем 3 л и твердеет приблизительно через 10 лин. Плотность необработанного сырья (объемная плотность) 50 - 55 кг/мз, предел прочности на сжатие при 10%-ном относительном сжатии равен 1,2 - 1,5 кг/смв, пена закрыто-ячеистая.П р и м е р 6. Аналогично примеру 5, но используя вместо 200 г предконденсата 1, 140 г предконденсата 1 и 60 г предконденсата П, получают пеноблок с плотностью необработанного сырья (объемная плотность) 75 - 80 кг/,из и пределом прочности на сжатие при 10%-ном относительном сжатии 1,6 - 1,8 кг/см-, пена закрыто-ячеистая,П р и мер 7. Действуют в таком же порядке, как в примере 5 используя вместо 200 г предконденсата 1 140 г предконденсата 1 и 60 г предконденсата 111. Предел плотности необработанного сырья (объемная плотность) составляет 120 кг/мз. Прочность на сжатие при 10%-ном относительном сжатии составляет 0,2 - 0,3 кг/ма, пена закрыто-ячеистая, упругая.П р и м е р 8. Смесь из 140 г предконденсата 1, 60 г предконденсата 11, 14 г мочевины тонкого помола, 8 г фторсиликата натрия, 7 мл трифторхлорметана, 12 ял 50%-ного натрового щелока переливают в плоскую форму диаметром 25 сл, 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 сл. Под диском зажигают горелку Теклю с полным уничтожением свечения пламени. Через 10 лан 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 е р 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 Сгв - Сю, 1после этого соответственно прпбавленного ку азанной смеси, Из готовой пены вырезаюгплоский цилиндр, опускают его в воду и приплавании в воде в течение многих дней не наблюдают никакой смачиваемости.П р и м е р 10. Действуют в таком же порядке, как описано в примере 5, однако с тойразницей, что к смеси добавляют 60 г каоли 10 на в качестве наполнителя, Плотность необработанного сырья (объемная плотность)120 кг/лз, Предел прочности на сжатие пенысоставляет 5 - 6 кг/с,цз.По сравнению с пеной, полученной в приме 15 ре 5, имевшей усадку (уменьшение в объеме)около 5/ в данном случае форма была полностью заполнена. Эта пена также обладаетсамогасящими свойствами,П р и м е р 11. Смесь из 100 ч. предконден 20 сата 1, 4 ч. этоксилированной смеси спиртажирного ряда, 4 ч. трифторхлорметана, Зч, метиленхлорида, 0,5 ч. алюминия в порошке спомощью зубчатого насоса со скоростьо3 л/лин подают в смесительное устройство, в25 качестве которого используют центробежныйнасос, Малым зубчатым насосом (прядильнымнасосом) со скоростью 225 ял/лчин в это жесмесительное устройство подают 50% -ныйнатровый щелок. Смесь выходит под неболь.30 шим давлением, имея сливкообразную консистенцию, вспучивается и затвердевает, Средняяплотность необработанного сырья (объемнаяплотность) 7,5 - 10 кг/лв,35 Предмет изобретения1. Способ изготовления пенопластов на основе композиции, состоящей из ацетон-формальдегидного форполимера и катализатора, отличающийся тем, что, в качестве форполи мера используют продукт реакции ацетона сфоруальдегидом в соотношении соответственно от 1: 3,5 до 1: 4,5.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтоколичество катализатора берут от 2 до 8% 45 в виде 10 - 607 о-ного раствора щелочи в воде.