Композиция для получения пенопласта

(1,) 538323 СОюз Сееетсиих Сациалистических Респйяии(23) ПриоритетОпубликовано 15.11,76. БюллетеньДата опубликования описания 19.04.77 Гссуаарстеенный квглите вета Мнннстреа СССРв аела л ;еееретеннй н етсрытий) Авторыизобретени Бутов, Р. Ж. Асеев",Г. Е. Заиков ена Ленина институт енинградский орденаинженерно-стр Н СССР Знамени(54) КОМПОЗИЦИ ЕНОПЛАС Изобретение относится к области получения пенопластов заливочного типа на основе резольных сгенолформальдсгидных смол холодного отверждения. Изобретение может быть использовано в тех областях техники, где требуются облегченные полимерные материалы и конструкции, устойчцвь.е к длительным воздействиям высоких температур и окислительпых газовых сред (авиация, космонавтика, судостроение, машиностроение, гражданское и промыпленное строительство, транспорт) .Фецольные пенопласты давно и широко применяются в технике в качестве теплоизоляционных материалов, обладая достаточно высокой теомоокцс, гцтельпоц стабильностью по сравненио с промышленными пенопластами на основе других полимеров и смол, Однако в настоящее время термостабильность фенольных псцопластов уже не удовлетворяет требованиям современной техники. В связи с этим проблема повьппенпя термоокислительной стабильности фенольных пенопластов является актуальной и имеет большое народнохозяйственное значение.Известны композиции для получения фенольных пенопластов, в состав которых в качестве стабилизатора введены большие количества минеральных мел кодисперсных или волокнистых цаполнителей, например мел,В. В. Иванов, А. В. Никити Р. П. Сглирновхимической физики А1 рудового Красногоительный институт тальк, асбест, стекловолокно и др 1. Недостатками таких композиций является заметное увеличение веса конечного материала,ухудшение макроструктуры пенопласта и не 5 достаточная эффективность повышения термоокцслительной стабильности,Также известна композиция на основе фенольной смолы, химически модифицированнойэпоксидной смолой 2, Недостатком такой0 композиции является резкое удорожание цусложнение технологии получения пенопластов,Наиболее близкой по технической сущности к данному изобретению является композиция для получения пенопласта, включающая фенолформальдегидную смолу резольного типа, вспенивающе-отверждающий агент, поверхностно-активное вещество и стабилизатор. В качестве стабилизатора она содержит ароматические аминоазосоединения 3.Недостатком указанной композиции является то, что используемые в ней в качестве стабилизатора соединения мигрируют из полимерной матрицы в процессе длительного теплового воздействия окислительной среды, что привод; т в конечном итоге к снижению термоокислцтельной стабильности пенопласта.Кроме того, введение стабилизатора осуществляется через раствор,А - СН 5 СОО) ОН В результате, в процессе вспенивания необходимо затрачивать дополнительное количество теплоты для удаления растворителя из системы, что уменьшает кратность вспенивания и увеличивает долю открытых ячеек в структуре пеноматериала. Еще один недостаток данной композиции состоит в том, что для полного удаления паров растворителя (например, ацетона) из готового пенопласта, возникает необходимость в дополнительном прогреве материала при температуре выше температуры кипения растворителя. Такая операция удлиняет технологический цикл попри следующем соотношении компонентов,вес. ч.:Фенолформальдегиднаясмола резольного типа 100Вспенивающе-отверждающийагент 3 - 10Поверхностно-активноевещество 4 - 10Стабилизатор 0,25 - 5,0Это соединение - нетоксичное мелкодисперсное вещество, практически не плавящееся и разлагающееся при температуре выше400 С. В настоящее время оно выпускаетсяв промышленном масштабе. Введение стабилизатора осуществляется путем непосредственного смешения ее с фенолформальдегидной смолой вручную (при небольших объемах, до 0,5 л) или в смесителях различноготипа (роторного, лопастного). Добавка может быть введена в смолу как непосредственно перед процессом вспенивания, так и задолго до него, После тщательного смешениясмолы со стабилизатором в смеситель добавляют другие ингредиенты смоляной частикомпозиции. В качестве фенолформальдегидных смол, подлежащих вспениванию, могутбыть использованы различные резольные смолы холодного отверждения, напримерВИАМ-Б и ФРВА. В композицию могутбыть введены наполнители. В качестве минеральных наполнителей могут быть использованы мел, тальк, слюда, зола, асбест, стекловолокно и др,Получение пенопласта осуществляют путемсмешения двух смесей: смоляной (смола, стабилизатор, поверхностно-активное веществои кислотной (контакт Петрова, соляная кислота или ВАГ- продукт конденсации сульфенилмочевины с формальдегидом и ортофослучения пенопластов, а в ряде случаев делает вообще невозможным практическое использование заливочных пенопластов холодного отверждения (например, в строительных 5 и авиационных конструкциях больших габаритов),С целью повышения устойчивости к термоокислительному старению и снижения воспламеняемости пенопЛаста предлагается ком позиция в качестве стабилизатора содержитмедный комплекс азотсодержащего макроциклического соединения общей формулы форной кислотой); вспенивание осуществля ется за счет водорода, выделяющегося привзаимодействии металла и кислоты,П р и м е р 1, Смешивают 100 вес, ч. фенолформальдегидной смолы ВИАМи 0,25 вес.ч.стабилизатора 11. После получения однород ной массы добавляют 1,6 вес. ч. алюминиевойпудры, 8 вес. ч. продукта ОП(смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов), смоляная часть композиции. Отдельно смешивают 5 вес. ч. контакта Петрова с 25 5 вес. ч. (27/о) соляной кислоты (кислотнаячасть).Для получения пенопласта сливают вместесмоляную и кислотные части, перемешивают их и выливают в ограничительную форму. З 0 Примерно через 10 мин процесс свободноговспенивания заканчивается. Полученный материал имеет темно-.коричневый цвет и объемный вес 160 кг/м. Устойчивость к термоокислительной стабильности оценивают с помоз 5 щью дериватографа МОМ(Венгрия) потемпературе начала разложения (Т,р) и по температуре, соответствующей ЗОО/о потери веса образца при нагревании его на воздухе со скоростью 5 град/мин (Тзо ). Для сравне ния готовят и испытывают образцы без стабилизатора.Испытаниями установлено, что при введении стабилизатора в количестве 0,25 вес. ч.Тр не меняется и составляет 240 С, а Тзо 45 увеличивается с 440 до 460 С.П р и м е р 2. Готовят композицию для вспенивания по примеру 1, В исходную смолу добавляют 0,5 вес, ч, стабилизатора. Последующие операции получения фенольного пенопласта и испытания на термоокислительную стабильность аналогичны примеру 1; коэффициент вспенивания (Квсп) композиции опреде(без добавки)С добавкой1 вес. ч.стабилизатора 0,12 20 0,15 Формул а изобретенияКомпозиция для получения пенопласта, включаюгцая фенолформальдегидную смолу резольного типа, вспенивающе-отверждающий агент, поверхностно-активное вещество и стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости к термоокислительному старению и снижения воспламеняемости пенопласта, в качестве стабилизатора она содержит медный комплекс азотсодержащего макроциклпческого соединения общей формулы 55 60 65 ляют стандартным образом, измеряя отношение высоты подъема аликвоты композиции после вспенивания в мерном стеклянном цилиндре к высоте невспененной композиции; скорость отверждения оценивают по изменению жесткости материала.Испытаниями установлено, что при введении 0,5 вес. ч. стабилизатора Тр возрастает на 40 С (до 280 С), а Тзо,составляет 450 С.Коэффициент вспенивания данной композиции возрастает в 3,1 раза по сравнению с не- стабилизированной композицией от Кясп.=7 до Квсп. =22).Вводимая добавка не снижает скорости отверждения материала; через 80 мин после завершения процесса вспенивания образцы пенопласта с добавкой и без добавки стабилизатора достигают оптимальной жесткости и могут быть готовы к употреблению.П р и м е р 3, Готовят композицию для вспенивания по примеру 1. В исходную смолу добавляют 1,0 вес. ч. стабилизатора. Последующие операции получения фенольного пенопласта и испытания на термоокислительную стабильность аналогичны примеру 1. Удельную ударную вязкость образцов до и после старения определяют по стандартной методике 2. Результаты приведены в таблице.Для сравнения готовят и испытывают образцы по способу - прототипу с добавкой стабилизатора 1 вес. ч. 2-(фепилазо)-1,3-фенилендиамина (соединение 2) на 100 вес. ч. смолы.Испытаниями установлено, что при введении 1,0 вес, ч. соединения 1 Тр составляет 240 С, а Тзю 470 С; при введении соединения 2 Тр 240 С, а при температуре 440 С образец теряет 50% исходного веса.Таблица 1.Изменение удельной ударной вязкости а пенопласта (у= 1 бО кг/мз) при старении П р и м е р 4. Готовят композицию для вспепивания по примеру 1. В исходную смолу добавляют 3 вес. ч. стабилизатора. Последующие операции получения фенольного пенопласта и испытания на термоокислительную стабильность аналогичны примеру 1,Испытаниями установлено, что Тир стабилизированных образцов составляет 250 С, а Тзо,; =470 С. Замечено, что при помещении свежеприготовленного песта билизированного пенопласта в воздушный термошкаф при 270 - 300 С наблюдается его самовоспламенение и полное сгорание, Напротив, стабилизи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 рованные образцы в аналогичных условиях не поспламеняютсг и не обугливаются.П р и м е р 5. Готовят композицию для вспенпвания по примеру 1, В исходную смолу добавляют 5 вес. ч. стабилизатора, Последующие операции получения пенопласта и испытания на термоокислительную стабильность аналогичны примеру 1.Испытаниями установлено, что Тр составляет 240 С, а Тзе; 460 С, В процессе длительного термоокисления (200 С, 100 ч) в объеме и на поверхности стабилизированных образцов не обнаруживаются трещины и изломы, которые всегда образуются при выдержке в аналогичных условиях нестабилизированных образцов,П р и м е р 6, Смешивают 0,8 вес. ч. стабилизатора и 50 вес, ч. фенолформальдегидной смолы ФРБА, затем добавляют 40 вес, ч. золы (отходы тепловых ТЭЦ) и 9,2 вес. ч. вспенивающе-отверждающей смеси ВАГ-З. После перемешивания компонентов и получения однородной массы композицию выливают в металлическую кассету, закрывают, вспенивают и подвергают материал термообработке в течение 30 мин при 90 - 120 С. Объемный вес образцы составляют 120 кг/м.Термоокислптельную стабильность оценивают по примеру 1 и по изменению веса при нагревании на воздухе в изотермических условиях прн 255 С па весах АТВ.Испытания показали, что Тр стабилизированного образца возрастает на 20 С и составляет 285;С; Тзевозрастает на 15 С и составляет 405 С.Потери веса при нагревании на воздухе при 255 С в течение 24 ч снижаются в 3 раза по сравненшо с нестабилизпрованным образцом и составляют б,0%.Полученные результаты свидетельствуют, что использование композици по изобретению для получения фенолформальдегидных пенопластов холодного отверждения позволяет существенно повысить термоокислительную стабильность данных пенопластов. Помимо повышения стабильности применение данного соединения позволяет, не изменяя технологическои схемы получения пенопластов, одновременно повысить коэффициент вспенивания, снизить воспламеняемость при высоких температурах и трещинообразование в процессе длительного теплового старения.аказ 367/2 Изд.242 ЦНИИПИ Государственного к по делам изобр 113035, Москва, ЖТираж б 30 итета Совета Министров ений и открытий Раушская наб., д. 4/5ПодписСР Типография, пр. Сапунова,Х Х 1 И=С С - Х при следующем соотношении компонентов,вес. ч.:фенолформальдегиднаясмола резольного типа 100Вспенивающе-отверждающийагент 3 - 10Поверхностно-активноевещество 4 - 10Стабилизатор 0,25 - 5,0 Источники мание при э1, Патент 1972,2. Авторс С 08 д 45/04,3, Авт. св 1970,