Способ получения пенопласта

(088.8) чно-исс тически 62-405.9 27287 к. 1956 детельс У 9/02,во С 1966 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ Х 1 ) 2563439/23-05 (22) 02.01. 78 (46) 07.02.84, Бюл (72) В.Д.Валгин, Ч Ю.С.Мурашов, Н.М.С тьянинов(71) Всесоюзный на ский институт синт (53) 678.6323221 (56) 1. Патент США кл. 260-2.5, опубл2. Авторское св 9 233898, кл. С 08 (прототип).(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения механической прочности пенопласта и улуч" щения его структуры, в исходную смесь вводят 2-4-ный раствор ортоборноф кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50 по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу,2; Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что 2-4-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с фенолформальдегидной смолой предварительно.Изобретение относится к способуполучения пенопластов иэ Фенолформальдегидных смол реэольного типа,используемых в частности,в качестве теплоиэоляционного материала в строительстве, транспортноммашиностроении, холодильной технике и других областях.Известен способ получения пенопласта на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа путемсмешения смолы с вспенивающим агентом, кислотным катализатором и принеобходимости с другими функциональными добавками с последующимвспениванием и отверждением полученной композиции при температуреокружающей среды или умеренном нагревании.Требуемые параметры процесса иотдельные качественные характеристики готового пенопласта достигаются (в определенных пределах) изменением типа и количества входящих во вспениваемую композициюкомпонентов 1 1.Недостатком этого способа является трудность получения на основерезольных смол пенопластов однородной ячеистой структуры,в особенности иэ композиций заливочноготипа, отличающихся высокой активностью при вспенивании и отверждении без внешнего подогрева.Ближайшим по технической сущности к предлагаемому способу является известный способ полученияпенопласта путем смешения фенолформальдегидной смолы резольноготипа с вспенивающим агентом и кисотным катализатором с последующимспениванием и отверждением полученной композиции ( 21.Недостаток этого способа заключается в том, что получаемый пенопласт имеет относительно низкуюмеханическую прочность (в частности,при сжатии), что сдерживает илиограничивает применение такого пенопласта в ряде назначений, а такженеравномерную структуру,Целью изобретения является повышение механической прочности пенопласта и улучшение его структуры.Эта цель доСтигается тем, что, п и осуществлении способа получения пенопласта путем смешения фенолф рРо мальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции в исходную смесь ввОдят 2-48-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-508 по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу. Другое отличие предлагаемогоспособа состоит в том, что указанныйраствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с исходной фе 5 нолформальдегидной смолой реэольного типа предварительно, предпочтительно на стадии производствасмолы( что позволяет упростить техНОЛОГИЧЕСКИй ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯпенопласта за счет снижения вязкости:резольной смолы, повышенияее стабильности во времени и сокращения, числа составных компонентоввспениваемой композиции.Способ согласно изобретениюзаключается в смешении 100 мас.ч.жидкой фенолформальдегидной смолырезольного типа сначала с 1050 мас.ч, 2-4-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах, а20 затем с заданными (общеупотребич1тельными) количествами кислотногокатализатора (сильные минеральныекислоты НС 1 ( Н 2 804 ( лучше сульфоароматические кйслоты или олиго 25 мерные продукты конденсации на ихоснове), вспенивающего .агента (тонкодисперсный порошок алюминия,хлорфторалканы с температурой киопения не выше 80 С и т.п.), по 30 верхностно-активного вещества(ОП, силиконовые и другие неионогенные ПАВ) и.при необходимостидругих известных функциональныхдобавок (наполнители, красители,модиФицирующие агенты) и последующем вспенивании и отверждении образующейся реакционной смеси вформе или непосредственно в полости конструкции (изделия) приатмосферном давлении и температурепроизводственного помещения или приумеренном (не выше 100 С) подогреве. Смешение перечисленных вышеисходных компояентов можно осуществлять в устройствах периодического или непрерывного действияв условиях стационарного производства или непосредственно на местепримененияВведение в композицию раствораортоборной кислоты в фенолоспиртахв количествах ниже 108 и выше508 по массе (по отношению к исходной реэольной смоле) нецелесообразно, поскольку в первом случае 55 технический, выигрыш становитсяпрактически не ощутимым, а во втором - равнозначная эффективностьдостигается менее экономично.Раствор ортоборной кислоты 60 в фенолоспиртах предпочтительновводят во вспениваемую резольнуюсмолу:на стадии ее изготовления,так как в этом случае удается совместимость в одну операцию нейтрализацию щелочного катализатора вполучаемой смоле и смешение ее предлагаемой добавкой. При этом готовая смесь, имеющая рН 4,5-7,0, лучше 5,5-6,5, обладает повышенной стабильностью при хранении и транспортировке, легче поддается строгой стандартизации по качеству и перерабывается на месте.Максимальный технический эффект достигается при получении пенопласта согласно изобретению на основе относительно высококонденсиров.нных фенолформальдегидных смол резольного типа, т.е. именно тех высоковяэ ких смол, которые наиболее трудно рационально перерабатывать в пенопласт приемлемого качества известным способом.П р и м е р 1. Для получения пенопласта используют резольную смолу, полученную конденсацией 1 моль фенола с 2 моль формальдегида в щелочной среде до достижения вязкости 1000 сП. В эту смолу (перед сушкой) вводят 50 по массе 3-ного раствора ортоборной кислоты в. Фенолоспиртах, представляющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенола с 0,7 моль формальдегида в присутствии каталитического количества щелочи.При добавлении раствора кислоты рН смолы снижается с 9,2 до 5,5. Эатем нейтрализованную смолу сушат в вакууме. Готовая резольная смола имеет вязкость 7000 сП.Композицию для вспенивания готовят смешением 100 мас.ч. полученной реэольной смолы, 3 мас.ч. ОП, 2 мас.ч. алюминиевой пудры и 20 мас.ч. продукта ВАГ. Полученную композицию вспенивают и отверждают при комнатной температуре с образованием пенопласта, имеющего кажущуюся плотность 72 кг/м 3 и предел прочности при сжатии 5,0 кгс/смгРезольную смолу, полученную в ,аналогичных условиях и при тех же параметрах синтеза, но в отсутствии раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах при комнатных температурах, из-за малой активности ее при вспенивании и отверждении переработать в пенопласт не удалось.П р и м е р 2, Композицию для вспенивания готовят смешением следующих компонентов, мас.ч.:Резольная смола марки СФ-21 С (вязкость 50 сП) 1004-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах, представляющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенолас 1,5 моль формальдегида в щелочной среде , 10Лапрол 5003-2 Б(простой полиэфир на основе окиси пропилена,Оокиси этилена ) 0,51,1,2-Трихлор,2,3 трифторэтан (Фреон 113) 7Кислотный катализатор (продукт конденса 15 ции Фенолсульфомочевины с формальдегидом) 20Полученную композицию выливаютв картонную коробку, где онавспенивается и отверждается без2 внешнего подогрева, образуя жесткийпенопласт с кажущейся плотностью57 кг/м 3 и пределом прочности присжатии 4,1 кгс/смП р и м е р 3. Блок пенопласта25 получают формованием на холодув металлической Форме размером0,8 0,6 0,1 м иэ вспенивающейся композиции, образующейся при смешении100 мас.ч. резольной фенолформальдегидной смолы марки ФРВ, в которую на стадии изготовления вводят30 по массе 2-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах,3 мас.ч. ОП, 1 мас.ч. алюминиевой пудры и 15 мас.ч. продуктаВАГ. Полученный блок пенопластаимеет среднюю кажущуюся плотность79 кг/м 3 и предел прочности присжатии 5,0 кгс/смгП р и м е р 4. Для сравнения по 4 лучают пенопласт известным способом С 2 2Композицию для вспенивания готовят смешением 100 мас.ч. резольной смолы марки ФРВА, полученной45 конденсацией 1 моль фенола с1,65 моль формальдегида в присутствии едкого натра до достижениясовмещаемости с водой 1:10, нейтрализованной кислотой до рН около50 7,0 и высушенной в вакууме, с1 маа.ч. алюминиевой пудры, 3 мас.чОПи 17 мас.ч. продукта ВАГ-З.Вспенивание и отверждение композиции осуществляют в металличесу.кой форме размером 0,8 0,6 01 мпри комнатной температуре (около20 С). Полученный пенопласт имееткажущуюся плотность 75 кг/м 3и предел прочности при сжатии670115 Ю Ю Е Ею аев и Номер примера Тип вспениваемойрезольной смолы Внешнийвид ячеис.той структуры (в разрезе) поданным визуальнойоценки Пределпрочностипри сжаКажущаясяплотность,,Ум 3 Однородная,микроячеистаябез крупныхкаверн и раковин 5,0 57 То же 4,1 3. То же 5,0 79 Неоднородная,имеются значительные воздушные карманыфф 2 0 50 60 Продукт щелочной конденсации 1 моль фенола с 2 моль формальдегида (вязкость 100 сП),в который перед суш"кой введено 50 по массе 3-ного раствораотборной кислоты вфенолоспиртах (вязкостьготовой смеси 7000 сП,рН 5,5) Резольная смола маркиСФ-21 С (вязкость50 сП), совмещеннаязатем с 10 по массе4-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах Резольная смола типаФРВ, смешанная передвспениванием с 30 помассе 2-ного раствораортоборной кислоты вфенолоспиртах Реэольная смола маркиФРВА без добавки раствора ортоборной кислотыв фенолоспиртах (известный способ) Как видно из йриведенных в таблице данных, способ согласно изобретению (примеры 1-3) по сравнениюс известным (пример 4) позволяетполучить на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа пенопласт с повышенной механической проч,ностью и более качественной ячеиатой структурой.5Кроме того, такой способ обеспечивает следующие технические преимущества:позволяет простыми технологичеакими приемами перерабатывать в пенопласт не стабильные при хранении высококонденсированные (высоковязкие) резольные,смолы;ВНИИПИ Заказ 1080/3 г Филиал ППП фПатентф, г. Характеристика получаемыхфенолформальдегидных пенопластов дает возможность сбалансировать соотношение между скоростями вспенивания и отверждения реакционной композиции до уровня, требуемого для образования пенопласта однородной структуры;позволяет сохранить, несмотря на введение дополнительного продукта, минимальное число исходных компонентов при получении пенопласта на месте. Способ может быть легко реализован в прощзшленности, так как не требует нового специфического . и дефицитного сырья или создания специального оборудования.Тираж 469 Поддисное Ужгород, ул.Проектная, 4