Способ получения пенопласта

ц 681072ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Сецналнстнческнх РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт. сеид-ву Кл 2С 08 д 9 Заявлено 2706.77 (21) 2499500/23 с присоединением заявки Йо рственный комитеСССРелам изобретенийи открытий Приоритет ДК 678,743. ,22:62-4058 (088,8) убликовано 2 Ь 0879. Бюллетень М 3та опубликования описания 250879 72) Авторы изобрет А.А. Федоров, И.ПА.Д. Поделко, Н,СП,П. Бобрик, Т.К отенберг, Р,А. Татевосян убовская, Е.Н, Хоботова, сенова и Т,В. Панкратова 1) Заявите СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ П АСТА проже пного я 15 рерыв оловк Изобретение касается получения пенопластов, в частности получения эластичных пенопластов иэ поливинилхлорида, которые могут применяться в качестве эластичных вспененныхкладок в крышках для тары, а такодложек для ковров или обивочматериала.0 Известны способы получения пенопластов путем насыщения поливинил 1хлоридного пластизоля инертными газами,Пластизоль иэ бункера насосомпод давлением 14-28 атм транспортируется по трубе в смеситель 1 .Напути движения к смесителю в пластизоль иэ баллона через ротаметр подается инертный газ под давлением 2035 атм.В смесителе происходит разбива- фние больших пузырьков газа.Известен способ получения пенопласта путем насыщения поливинилхлоридного пластйэоля газами в тонкойтурбулизованной пленке, перемещающейся по стенке аппарата с помощьюротора различного типа 2),Недостатками этих способов получения пенопластов является необходимость применения специального оборудования сложной конструкции или высоких давлений при насыщенииИзвестен также способ получения пенопластов, по которому насыщение поливинилхлоридного пластизоля осуществляют в виде тонких струек, на которые он разбивается при прохожде нии через распылительный патрубок с отверстиями, навстречу потоку газа, диспергированного с помощью решетки 3).Недостатком такого способа явл ется применение при насыщении высо кого давления газовой смеси (150 атм), что приводит к еще более высоким требованиям по эксплуатации аппарата, Кроме того, для приготовления и циркуляции газовой смеси высокого давления в системе необходима установка специального оборудования для приготовления смеси, хранения (газгольдера) и перекачивания ее (рециркуляции).Известен и другой способ получения пенопласта путем механического вбивания инертного газа, предпочтительно воздуха, в поливинилхлоридный пластизоль 4 .Пластизоль и воздух неп но поступают в смесительную г Угде благодаря сдвиговым усилиям многочисленных штифтов, расположенныхна оверхности ротора и статора, принебольших давлениях воздуха порядка 2-4 атм происходит разбиваниесмеси пластизоля и воздуха в мелкуюпену. 55 Однако способ получения пенопласта методом механического вбивания ноздуха в пластиэоль при небольших давлениях имеет существенные не- Одостатки,Иэ-за применения высоких скоростей вращения ротора в смесителе,необходимых для получения пенопласта с низкой кажущейся плотностью, 15происходит разогрев вала ротора в уплотнительных втулкахсмесительной головки, что приводит к преждевременному гвлеобразованию поливинилхлоридного пластизоля около уплотнительных нтулок.Это снижает производительностьпроцесса и ухудшает качество получаемого пенопласта вследствие загрязнения его кусками зажелатинизиронанного материала, остановки ротора смесителя и частой его чистки,Ближайшим по технической сущности к изобретению янляется известныйспособ получения пенопласта, включающий насыщение пластификатора 30инертным газом, смешение его с поливинилхлоридной смолой, слив пены нформу или на транспортер и ее прогрев 5,По этому способу пластификатор 35под высоким давлением и при перемешинании абсорбирует инертный гаэ, изатем под тем же давлением насыщенный инертным газом пластификатор передавливается по трубопроводу в другой аппарат, находящийся под высоким давлением и снабженный механическим перемешинающим устройством.В этот аппарат также под высокимдавлением вводят поливинилхлоридную смолу (ПВХ), перемешивают с пластификатором, насыщают инертным газом, после чего насыщенный инертнымгазом пластизоль выдавливают из аппарата под высоким давлением, который нспенивается при снятии давления и желатиниэируется при нагрева 1 И вОднако такой способ имеет существенные недостатки, так как предлагает насыщение пластификатораинертным газом, введение ПВХ, проводить под высоким давлением н специальном, сложном при эксплуатации,.оборудовании, работающей под высоким давлением,Кроме того, для получения по этому способу пластизоля, насыщенногоинертным газом, процесс необходимоосущестнлять в различных аппаратах,;:н 1 бженных трубопроводами, насосами,д 1 те Т 1 ям 11;ос то)эР 11;11:,ли т 1 еи-ла; 11 золотниковыми распределителями и другой арматурой,Цель изобретения - упрощение технологического процесса получения поливинилхлоридного пенопласта. Эта цель достигается тем, чтопластификатор берут в смеси с поверхностно-активным вещестном привесовом соотношении 1:0,02-0,10 соответственно, насыщение инертным газом осуществляют путем аэрогидродинамического вбивания при вертикальном вибрационном воздействии насмесь в течение 3-10 мин, и смесьпены с поливинилхлоридной смолойподвергают дополнительному аэрогидродинамическому ноэдействию в течение 3-10 мин.В качестве инертного газа используют азот, воздух, углекислый гаэ идругие инертные газы,Предпочтительно испольэовать воздух, так как он наиболее доступныйи дешевый,В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы,например, ПАВ кремнийорганическоготипа, диоктиловый эфир натриевой соли сульфоянтарной кислоты, алкилбензолсульфонат калия, Фосфатид илидр., однако предпочтительно использовать ПАВ кремнийорганического типа,При введении ПАВ менее 0,02 вес,ч,смесь пластификатора с ПАВ не достигает достаточной степени вспенивания (пенопласт будет иметь низкиеФизико-механические показатели),введение ПАВ более 0,10 вес,ч. нецелесообразно, так как при этомне улучшается вспенивание смеси,Готовый пенопласт в зависимостиот количества используемого поверхностно-активного вещества (ПАВ) имеет кажущуюся плотность от 500 кг/мдо 800 кг/м,ЗВ качестве пластификатора могутбыть использованы, например, диоктилФталат, дибутилфталат, бутилбенэилфталат, диоктиладипинат, трикрезилфосфат и др.Пластификатор и поверхностно-активное вещество (ПАВ), или смесипластификаторов и смеси ПАВ загружают в емкость до 1/4 ее объема.Эатем н эту емкость сверху подаютиз компрессора воздух под давлением0,5-1 ати и включают ниброэлектродинамический стенд (ВЭДС),При этом производят аэрогидродинамическое смешение пластификаторас ПАВ и нбивание воздуха в смесьпластификатора и ПАВ, а избыток подаваемого воздуха отводят в атмосФеру.При вбивании инертного газа всмесь пластификатор-ПАВ образуетсямелкая однородная пена пласгификагора, плотность которой зан 1 оит отколичества ПАВ, процесс вбиванияведут н течение 3-10 мин,Время аэрогидродинамическоговбивания инертного газа не можетбыть меньше 3 мин, так как в этомслучае не достигается нужной равномерности пены, увеличение времениболее 10 мин нецелесообразно, таккак не улучшает однородности пены,По достижении вспененным пластификатором половины или 3/4 объемаемкости в последнюю загружают поливинилхлорид, на ВЭДС смешивают поливинилхлорид (ПВХ) со вспененнымпластификатором и продолжают вбивание воздуха в пластизоль в течение3-10 мин до достижения гомогенногосмешения поливинилхлорида с вспененным пластификатором и получениявспененного пластизоля с мелкой,однородной структурой.Затем вспененный пластизоль сливают в форму или на транспортер(ленту) и прогревают конвекционнымнагревом до получения эластичногополивинилхлоридного пенопласта.П р и м е р 1. ПВХ-пластизольготовится по следующей рецептуре:ПВХ 100 вес.ч.Диоктилфталат 90 вес.ч,Кремнийорганический ПАВ б вес,ч,Пластификатор и кремнийорганическое ПАВ загружают в емкость до1/4 ее объема,Затем в эту емкость подают воздухиз компрессора под давлением 0,51 ати и включают виброэлектродинамический стенд. При этом производятсмешение пластификатора с ПАВ и аэрогидродинамическое вбивание воздухав смесь пластификатора и ПАВ, а избыток подаваемого воздуха отводятв атмосферу.Режим вбивания воздуха в смесьЧастота вибрации, Гц 63Ускорение, см/сек216Время,мин 5Температура, С 24Емкость стакана, см 800.Через 5 мин образуется мелкая однородная пена пластификатора, которая занимает 3/4 объема емкости;затем в емкость загружают ПВХ и наВЭДС продолжают смешение ПВХ с пеной пластификатора и вбивание воздуха в пластизоль в течение 3-5 миндо достижения равномерного гоМогенного смешения ПВХ с вспененным пластификатором и получения вспененногопластиэоля с мелкой, однороднойструктурой.Вспененный пластизоль сливают вФорму и прогревают конвекционнымнагрсвом для отверждения сырой пеныи получения эластичного поливинилхлоридного пенопласта.П р и м е р 2, ПВХ-пластизольготовится п рецептуре, вес.ч.о10 55 пвхПластификатор-диоктилФталат 80Кремнийорганическое ПАВ 10,Режим приготовления вспененного5 пластизоля такой же, как и в примере 1.Режим вбивания воздуха с помощьювибрационного приводаЧастота вибрации, Гц 66Ускорение, см/сек220Время, мин 4Температура, С 22Емкость стакана, см 1500ЪСтруктура полученного пенопластаравномерная, мелкоячеистая,П р и м е р 3. ПВХ-пластизольготовится по рецептуре, вес.ч.ПВХ 100Пластификаторы:Диоктилфталат 45Трикрезилфосфат 45Кремнийорганическое ПАВ 2,0,Режим вбивания воздуха с помощьювибрационного приводаЧастота вибрации, Г61Емкость стакана, см 2500Ускорение, см/сек 18Время, мин 7Температура, С 24.П р и м е р 4 (контрольный).ЗО Пластизоль готовится по следующейрецептуре, вес,ч,ПВХ 100Диоктилфталат 90.В автоклав загружают диоктилфта 35 лат, плотно закрывают крышкой и даютв автоклав углекислый газ под давлением 10 кг/см. Насыщение пластифи 2катора проводят в течение 20 мин притемпературе 15 С. Затем в другой40 автоклав под давлением 9 кг/см загружают ПВХ и передавливают из первого автоклава во второй автоклав насыщенный пластификатор, При передавливании пластификатора включают ме 45 шалку во втором автоклаве и производят перемешивание ПВХ с насыщеннымпластификатором под давлением10 кг/см, Затем давление снимают,йпроводят желатинизацию полученнойпены и получают пенопласт.В таблице приведены физико-технические свойства пенопласта, полученного в 1-4 примерах.Составитель Н. ПростОрова ехед Э 1 Ужик Корректор А. Власенко Редактор Н, Разумова Заказ 5021/25 Тираж 585 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРаушская наб. д. 45г Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 7Таким образом, при полученииконтрольного образца ПВХ-пенопластанасьюцение пластификатора инертнымгазом происходит при высоком давлении (10 кг/см) в аппарате-автоклаве, а для получения ПВХ-пенопластаметодом гидродинамического вбиваниявоздуха в пластификатор может быть,использована любая емкость, не рассчитанная на давление, а давление,применяемое в этом процессе при вспенивании, не превышает 0,5-1 кг/см,Кажущаяся плотность образцов ПВХпенопласта, полученных методом гидродинамического вбивания воздуха, составляет 500-800 кг/м, что соответстэвует прямому назначению ПВХ-пено"пласта - использованию В качествеподложки для ковров.Контрольный образец, имеющий плотность 200 кг/м для этих целей неможет быть использоваи, так как будетсминаться под нагрузкой, а верхнийслой ковра - продавливается,Использование предложенного способа получения пенопласта по сравнению с известным обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что пенопласт получают без применения давления в одном аппарате и исключаются аппараты под высоким давлением. Способ получения пенопласта, включающий насыщение пластификатораинертным газом, смешение его с поливинилхлоридной смолой, слив пены в5 форму или на транспортер и ее прогрев, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения технологичес"кого процесса, пластификатор берутв смеси с поверхностно-активным ве 0 ществом при весовом соотношении1:0,02-0,10 соответственно, насыщение инертным газом осуществляют путем аэрогидродинамического вбиванияпри вертикальном внбрационном воздействии на смесь в течение 3-10 мин,15и смесь пены с поливинилхлориднойсмолой подвергают дополнительномуаэрогидродинамическому воздействиюв течение 3-10 мин.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент Англии 9 777237,кл. 2(6) Р, опублик. 1959,2, Патент Франции 9 1272132,кл. 29 в, опублик. 1962.3. Патент ФРГ 9 1141440,кл. 39 а 27/00, опублик. 1971,4. Патент Швейцарии 9 473602,кл. С 08 Г 47/00, опублик, 1969,5. Патент ФРГ 9 1065169,30 кл, 39 в, 22/06, опублик1966,