Способ получения пенопласта и пеногенератор для его осуществления

О П ИС.А Н ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1201.76 (21) 2312272/23-05 (51) М. Кл. с присоединением заявки Мо 2331676/23-05(23) Приоритет 12.03.76 Опубликовано 15,09,80, Бюллетень Мо 34 Дата опубликования описания 180980 С 08 1 9/30В 29 0 27/00 Государственный комитет СССР по лелам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА И ПЕНОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ30 1Изобретение относится к получениюпенопластов на основе мочевиноформальдегидной смолы, используемых для теплоизоляции грунта на полигонах и карьерах, утепления конструкций, бетонных изделий, кирпичных кладок, трубопроводов,Существует способ получения мочевиноформальдегидного пенопласта путем вспенивания предварительно подго товленного водного раствора килотногоагента (отвердитель) и пенообразователя с последующим смешиванием полиэдрической пены с раствооом мочевиноформальдегидной смолы (1 1. Недостатками данного способа является периодичность процесса, . низкая кратностьполучаемой пены (10-15), высокий расход мочевиноформальдегидной смолы и,как следствие, малая производитель Цность процесса и высокая стоимостьпенопласта.Ближайшим по технической сущности к данному изобретению является известный способ получения пенопласта 25путем растворения мочевиноформальдегидной смолы и пенообразователя в воде, вспенивания,полученной смеси сжатым воздухом в камере созревания споследущим отверждением полученной 2пены в камере отверждения (2). Этотспособ наиболее рационален, т,кво-первых, предусматривает введениеотвердителя (кислоты), обладающеговысокой скоростью диффузии на последнем этапе и, во-вторых, отвердительвводится в уже сформированную пену,что уменьшает отложение корки полимера на пенонроводящем рукаве. Способобеспечивает получение пены кратностью от 15 до 25,Способ осуществляют пеногенератором для получения пенопласта, содержащим камеру созревания с вводами для подачи компонентов в камеру отверждения с вводами для подачи отвердителя 3). Известный способ наряду с достоинствами обладает и рядом недостатков: процесс получения пены является периодическим, т.е. включает два этапа - приготовление рабочих растворов и их вспенивание; дублирование растворного узла с целью сокращения времени технологических простоев приводит к увеличению размеров установки и, следовательно, снижению удельной производительности;предварительное смешивание компонентов исключает воэможность регулировки качества пены по ходу процесса;ввод кислоты (отвердителя) непосредственно перед выходом готовой пены иэ пеногенератора не обеспечивает надежного перемешивания, что приводит к нарушению гомогенности ячеистой структуры пенопласта; следствием этсго является снижение механической прочности, что приходится компенс;.ровать повышенным расходом смолы;кратность вспенивания не превышает 25Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса и повышение кратности вспенивания и степени гомогенизации структуры пенопласта.Эта цель достигается тем, что вспенивание осуществляют последова - тельно в две ступени путем дозированной подачи воздуха в камеры созрева ния и отверждения, причем смолу пенообраэователь и воду непрерывно и дозированно нагнетают в камеру созревания, а отверждающий агент в камеру отверждения, 75На каждую ступень вспенивания сжатый воздух подают в равных количествах, а пену после ввода отвердителя одновременно со сжатым воздухом выдерживают в камере отверждения по крайней мере в течение 3-10 с.Способ по изобретению может быть осуществлен пеногенератором, отличие которого от известного, позволяющее осуществить данный способ, состоит в том, что пеногенератор снабжен наружным и внутренним цилиндрами, образующими кольцевую полость и соединенными соответственно с камерами созревания и отверждения, причем ввод для подачи отвердителя расположен 40 тангенциально к поверхности наружного цилиндра, имеющего дополнительный тангенциальный ввод для подачи воздуха.Конец внутреннего цилиндра, обращенный в сторону камеры отверждения, выполнен в виде диффузора с острыми кромками.Сечение камеры отверждения в 2-3 раза больше сечения камеры созревания.Отношение длины канала камеры к его диаметру составляет для камеры созревания 500-900, а для камеры отверждения - не менее 600.На фиг. 1 изображено устройство,55 общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.Пеногенератор состоит из камеры созревания 1, камеры отверждения 2, 60 головки 3 камеры созревания 1 .и головки 4 камеры отверждения 2. Головка 3 камеры созревания 1 включает корпус 5, сопло,б и тангенциальный ввод 7 для воздуха. Между корпусом 5 и соплом б имеется кол. цевая полость8, Камера созревания 1 выполнена вВИЦЕ 11 УСТОТЕЛОН СЛИРс.ЛИ, И ЕЕ КОНЕЦсоединен с головкс 11 ка;1 еры отвержден 11 я 2. Головка 4 со тойт из наружного цилиндра 9 и внутрен-его цилиндра 10 переходящего ,-; соФузоо 1. сОотршын КрОМКа.1 и. с.р, Н:.и 1 ИЛинвр 9ИМЕЕТ ТНС 1,.Еиииал - .НЫй "ЬСЛ:с 1 ЛЯ КИСс:ь 1, "ангенциальный ввод 13 длявоздуха и соединен с камерой отверждения 2. В месте вводов 12 и 13 длякислоты и воздуха наружный цилиндр 9и внутренний цилиндр 10 образуюткольцевую смесительную полость 14,сусающуюся к выходу з камеру отвержден 11 я,. Причем, сечение камеры отверждения в 2-3 раза больше се".;ения канала камеры созревания.Пеногенератор работает следующимобразом,Через сопло б под давлением в камеру созревания 1 поцают воду,. смолуи 11 е."о".,2 аэователь, Воздух по :ангенциально; вводу 7 подают кольцевуюполость 8 и затем в виде вихревогопотока в камеру созревания 1, где придвижении смеси в турбулентном режимеобразуется пена, достигающая к моменту выхода из камеры созревания 1 кратности 15-20,Проходя по внутреннему цилиндру 10головки 4 и через диффузор 11 пенапоступает в камеру отверждения 2.Кислота и воздух, поступающие тангенциально в кольцевую полость 14 повводам 12 и 13, движутся спиралеобразно в направлении к камере отверждения. На этом пути происходит диспергирование кислоты и в камеру отверждения из кольцевой полости 14 отвердитель (кислота) поступает в видевихревого воздушно-жидкостного потока.В процессе движения пены и диспергированной кислоты в камере отверждения 2 происходит равномерное перемешивание отвердителя, достигается гомогенность пены и увеличивается еекратность.Распыление кислоты способствуетлучшему ее перемешиванию с образовавшейся в камере созревания 1 пеной,а вводимый дополнительно с кислотойвоздух способствует увеличению кратности пены.Высокая скорость выхода распыленной кислоты исключает отложение твердого полимера на металлических частях пеногенератора.Отношение длины канала камеры кего диаметру составляет для камерысозревания 500-900, а для камеры отверждения - не менее б 00. Такое выполнение камер обеспечивает гомогенность пены и повышает кратность пеныболее 25,П р и м е р 1. 25 вес.Ъ мочевиноформальдегидной смолы, 2 вес.Ь вспенивающего агента и 72 вес.Ъ воды изотдельных емкостей непрерынно дозируют во всасывающую линию насоса,нагнетающего полученную смесь в камеру созревания под давлением 4,24,5 атм в количестве 5 м 3/ч, В этуже камеру под тем же давлением подаютсжатый воздух в количестве 75 мЭ/ч,Образующаяся пена двигаясь по каналукамеры созревания в течение 3 с, достигает кратности вспенивания 20 ипоступает в камеру отверждения, кудаодновременно нагнетают 1 вес,Ь ортофосфорной кислоты и подают 75 м /чсжатого воздуха под давлением 3 атм,При этом происходит дополнительноевспенивание при движении пены по каналу камеры отверждения в течение 3 с,гомогениэация структуры пены и еечастичное отверждение. На выходе изкамеры отверждения получают пену кратностью вспенивания 40 в количестве140 м Ь/ч, которую наносят на утопляемую поверхность. Через 15-20 ч, происходит превращение пены в пенопласт,обладающий характеристиками, приведенными ниже.Объемный нес в сухомсостоянии, кг/м 5 5,0-5,2Усадка при высыхании, об.Коэффициент теплопроводности,ккал/м ч град 0,025-0,03Влагопоглощение(из воздуха), кг/м 4-10П р и м е р 2. 17 вес,Ъ мочевиноформальдегидной смолы, 1 вес.Ь нсиенивающего агента, 80,5 вес,% воды в количестве 2 м/ч вспенивают аналогичнопримеру 1 в камере созревания н течение 2 с до кратности 15 и полученнуюпену подвергают дополнительному вспениванию и отнерждению в отдельной камере в течение 10 с. На каждую ступень вспенивания подается сжатый воздух в количестве 40-45 м /ч. Количествно ортофосфорной кислоты - 1,5 нес.%.Полученная пена кратностью 27 вколичестве 55 - 60 м З/ч наносится нагрунт, превращаясь в пенопласт, обладающий характеристиками, приведенными ниже.Объемный вес в сухомсостоянии, кг/мУсадка при высыхании, Ъ 15-20Коэффициент теплопроводности,ккал/м ч град 0,025-0,092Влагопоглощение извоздуха, кг/м э 1-10Таким образом, новый способ является непрерывным, при его осуществлении в новом устройстве достигаетсявысокая кратность нспенивания и степень гомогенизации.Формула изобретения1. Способ получения пенопласта путем растворения мочевиноформальдегид 15-20 6,5-6,7 ной смолы и пенообразователя в ноде,вспенивания полученной смеси сжатымвоздухом в камере. созревания с последующим отнерждением полученной пеныв камере отверждения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса и повышения кратности вспенивания и степени гомогениэации структуры пенопласта, вспенивание осуществляют последовательно в две ступени путем дозированной подачи воздуха в камеры созревания и отверждения, причем смолу,пенообразователь и воду непрерывнои дозированно нагнетают в камеру созревания, а отнерждающий агент в камеру отнерждения.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что сжатый воздух подают на каждую ступень вспениванияв равных количествах.20 3. способ по ип. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что пену послеввода отвердителя одновременно сосжатым воздухом выдерживают. в камереотверждения по крайней мере в течение 3-10 с.4. Пеногенератор для получения иенопласта, содержащий камеру созревания с вводами для подачи компонентови камеру отверждения с вводом для подачи отвердителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что пеногенераторснабжен наружным и внутренним цилиндрами, образующими кольцевую полость и соединенными соответственнос камерами созревания и отверждения,причем ввод для подачи отвердителярасположен тангенциально к поверхности наружного цилиндра, имеющегодополнительный тангенциальный вводдля подачи воздуха,40 5, Пеногенератор по п. 4, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что конецвнутреннего цилиндра, обращенный всторону камеры отнерждения, выполненв виде диффузора с острыми кромками.45 6, Пеногенератор по п, 4, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что сечение камеры отверждения в 2-3 разабольше сечения камеры созревания.7. ПЬногенератор по п. 4, о тл и ч дю щ и й с я тем, что отношение длины какала камеры к его диаметру составляет для Камеры созревания 500-900, а для камеры отверждения - не менее 600,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Воробьев В.А., Андрианов Р.А.Полимерные теплоизоляционные материалы, М., Мзд, литературы по строительству, 1972, с. 239.60 2. Авторское свидетельство9 431199, кл. С 0861/24, 1970763385 ставитель Н. Простхред А,Ач а и М, Осипова Корректор О. Билак актор Л. Новожилов аз 6227/23 4 илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 549 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш