825557

Союз Советсиик Социалистических Республик(22) Заявлено 0%0179 (2 ) 2711124/23-05 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Р.М.Асеева, В.А.Ушков, Л,В.Рубан, М.Г.Б Р.А.Андрианов, Г.Е.Заиков, Т.Т.Тойчиев,и С.С.Егоров рдена Лени Московски нженерно-с институт ордена Тр оительный химической физ дового Красног институт им, В(71) Заявители 54) КОМПОЗ Я ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОФЕНОПЛАС воздействииих темпера-ваются ися. Обуглен- Зо Изобретение относится к получению композиций на основе высокомолекуляр,ных продуктов, а именно пенопластов заливочного типа на основе резольных фенолформальдегидных смол холодного отверждения, обладающих повышенными прочностными показателями и сопротивлением к воздействию открытого пламени и высоких температур,10Изобретение может быть использовано в тех областях техники, где требуются легкие огнестойкие конструкции, устойчивые к длительным воздействиям высоких температур и окислительных газовых сред (авиация, судостроение, транспорт, промышленное и гражданское строительство).Фенольные пенопласты широко применяются в технике в качестве теплоизоляционных материалов, так как по сравнению с промышленными пенопластами на основе других полимеров они обладают достаточно высокой термоокислительной стабильностью, теплостойки и относятся к группе трудновоспламеняющихся материалов.Однако при длительномоткрытого пламени и высоктур пенофенопласты обугли;почти полностью разрушают ные и карбонизованные участки раскаляются, тлеют, что является дополнительным источником возникновения по" жара, Существенным недостатком пено" фенопластов явлется то, что они имеют низкие прочностные показатели при сравнительно высокой объемной массе. Перечисленные выше недостатки феноль" ных пенопластов ограничивают их при" менение.В связи с этим возникла насущная необходимость в разработке такой композиции для получения пенофеноплас тов, которая позволила бы не только ,существенно снизить их пожароопасность, получить нетлеющие, трудногорючие пенопласты, но и повысить проч ностные показатели материалов.Известны композиции для получения фенольных пенопластов с повышенными огнезащитными свойствами, в состав которых введены неорганические вещества, например жидкое стекло 1.Недостатками таких композиций является заметное снижение кратности вспенивания и, следовательно, увеличение плотности пенопластов, ухудшение макроструктуры материала и относительно низкая эффективность пламя- гасящего действия вводимых веществ.Как правило, неорганические наполнители резко увеличивают продолжитель-ность тления после удаления источника пламени.Пониженную горючесть имеют пеиоФенопласты, содержащие алюмохромофос,форное связующее 21.Для получения подобных пенопластов требуются повышенные температурыи большие затраты временч на процессотверждения смол с целью достиженияудОвлетворительных прочностных показателей, Используемые композиции нетехнелогичны и не удовлетворяют современным требованиям в отношении показателей горючести получаемых материалов,15Для получения фенольных пенопластов с повышенной стойкостью к действию открытого пламени могут бытьиспользованы модифицированные в процессе синтеза Фенольные смолы, в 20структуру молекул которых введеныфосфорсодержащие фрагменты, напримерпродукт конденсации тетраметилолфосфонийхлорида с фенолом 3.Недостатком этого пенопласта является усложнение технологии его получения и, следовательно, резкое удорожание материала. Промышленный выпуск подобных смол не налажен,Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемому изобретениюявляется композиция для полученияпенопласта, включающая фенолформальдегидную смолу резольного типа, вспенивающе-отверждающий агент и антипирен, представляющий собой сложныйэфир пентаэритрита,алкилфосфиновой иметакриловой кислот-фосфакрилат (4).Существенным недостатком указанной композиции является трудностьполучения однородной смеси компонентов в связи с очень высокой вязкостьюофосфакрилата (175 сПз при 75 С), Этовызывает необходимость в значительном увеличении продолжительности иинтенсивности перемешивания форполимера с пламягасящим компонентом, чтоприводит к увеличению энергозатратна производство пенофенопластов и,следовательно, увеличению себестоимости продукции. Фенольные пенопласты на основе используемой композиции,включающей 2-5 масс.ч. Фосфакрилатапосле удаления пламени самозатухают,но продолжают тлеть 2-3 с,Цель изобретения - получение наоснове композиции нетлеющего при удалении .пламени трудногорючего пенопласта с высокими прочностными показателями.Укаэанная цель достигается тем,что композиция для получения пенофенопласта, включающая фенол-формальдегидную смолу резольного типа, вспенивающе-отверждающий агент и антипи"рен, в качестве антипнрена она содержит 2-фосфоноксизтилметакрилат при 65 следующем соотношении компонентов, масс.ч.;Фенолформальдегидная смоларезольного типа 100Вспенивающе-отверждающийагент 15-252-фосфоноксиэтилметакрилат 3,3-16,7Процесс получения нетлеющих трудногорючих пенопластов повышенной прочности заключается в смешении при нормальной температуре соответствующих количеств перечисленных выше компонентов и заливке полученной композиции в полость формы или конструкции, где происходит процесс вспенивания и отверждения пенопласта. П р и м е р 1, 100 масс.ч. Фенолформальдегидного форполимера ФРВ 1 А (ТУ-05-1104-75) смешивают с3,3 масс.ч. 2-фосфоноксиэтилметакрилата в течение 2 мин до образованияоднородной массы. После этого добавляют 20 масс,ч, вспенивающе-отверждающего агента ВАГ(МРТУ 6-05-1116"68) и дополнительно перемешивают композицию 30-40 с. Полученнуюкомпозицию выливают в открытую форму,в которой происходит вспенивание иотверждение пенопласта.Для окончательного отвержденияпенопласт дополнительно термообрабатывают при 80-90 ОС в течение 8 ч.Из пенофенопласта вырезают образцыдля испытаний на горючесть и физикомеханические показатели, а также определяют их термоокислительную стабильность.Испытания на горючесть проводятметодом кислородного индекса, согласно ГОСТ 21793-76 и по методу огневая труба (ГОСТ 17088-71), Послеудаления газовой горелки регистрируют время тления образцов,Физико-механические свойства пенофенопластов определяют в соответствии с ГОСТ"409-68, ГОСТ 18564-73на приборе Абпри скорости деформации 1 см/мин.Термоокислительную стабильностьпенопластов оценивают термогравиметрическим методом, используя для этого дериватограф системы МОМ. Скорость нагрева - ЗцС/мин, По дериватограммам определяют температуру начала интенсивного разложения (Тнр.) итемпературу, соответствующую максимальной скорости разложения образцов пенофенопласта (Т 1),Для сравнения в аналогичных условиях получают и испытывают пенопластбеэ пламягасящего компонента,После удаления пламени газовойгорелки образец пенофенопласта, мгновенно затухает и тление отсутствует.Исходный образец тлеет 60-80 с. Т,1 тк 4 хдля исходного образца пенопласта йпенопласта, содержащего 2-Фосфонок825557 сиэтилметакрулат, равны соответственно 490 и 492 С.Результаты испытаний пенофенопластов приведены в таблице.П р и м е р 2. Аналогично приме" ру 1 проводят операции приготовления и вспенивания композиции, которая содержит 6,7 масс,ч. 2-фосфоноксиэтилметакрилата. При вспенивании композиции;регистрируют время начала и конец вспенивания пенопласта. Начало вспенивания происходит через 2 мин 40 с, 1 О конец - 4 мин 30 с. Аналогичные показатели для исходной композиции равны соответственно 2 мин 50 с и 4 мин 50 с. Эти данные показывают, что введение 2-фосфоноксизтилметакрилата не 15 оказывает заметного влияния на режим вспенивания композиции.ТР и Тисходного пенопласта и пенофенопласта, содержащего пламя- гасящий агент, равны соответственно 2 О 293 о, 490 о и 294 , 487 С.Результаты определения горючести и физико-механических показателей приведены в таблице. Образец пенопласта не тлеет после удаления пламени.П р и м е р 3. Готовят композицию, содержащую 10 масс.ч. 2-фосфоноксизтилметакрилата на 100 масс.ч. 1Относительная прочность при изгибе, МПАф м Содержаниедобавки,мол,ч. Относительная прочность присжатии,МПА и Предел прочности при из гибе, МПА МУп/п Температура началаразложения,Т С Кислородный индекс,% Потеримассыогневаятруба,В Пределпрочности присжатииМПЛ Плотность, кг/м 3 кг кг 0,00243 19,6 37,7 0,00321 12,8 41,7 0,00424 13,7 43,5 0,00495 13,7 43,8 1 02 3,33 6,74 105 13,3 0,13 0,00186 0,00231 0,00288 0,00342 0,17 297 65,5 0,15 0,21 59 0,17 294 0,25 58,5 0,20 295 0,29 0,23 280 58 0,00396 0,00585 14,1 44,50,0396 0,00692 14,2 45,0 290 0,39 0,00407 7 Известный 10 14,5 41 37 0,083 0,00224 ЬОч. вспенивающе-отверждающего агентаВАГ. Пенопласт имеет плотность77,6 кг/м , потеря массы при испытаъиии по методу огневая труба 11,7%,после удаления пламени образец не тлеет. 6 16,7 56,5 0,23 П р и м е р 6. Пенопласт получают аналогично примеру 1, Готовят композицию, смешивая 100 масс.ч. форполимера ФРВЛ с 3,3 масс.ч. 2- -фосфоноксиэтилметакрилата и 15 масс форполимера ФРВА и проводят операциианалогично примеру 2, Кратность вспенивания пенопласта равна 21,1 по сравнению с 18,1 для исходной композиции.Результаты испытаний приведены в таблице. Тление образца отсутствует. П р и м е р 4. Пеноплас 1 получают аналогично примеру 1. Композициясодержит 13,3 масс.ч. 2-фосфонокси"этилметакрилата. Вспенивание начинается через 2 мин 45 с после начала смешения и продолжается 4 мин 40 с.Кратность вспенивания 21,4. Т 1, равна492 С, Образец не тлеет. Результаты,испытаний приведены в таблице,П р и м е р 5. Смешивают 100масс.ч. форполимера ФРВ"1 А, 16,7 масс,ч. 2-фосфоноксиэтнлметакрилата и 20масс.ч. вспенивающе-отверждающегоагента ВАГ. Подготовку образцов киспытаниям и их испытания проводятаналогично примеру 1.Кислородный индекс полученногопенофенопласта равен 45, что в 1,2раза больше, чем для исходного пенопласта,Результаты испытаний приведены втаблице. Образец после удаления пламени не тлеет.825557 Формула изобретения Вспенивающе-отверждающийагент 15-25 2-фосфоноксиэтилметакрилат 3,3-16,7 Составитель С.ПуринаРедактор Н.Кузнецова Техред, Н, Граб Корректор М.Демчик Заказ 2560/81 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитЕта СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскай наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П р и ." е р 7. Пенопласт получают аналогично примеру 6. В композицию вводят 25 масс.ч, вспенивающеотверждающего агента ВАГ-З, Пенопластимеет плотность 52,4 кг/см послеудаления пламени образец не тлеет,потеря массы при испытании методомогневая труба 13,4,Приведенные выше данные показывают, что применение 2-фосфоноксиэтилметакрилата позволяет получить нетлеющий после удаления пламени трудногорючий пенофенопласт, имеющий высокие йрочностные показатели, Вводимыйпламягасящий компонент не удлиняетрежим вспенивания и отверждения пенопласта. Процесс приготовления композиции в отличие от известного не требует интенсивного и длительного перемешивания компонентов для полученияоднородного материала,По эффективности пламягасящего 20действия предлагаемое соединение превосходит Фосфакрилат. Так, например,при содержании 10 масс,ч. 2-фосфоноксиэтилметакрилата потеря массы пенофенопласта при испытании методом огневая труба составляет 13,7 вместо14,5 для Фосфакрилата.В то же время применение 2-фосфоноксиэтилметакрилата не только повышает прочность пенофенопласта, но иодновременно снижает его плотность,что позволяет получить легкие и прочные не тлеющие трудногорючие материалы, экономить сырье на производствоизделий. При этом следует отметить,что с увеличением концентрации вводимого соединения происходит повышениеэффективности упрощающего действия,Так, например, при введении 10 масс.ч. пламягасящего компонента относительная прочность (отношение прочнос ти материала к плотности) в случае 2-фосфоноксиэтилметакрилата составляет 0,0034 МПа/кг/м 3, у известного 0,0024 МПа/кг/м.Предлагаемый пламягасящий компонент не ухудшает термоокислительную стабильность пенофенопласта. Композиция для получения пенофенопласта, включающая фенол-формальдегидную смолу резольного типа, вспенивающе-отверждающий агент и антипирен, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения на ее основе четлеющего при удалении пламени трудногорючего пенопласта с высокими прочностными показателями, она содержит в качестве антипирена 2-фосфоноксиэтилметакрилат при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:Фенол-формальдегиднаясмола резольного типа 100 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3766100, кл. 260-2,5, опублик. 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 349699, кл. С 08 3 9/06, 1970.3, Авторское свидетельство СССР Р 160306, кл. С 08 3 9/04, 1960.4. Авторское свидетельство СССР Р 531823, кл. С 089/06, 1976 (прототип).