Композиция для получения фенолформальдегидного пенопласта

Союз СоветскииСоциалистическиереспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯВОСКОМ С)ДЕЕД 1 оТВУ 1 л 896010(5 )М. Кл. С 08 7 9/06 С 081 61/10 с присоединением заявки РЙ Государственный комитет(23)приоритет по делам изобретений и открытийОпубликовано 07.01.82, Бюллетень1 Лата опубликования описания 10.01,82(088.8) ф. А, 11 утов, Т. А. Данилова, В. В. Ивановаи В. И. Васнленок Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯфЕНОЛОфОРМАЛЬДЕГИДНОГО ПЕНОПЛАСТА Изобретение относится к композициям для получения легких полимерных материалов (пенопластов), используемых для изготовления строительных изделий и конструкцттй,Среди многочисленных типов пеноплас 5 тов, выпускаемых отечественной промышленностью, особенно широкое применение нашли пенопласты на основе фенолоформальдегидных олигомеров резольного типа благодаря низкой температуре резольных10 смол, их высокой естественной тепло- и огнестойкости, а также благодаря простоте и дешевизне заливочной технологии изготовления пенопластов данного типа.15Вместе с тем, известное ограничение при использовании фенольных пенопластов связано с их низкой прочностью и высоким водопоглощением, Для того, чтобы избавиться от этих недостатков, прибега 20 ют к химической модификации исходных для всФнивания смол, что во много раз утяжеляет пенопласты, лишая их тем самым основного достоинства - легкости. Известны наполненные композиции, ко-. торые с целью снижения кажущейся плот ности (объемного веса) пенопласта содержат в качестве наполннтелей не монолитные, а пористые вещества: вспученный перлит, вспученную глину, полые . микросферы, отходы пеностекла и пенокерамики, древесные стружки и опилки1).Однако пористые наполнители существенно изменяют реологические свойства вспененных композиций (вязкость и текучесть), вызывая снижение кратности вспенивания и оседание (коалесценцию) пены, что в свою очередь приводит к увеличению плотности, т.е. утяжелению пенопласта.Вспе нива ние композиций, содержапих пористые наполнители, требует изменения рецептур и режимов пенообразования по сравнению с теми, которые приняты для композиций, не содержащих наполнители.Приготовление композиций, содержащих пористые наполнители, связано с введени ем дополнительной технологической стадии - химическая обработка наполнителей(аппретирование, пропитка и т,д.) другими веществами для повышения адгезионнойпрочности матрицы связующего и наполнителя; при этом пористые наполнителив отличие от монолитных требуют большого расхода таких веществ,Применение пористых наполнителей непозволяет получать легкие пенопластыкажущейся плотностью менее 60 кг/мНаиболее близкой по технической сущности к изобретению является композиция для получения фенолоформальдегидного пенопласта, включающая резольнуюфенолоформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, алюминиевуюпудру, соляную кислоту, отвердитель инаполнитель2.В качестве пористого наполнителя используют гранулы пенополистиролаУ).Недостатками данной композиции. ипенопласта на ее основе являются необходимость предварительной обработкигранул пенополистирола путем их пропитки пленкообразующими адгезионными составами: необходимость специальных про 25сеивающих сит для предотвращения слипания обработанных гранул перед их загружением в композицию;,использованиев качестве наполнителей дорогого ценного сырья - полупродуктов (гранул) длязоизготовления пенополистирола; высокоеводопоглощение (до 24,7 об,%) и высокий коэффициент теплопроводности (доо0,052 ккал/м ч. С) наполненных пенопластов за счет разрыхления мелкоячеистой структуры вспененного связующего(размер ячеек 05-1 мм) более крупными гранулами размером 3 5 мм; резкое снижение рабочей температуры эксплуатации и огнестойкости наполненныхпенопластов за счет того, что термопластичный наполнитель имеет температуруразмягчения на 60 С ниже по сравнениюос термореактивным связующим (соответственно 70 против 130 С). Кроме того,такая композиция имеет высокую тепловую усадку и низкую трещиностойкостьза счет различия коэффициентов теплового расширения и сжатия наполнителя иматрицы.Бель изобретения - увеличение прочности, снижение водопоглощения и тепловой усадки фенольного пенопласта.Бель достигается тем, что исходнаякомпозиция, включающая резольную фе, нолоформальдегидную смолу поверхнос т 55но-активное вещество, алюминиевую пудру, соляную кислоту, отвердитель и наполнитель, содержит в качестве наполни 10-40 П р и м е р 1, Готбвят стандартную промышленную композицию для получения ненаполненнюго фенольного пенопласта марки фЛ, вес.ч.:Резольная фенолоформальдегидная смола ВИАМ-Б 83,5 Поверхностно-активноевещество ОП3,0 Алюминиевая пудра ПАК(смоляная смесь)Соляная кислота ( техн.)Отвердитель (контакт Петрова) (кислотная смесь) 4,5 Смоляную смесь перемешивают с помощью лопастной мешалки в металлической емкости, после чего туда же.добавляют пористый наполнитель, изготовленный путем размола отходов фенольного пенопласта ФЛ,.в виде порошка с размером частиц 3-5 мм в количестве 5 вес.ч.(табл. 1),. Перемешивание продолжают 3- 5 мин до получения композиции, гомогенной по вязкости и цвету. Далее в ту же емкость добавляют кислотную смесь и через 1-2 мин перемешивания композицию выливают в форму, где она вспенивается,После остывания пеноблока, его вынимают из формы, доотверждают в термошкафу (80-100 С, 24 ч) и изготавливают образцы, требуемые для испытаний, по соответствующим ГОСТам3П р и м е р ы 2-8. Готовят композиции и получают пенопласт аналогично примеру 1.В табл. 1 и 2 представлены композиции по примерам 1-8 и свойства пенопласта на их основе соответственно.Примеры 1 и 8 в табл, 1 и 2 являются сравнительными и служат для иллюстрации того, что выбранные по предлагаемому изобретению составы композиций являются оптимальными (примеры -7), Действительно, в примере 1 введение 5 вес.ч. наполнителя практически не 2,0 2,0 теля измельченные отходы фенолоформальдегидного пенопласта с размерами частиц 1-5 мм при следующем соотношении компонентов, вес.чР езольная фенолоформальдегидная смола 46,0-78,5Поверхностно -активно вещество3,0-5,0Алюминиевая пудра 2,0-2,5Отвердитель 4,0-4,5Соляная кислота 2,0-2,5Отходы фенолоформальдегидного пено- пласта5 806010сказывается на свойствах пенопласта. Впримере 8 при введении 45 вес.ч. наполнитепя не удается добиться вспенивания вкомпозиции, так как доля полимерной фа- нзы слишком мала. н 4ливать легкие пенопласты 1 плотностью до 2 кг/м),но и широко варьировать свойства а этих материалов путем изменения граулометрического состава и концентрации аполнителя,не изменяя режим вспенивания самой композиции, При этом по мере уменьшения размеров частиц наполнителЖ физико-механические свойства наполнен-; ных пенопластов возрастают.Т аблица 1 Представленные в табл, 2 данные свидетельствуют о том, что предлагаемые композиции позволяют не только изготавфенолоформальцегисмола ВИАМ/Б 83,5 78,5 47,0 78,5 47,0 78 0 41,Поверхностно активнвещество ОП3,0 3,0 4,0 3,0 4,0,5 Соляная кислоО тверди тель 2,2 4,0 4,Измельченные отходыфенольного пенопластафракций, мм3-5 0 10,0 40,5,0 0,0 40,010,0 40,0 3 Т абли 0,0/10,0 5,8/1 1,2 7,8/13,6 5,9/12,5 7,5/14,2 5,3/13,8 2,5/22,0 Не вспе 3, 1-3,5 8,0-24 Извес тной,8-2 атели пенопласта на основеенатель - расчетные покавестной композиции, полученм к более низким значениямкажущейся плотности пеное: Числитель - измеренные показ предложенной композиции; экам затели пенопласта на основе из ные интерполяционным расчето кажущейся плотности, равным пласта по изобретению. римеч ан 3 4 6 7 8 30,0 32,0 38,5 35,5 41,0 38,0 61,0 69,5 61-7 1,9/1,8 2,3/1,9 2,5/2, 1 2,9/2,0 3,1/2,2 3,3/2, 1 4,4/3,1 09/0,9 0,8/1,0 0,9/1,1 0,7/1,0 0,8/1,2 0,5/1,2 0,8/2, 13,0-5,0 2,0-2,5 2,0-2,5 4,0-4,5 20 25 сгва. Редактор Л. Веселовская Техред 3. Фанта Корректор О, Билак Заказ 11621/7 Тираж 511ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 5, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как следует из данных табл. 2, всенаполненные фенольные пенопласты, полученные на основе предложенных композиций, обладают существенно более высокими физико-механическими показателямипо сравнению как с прототипом, так и сненаполненным. Фенольным пенопластом,Так, предел прочности при сжатии повы-.шается в 1,6 2,2 раза, водопоглощениеи тепловая усадка снижается соответственно в 1,2-1,8 и 1,3-2,6 раза. Использование данной композиции увеличивает коэффициент теплопроводности пенопласта, который составляет 0,028-0,04ккал/м-ч С, что на 75-80% ниже аналогичного показателя прототипа, Введениепредложенного наполнителя никак не влияет на столь важные технические показатели пенопласте, как высокие естест-.венные тепло- и огнестойкость.Так как вводимый пористый наполнитель является отходом того же фенольного пенопласта, изготовленного из тойже смолы, что и исходная композиция,то такие серьезные недостатки пористых наполнителей, как их плохая совместимостьс исходной жидкой композицией и низкаяадгеэионная прочность с матрицей готового пенопласта, устраняются,В результате тождественности химического строения наполнителя и матрицыоказалось,возможным сохранить существенную технологию изготовления фенольного пенопласта, значительно повыситьФизико-механическиесвойства пенопластови снизить себестоимость их изготовленияза счет использования отходов производ 6010 Формул а изобре гения Композиция для получения фенолоформальдегидиого понопласга, включающая реэольную фонолоформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, алюминиевую пудру, соляную кислоту, огвердитель и наполниголь, о г л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения прочно О сти, снижения волопоглощения и тепловойусадки конечного продукта, она содержитв качесгве наполнигеля измельченные отходы фенолоформальдегидного пенопластас размерами частил 1-5 мм при следующем соотношении компонентов, вес,ч.:Реэольная фенолоформальдегидная смола 46,0-78,5Поверхностно-активное веществоАлюминиевая пудраСоляная кислотаО тверди тельОтходы фенолоформальдегидного пенопласта сразмерами частиц 1-5 мм 10-40Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Берлин А. А., Шутов ф. А, Пенополимеры на основе реакционноспособныхЗО олигомеров, М., "Химия", 1978, с,198204,2,К.МасМоий 1. ЬеЪМе Оер 1 енсе о еоЮоае-воат Ма 1 ег 1 а 1.-РоВчт-.Оного,ж 1 ЕИсоС 2 ас 1 Е Ко%а,Я 78, /ОЗ,С 407-09 ( прототипп).3. Методы физико-механических испытаний пенопластов, М НИИТЭХИМ,1976,