ПЕНОПЛАСТ

ПЕНОПЛАСТ


--- Закажите полную версию данного патента ---

RU (11) 2058338 (13) C1

(51) 6 C08G18/54, C08G18/54, C08G101:00, C08J9/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.04.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93003854/04 
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.26 
(45) Опубликовано: 1996.04.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 703029 кл. C 08J 9/02, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР N 710520, кл. C 08J 9/02, 1980. 
(71) Имя заявителя: Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с опытным московским заводом пластмасс 
(72) Имя изобретателя: Романов Н.М.; Соколова С.И.; Пуховицкая А.Н.; Смирнова Л.Н. 
(73) Имя патентообладателя: Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с опытным московским заводом пластмасс 

(54) ПЕНОПЛАСТ 

Использование: в качестве теплоизоляции. Сущнось: пенопласт получают на основе, мас. ч: жидкой смолы, полученной из карбамида и/или меламина и формальдегида циклоцепной структуры, содержащей 3 - 23% уроновых и/или 3 - 35% триазиноновых циклов, 61,5 - 75,2%-ной концентрации 5 - 250; органического полиизоционата 50 - 100; аминного катализатора 1 - 15; кремнийорганического катализатора 1 - 30; три(2-хлорэтил)фосфата или бис(бета-хлорэтил)винилфосфата 10 - 50. При получении пенопласта могут использовать модифицирующую добавку в количестве 5 - 50 мас. ч. и наполнитель. 4 з. п. ф-лы, 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к получению пенопластов на основе карбамидоформальдегидных смол и изоцианатов. Пенопласт используется в качестве теплоизоляционного материала.

Известен пенопласт, полученный на основе карбамидоформальдегидной смолы (КФС), полиизоцианата, кислого катализатора и многоатомного спирта [1]

Наиболее близким является пенопласт на основе жидкой смолы, полученной из карбамида и/или меламина и формальдегида, органического полиизоцианата, аминного катализатора [2]

Недостатки известных пенопластов низкие водостойкость и термостойкость. Эти недостатки определяются тем, что смолы, используемые при получении пенопластов, имеют линейно-разветвленную структуру.

Известно, что КФС линейной разветвленной структуры содержат метилольные, метиленэфирные группы, легко поддающиеся гидролизу с выделением формальдегида.

Цель изобретения снижение токсичности, повышение водостойкости и термостойкости пенопластов.

Указанная цель достигается путем использования в составе пенопластов карбамидоформальдегидных смол циклоцепной структуры при следующем соотношении компонентов пенопласта, мас.ч. карбамидоформальдегидная и/или карбамидомеламиноформальдегидная смола циклоцепной структуры 50-250; полиизоцианат 50-100; катализатор 1-15; пластификатор 10-50; стабилизатор 1-3.

Карбамидоформальдегидные и/или карбамидомеламиноформальдегидные смолы циклоцепной структуры содержат 3-23% уроновых и/или 3-35% триазиноновых циклов. Дополнительно пенопласт может содержать модифицирующие добавки в количестве 5-50 мас.ч. в качестве которых используют алифатические многоатомные спирты, фенолы и фуриловый спирт, может также содержать неорганический и/или органический наполнитель в количестве 5-50 мас.ч. в качестве которого используют перлит, тальк, гидроокись алюминия, золу, лигнин, рисовую шелуху, силикальцит и др.

Сущностью предлагаемого решения является использование в составе пенопласта КФС циклоцепной структуры вместо смол линейноразветвленной структуры. КФС циклоцепной структуры обеспечивают более высокую термостойкость, гидролитическую устойчивость и, как следствие, меньше выделяют формальдегида в окружающую среду. Так, например, по данным термогравиметрических исследований смолы, содержащие 23% уроновых циклов и 24% триазиноновых циклов, имеют потери массы при 100 и 150оС 8 и 13% соответственно. Тогда как смола линейноразветвленной структуры 15 и 20% соответственно.

В качестве КФС и/или карбамидомеламиноформальдегидных смол циклоцепной структуры могут быть использованы смолы, в которых мольное соотношение карбамид: формальдегид равно 1:1-2 преимущественно 1:1,1-1,7, а мольное соотношение карбамид: меламин равно 1:0,05-0,35. При синтезе КФС, содержащих триазиноновые циклы, используют аммиак, взятый в количестве до 0,5 моль на 1 моль карбамида. КФС дополнительно могут быть модифицированы многоатомными алифатическими спиртами или их полимерами, преимущественно этиленгликолем, диэтиленгликолем, а также полиэтиленгликолями с мол.м. 1400-1600, например, торговой марки ПЭГ-35, а также фенолами и фуриловым спиртом. Модификатор может быть введен как при синтезе КФС, так и при изготовлении пенопласта. В качестве изоцианатов используют полиизоцианаты на основе дифенилметандиизоцианата с массовой долей изоцианатных групп 25-35% преимущественно полиизоцианаты марок ПИЦ-Б и ПИЦ-К. В качестве добавок повышающих огнестойкость и одновременно пластификаторов пены используют три (2-хлорэтил) фосфат или бис (-хлорэтил)винилфосфонат (винифос). В качестве пенорегуляторов используют кремнийорганические пеногенные поверхностно-активные вещества, представляющие собой гидролитически устойчивый оксиалкиленорганосилоксановый блок-сополимер, марок КЭП-1, КЭП-2 (А и Б), КЭП-3 и т.п. В качестве катализатора используют третичные амины или аминоспирты, преимущественно триэтаноламин.

Получение КФС циклоцепной структуры даны в примерах 1-14, а свойства полученных смол в табл.1.

П р и м е р 1. Смесь, состоящую из 100 г карбамида (1,67 моль), 270,3 г 37%-ного формалина (3,32 моль формальдегида) и 34 г 25%-ного аммиака водного (0,5 моль аммиака), имеющую после смешивания значение рН, равное 8,5, а температуру 55оС (экзотермия) нагревают до температуры кипения. При температуре кипения в течение 1 ч 20 мин проводят конденсацию до достижения значения рН 5,3. Значение вязкости 12,5 с по вискозиметру В3-1. Затем нейтрализованный форконденсат концентрируют под вакуумом.

П р и м е р 2. Смесь, состоящую из 60 г карбамида (1 моль), 154,2 г 37% -ного формалина (1,9 моль формальдегида) и 1,98 г 25%-ного аммиака водного (0,03 моль), конденсируют в течение 30 мин при температуре 90-94оС до достижения реакционной смесью вязкости, равной 17 с по вискозиметру ВЗ-4, и величины рН 4,5. После этого реакционную смесь нейтрализуют 4-10%-ным раствором щелочи и концентрируют под вакуумом. Полученный форконденсат охлаждают до 50-70оС, загружают вторую порцию карбамида и продолжают реакцию до достижения заданных параметров. Смолу при необходимости стабилизируют 0,1 г тетраборатом натрия.

П р и м е р 3. Смесь, состоящую из 120 г карбамида (2 моль), 405,5 г 37% формалина (5 моль формальдегида) и 62,2 г 25%-ного аммиака водного (1 моль), нагревают до температуры кипения 98оС и конденсируют при этой температуре в течение 5 ч, нейтрализуют, концентрируют под вакуумом до сухого остатка 63,9% Полученная КФС содержит 22% триазиноновых циклов и 0,1% свободного формальдегида.

П p и м е p 4. Смесь, состоящую из 60 г карбамида, 162 г 37%-ного формалина и 26,5 г 25%-ного аммиака водного нагревают до кипения (98оС) и конденсируют при этой температуре в течение 3 ч до достижения реакционной смесью вязкости 12 с по ВЗ-1 и рН 5,8. Затем форконденсат нейтрализуют, концентрируют под вакуумом. Полученная смола содержит 35% триазиноновых циклов, 0,1% свободного формальдегида и 67,7% сухих веществ.

П р и м е р 5. Смесь, состоящую из 60 г карбамида, 162 г 37%-ного формалина, 20,4 г 25%-ного аммиака водного и 31,8 г диэтиленгликоля нагревают до кипения и конденсируют в течение 1,5 ч до достижения смесью вязкости 13,1 с по ВЗ-4 и рН=5,0. Форконденсат нейтрализуют, концентрируют под вакуумом до вязкости 75 с по вискозиметру ВЗ-1 и охлаждают.

П р и м е р 6. Смесь, состоящую из 60 г карбамида (1 моль), 162 г 37%-ного формалина (2 моль формальдегида) и 20,4 г 25%-ного аммиака водного (0,3 моль), имеющую после смешивания рН 9,2 и температуру 56оС (экзотермия), нагревают до температуры кипения 94-100оС, вводят 15 г этиленгликоля (0,25 моль) и конденсируют при этой температуре 1 ч 45 мин до достижения вязкости 13,4 с по вискозиметру ВЗ-4 и рН 4,9. Затем проводят нейтрализацию и концентрирование полученного форконденсата.

П р и м е р 7. Смесь, состоящую из 100 г карбамида (1,67 моль), 270,3 г 37%-ного формалина (3,32 моль формальдегида) и 34 г 25%-ного аммиака водного (0,5 моль аммиака), нагревают до кипения (97оС) и проводят синтез смолы в течение 2 ч до достижения значения рН 5,2 и значения вязкости 13,2 с по вискозиметру В3-4. Полученный полупродукт нейтрализуют и концентрируют под вакуумом при температуре 65 5оС до вязкости 140 с по вискозиметру В3-1. Далее загружают 63,1%-ный полиэтиленгликоль в количестве 80,4 г (0,034 моль полиэтиленгликоля ПЭГ-35 с мол.м. 1400-1600), нагревают до температуры кипения и при этой температуре и рН 7,3-7,1 выдерживают смесь в течение 45 мин, после чего смолу нейтрализуют.

П р и м е р 8. Смесь, состоящую из 60 г карбамида (1 моль), 154,2 г 37% -ного формалина (1,9 моль формальдегида) и 2,34 г 25%-ного аммиака водного (0,034 моль аммиака), имеющую после смешения рН 7,3, нагревают до температуры 92оС и конденсируют при этой температуре в течение 15 мин до значения рН 4,2 и значения вязкости 20 с по вискозиметру ВЗ-4. Нейтрализованный затем форконденсат упаривают под вакуумом при температуре 65 5оС до показателя преломления 1,442. После этого проводят доконденсацию полупродукта с дополнительным количеством карбамида 16,2 г (0,27 моль) при температуре 60 5оС. В полученную смолу вводят 111,6 г фурфурилового спирта (1,14 моль) и для стабилизации буру в количестве 0,57 г.

П р и м е р 9. Смесь, состоящую из 60 г карбамида (1 моль), 178,2 г 37% -ного формалина (2,2 моль формальдегида) и 2,41 г 25%-ного аммиака водного (0,035 моль аммиака), имеющую после смешивания рН 6,7, нагревают до 90оС и при этой температуре проводят конденсацию в течение 25 мин до величины рН 4,8. После этого реакционную смесь нейтрализуют до значения рН 9,0, вводят в количестве 44,1 г (0,35 моль) и продолжают конденсацию в щелочной среде до достижения ограниченной смешиваемости с водой, определяемой по появлению белого хлопьевидного осадка при приливании пробы конденсата к охлажденной до 13-15оС воде, налитой в пробирку. Затем реакционную смесь охлаждают до 65 5оС и концентрируют под вакуумом. Массовая доля триазиноновых циклов в смоле составляет 6% Массовая доля сухого остатка 61,5% а свободного формальдегида 0,27%

П р и м е р 10. Карбамид в количестве 60 г (1 моль) растворяют в 364,5 г 37%-ного формалина (4,5 моль формальдегида) и нагревают до 80оС. Затем смесь подкисляют до рН 2,1 и после выдержки в течение 2 ч добавлением 39,6 г (0,66 моль) карбамида соотношение карбамида и формальдегида доводят до 1:2,7. Процесс заканчивают в слабокислой среде (рН 6,6) добавлением еще одной порции карбамида 80,4 г (1,34 моль). Конечное мольное соотношение карбамида и формальдегида 1: 1,5. Массовая доля уроновых циклов в пересчете на сухой остаток в полученном олигомере составляет 23%

Массовая доля сухого остатка 67,9% а массовая доля свободного формальдегида 0,12%

П р и м е р 11. В реактор загружают 554 г 55,4%-ного формалина и 42 г воды, 99 г карбамида и, поддерживая при этом температуру 85оС, вводят 1,2 мл 50% -ной серной кислоты до величины рН=2,0. Реакционную смесь нагревают до 100оС и конденсируют в течение 35 мин. После этого в реактор загружают 37,2 г уротропина и 149 г карбамида и продолжают конденсацию 1,5 ч. При достижении реакционной смесью величины рН 4,85-5,0 в нее вводят 3 г уротропина, затем через каждые 10 мин еще 3 порции по 3 г уротропина. После загрузки последней порции уротропина в реакционную смесь загружают 60 г карбамида и охлаждают в течение 3-5 ч. Полученная КФС циклоцепной структуры содержит 15% уроновых циклов и 30% триазиновых циклов.

П р и м е р 12. В реактор загружают 600 г 55,9%-ного формалина, 45 г воды и 107,3 г карбамида и, поддерживая температуру реакционной смеси 85оС, вводят 1 мл 50%-ного H2SO4 до рН=1,97. Смесь нагревают до 95оС и ведут конденсацию при этой температуре, периодически добавляя кислоту для поддержания рН в диапазоне 1,8-2,15. Через 35 мин в смесь загружают 40,3 г уротропина и 161 г карбамида. После этого продолжают конденсацию в течение 30 мин при температуре 95 3оС, поддерживая рН в диапазоне 4,7-7,0 введением 10%-ного раствора щелочи.

П р и м е р 13. В реактор загружают 60 г карбамида и 405,4 г 37%-ного формалина и такое количество серной кислоты, чтобы получить рН=1. После 15 мин перемешивания реакционную смесь нагревают до 90-95оС и ведут конденсацию при этой температуре в течение 2 ч. Затем вводят вторую порцию карбамида 240 г и проводят конденсацию с одновременным отгоном избытка воды до достижения сухого остатка 65%

П р и м е р 14. В реактор загружают 400 г КФ-концентрата, содержащего 60,58%-ного формальдегида и 23,8 1% карбамида, 110 г воды и 160 г карбамида. Смесь нагревают до 90-100оС в течение 10 мин. После этого загружают 1,35 г 10% -ного раствора хлористого аммония при значении рН, равном 5,25-5,3 ведут поликонденсацию в течение 45 мин до появления слабой коагуляции смеси в воде с температурой 6-14оС. Полученный продукт нейтрализуют 1 н. раствором едкого натра до рН=8,0, загружают дополнительную порцию карбамида в количестве 134 г и 0,37 г тетрабората натрия и продолжают конденсацию при температуре 60 5оС в течение 30 мин. Готовую смесь охлаждают до 20-25оС.

Изготовление пенопласта. Пенопласт получают путем смешивания всех компонентов в следующей последовательности. Предварительно готовят смеси полиизоцианата с пластификатором компонент А и КФС с катализатором и пенорегулятором компонент Б. Затем смешиваются компоненты А и Б. Смешивание осуществляют при температуре 15-100оС, преимущественно 20-75оС. Составы пенопластов представлены в табл.2, а параметры вспенивания и свойства пенопластов в табл.3.

Гидролитическая устойчивость, водостойкость пенопластов в сравнении с прототипом даны в табл.4.

Как видно из табл. 4, пенопласты, полученные по данному техническому решению, превосходят прототип. Все предлагаемые пенопласты обладают достаточной механической прочностью и могут быть отнесены к жестким пенопластам.

Разрушающее напряжение при сжатии колеблется в пределах 0,02-0,07 МПа. Коэффициент теплопроводности в воздушно-сухом состоянии 0,03-0,04 Вт/м К. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ПЕНОПЛАСТ, полученный из композиции, содержащей жидкую смолу на основе карбамида и/или меламина и формальдегида, органический полиизоцианат, аминный катализатор и кремнийорганический стабилизатор, отличающийся тем, что в качестве жидкой смолы использована смола на основе карбамида и/или меламина и формальдегида циклоцепной структуры, содержащая 3 23% уроновых циклов и/или 3 35% триазиновых циклов, 61,5 75,2%-ной концентрации и дополнительно использован три(2-хлорэтил)фосфат или бис( -хлорэтил)винилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Жидкая смола на основе карбамида и/или меламина и формальдегида циклоцепной структуры, содержащая 3 23% уроновых и/или 3 35% триазиновых циклов, 61,5 75,2%-ной концентрации 50 250

Органический полиизоцианат 50 100

Аминный катализатор 1 15

Кремнийорганический стабилизатор 1 30

Три(2-хлорэтил)фосфат или бис( b -хлорэтил)винилфосфат 10 50

2. Пенопласт по п. 1, отличающийся тем, что он получен из композиции, дополнительно содержащей модифицирующую добавку в количестве 5 50 мас.ч.

3. Пенопласт по п. 2, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки использованы фенолы, алифатические многоатомные спирты, фурфуриловый спирт.

4. Пенопласт по п.1, отличающийся тем, что он получен из комопозиции, дополнительно содержащей наполнитель в количестве 5 50 мас.ч.

5. Пенопласт по п.4, отличающийся тем, что в качестве наполнителя использован неорганический и/или органический наполнитель.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru