ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2294344

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Имя изобретателя: Хозин Вадим Григорьевич (RU),
Абдрахманова Ляйля Абдулловна (RU),
Мубаракшина Лия Фаритовна (RU),
Еганов Владимир Федорович (RU)
Имя патентообладателя: Казанский государственный архитектурно-строительный университет КГАСУ (RU)
Адрес для переписки: 420043, г.Казань, Зеленая, 1, КГАСУ, ПИО
Дата начала действия патента: 28.02.2006

Изобретение относится к составам для получения теплоизоляционных материалов, в частности карбамидных пенопластов, и может найти применение в многослойных строительных конструкциях. Описана композиция для получения теплоизоляционного материала следующего состава, мас.ч: карбамидоформальдегидная смола 100, алкилбензосульфокислота 1,8-2, 50%-ный раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты 4,0-4,4, вспученный перлитовый песок 1-4 мас.ч., вода 60-80. Технический результат - снижение линейной усадки теплоизоляционного материала на основе карбамидоформальдегидной смолы, а также снижение расхода катализатора отверждения карбамидоформальдегидной смолы.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к составам для получения теплоизоляционных материалов, в частности карбамидных пенопластов, и может найти применение в многослойных строительных конструкциях.

Известна композиция для получения пенопластов, включающая карбамидоформальдегидную смолу, ортофосфорную кислоту, ПАВ, углеминовый модификатор и воду (патент РФ №2074206, МПК С 08 J 61/24, С 08 J 9/30 от 27.02.1997), но данная сырьевая смесь характеризуется низкими прочностными показателями (до 0,03 МПа).

Известна также композиция для получения карбамидного пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, ортофосфорную кислоту, ПАВ, гидролизный лигнин, антипирен (патент РФ №1217854 А, С 04 В 38/02, Бюл. №10 от 15.03.1986).

Недостатком указанной смеси является высокая горючесть и, следовательно, необходимость высокого содержания антипиренов (до 45 мас.ч. на 100 мас.ч. смолы).

Кроме того известна сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала на основе карбамидоформальдегидной смолы, включающая ПАВ, мел, инертную пыль, кислотный отвердитель ВАГ-3, кубовый остаток производства тетрагидрофурана и инертную пыль (Патент РФ №1790581 A3, С 08 L 61/24, С 08 J 9/06, С 04 В 26/02, Бюл. №3 от 23.01.1993).

Эта композиция отличается высоким содержанием кислотного отвердителя (до 80 мас.ч. на 100 мас.ч. смолы) для достижения высокой прочности. Кроме того, за счет введения органического компонента - кубового остатка производства тетрагидрофурана возрастает горючесть материала.

С целью снижения хрупкости и повышения прочности разработан состав, включающий карбамидоформальдегидную смолу, ПАВ, лесс и отвердитель (а.с. СССР №440392, М. Кл. С 08 g 53/08, С 08 g 37/28, Бюл. №38 от 13.01.1976).

Однако введение лесса в пенокомпозицию ведет к резкому снижению кратности вспенивания и повышению плотности до 250 кг/м3.

Прототипом изобретения является композиция, позволяющая повысить стабильность пены и прочность пенопласта за счет использования составов, содержащих: карбамидоформальдегидную смолу, ПАВ, катализатор - 50%-ный раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты, воду и карбонатсодержащий компонент - отход водоочистки ТЭЦ (патент РФ №2230080 С 2, С 08 L 61/24, С 08 K 13/02, С 08 J 9/06// (С 08 K 13/02, 3:18, 3:26, 5:5333), Бюл. №16 от 10.06.2004).

Недостатком указанных составов является необходимость введения большого количества кислоты и за счет интенсивной химической реакции, появление остаточных усадочных напряжений, которые приводят к трещинообразованию пенопласта.

Изобретение направлено на снижение линейной усадки теплоизоляционного материала на основе карбамидоформальдегидной смолы, а также снижение расхода катализатора отверждения карбамидоформальдегидной смолы.

Результат достигается тем, что композиция для получения теплоизоляционного материала, включающая карбамидоформальдегидную смолу, ПАВ, 50% раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве ПАВ алкилбензосульфокислоту и дополнительно вспученный перлитовый песок при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Карбамидоформальдегидная смола 100
Алкилбензосульфокислота 1,8-2
50% раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты 4,0-4,4
Вспученный перлитовый песок 1-4.
Вода 60-80

Для получения теплоизоляционного материала использовали:

- карбамидоформальдегидную смолу марки КАРБАМЕТ-Т (ТУ 2223-100-05015227-2004);

- алкилбензосульфокислоту АБСК марки А (ТУ 2414-038-04689375-95);

- 50% раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ТУ 6-09-713-84);

- вспученный перлитовый песок (ГОСТ 10832-91).

Вспученный перлитовый песок состоит в основном из пористого алюмосиликатного стекла и характеризуется открытопористой структурой. Насыпная плотность вспученного перлитового песка около 35-50 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,04-0,045 Вт/м·К. Размер зерен вспученного перлитового песка составляет от 10 до 300 мкм.

Сырьевую смесь получают следующим образом. Алкилбензосульфокислоту и воду вспенивают и добавляют заранее приготовленную смесь карбамидоформальдегидной смолы и вспученного перлитового песка. Компоненты смешивают до однородного состояния. В полученную пеномассу вводят катализатор с последующим интенсивным перемешиванием. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Пример Состав, мас.ч.
  Смола карбамидоформальдегидная Вспученный перлитовый песок Алкилбензосульфо-кислота 50%-ный раствор 1-оксиэтилиден-дифосфоновой кислоты вода
1 100 1 1,8 4,0 60
2 100 2 1,8 4,1 70
3 100 3 2 4,1 80
4 100 4 2 4,2 80
Прототип   КСК ПО-6ЦТ    
  70 1-5 0,5 22-24 20

Испытания основных физико-механических свойств карбамидного пенопласта проводились по ГОСТ 17177-94. При испытаниях определяли плотность, прочность на сжатие, сорбционное увлажнение и теплопроводность.

Результаты измерений основных физико-механических показателей карбамидоформальдегидного пенопласта представлены в таблице 2.

Таблица 2
Пример Плотность, кг/м3 Прочность на сжатие при 10% линейной деформации (МПа) Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К Сорбционное увлажнение (% по массе), не более Линейная усадка, %
1 40 0,1 0,041 11 5
2 55 0,12 0,04 11 5
3 60 0,14 0,042 10 7
4 75 0,14 0,039 10 7
Прототип 95-165 0,4-1,0 0,034-0,046 18 13

Приведенные в таблице 2 данные показывают, что введение в состав композиции пористого минерального наполнителя в пределах 1-4 мас.ч. позволяет получить менее плотный карбамидный пенопласт с удовлетворительной прочностью и теплозащитными свойствами. При этом значительно сокращается расход катализатора (на 80%), снижаются сорбционное увлажнение (на 40%) и линейная усадка (на 55%). Ввиду снижения линейной усадки уменьшается трещинообразование пенопласта.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция для получения теплоизоляционного материала, включающая карбамидоформальдегидную смолу, ПАВ, 50%-ный раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве ПАВ алкилбензосульфокислоту и дополнительно вспученный перлитовый песок при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Карбамидоформальдегидная смола 100
Алкилбензосульфокислота 1,8-2
50%-ный Раствор 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты 4,0-4,4
Вспученный перлитовый песок 1-4
Вода 60-80

Версия для печати


вверх