Патент на изобретение №2376329

(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ПЕНОПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий на основе пенопласта. Смесь содержит карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель, поверхностно-активное вещество, модифицирующую добавку и воду. В качестве модифицирующей добавки она содержит раствор природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6H₂O плотностью 1,24-1,40 т/м³. Полученная сырьевая смесь обеспечивает текучесть пеномассы, ее устойчивость к патогенной микрофлоре, снижает процент усадочной деформации и объемную массу, увеличивает стойкость к возгоранию, снижает степень выделения токсичных веществ. 11 табл., 1 ил.

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано для изготовления материалов на основе пенопластов для теплоизоляции строительных конструкций, кабин и установок, а также для упаковки.

Известен состав для получения мочевиноформальдегидного пенопласта, включающий мочевиноформальдегидную смолу, кислотный отвердитель, поверхностно-активное вещество и воду, в котором, с целью увеличения водо- и влагостойкости, предела прочности при сжатии конечного продукта, он дополнительно содержит глицерин и кубовый остаток перегонки экстрагента триэтиленгликоля – техническую смесь высших полигликолей со средней мол. м. 360-380 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мочевиноформальдегидная смола	20-30
Поверхностно-активное вещество	4-6
Кислотный отвердитель	15-17
Глицерин	0,8-1,1
Техническая смесь высших полигликолей
со средней мол. мас. 360-380	0,1-0,4
Вода	остальное

(SU, авторское свидетельство 1168570. А. М. кл⁴ С08J 9/30, С08L 61/24. Состав для получения мочевиноформальдегидного пенопласта / А.И.Зеленский, Е.И.Грушова, М.В.Гаркуша, Е.И.Щербина (СССР). – Заявка 3567043/23-05. Заявлено 21.03.1985. Опубл. 23.07.1985, Бюл. 27).

К недостаткам описанного состава применительно к решаемой проблеме – повышение текучести сырьевой смеси для пенопласта и снижение объемной усадки – относятся то, что введенная в состав смеси для получения мочевиноформальдегидного пенопласта техническая смесь высших полигликолей снижает текучесть сырьевой смеси. При отверждении пенопласта его начальные линейные размеры В×L×Н уменьшаются на 8 и более процентов.

Известна также сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая карбамидную смолу, отвердитель, фосфогипс, пенополистирол и воду, в которой, с целью повышения предела прочности при сжатии и морозостойкости, она содержит в качестве отвердителя хлористый аммоний, в качестве фосфогипса – полуводный фосфогипс и дополнительно – сульфатный щелок – отход производства целлюлозы – и перлитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

(SU, авторское свидетельство 1505909. А1. М. кл⁴ С04В 26/12. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий / Б.К.Демидович, В.Б.Ковалевский (СССР). – Заявка 4231584/23-33. Заявлено 20.04.1987. Опубл. 07.09.1089, Бюл. 33).

К недостаткам описанной сырьевой смеси применительно к изготовлению наполненного пенопласта относится большая усадка при отверждении, высокая степень обрастания патогенной микрофлорой поверхностей изделия, т.е. низкая биостойкость.

Известна также сырьевая смесь для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий (варианты), содержащая каустический магнезит, древесные опилки, водный раствор бишофита, в котором она дополнительно содержит йодинол, предварительно растворенный в водном растворе бишофита, при следующем соотношении компонентов, об.ч.:

она дополнительно включает кристаллы минерала карналлит с размером от 2 до 10 мм в количестве 0,25-0,40 об.ч.

Известен второй вариант аналогичной сырьевой смеси для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий, содержащая каустический магнезит, древесные опилки, водный раствор бишофита, в котором она дополнительно содержит кристаллы минерала карналлит с размером от 2 до 10 мм, введенные после каустического магнезита, древесных опилок и водного раствора бишофита, при следующем соотношении компонентов, об.ч.:

(RU, патент 2268247. С1. МПК С04В 28/30 (2006.01), С04В 18/26 (2006.01), Е04F 13/00 (2006.01), A61G 10/02 (2006.01). Сырьевая смесь для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий (варианты) / Г.В.Спирин, В.А.Войтович, А.А.Спирин (RU). – Заявка 2004117950/03. Заявлено 16.04.2004. Опубл. 20.01.2006, Бюл. 2).

Введенный в сырьевые смеси (по первому и второму вариантам) водный раствор природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂O придает бальнеологические качества отделочным строительным изделиям. Однако введенного количества минерала бишофит недостаточно для увеличения текучести сырьевой смеси при заполнении форм.

Известна комплексная добавка для быстротвердеющей смеси, включающая воду, в которой она дополнительно содержит хлористый натрий, бишофит и олигомерный продукт конденсации ацетона и формальдегида – олигомер АЦФ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

(RU, патент 2258049. С1. МПК С04В 22/12, С04В 103:14, С04В 28/00. Комплексная добавка для быстротвердеющей смеси / В.А.Перфилов (RU). – Заявка 2003138159/03. Заявлено 31.12.2003. Опубл. 10.08.2005, Бюл. 22).

К недостаткам описанной комплексной добавки, несмотря на декларируемые технические результаты: увеличение подвижности смеси, ускорение твердения и повышение прочности в ранние сроки естественного отверждения, относятся низкая текучесть закладной строительной смеси из-за малого содержания в ней раствора природного минерала бишофит формулы MgСl₂·6Н₂О (практически в растворе – следы компонентов минерала бишофит).

Известен способ получения сырьевой смеси для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий (варианты), включающий перемешивание каустического магнезита с древесными опилками, с последующим увлажнением массы водным раствором бишофита, окончательное перемешивание, в котором вводят в смесь в количестве 0,3-0,6 об.ч. йодинол, предварительно перемешанный с водным раствором бишофита; вводят в смесь в количестве 0,25-0,4 об.ч. кристаллы минерала карналлит с размером от 2 до 10 мм, которые добавляют сразу после окончательного перемешивания основных компонентов смеси и перемешивают в течение не более 1,5 мин.

Известен второй вариант способа получения сырьевой смеси для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий, включающий перемешивание каустического магнезита с древесными опилками, с последующим увлажнением массы водным раствором бишофита, окончательное перемешивание, в котором вводят в смесь в количестве 0,25-0,40 об.ч. кристаллы минерала карналлит с размером от 2 до 10 мм, добавляемые сразу после окончательного перемешивания основных компонентов смеси, и перемешивают в течение не более 1,5 мин (RU, патент 2276117. С2. МПК С04В 28/30 (2006.01), С04В 18/26 (2006.01), Е04F 13/00 (2006.01), A61G 10/02 (2006.01). Способ получения сырьевой смеси для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий (варианты) / Г.В.Спирин (RU), В.А Войтович (RU), A.A.Спирин (RU). – Заявка 2004117952/03. Заявлено 16.06.2004. Опубл. 10.05.2006, Бюл. 13).

К недостатку описанных способов получения сырьевых смесей для изготовления отделочных и декоративных строительных изделий применительно к решаемой технической задачи относится, несмотря на наличие водного раствора минерала бишофит, низкая текучесть при заливке формы.

Известен также состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий полимер, кислотный отвердитель, наполнитель, поверхностно-активное вещество и воду, в котором он дополнительно содержит пластификатор, а в качестве полимера – продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, стабилизированный аммиаком, или продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом и стабилизированный аммиаком, или продукт поликонденсата мочевины и формальдегида, модифицированный винакрилом и стабилизированный тетраборнокислым натрием, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

в качестве поверхностно-активного вещества он содержит смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции C₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтиламиновых солей алкилсерных кислот фракции C₁₀-С₁₃ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции C₁₉-С₂₅ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкиламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ при следующем соотношении ингредиентов, маc.%:

Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции С19-С25	10-30
Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов
первичных жиров спиртовой фракции C10-C13	30-50

или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции C₁₉-C₂₅ и натриевых или триэтиламиновых солей алкилсерных кислот фракции C₁₀-C₁₆ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₂-C₁₆ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

или смесь из натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции C₁₉ – С₂₅ и натриевых или триэтиламиновых солей алкилсульфатов первичных жировых спиртов фракции C₁₀-C₁₃ и натрий фторалкилсульфатов на основе -олефинов фракции 100-320°С С_nН_2n+1СН(СН₃)OSO₃Na(n=6-16) и натрий алкилбензосульфонатов на основе керосина C_nH_2n+1С₆Н₄SО₃Na(n=12-18) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Натриевые или кальциевые соли жирных кислот фракции C19-С25	10-30
Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жиров спиртовой фракции C10-C13	45-60
Натрий фторалкилсульфатов на основе -олефинов фракции 100-320°С CnH2n+1СН(СН3)OSO3Na (n=6-16)	5-20
Натрий алкилбензосульфонатов на основе керосина CnH2n+1 C6H4SO3Na (n=12)	15-20

в качестве наполнителя он содержит вспученный перлитовый песок, или пористые пески на основе шлаков, или гипс, или фосфогипс, или шлам от бумажного производства, или керамзит, или полимерную крошку, или древесные опилки, или силикат натрия, или их бинарные или тройные смеси в массовом соотношении ингредиентов 1:1;

в качестве пластификатора он содержит поливиниловый спирт или поливинилацетатную дисперсию, или латексы на основе каучуков, или крахмал и его производные, или дибутилфталат, или бустилат, или их бинарные или тройные смеси в массовом соотношении ингредиентов 1:1; он дополнительно содержит антипирен-фосфорнокислый аммоний, или фосфорнокислые или бромнокислые соли полиаминов, или хлорпарафины, или гексахлорбензол, или тетрабромгидроксифенил пропан, или гидроксид алюминия, или борат цинка, или их бинарные или тройные смеси в соотношении ингредиентов 1:1 в количестве 0,5-1,0 мас.% за счет воды; он дополнительно содержит смесь дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆ в количестве 0,3-1,5 мас.% за счет воды (RU, патент 2055820. С1. МПК⁶ С04 В 26/14. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / В.П.Герасименя, И.Н.Жуков, А.И.Козловский, Л.А.Соболей (RU). – Заявка 94017294/26. Заявлено 24.05.1994. Опубл. 10.03.1996).

К недостаткам описанного состава для изготовления теплоизоляционного материала относятся высокий процент (более 5%) объемной усадки свежеприготовленной пеномассы и низкая ее текучесть при заливке полостей, пустот и межстенных перегородок.

Известен также состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель, наполнитель и ПАВ, в котором, с целью улучшения теплоизоляционных свойств и снижения выделения вредных веществ в окружающую среду, он дополнительно содержит карбамид и силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%;

(SU, патент 1834870. A3. М. кл. С04 В 26/12, 38/08. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / И.З.Ахметшина (СССР). – Заявка 4928827/33. Заявлено 23.04.1991. Опубл. 15.08.1993. Бюл. 30).

К недостаткам описанного состава для изготовления теплоизоляционного материала относятся низкая текучесть свежеприготовленной пеномассы и высокий процент объемной усадки.

Известна, кроме описанных, композиция для пенопласта, включающая мочевиноформальдегидную смолу, водный раствор ортофосфорной или соляной кислоты, поверхностно-активное вещество на основе смеси натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртов, содержащих 6-16 атомов углерода, глицерин, двухатомный спирт и воду, в которой, с целью повышения прочности при сжатии пенопласта, она в качестве двухатомного спирта содержит 1,2-этандиол и дополнительно – 2-тетрагидрофурилметанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мочевиноформальдегидная смола	20-30
Ортофосфорная или соляная кислота
(5%-й водный раствор)	15-17
Поверхностно-активное вещество	4-6
Глицерин	1-1,8
1,2-этандиол	0,1-0,3
2 – тетрагидрофурилметанол	0,05-0,20
Вода	остальное

(SU, авторское свидетельство ).

К недостаткам описанной композиции пенопласта, несмотря на схожесть части компонентов в предлагаемой сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий, относятся низкая текучесть смеси и высокий процент объемной усадки при отверждении.

Известна композиция пенопласта, включающая мочевиноформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, кислотный отвердитель, глицерин и воду, в которой, с целью повышения предела прочности при сжатии конечного продукта, она содержит поверхностно-активное вещество, выбранное из группы: натриевая соль тридецилового спирта, натрий-вторалкилсульфонаты на основе -олефинов фракции 100-320°С, кислотный отвердитель, выбранный из группы: ортофосфорная или соляная кислота, и дополнительно – алифатическую эпоксидную смолу на основе диэтилен или триэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мочевиноформальдегидная смола	20-30
Указанное поверхностно-активное
вещество	4-6
Указанный кислотный отвердитель	15-17
Глицерин	0,8-2,1
Алифатическая эпоксидная смола на
основе диэтилен или триэтилентликоля	0,1-0,4
Вода	остальное

(SU, авторское свидетельство А1. М. кл. Композиция для пенопласта / Е.И.Грушова, Е.И.Щербина (СССР). – Заявка 3805997/ 23-05. Заявлено 29.10.1984).

К недостаткам описанной композиции пенопласта относятся большая усадка пенопласта и низкая текучесть сырьевой смеси при заполнении полостей строительных конструкций.

Известна композиция для получения пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, ортофосфорную кислоту, воду и модификатор, в которой в качестве модификатора она содержит углегуминовый модификатор УГМ с содержанием гуминовых кислот 60-85% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидоформальдегидная смола	20-35
Поверхностно-активное вещество	0,4-0,5
Ортофосфорная кислота	2,0-3,0
Углегуминовый модификатор
с содержанием гуминовых кислот 60-85%	0,4-0,6
Вода	остальное

RU, патент 2074206. С1. MПK C08L 61/24, С08J 9/30. Композиция для получения пенопласта / Б.В.Левинский (RU). – Заявка 94003554/04. Заявлено 03.02.1994. Опубл. 27.02.1997).

К недостаткам описанной композиции для получения пенопласта относятся низкая текучесть смеси, большая усадка пенопласта, низкие показатели по прочности и высокая вероятность заселения микропор патогенной микрофлорой.

Известен пенопласт, полученный из композиции, содержащий жидкую смолу на основе карбамида и/или меламина и формальдегида, органический полиизоцианат, аминный катализатор и кремнийорганический стабилизатор, в котором 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
Кремний органический стабилизатор	1-30
Три(-хлорэтил)фосфат или бис(-хлорэтил) винилфосфат	10-50

он получен из композиции, дополнительно содержащей модифицирующую добавку в количестве 5-50 мас.ч.; в качестве модифицирующей добавки использованы фенолы, алифатические многоатомные спирты, фурфуриловый спирт; пенопласт получен из композиции, дополнительно содержащей наполнитель в количестве 5-50 мас.ч.; в качестве наполнителя использован неорганический и/или органический наполнитель (RU, патент 2058338. С1. МПК⁶ С08G 18/54, С08G 101:00, С08J 9/02 / Пенопласт / Н.М.Романов, С.И. Соколова, А.Н.Пуховицкая, Л.Н.Смирнова (RU). – Заявка 93003854/04. Заявлено 26.01.1993. Опубл. 20.04.1996).

К недостаткам описанного пенопласта относятся недопустимо большое выделение формальдегида, высокая плотность пены, а также низкие водостойкость и термостойкость теплоизоляционной массы.

Известна композиция для получения пенопласта и способ его получения. Композиция для получения пенопласта, включающая карбамидоформальдегидную смолу и вспенивающий агент, содержащий поверхностно-активное вещество, ортофосфорную кислоту и воду, в которой она дополнительно содержит резорцин и лигносульфонаты, предварительно модифицированные карбамидом в количестве 3-6 мас.ч. на 10 мас.ч. жидких лигносульфонатов, в течение 0,5-2,5 ч, при 30-60°С при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Способ получения пенопласта путем спешивания и вспенивания композиции, включающий карбамидоформальдегидную смолу и вспенивающий агент, содержащий поверхностно-активное вещество, ортофосфорную кислоту и воду, в струе сжатого воздуха, в котором в качестве композиции используют композицию для получения пенопласта по п.1 (RU, патент 2091407. С1. МПК С08J 9/06, С08J 9/30, С08L 61/24. Композиция для получения пенопласта и способ его получения / Н.В.Генбутис, В.Б.Семенова, Е.А.Маслакова (RU). – Заявка 92011375/04. Заявлено 14.12.1992. Опубл. 27.09.1997).

К недостаткам описанной композиции для получения пенопласта, принятой в качестве наиближайшего аналога, относятся низкая текучесть вспененной композиции и большая величина усадки пенопласта при отверждении.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, – снижение степени горизонтальной усадки теплоизоляционного пенопласта.

Технический результат – увеличение текучести, устойчивости пенопласта к патогенной микрофлоре, уменьшение усадочных деформаций, снижение объемной массы, увеличение стойкости к возгоранию, снижение степени выделения токсичных веществ, в т.ч. и формальдегида.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий, преимущественно из пенопласта, включающей карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель, поверхностно-активное вещество, модифицирующую добавку и воду, согласно изобретению в качестве модифицирующей добавки она содержит раствор природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6H₂O плотностью 1,241,40 т/м³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изобретение поясняется технологической схемой, табличными материалами и примерами.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, преимущественно из пенопласта, содержит карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель, поверхностно-активное вещество, модифицирующую добавку и воду.

В описанной сырьевой смеси в качестве связующего материала используют карбамидоформальдегидную смолу, выпускаемую в соответствии с требованиями ГОСТ 14231-78 или ТУ 6000-5763450-112-90. Физико-химическая характеристика карбамидоформальдегидной смолы марки КФ-МТ (ПП) Волгоградского отделения ОАО «Химпром» приведена в таблице 1. Предельные значения описанного компонента при изготовлении сходных теплоизоляционных материалов приведены в таблице 2.

В качестве кислотного отвердителя используют одно- и двухосновные низкомолекулярные органические кислоты, такие как щавелевая по ГОСТ 22180-76. лимонная по ГОСТ 908-79Е, яблочная по ГОСТ 6341-75, неорганические кислоты – ортофосфорная кислота по ГОСТ 10678-76 или ГОСТ 6552-80, соляная кислота по ГОСТ 857-78, грунт-преобразователь ржавчины (ГПР) по ТУ 6-09-20-144-88, отмывочный раствор (АДС) по ТУ – 6-02-13-72-8 8 и др. Предельные значения 5% раствора ортофосфорной кислоты Н₃РO₄ в качестве кислотного отвердителя пеномассы приведены в таблице 2.

В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) используют в аналогичных композициях для изготовления теплоизоляционного материала или дипроксамин по ТУ 6-14-614-82, или ОП-10 по ГОСТ 8433-81, или проксамин НП-71 по ТУ 6-14-1990-75, или проксамин НП-71 по ТУ 6-14-1990-75, или сульфонол по ТУ 6-01-862-75, или сульфонол по ТУ 6-01-862-75, или полиэтиленгликоль по ТУ 6-06-С147.

В качестве пенообразователей для получения карбамидных пенопластов применяют продукты АВО-1, АВО-2, ПО-1 (ГОСТ 6948-81), Прогресс, ПО-3А и др.

Заслуживает внимания в качестве ПАВ алкилбензосульфокислота (АБСФК) по ТУ 2481-036-04689375-95, серийно выпускаемая Волгоградским отделением ОАО «Химпром». Алкилбензосульфокислота получена сульфированием линейного алкилбензола (ТУ 2414-038-046893 75-95) и используется в качестве исходного продукта для получения алкилбензолсульфонатов – компонентов моющих средств. По внешнему виду алкилбензолсульфокислота представляет собой вязкую коричневую жидкость. Формула АБСФК – RС₆Н₄SO₃Н, R=С₁₀-С₁₄.Техническая характеристика АБСК марок А, Б и В приведена в таблице 3. Предельные значения ПАВ в составе теплоизоляционного материала представлены числовыми данными в таблице 2.

В качестве модифицирующей добавки использован природный минерал бишофит (bishofit), добытый в месторождениях Волгоградской области. Разведанных запасов минерала бишофит на 2007 год в Нижнем Поволжье насчитывается до 100 млрд. тонн. Минерал бишофит с глубин 200-800 м извлекают методом подземного растворения. Минерал гигроскопичен. При растворении образуется рассол плотностью до 1,42 т/м³. В рассоле содержатся также парафиносодержащие компоненты. Минерал бишофит в воде растворяется при любой температуре. В таблице 4 представлен состав проб рассола выщелачивания бишофита, добытого в месторождениях Волгоградской области. В таблице 5 показан анализ проб рассолов выщелачивания бишофита, а в таблице 6 приведен анализ проб рассола бишофита и содержания в них макро- и микроэлементов. В таблице 7 описан состав рассола бишофита формулы MgCl₂·6Н₂О, добытого в черте г.Волгограда. В приведенных данных плотность рассола 1,2444-1,3051 т/м³, а минерализация раствора – 281,35-331,95 г/л. Основной компонент раствора – MgCl₂ – 267,2-325,3 г/кг.

При изготовлении опытных образцов пенопласта в опытах использована дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72, а при производстве теплоизоляционного материала использовали воду, соответствующую требованиям стандарта – ГОСТ 2492-81.

Пример 1. Пенопласт получают следующим образом. В емкость 1 через мелкую сетку (см. схему) заливают карбамидоформальдегидную смолу марки КФ-МТ (ПП) в виде суспензии от белого до светло-желтого цвета. На емкости 1 выполнена шкала 2 в качестве уровнемера для визуальной оценки состояния и объема смолы. В нижней части емкости 1 установлен двухходовой кран 3 с весовым дозатором. Все вводимые ингредиенты в состав смеси вводятся по величинам масс.

В емкость 4 заливают воду, соответствующую ГОСТ 2402-81. Уровень воды в емкости 4 отслеживают по шкале 5. В нижней части емкости 4 установлены двухходовой кран 6 с весовым дозатором, трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) мощностью 1 кВт и термометр.

В емкость 7 заливают рассол природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂О плотностью 1,2-1,4 т/м³ (состояние поставки с месторождения). Уровень рассола в емкости 7 отслеживают по шкале 8. Под емкостью 7 смонтирован двухходовой кран 9 с весовым дозатором.

Емкости 1, 4 и 7 смонтированы над камерой 10 смешивания карбамидоформальдегидной смолы с рассолом бишофита и водой до образования гомогенной смеси. Порции карбамидоформальдегидной смолы, бишофита и воды соответствуют ингредиентам в массовых долях (в %), приведены в таблице 8. Двухходовой кран 11 в донной части камеры 10 смешивания предусмотрен для проведения профилактических работ в конце каждой смены и должен быть установлен в положение «Закрыто». Двухходовой кран 12 в донной части камеры 10 смешивания трубопроводом 13 соединен с насосом 14. Насос 14 посредством трехходового крана 15 соединен с трубопроводом 16 для подачи рекуляционной смеси в камеру 10 смешивания. Перед трехходовым краном 15 после насоса 14 на трубопроводе смонтирован манометр 17 для контроля давления рабочей жидкости. Насос 14 смонтирован ниже камеры 10 смешивания.

При включенном электроприводе насоса 14 компоненты для смешивания из камеры 10 многократно по трубопроводам 13 и 16 при открытых кранах 12 и 15 циркулируют из камеры 10 и обратно в течение 3-5 минут, приходя в равновесное состояние с температурой не ниже +30°С. Этим достигается равномерное смешивание смолы с бишофитом и водой, доведя процентное содержание смолы в воде до требуемых значений.

Одновременно с этими работами в емкость 18 заливают алкилбензосульфонат натрия. Уровень последнего в емкости 18 устанавливают по шкале 19. Под емкостью 18 смонтирован двухходовой кран 20 с весовым дозатором. В емкость 21 заливают воду, отвечающую требованиям ГОСТ 2402-81. Уровень воды в емкости 21 отслеживают по шкале 22. Под емкостью 21 смонтирован двухходовой кран 23 с весовым дозатором. В емкость 24 заливают ортофосфорную кислоту Н₃РO₄ по ГОСТ 6552-80. Уровень кислоты в емкости 25 отслеживают по шкале 25. Выпуск кислоты Н₃РO₄ из емкости 25 производят двухходовым краном 26 с весовым дозатором.

В емкость 27 заливают компонент вспенивающего агента – рассол природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6H₂O плотностью 1,2-1,4 т/м³ и отвечающий требованиям ГОСТ 7759-73. Соотношение ингредиентов в массовых долях для образования вспененной массы приведено в таблице 8. Для получения гомогенной массы компонентов пены под емкостями 18, 21, 24 и 27 установлена камера 30 для смешивания компонентов пены. В донной части камеры 30 смешивания компонентов пены смонтированы двухходовые краны 31 и 32. Двухходовой кран 32 трубопроводом 33 гидравлически соединен с насосом 34. Насос 34 через трехходовой кран 35 соединен с трубопроводом 36 для рециркуляции растворов, являющихся компонентами пены. При работающем электроприводе насоса 34 жидкие компоненты для образования пены в течение 3-4 минут подвергаются интенсивному смешиванию для равномерного распределения компонентов во всем объеме рабочего раствора. Работу насоса 34 контролируют по показаниям манометра 37.

При завершении смешивания смолы КФ-МТ, воды и бишофита в камере 10 смешивания и алкилбензолсульфонат натрия или АБСФК, ортофосфорной кислоты, воды и бишофита в камере 30 трехходовые краны 15 и 35 приводят в положение для подачи смесей в трубопроводы 38 и 39 через обратные клапаны 40 и 41 в полость пеногенератора 42. Полость пеногенератора 42 пневматически посредством гибкого рукава 43 через обратный клапан 44 соединена с компрессором 45 и ресивером 46 сжатого воздуха. Давление воздуха в пневмосети контролируют манометром 48. Пеногенератор 42 гибким прозрачным рукавом 49 соединен с раструбом 50 для подачи вспененного теплоизоляционного материала в межстенные полости при утеплении строящихся объектов.

При закрытом двухходовом кране 29 расчетная доза рассола бишофита из емкости 7 полностью поступает в камеру 10 смешивания. В таблице 9 приведены физико-технические и экологические свойства теплоизоляционного материала из компонентов, представленных в таблице 8, причем весь объем рассола бишофита внесен разными массовыми долями: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 и 20 мас.% в карбамидоформальдегидную смолу. В качестве контроля взяты образцы пенопласта, где бишофит не вносился (см. колонки 11 в таблицах 8 и 9).

Приведенные данные в таблице 9 свидетельствуют в пользу введения в сырьевую смесь для изготовления теплоизоляционных изделий в виде заливочного пенопласта модифицирующей добавки – рассола природного минерала бишофит в указанных массовых долях.

Пример 2. Пенопласт получают следующим образом. Всю порционную навеску рассола природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂O загружают в емкость 27 и через двухходовой кран 29 с весовым дозатором подают в камеру 30 смешивания компонентов пены. Двухходовой кран 9 под емкостью 7 приведен в положение «Закрыто».

Насосом 34 жидкие компоненты из емкостей 18, 21, 24 и 27 при перекачке из камеры 30 смешивания приводят в равновесное состояние при циркуляции жидкости из камеры 30 через насос 34 по трубопроводам 33 и 36 в течение 3-4 минут. При открытых трехходовых кранах 15 и 35 растворенная смола из камеры 10 и пенообразующие компоненты из камеры 30 по трубопроводам 38 и 39 поступают в пеногенератор 42, где под избыточным давлением воздуха в пеномассе создаются устойчивые воздушные полости. Воздушная пеномасса по гибкому прозрачному рукаву 49 подается в раструб 50, а им – в полости в утепляемых простенках. Как и в примере 1, для сопоставления полученных результатов испытаний кубков пенопласта сечением 100×100×100 мм, ингредиенты остались теми же и в тех же массовых долях (см. таблицу 8).

Физико-механические и экологические свойства теплоизоляционного материала при подаче модифицирующей добавки – рассола природного минерала бишофит в пенообразующие компоненты – представлены в таблице 10. За контроль выбраны образцы пеноизола без применения бишофита. Приведенные данные показывают правомерность введения добавки в виде рассола природного минерала бишофит в сырьевую смесь для изготовления заливочного пенопласта.

Пример 3. Пенопласт получают следующим образом. В емкости 7 и 28 заливают рассол бишофита плотностью 1,24-1,40 т/м³. Плотность бишофита проверяют ареометром. Первая половина массовой доли рассола бишофита выдается в камеру 10 смешивания карбамидоформальдегидной смолы, а вторая половина массовой доли рассола бишофита направляется из емкости 28 в камеру 30 смешивания компонентов пены. Работающими насосами 14 и 34 рассол бишофита равномерно распределяется в растворах камер 10 и 30. Далее хорошо размешанные ингредиенты через трехходовые краны 15 и 35 и при работающих компрессоре 45 и насосах 15 и 35 подаются в пеногенератор 42. Полученная подвижная масса воздушным потоком из пеногенератора 42 выдавливается в гибкий прозрачный рукав 49 и раструбом 50 укладывается в полости стен. Физико-технические и экологические свойства теплоизоляционного материала, полученные описанным способом, приведены в таблице 11.

Приведенные сведения подтверждают правомерность введения рассола природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂О в сырьевую смесь для изготовления теплоизоляционных изделий.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий на основе пенопласта, включающая карбамидоформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, кислотный отвердитель, воду и модифицирующую добавку – раствор природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6H₂O плотностью 1,241,40 т/м³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

РИСУНКИ