ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ КАРБАМИДНЫХ СМОЛ

На основе мочевиноформальдегндиых смол за рубежом из­готовляют легкие пенистые материалы под различными назва иия. ми с объемным весом от Г) до 50 кг/м3.

В ФРГ выпускается мочевипоформальдегидпий и< поцлас Ипорка» [75], который представляет собой белый певнетьм. материал, состоящий из мелких замкнутых шарообразных пор различных диаметров (не более 0,3—0,5 мм). Исходная смесь' состоит из 30%-ного формалина и мочевины, к смеси добав-.

Ляют децинормальнын раствор едкого натрия и гексамети - лентетрамнн, после чего ее нагревают при температури 95° С Одновременно приготовляют иснспннаюшнй раствор, состоя­щий из фосфорной кислоты, резорцина, эмульгатора и воды.

Для получения пены применяется аппарат, снабженный быстровращающейся мешалкой. Жидкую пену быстро разли­вают в формы, выдерживают 2 ч при температуре 20° С и вы­сушивают при 40—60° С в течение Г> суток. Материал обладает низким объемным весом (5—15 кг/м3).

В табл. 8 приведены результаты определения коэффициен­та теплопроводности пенистого материала «Ипорка» с объ­емным весом 15 кг/м3 при различных температурах.

Температур»!,

Коэффициент геп-

Тсмперап ра,

Коэффициент Тегі-

Лшфопо шостії.

Іонронодности,

С

Кка. і/м ■ « ■ Гріїї).

" • Ч • ч • град.

Таблица 8

Новый пенопласт гигроскопичен, иодопоглощенпс его до­ходит до I 000% по весу, механическая прочность невелика— 0,2—0,5 кГ/см2. Он очень чувствителен к ударам и шбрацпи, в этих случаях часть стенок пор разрушается. Зі пенопласт трудно воспламеняется.

Прочность плит «Ліноркн», а также их стойкость в усло­виях влажной среды могут быть улучшены, если их обернуть фольгой, покрыть битумом или даже упаковать в бнтумнзи - рованный слой мастики, который содержит в качестве укреп­ляющего материала минеральное волокно.

Коэффициент звукопоглощения ипоркн с объемным весом 15 кг/м3 при различных частотах звука гірнветеп в табл. 9.

В некоторых работах [76] указывают на многолетнюю практику эксплуатации плит из мочевиноформальдегидной смолы, покрытых замазкой, состоящей из расплавленного ка­менноугольного пека со стекловолокном «Ипорка К». Прак­тика показала, что эти плиты являются высококачественными холодонзоляционным материалом и вместе с тем хорошо за­щищают холодильные камеры от увлажнения. Суточное водо - поглощение «Инорка К» составляет 8 г/м-, а пенопласта без покрытия—460 г/м2.

«Изошаум»—второй вид пенопласта на основе мочевино- формальдегпдных смол, выпускаемый в ФРГ [77]. Он изготов­ляется на различных передвижных установках на месте строи­тельства.

Известно несколько видов таких передвижных установок. Имеется установка, включающая в себя сосуды для смолы и вспенивателя, из которых компоненты подаются под давле­нием 4,5 ати в распылитель, где смешиваются. Образовавший­ся материал наносится на изолируемые поверхности. Полу­чаемый «Изошаум» имеет объемный вес 5—25 Кгім3, длитель­ность высыхания 1—2 суток, влажность около 3%. Произво­дительность установки 2—3 м3/час. Установка для получения изошаума [78] имеет специальный шприц-пистолет, из которо­го мочевнноформальдегпдная смола и норообразуюіцее веще­ство в виде смеси подаются под давлением сжатого воздуха на место изоляции.

Транспортабельная установка [79, 80] состоит из небольшо­го компрессора, от мотора которого приводятся в действие 2 насоса: один засасывает предварительно конденсированную смолу, а другой подает пенообразователь. Смолу и пенообра­зователь затем смешивают в специальном баке. После вдува­ния воздуха в этом баке образуется пенообразная масса, ко­торая, проходя через диафрагму и смесительную трубку, превращается в равномерную мелкопористую пену.

«Изошаум» имеет объемный вес от 5 до 15 кг W. Свежепри­готовленная масса при комнатной температуре в течение 2 дней сильно теряет в весе, а затем вес изменяется незначи­тельно и становится постоянным. Одновременно происходит усадка, которая полностью не заканчивается в течение 10 су­ток. Для снижения усадки в состав вводят модифицирующие добавки.

«Изошаум» обладает морозостойкостью, темгіературостой - костью от +100 до —200° С. Коэффициент теплопроводности составляет 0,025—0,027 ккал.'м • ч ■ град. Он стерилен, не ги­гроскопичен. не пылит, не разлагается при соприкосновении с водой.

Некоторые виды мочевипоформальдегидных пенопластон [81], полученных из жидких смол и жидкого отвердителя вспе­ниванием сжатым воздухом при температуре 15—30° С, имеют 40 небольшой объемный нес—около 10 кг/м3. Полученные пено­пласты обладают коэффициентом теплопроводности около 0,028 Ккіиїм • ч ■ град, пределом прочности при сжатии 0,5—1,0 кГ/см2, диапазоном температур эксплуатации - от —200 до +100' С. Пенопласт стоек к различным растворите­лям и воде и не стоек к кислотам и щелочам. Мочевннофор- мальдегндиые пенопласты получают с открытыми порами, ко­торые хорошо поглощают звуковые волны средних и высоких частот.

В ГДР на основе мочевиноформальдегидиой смолы полу чают пенопласт под названием «Пнатерм». Он обладает хоро­шими тепло - и звукоизоляционными свойствами. Коэффициент теплопроводности материала 0,035 ккал/м - ч-град. Объемный вес материала 10—13 КгімJ. «Пнатерм» не горит, морозостоек, хорошо режется иа кускн требуемых размеров. Применяется он в строительстве для изоляции.

В Чехословакии мочевиноформальдегндный пенопласт по­лучают методом непрерывного производства. В Пардубицком институте синтетических смол и лаков [82, 83] разработана технология формования мочевнноформальдегидиого пенопла­ста «Мофотсрм» на основе мочевиноформальдегидиой смолы «Мофозол» и всиеннвателя «Мофодур». В качестве огвердптс - ля используют ІЬРОь в качестве модифицирующего компо­нента—резорцин. Разработана передвижная аппаратура для непосредственного формования пенопласта па месте примене­ния. Готовая пена в мало текучем, по стабильном состоянии подается шлангом к месту заполнения. Аппарат работает пе­риодически с производительностью 1,3 .и3 мофотерма в тече­ние 40 мпн. Через 30 сск после выхода из шланга вспенен іни масса переходит в нетекучее состояние, объемный вес влаж­ного «Мофотерма» составляет 30—45 кг/м3. Избыточная подл в нормальных условиях легко испаряется, и пенопласт посте­пенно высыхает до объемного веса 7—9 кг/м3. При темпера­туре 20° С и относительной влажности 95% коэффициент теп­лопроводности «Мофотерма» составляет 0,04 ккал/м • ч • град. Пенопласт стоек к действию большинства органических рас­творителей, сильные кислоты и основания, а также их нары действуют разрушающе.

В ЧССР [84] плиты из «Мофотерма» изготовляют также и на батарейных установках. Производительность одной уста­новки, обслуживаемой двумя рабочими, 5—5,5 м3 в смену (100—120.и-' плит).

Несмотря на хорошие теплоизоляционные свойства «Мофо­терма» (А,—0,025 ккал/м ■ ч • град) его до енх пор не примени ли для устройства теплоизоляции стеновых панелей из-за не­высокой механической прочности. Предел прочности при сжа­тии составляет 0,1 кПсм- при объемном весе 7 кг/см3. Прнме - некие Мофотерма» с объемным весом 12—14 кг/м3 повышает его прочность на 50%. Испытания показали, что такой пено­пласт пригоден для изготовления панелей, кратковременно пропариваемых в тоннельных установках при температуре 90° С. Панель толщиной 24 см (наружный бетонный слой из бетона—5 с'.и, мофотерм—Г> см. несущий бетонный слон-- 12 см, внутренняя штукатурка—1 см) имеет термическое со­противление 1,23 ккал/м2-ч-град при влажности 6%,что соот­ветствует кирпичной стене толщиной 92 см.

Для теплоизоляции панелей «Мофотерм» применяется в виде плнт, изготовляемых в разборных фермах со стенками из этернитовых плит толщиной 10 мм. Этернит имеет минималь­ное сцепление с мофотермом. После заполнения форм «Мофо­терма выдерживают одни сутки, после чего излишки срезают ножо; о?:. <{>ормы разбирают, и изготовленные плиты устанав­ливают для сушки на ребро, отделяя друг от друга воздуш­ными промежутками Продолжительность сушки—около 7 дней. 8 то же время происходит усадка плит, достигающая 7—10% первоначальной длины, что должно учитываться при конструировании форм. Ускорение сушки недопустимо, так как приводит к неравномерному высыханию и деформации.

Во Франции применение мочевииоформальдегидиого пено­пласта осуществляется методом иабрызгивания [85]. Материал в жидком состоянии наносится на изолированную поверх­ность пистолетом под давлением 2 кГ/см2.

Перед нанесением смола смешивается с пенообразовате­лем и катализатором; затвердевание происходит на холоду. Объемный вес пенопласта 10 кг/м3. Коэффициент теплопро­водности при 60% относительной влажности воздуха 0.025 ккал/м • ч ■ град. По огнестойкости он относится к само­затухающим материалам. Верхний температурный предел его применения 100 С. Влагопоглощеппе—32% по весу, 0,35% п > объему при температуре 20'С и 95% относительной влаж­ности. Материал хорошо сцепляется с шероховатой поверх­ностью, для увеличения прочности его иногда наносят на ткань, металлическую или деревянную решетку или сетку. Он применяется дпя защиты подземных резервуаров, изоляции холодильных камер, трубопроводов п т. д.

В Болгарии разработан способ получения мочевинофор- мальдегидного пенопласта путем применения комбинирован­ного вспенивания—механического вспенивания в присутствии эмульгаторов и вспенивания, происходящего за счет разложе­ния порофора (углекислого аммония). Конденсация длится 2 ч, а затем к полученной смоле добавляют 10—15% древес­ной муки, увеличивающей предел прочности при сжатии. Этот пенопласт применяют в строительстве и для изоляции холо­дильников. 12

И Польше мочевнноформальдегидиый пенопласт изготов­ляется на міч-го применения. /Метод изготовлении пневматиче­ский.

Предложен способ [86] повышения механической пр. нюсі, і мочевиноформальдегидных пенопластов путем добавления гипса в количестве 20% к весу незатвердевшей пены, получен ной механическим путем из водного раствора мочевинофор­мальдегидиой смолы. После отверждения с помощью кислоты получают пенопласт с однородной структурой, пригодный для применения в строительстве в качестве изоляционных мате­риалов. Объемный вес полученного пенопласта 65—68 кг/см Механическая прочность около 2 КГІсм2

В Италии вспенивание и распыление мочевиноформальде­гидных смол осуществляется на установке весом 57 кг с по мощыо воздуха под давлением 3—7 ати [87]. Установка—не прерывного действия; производительность ее 0.5 2,5 лГ ■ пенопласта с объемным весом 5—15 кг/м1-, установка снабже­на гибкой трубой длиной 10 м. Изоляционная способность пенопласта толщиной 5 см эквивалентна изоляционной способ­ности кирпичной стены толщиной 76 см. Пенопласт обладает самозатухаюшнми свойствами и может быть применен до тем пературы 120°Г.. Пол нагрузкой 0,0925 кПсм1 диск из пено­пласта с объемным весом 9,8 кг/мл щаметром 20 мм необра­тимо деформируется на 15%. Мочевниоформальдегндный пе иопласт применяют для изоляции контейнеров для жидкого воздуха с температурой 190 С, вагонов, домов (в составе трехслойных конструкций), труб и др.

В Англии производят теплоизоляцию стен путем введения в полость между двумя рядами кладки жидкого мочевинофор - мальдегндного пенопласта 8bJ. Жидкая пена нагнетается под давлением в небольшие отверстия в швах кладки до ее шг катуркп. Обору ювапнем служат 2 установленных па тележке цилиндра, п одном из коюрых содержится водная суспензия мочевиноформальдегидиой смолы, в другом—смесь катализа­тора и пенообразователя. Жидкости перемешиваются в смеси­тельном устройстве, н образующаяся пена нагнетается под дав­лением 3,5—4 кГ/см-. Через 7 дней пена высыхает, приобре­тает вид ваты и содержит не менее 99% пустот.

Пенопласты на основе мочевиноформальдегидных смол 89], несмотря на относительно низкие показатели по механи ческой прочности, обладают более высокой термостабнль - ностыо по сравнению с пепотпастамп па основе термопластнч пых материалов. Кроме того, им легко можно придать само гасящие свойства.

ІІОЛІІВИНИЛХЛОРИДНЬШ ПІ НОПЛАСТЫ Для изготовления полнвнннлхлорндных пенопластов прп меняют поливиннлхлоридную смолу, пластификатор, стабили <атор, поверхностноактивиое вещество.

Особое внимание уделяют получению пенистого поливи- нилхлорида методом вспенивания с помощью адсорбирован­ного под высоким давлением газа. Этот метод дает возмож­ность получать однородный материал с замкнутыми порами, обладающий повышенной стабильностью к усадке при нагре­вании.

Наиболее современным методом [91] получения пластифи­цированного пенопласта с объемным весом до 50 кг/м3 из по - ливипилхлорида является двухступенчатый процесс, в кото­ром пасту из поливинихлорида, пластификатора, стабилизато­ра и газообразователя наливают в форму, помещают в пресс, нагревают до температуры, при которой разлагается газооб - разователь (азосоедииение, сульфогпдразид, N—нитрозосое - диненпе или азид),и паста желатинизнруется. Затем материал охлаждают под давлением до температуры 20° С, распрессо - вывают и получают пенопласт, твердый и мягкий пенистый поливинилхлорид. При получении пенопласта первая тепловая обработка происходит при температуре 160—180° С, вторая обработка для твердых—при температуре 120 и для мягких при 75—95° С.

Фирма «Anilin und Soda Fabrik AG» (ФРГ) предлагает но­вый способ получения пенопластов с низким объемным весом [92]. По этому способу полимеры или сополимеры третичного бутилакрилового или третичного бутилметакрнлового эфиров выделяют при нагревании до температуры, превышающей их точку размягчения, изобутилен, который н вспенивает массу полимера. Например, рекомендуется смесь из 50—95 вес. ч. поливинплхлорида и 50—5 вес. ч. третичного бутилакрилового эфира; образующийся пенопласт с закрытыми порами имеет объемный вес 20—500 кг/м3. Для нагрева массы может приме­няться пар, горячие жидкости, инфракрасные лучи и высоко­частотный нагрев. Для получения изделий определенной кон­фигурации нагрев смеси и вспенивание производят в формах.

В США пенистый поливинилхлорид получают на экструде - ре путем введения газообразователя в композицию [93]. Ком­позиции готовят различными методами. Температура смеши­вания должна быть ниже температуры разложения газообра­зователя. Если композиция должна долго храниться, то сле­дует применять газообразователь с высокой температурой разложения. Применяют экструдер с диаметром червяка 63,5 мм, коэффициентом сжатия 2,17: 1 и отношением длины червяка к диаметру 17,5 : 1. Температура головки па 22—33° С ниже температуры выходящего материала. Расширение про­исходит непосредственно после выхода из головки, так что можно применять обычную ванну для охлаждения и приспо­собления для отвода изделия. С увеличением количества газо­образователя снижается плотность пенопласта и его проч­ность на растяжение. 44

Гладкая поверхность пенопласта зависит от конструкции головки; наилучшие результаты получены при коротких на­правляющих мундштука

Предлагается метод [97] производства мягких полннннил- хлоридпых пенопластов путем протнвогочпого насыщения по - ливиннлхлоридиого пластнзоля углекислым газом под давле­нием 2,1—6,3 ати. Пластификатор, содержащийся в пластизо - ле, способен под давлением в 7 кГ/см2 поглощать 20-кратное по отношению к объему пластизола количество С02. После­дующее формование в непрерывный блок производят в высо­кочастотном нагревательном устройстве, где материал вспени­вается в течение 1 мин.

В ряде случаев для получения пеиоматериалов па основе поливинилхлорнда [95] применяют метод шприцевания или ка - ландровання, используя при этом обычное оборудование. В ка честве газообразователя применяют диамид азоугольной кислоты с температурой разложения на воздухе 196,1° С и в композиции на основе поливинилхлорнда 176,7 С. Шприцева ниє или каландрованне осуществляют при температуре на 16,5—22° С ниже температуры разложения газообразующего вещества. Смешивают все компоненты на вальцах в течение 12 мин при температуре 132 С. Охлажденную и гранулиро­ванную композицию поливниилхлорида затем подают в бункер шприц-машнпы. На машине с диаметром червяка 38 мм и коэффициентом сжатия 1,32:1 применяли следующий режим шприцевания композиции в иевспенепном состоянии (в °С): в первой зоне цилиндра температура 126,6, во второй—132, в головной части цилиндра 121 и в головке 115,5, число оборо­тов червяка—6 об/мин. Материал, выдавливаемый из шпрнц- машнны, затем поступает в специальную печь, где происхо­дит вспенивание в течение I—9 мин при температуре 187,7° С.

В Англии пенистый поливинилхлорид получают двумя методами [96|: вспениванием инертным газом нагретой и нахо­дящейся под давлением массы и с помощью газообразова - гелей.

Вторым методом получают мягкие и твердые продукты с открытыми и закрытыми порами.

Метод получения пенистого поливинилхлорнда вспенива­нием инертными газами заключается в следующем. Жидкую поливинилхлоридпую пасту насыщают С02 или другим инерт­ным газом под давлением 7—56 ати. Затем ее выдавливают на движущуюся ленту, па которой паста вспенивается, жслати ннзнруется и спекается при температуре около 150° С. Этим методом получают материал с открытыми порами. Производи­тельность при этом равна 170 кг/ч.

При изготовлении пенистого поливинилхлорнда применя­ются различные порофоры: азосоединепня, сульфоннлгндра - зиды, N-иитросоедннения, азиды и т. д.

Для получения пенистого материала с закрытыми норами сначала готовят смесь из поливинилхлорнда, газообразовате­ля, стабилизатора, пластификатора. Для равномерного рас­пределения газообразователя смесь обрабатывается на трех - валковых вальцах. Приготовленную смічь загружают в фор­му, герметизируют и помешают в пресс. Форма должна быть рассчитана иа внутреннее давление до 140 кГ/см~. Плиты пресса нагревают до температуры 160—170° С и поддержи­вают ее до полного разложения газообразователя. Давление при прессовании 140—210 кГ/см2. По окончании этого про­цесса форму охлаждают до температуры 20 - ЗО1 С, давление снимают и сформованное изделие обрабатывают паром, кипящей водой или горячим воздухом при температуре 95- 105° С.

Поливипилхлорндный пенопласт [97] может быть исполь­зован как жесткий термоизоляционный материал, он не хру­пок и не крошится. Механические свойства одного из видов этого материала помещены в табл. 10.

Таблица 10

Показатели

Пенополиввыплхлорндный пено­пласт объемным весом, г;г/мя

16

21

2-3

29

ЗУ

Прочін сть при сжатии, кГ/см2

2, у

3,5

7,7

7,24

12,6

Модуль упругости при сжатии, кГ/см-

105

105

215

196

280

Предел прочности при сдвиге кГ/см-

3,15

5,25

7,0

8,4

10.5

Предел прочности при изгибе, кГ/см2

3,5

3.5

9,8

9,8

1 1,0

Предел прочности при растяжении, КГ/см2 ........................................

3,5

5,6

14,0

9,1

17,5

Во Франции фирма «Kleber Colombes» выпускает пени­стый поливинилхлорид типа «Клежесель» [98]. Фирма изготов­ляет несколько видов этого материала различного назначе­ния—теплоизоляционный, акустический и ^герметизирующий.

Жесткий материал выпускается в виде блоков, окрашен­ных в любой цвет, что делает возможным использовать их для отделочных работ.

Мягкий пенопласт выпускается в виде листов. «Клежесель» не стареет, не имеет запаха, трудносгораем, хладостойкость его до температуры —200° С. Коэффициент теплопроводности «Клежесель» объемным весом 40 кг/м* при 0°С составляет 0,026 Кка. і/м • ч ■ град, при 20° С—0,028 Ккалім • ч • град.

В Польше для получения lleliltciol. ю 1иы1.л. применяют перекись водорода в качестве азоооразо сля т катализатор, ускоряющий разложение пере шен [99]. г соб дает возможность получать материал о»чородн туры толщиной около 5 СМ с объем 111 i 250 л П

Другому методу в качесіве газообразова тс при nj< іа ве пенопластов применяют щавелеііую кислоту, разл? ощ; ся при повышенной температуре на СО, COj и воду. Щавеле­вую кислоту можно также применять в смеси с вещества и щелочного характера, например, с СаСО или другими образователямп. Полученный пенопласт пмееі неитр ы реакцию, обьемный вес 140 кг/м3, обладает однородной с, тру турой и хорошо сохраняет приданную ему форму. Водопогл^ щенне материала близко к водопоглощению пенопл га, по­лученного с применением азотистого порофора.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

  1. Пока что нет комментариев.