Способ получения карбонизованного пенопласта

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНИЗОВАННОГО ПЕНОПЛАСТА путем смешения фенольных микросфер с полимерным связукицим с последующим формованием, отверждением и карбонизацией, о тличающийся тем, что, с целью ускорения процесса карбонизации ПРИ Сохранении прочностных характеристик пенопласта, в качестве полимерного связующего используют 10-30% от объема всей массы раствор фенолформальдегидной смолы в ацетоне, или жидкую фурфурольную смолу, или водный раствор поливинилового спирта, или раствор поливинилформаля в смеси муравьиной кислоты и ацетона с вязкостью 17-160 МПа-с и карбонизацию осуществляют в режиме подъе- „ ма температуры 300-600 град/ч. §

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 08 Х 9 36

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3343552/23-05 (22) 15,07,81 (46) 15.12.83 Бюл. В 46 (72) A Ä.Nèòðîôàíîâ,, Л.В.Фанова, 3,A,1(удрявцева, И.Н.Якунченков и Н.Я.Вавилина (71) Владимирский политехнический институт (53) 678.632-.405.8(088.8) (56) 1. РЖХим, Т.2, 2С 554, 1973.

2. Берлин A.A., Шутов Ф.A.

Упрочненные гаэонаполненные пластмассы. М., "Химия", 1980, с.178 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНИЗОВАННОГО ПЕНОПЛАСТА путем смешения

„.SU„„0636 А фенольных микросфер с полимерным связующим с последующим формованием, отверждением и карбонизацией, о тл и ч а ю шийся. тем, что, с целью ускорения процесса карбонизации при сохранении прочностных характеристик пенопласта, в качестве полимерного связующего используют 10-301 от объема всей массы раствор фенолформальдегидной смолы в ацетоне, или жидкую фурфурольную смолу, илн водный раствор поливинилового спирта, или раствор .поливинилформаля в смеси муравьиной кислоты и ацетона с вязкостью 17-160 Ntla.с и карбонизацию осуществляют в режиме подъеЯ ма температуры 300-600 град/ч. 9

1060636

Изобретение относится к переработке высокомолекулярных соединений в высокотермостойкие легкие пористые изделия, в частности к способу получения иэделий иэ легкого карббниэованного пенопласта, которые обладая достаточной механической прочностью, могут быть использованы в качестве высокотемпературной теплоизоляции и фильтрующих материалов, работающих в инертной или 10 восстановительной среде.

Известен способ получения карбонизованного пенопласта в виде блоков на основе композиции, включающей углеродные микросферы и феноло- 15 формальдегидное связующее новолачного типа. Наполнитель и связующее берут в соотношении 70:30, формование изделий. осуществляют под давлением 0,1-2,0 МПа, отверждение проводят в течение двух часов гри темпераутре 433 К, после чего изделие помещают в электропечь и нагревают в среде азота до 1273К при скорости нагрева не более 20 град/A(13.

Недостатками способа являются длительность процесса карбонизации

40-80 ч и трудность получения изделий сложной конфигурации.

Наиболее близким по технической 30 сущности к изобретению является способ получения карбонизованного пенопласта путем смешения фенольных микросфер с полимерным связующим с последующим формованием, отвержде- 35 нием и карбониэацией. В известном способе используют связующее, состоящее иэ порошкообразной древесины смолы, фурфурилового спирта, малеинового ангидрида и ацетона, в количестве более 54Ъ, что приводит к получению материала закрытопористой структуры 2 3.

Однако известному способу присущее длительность процесса отвер, е 45 ния связующего (12 ч) и малая скорость карбонизации (15 град/ч) . Кроме того, для получения прочных изделий применяют высокие давления в процессе получения отверждения и карбони- 50 эации для предотвращения растрескивания,изделий, которое происходит из-за интенсивного газовыделения °

Цель изобретения — ускорение про- 55 цесса карбонизации при сохранении прочностных характеристик пенопласта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения карбонизованного пенопласта путем смешения фенольных микросфер с полимерным связующим с последующим формованием, отверждением и карбониэацией, в качестве полимерного связующего используют 10-30% от объема .всей массы раствор фенолформальдегидной смолы в ацетоне, или жидкую фурфурольную смолу, или водный раствор поливинилового спирта, или раствор пенополивинилформаля в смеси муравьиной кислоты и ацетона с вязкостью 17-160 МПа ° с и карбониэацию осуществляют в режиме подъема температуры 300-600 град/ч.

Фенольные микросферы и связующее смешивают в Z -образном двухлопастном смесителе в течение 10 мин.

Композицию с консистенцией "сырого песка" набивают в форму и трамбуют.

Форму помещают в термошкаф и выдерживают в течение двух часов при

473 K для отверждения и удаления летучих. После отверждения получают пенопласт с открытопористой структурой (75-85% открытых пор).

Открытопористый пенопласт получают эа счет использования для формования сыпучей композиции, содержащей жидкое связующее (вязкость

17-160 Па.с) в количестве, необходимом только для обволакивания поверхности наполнителя (фенольных микросфер)и формования тромбованием, т.е. связующего должно вводиться 10-30 об.Ъ. При нарушении этих пределов образуется дефектная структура пенопласта с неоднородной плотностью и пористостью, что делает невозможным применение высоких скоростей карбониэации.

Карбонизацию отвержденного пенопласта проводят в неокислительной среде угольная засыпка со скоростью 10, 20, 200, 300 и 600 град/ч до 1273 К.

Пример 1. Смешивают фенольные микросферы(диаметром 140-200.мкм) и раствор реэольной феноло-формальдегидной смолы ФФС в ацетоне (концентрация 58 мас.Ъ, вязкость 17 МПа с).

Объемное содержание микросфер 90%.

Пример 2. То же самое, что и в примере 1, но в качестве связующего используют раствор реэольной ФФС концентрацией 87 мас.Ъ, вязкостью 160 МПа с, объемное содержание микросфер 70% .

В таблице приведены свойства карбониэованных пеноматериалов.

1060636

Скорость карбонизации, град/ч

Соот ноше

Примеры

600

300

200

20 ние сфе бк кг/м МПа

3" Й кг/м МПа и кг/ ИПа

)" С кг/м МПа

5 кг/м ИПа ры связующее

Разрушение

60/40 220 3, 9 220 3, 9

Разрушенне

P аз рушение

Примеры

1 90/10 145

2 70/30 220

0,7 145 0,7 145 0,68

0,7 145 0,7 145

4,0 220 4,0 220

О, 62 125 0,62 125

4,2 210 4,2 .210

0,72 215 О, 72 215

4,0 220 4,0 220 3,9

0,62 125 0,62 125 0,62

90/10 125

70/30 210

4 2 210 4 2 210 4 2

0,72 215 0,72 215 0,72

0,75 215 0,75 215 0,75

5 70/30 215

6 70/30 215

0,75 215 0,75 215

Составитель Н.Проскуриина

Редактор Т.Парфенова Техред M.Надь Корректор A. Иль и н

9963/26 Тираж 494 Подписное

BHHHrS. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Прототип 90/10 150 0,7 150 0,7

Аналог 70/30 210 О, 26 210 0,26

Пример 3. То же самое, что и в примере 1, но в качестве связую- З5 щего используют жидкую фурфурольную смолу с вязкостью 19 ИПа с, объемное содержание микросфер 90%.

Пример 4. То же самое, что и в примере 3, но объемное содержа- 4Q ние микросфер 80%.

Пример 5. То же самое, что и в примере 1,но в качестве связующего используют водный раствор поливинилового спирта концентрацией

7,5 мас.%, вязкостью 17 ИПа с, объемное содержание микросфер 70%.

П р и и е р 6. То же самое, что и в примере 1, но в качестве связующего используют водный раствор поливинилового спирта концентрацией ,17,5 мас.%, вязкостью 160 NIIa ° с, объемное содержание микросфер 70%.

Карбонизация пенопласта при скоростях 300-600 град/ч не приводит к снижению прочности при сжатии пенопласта.