Пенообразующий состав для строительного материала

 

Область применения: производство строительных материалов, в частности, отделочных теплоизоляционных для ограждающих и несущих конструкций. Сущность изобретения: пенообразующий состав включает, мас.%: карбамидно-формальдегидную смолу 25-50, поверхностно-активное вещество 1-5, кислый катализатор отверждения 1-10, портландцемент 0,5-11, вода - остальное. Получаемый материал отличается улучшенными эксплуатационными характеристиками, прочность на сжатие через 30 суток составляет до 39,4 кг/см². 11 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к теплоизоляционным, отделочным, ограждающим и несущим строительным материалам из пенопластических масс.

Предлагаемый состав может быть использован для изготовления строительного материала, для теплоизоляции стен, перекрытий, коммуникаций (труб) и т. п. для отделки наружных стен промышленных и гражданских зданий, для возведения стен, в том числе и несущих конструкций малоэтажных построек как в монолитном исполнении на месте, так и смонтированными из элементов (кирпичей, блоков, панелей), изготовленных в заводских условиях.

Известна композиция для изготовления теплоизоляционных изделий (1), включающая, мас.

Вспученный перлитовый песок 35,97-67,5 Карбамидно-формальдегидная смола 3,97-33,72 Алкилсиликонат щелочного металла 1,12-2,61 Поверхностно-активное вещество нейтрального или щелочного характера - 0,3-0,56 Гидроксид щелочного металла 0,007-0,01 Вода Остальное Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является пенообразующая композиция (2), включающая, мас.

Мочевино-формальдегидную смолу 27,5-29 Пенообразователь 0,9-1,3 Отвердитель (ортофосфорная кислота или другие известные) 0,5 Фосфогипс 34,8-39,3
Воду Остальное до 100
Материалы, полученные из известных пенообразующих композиций (составы), характеризуются небольшой механической прочностью.

Задача изобретения улучшение прочностных и функциональных характеристик пористых строительных материалов.

Это достигается тем, что пенообразующий состав для строительного материала, включающий карбамидно-формальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, кислый катализатор отверждения и воду дополнительно содержит портландцемент, при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбамидно-формальдегидная смола 25-50
Поверхностно-активное вещество 1-5
Кислый катализатор отверждения 1-10
Портландцемент 0,5-11
Вода Остальное до 100.

Состав может содержать дополнительно золу-уноса или вспученный перлитовый песок, или пористые пески на основе шлаков в количестве 0,5-15% от общей массы состава.

Он может дополнительно содержать: лигнин в количестве 0,5-15% от общей массы состава, глицерин или этиленгликоль, или полиэтиленгликоль в количестве 0,2-5,0% от общей массы состава, оксиэтилцеллюлозу или поливиниловый спирт в количестве 0,5-10% от общей массы состава, пигмент или краситель и фосфорнокислый аммоний в количестве до 0,1% от общей массы состава.

В качестве поверхностно-активного вещества состав содержит смесь натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции C₁₀-C₁₈ и натриевых ил триэтаноламиновых солей сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆ при следующем соотношении компонентов пенообразующего состава, мас.

Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции C₁₀-C₁₈ 1,0-2,0
Натриевые или триэтаноламиновые соли сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆ 0,1-0,5
B качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции C₁₀-C₁₃; смесь натриевых ил триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции C₁₀-C₁₆ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₂-C₁₆ при следующем соотношении компонентов пенообразующего состава, мас.

Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции C₁₀-C₁₆ 0,7-3,5
Натриевые или триэтаноламиновые соли сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₂-C₁₆ 0,3-1,5
В качестве поверхностно-активного вещества приемлемы также оксиэтилированный нонилфенол с содержанием 9-12 молей окиси этилена.

Состав может содержать дополнительно выбранную по крайней мере одну добавку из группы: натрийалкилсульфат фракции C₁₀-C₁₃, карбамид, бутанол, бутилцеллозоль, жирные спирты фракции C₁₂-С₁₆, этиловый спирт, натриевые или триэтаноламиновые соли моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆, высшие жирные спирты фракции C₁₀-C₁₆ в количестве до 5,75% от массы поверхностно-активного вещества (ПАВ).

В качестве полимера используют карбамидно-формальдегидную смолу КФ-МТ (ГОСТ 14231-78), полученную в результате реакции конденсации при мольном соотношении карбамида к формальдегиду (К:Ф), равном (1,0-1,3:1,0-1,35). В качестве вспенивающего анионного поверхностно-активного вещества применяют смесь натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции C₁₀-C₁₈ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆, натриевых и ли триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции C₁₀-C₁₃ (алкилсульфат фракции C₁₀-C₁₃), смесь натриевых или алкилсерных кислот фракции C₁₀-C₁₆ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₂-C₁₆ ("Поток" ТУ 38.5074-87; "Каскад" ТУ 38.4.07230-83; "Косульфат 3" (ПО-А)-ТУ 38.4.07328-86), также неионогенное поверхностно-активное вещество - оксиэтилированный нонилфенол на 9-12 молей окиси этилена (неонол-АФ 9-12 ТУ 38.507.63.171.91). При этом для обеспечения улучшения эксплуатационных характеристик поверхностно-активного вещества пенообразующий состав дополнительно содержал выбранную по крайней мере одну добавку из группы: натрийалкилсульфаты фракции C₁₀-C₁₃; карбамид; бутанол или бутилцеллозольв, спирты фракции C₁₂-C₁₆, высшие жирные спирты фракции C₁₂-C₁₆; натриевые или триэтаноламиновые соли моноэтаноламидов СЖК фракции C₁₀-C₁₆.

В качестве вяжущего вещества используют портландцемент, в том числе цветной (ГОСТ 10178-85). В качестве катализатора отверждения ортофосфорную кислоту (ГОСТ 10678-76), соляную (ГОСТ 3118-67), щавелевую (ГОСТ 22180-76), серную (ГОСТ 4204- 66), уксусную (ГОСТ 61-51) кислоты, а также хлористый аммоний (ГОСТ 3773-60). В качестве наполнителя используют легкий вспученный перлитовый песок фракции 5-0,16 мм (ГОСТ 10832-74), или пористые пески на основе шлаков, или золу-уноса бурых углей КАТЭК, или лигнин биохимического завода. В качестве многоатомных спиртов используют глицерин (ГОСТ 6824-57), или этиленгликоль (ГОСТ 5594-70), или полиэтиленгликоль (ГОСТ 5591-70). В пенообразующий состав можно дополнительно вводить антипирен фосфорнокислый аммоний. С целью получения окрашенного строительного материала из заявленного пенообразующего состава в него вводят пигмент, краситель и цветной портландцемент. В качестве полимерных добавок в пенообразующий состав вводят поливиниловый спирт и оксиэтилцеллюлозу.

Пенообразующий состав готовят путем смешивания компонентов в заданных соотношениях при температуре 5-30^oC в течение 0,5-1 мин.

При этом кислотность состава доводят до pH<3. Пенообразующий состав также получают смешиванием компонентов без катализатора отверждения, с последующим введением в него наполнителя, обработанного (смоченного) этим катализатором отверждения. При этом пенообразующий состав представляет собой коллоидную жидкость от белого до темно-серого цвета, а в случае введения цветных цементов, или пигмента, или красителей черного, темно-желтого, темно-зеленого, темно-синего и других, в зависимости от вводимого ингредиента.

Вспененный строительный материал из предлагаемого пенообразующего состава получают без применения повышенного давления при температурах окружающей среды от 0 до 40^oC с соблюдением условия, заключающегося в том, что пенообразующий состав в период механического диспергирования газа в нем с одновременным отверждением вспененной композиции в течение 5-10 мин сохраняет температуру не ниже 0^oC. В результате смешивания ингредиентов температура материала повышается. В дальнейшем образец принимает температуру окружающей среды. После отверждения и просушки, которая может быть осуществлена в сушильной камере в течение 2 ч при t=80^oC или при комнатной температуре в течение не менее 48 ч, полученный строительный материал может эксплуатироваться при температурах до -30^oC и ниже.

Составы и их физико-механические характеристики представлены в табл. 1-2.

Формула изобретения

1. Пенообразующий состав для строительного материала, включающий карбамидно-формальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество, кислый катализатор отверждения и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбамидно-формальдегидная смола 25 50
Поверхностно-активное вещество 1 5
Кислый катализатор отверждения 1 10
Портландцемент 0,5 11
Вода Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит золу-унос или вспученный перлитовый песок или пористые пески на основе шлаков в количестве 0,5 15,0% от общей массы состава.

3. Состав по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит лигнин в количестве 0,5 15% от общей массы состава.

4. Состав по пп. 1 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глицерин, или этиленгликоль, или полиэтиленгликоль в количестве 0,2 5% от общей массы состава.

5. Состав по пп.1 4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксиэтилцеллюлозу или поливиниловый спирт в количестве 0,5 10,0% от общей массы состава.

6. Состав по пп.1 5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пигмент или краситель.

7. Состав по пп.1 6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фосфорно-кислый аммоний в количестве до 0,1% от общей массы состава.

8. Состав по пп.1 7, отличающийся тем, что он содержит в качестве поверхностно-активного вещества натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции C₁₀ C₁₃.

9. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит смесь натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции C₁₀ - C₁₈ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀ - C₁₆ при следующем соотношении компонентов пенообразующего состава, мас.

Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции C₁₀ C₁₈ 1 2
Натриевые или триэтаноламиновые соли сульфатов алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀ C₁₆ - 0,1 0,5
10. Состав по пп.1 7, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит смесь натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсерных кислот фракции C₁₀ - C₁₆ и натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтаноламинов синтетических жирных кислот фракции C₁₂ - C₁₆ при следующем соотношении компонентов пенообразующего состава, мас.

Натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсерных кислот фракции C₁₀ C₁₆ 0,7 3,5
Натриевые или триэтаноламиновые соли сульфатов моноэтаноламинов синтетических жирных кислот фракции C₁₂ C₁₆ - 0,3 1,5
11. Состав по пп.1 7, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит оксиэтилированный нионилфенол с содержанием 9 12 молей окиси этилена.

12. Состав по пп.1, 6 9, отличающийся тем, что он дополнительно содержит выбранную по крайней мере одну добавку из группы: натрийалкилсульфаты фракции C₁₀ C₁₃, бутанол, бутилцеллюлозы, спирт фракции C₁₂ C₁₆, высшие жирные кислоты фракции C₁₂ C₁₆, этиловый спирт, моноэтаноламины синтетических жирных кислот фракции C₁₀ C₁₆, в количестве до 5,75% от массы поверхностно-активного вещества.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2