Композиция для карбамидного пенопласта

Изобретение относится к полимерным композициям для предохранения грунтов, карьеров сырьевых материалов, хранящихся на открытых складах, от сезонного промерзания. Композиция для карбамидного пенопласта содержит карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь, отвердитель (ортофосфорная кислота), воду. Дополнительно она включает экстракты коры хвойных пород, органоминеральный модификатор (зола-унос) при следующем соотношении компонентов мас.%: карбамидоформальдегидная смола 23-25; пенообразователь 5-8; отвердитель (ортофосфорная кислота) 10-12; экстракты коры хвойных пород 9-14; органоминеральный модификатор 7-20; вода остальное. Достигается снижение токсичности, уменьшение степени горючести и повышение прочности карбамидного пенопласта из предлагаемой композиции. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к полимерным композициям для предохранения грунтов, карьеров сырьевых материалов, хранящихся на открытых складах, от сезонного промерзания.

Известна композиция пенопласта, включающая карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель (соляную кислоту) и отход производства синтетического каучука - серум (Патент SU №1807995, МПК С08J 9/06, С08L 61/24, опубл. 1993 г.).

Пенопласт, получаемый на основе этой композиции, обладает недостаточными физико-химическими и экологическими свойствами, высокой токсичностью и степенью горючестью, что не позволяет применять его в строительстве, так как высокое выделение свободного формальдегида (НСНО) как в процессе производства, так и при его эксплуатации ограничивается нормами ПДК.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиция для карбамидного пенопласта (Патент SU №1790582, МПК С08L 61/24, С08L 9/30, опубл. 1993 г.), включающая карбамидоформальдегидную смолу пенообразователь, отвердитель, хлоридсульфат-тиосульфат натрия и воду.

Пенопласт, полученный на основе этой композиции, имеет ряд существенных недостатков - высокая горючесть, воспламеняемость, недостаточная прочность, а также большой индекс токсичности 140-150%, при этом равномерная концентрация HCHJ содержания формальдегида в рабочей зоне превышает нормы ПДК.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение токсичности, уменьшение степени горючести и повышение прочности карбамидного пенопласта из предлагаемой композиции.

Поставленная задача для достижения технического результата решается тем, что композиция для карбамидного пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь, отвердитель - ортофосфорную кислоту 10% концентрации, воду, согласно изобретению она дополнительно содержит экстракты коры хвойных пород и органоминеральный модификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидоформальдегидная смола	23-25
Пенообразователь	5-8
Отвердитель	10-12
Экстракты коры хвойных пород	9-14
Органоминеральный модификатор	7-20
Вода	остальное

В карбамидоформальдегидной смоле массовая доля свободного формальдегида не превышает 0,15%, экстракты коры хвойных пород содержат танниды и полифенолы, в качестве пенообразователя использована альфобензосульфанокислота или сульфанол, в качестве органоминерального модификатора использована зола-унос, полученная от сжигания углей, содержащая оксиды железа, алюминия, кальция, магния.

Введение в состав композиции золы-уноса, получаемой от сжигания углей в качестве органоминерального модификатора, повышает прочность, так как она содержит оксид железа от 6,0 до 14,0%, оксид алюминия от 4,0 до 10,0%, оксид кальция от 20,0 до 35,0%, оксид магния от 3,0 до 6,0%, а введение на стадии изготовления в эмульсионный раствор экстрактов коры хвойных пород, содержащих танниды и полифенолы, понижает токсичность и горючесть карбамидного пенопласта за счет химического взаимодействия формальдегида с полифенолами.

Пример 1

Одновременно подготавливают два раствора.

Путем механического перемешивания 23 мас.% карбамидоформальдегидной малотоксичной смолы (КФМТ-15), 9 мас.%, экстракта коры хвойных пород и 7 мас.% органоминерального модификатора - золы-уноса, получаемого, например, от сжигания углей месторождения КАТЭК, полученный эмульсионный раствор (смоляной эмульсии) после перемешивания дополнительно обрабатывают в течение 8 мин озоном. При этом отдельно готовят раствор пенообразователя, в качестве которого использована 5 мас.% альфобензосульфанокислота и 10 мас.%. ортофосфорной кислоты 10% концентрации (отвердитель), вода остальное, затем дополнительно его подогревают до температуры 40÷50°С и перемешивают до полной гомогенизации и стабильности. В образующуюся пену методом вспрыскивания подают раствор смоляной эмульсии, при этом происходит химический процесс поликонденсации - процесс частичного отверждения. Частично отвержденная гелеобразная полимерная масса пены подается по пенопроводу, увеличиваясь в объеме с кратностью 30-45 об. ед., масса заливается на подготавливаемую к утеплению поверхность грунта, где она в течение ориентировочно 25÷40 мин превращается в пенопласт.

Пример 2

Получение композиции осуществляют аналогично примеру 1, при смешивании 24 мас.% карбамидоформальдегидной смолы марки КФМТ-15, 12 мас.% экстракта коры хвойных пород и 14 мас.% органоминерального модификатора (золы-уноса). При этом раствор пенообразователя содержит 6 мас.% альфобензосульфанокислоты и 11 мас.%. отвердителя (10% ортофосфорная кислота), вода остальное.

Пример 3

Получение композиции осуществляют аналогично примеру 1, при смешивании 25 мас.% карбамидоформальдегидной смолы марки КФМТ-15, 14 мас.%. экстракта коры хвойных пород и 20 мас.%. органоминерального модификатора (золы-уноса). При этом пенообразователь содержит 8 мас.% поверхностно-активного вещества - альфобензосульфанокислоту и 12 мас.% отвердителя - ортофосфорной кислоты, вода остальное.

Рецептура композиции и результаты испытания предлагаемой композиции приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1.
№	Компонент	Содержание компонентов, мас. %
1	2	3
1	Карбамидоформальдегидная малотоксичная смола КФМТ-15	23	24	25
2	Пенообразователь, альфобензосульфанокислота	5	6	8
3	Отвердитель, ортофосфорная кислота 10% концентрации	10	11	12
4	Экстракты коры хвойных пород	9	12	14
5	Органоминеральный модификатор, зола-унос (отход производства)	7	14	20
6	Вода	Остальное

Таблица 2.
Композиция	Прочность на сжатие, МПа	Степень горючести по СНиП 21-01-97	Степень воспламеняемости по СНиП 21-01-47
1	0,12	Г-2	В-2
2	0,15	Г-2	В-1
3	0,19	Г-1	В-1

Результаты испытаний (табл.1 и 2) композиции карбамидного пенопласта показывают влияние экстракта коры хвойных пород на экологические и токсилогические свойства пенопласта, а применение в составе композиции органоминерального модификатора (золы-унос) отхода производства ТЭС повышает огнестойкость пенопласта, одновременно снижая его степень горючести, воспламеняемости, а также повышает прочность пенопласта. Использование данной композиции экологически и экономически оправдано, так как в ней используются отходы производства ТЭС (зола-унос) и экстракт коры хвойных пород канифольного производства, что ставит ее в разряд промышленного применения и внедрения.

Полученный с широкими функционально-технологическими возможностями карбамидный пенопласт по данной композиции представляет мезапористый быстротвердеющий, прочный, термостойкий, экологически чистый поропласт с развитой ячеистой структурой, с низким коэффициентом теплопроводности λ=0,033-0,056 Вт/мК и степени горючести Г-1.

1. Композиция для карбамидного пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь, ортофосфорную кислоту и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит экстракт коры хвойных пород и золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидоформальдегидная смола	23-25
Пенообразователь	5-8
Ортофосфорная кислота	10-12
Экстракт коры хвойных пород	9-14
Зола-унос	7-20
Вода	Остальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в карбамидоформальдегидной смоле массовая доля свободного формальдегида не превышает 0,15%.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пенообразователя используют альфобензосульфанокислоту или сульфанол.